履带式装备免维护电源的制作方法

本实用新型涉及军用设备
技术领域：
，尤其涉及一种履带式装备免维护电源。
背景技术：
：长期以来，履带式装备都是利用蓄电池作为启动与供电电源，具体电路原理图可参照图1。蓄电池的主要优点是储存的能量密度大，有利于较长时间放电，但它的功率密度小、体积大、重量重，不利于用作大功率瞬时放电的设备，特别是每年要进行两次保养维护，拆卸困难，充电时间长，一般为24～48小时，而且是利用硫酸作为电解质，不利于环保。每年花费在履带式装备蓄电池维护保养上的费用高达几个亿，再加上履带式装备不是长期训练，不使用的时间较长，如不及时维护，蓄电池容易损坏。上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。技术实现要素：本实用新型的主要目的在于提供一种履带式装备免维护电源，旨在解决现有技术中损坏量大、维护保养经费高及不环保的技术问题。为实现上述目的，本实用新型提供一种履带式装备免维护电源，所述履带式装备免维护电源包括：超级电容储能组件、充电控制器和电压检测单元，所述充电控制器与所述超级电容储能组件及电压检测单元分别连接，所述充电控制器与履带式装备相连；所述超级电容储能组件，用于存储电能；所述充电控制器，用于控制所述超级电容储能组件为所述履带式装备进行放电，以及为所述超级电容储能组件进行充电；所述电压检测单元，用于检测所述超级电容储能组件的充电电压，并对所述充电电压进行显示。优选地，所述超级电容储能组件包括：N个超级电容组，各超级电容组之间相互并联，各超级电容组分别包括M个超级电容，每一超级电容组中的各超级电容之间相互串联，所述N和M分别为大于等于2的整数。优选地，所述N为5，所述M为12。优选地，所述超级电容储能组件还包括：均压保护电路；所述均压保护电路与各超级电容组分别连接。优选地，所述充电控制器采用半桥电路拓扑结构。优选地，所述履带式装备免维护电源还包括：散热风扇；所述电压检测单元，还用于在所述充电电压超过预设电压时，启动所述散热风扇。优选地，所述履带式装备免维护电源还包括：指示灯；所述电压检测单元，还用于在所述充电电压超过预设电压时，启动所述指示灯。本实用新型利用大容量超级电容作为储能介质的一种履带式装备免维护电源，实现履带式装备启动与供电的环保和免维护，满足各型号履带式装备在高低温条件下启动与供电的需要，并解决了利用蓄电池作为履带式装备启动与供电电源，存在损坏量大、维护保养经费高、不环保等难题，同时采用超级电容作为储能元件，解决了蓄电池高低温不能启动的难题，满足了履带式装备在高低温条件下启动和供电的需要。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为现有技术中的履带式装备电源的电路原理框图；图2为本实用新型一种实施例的履带式装备免维护电源的电路原理框图；图3为图2所示的履带式装备免维护电源中充电控制器的电路原理图；图4a为图3所示的充电控制器的第一种工作状态的示意图；图4b为图3所示的充电控制器的第二种工作状态的示意图；图4c为图3所示的充电控制器的第三种工作状态的示意图；图4d为图3所示的充电控制器的第四种工作状态的示意图。附图标号说明：标号名称标号名称101AC/DC102启动开关103并联放电104启动按钮105直流接触器线圈106直流接触器触头107启动电动机108蓄电池组201超级电容储能组件202充电控制器203电压检测单元2011超级电容组2012均压保护电路本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。图2为本实用新型一种实施例的履带式装备免维护电源的电路原理框图；参照图2，所述履带式装备免维护电源包括：超级电容储能组件201、充电控制器202和电压检测单元203，所述充电控制器202与所述超级电容储能组件201及电压检测单元203分别连接，所述充电控制器202与履带式装备相连；所述超级电容储能组件201，用于存储电能；所述充电控制器202，用于控制所述超级电容储能组件201为所述履带式装备进行放电，以及为所述超级电容储能组件201进行充电；所述电压检测单元203，用于检测所述超级电容储能组件201的充电电压，并对所述充电电压进行显示。本实施例利用大容量超级电容作为储能介质的一种履带式装备免维护电源，实现履带式装备启动与供电的环保和免维护，满足各型号履带式装备在高低温条件下启动与供电的需要，并解决了利用蓄电池作为履带式装备启动与供电电源，存在损坏量大、维护保养经费高、不环保等难题，同时采用超级电容作为储能元件，解决了蓄电池高低温不能启动的难题，满足了履带式装备在高低温条件下启动和供电的需要。为保证电能的输出电压和输出电流，本实施例中，所述超级电容储能组件201包括：N个超级电容组2011，各超级电容组2011之间相互并联，各超级电容组2011分别包括M个超级电容，每一超级电容组2011中的各超级电容之间相互串联，所述N和M分别为大于等于2的整数。为对所述超级电容组进行保护，本实施例中，所述超级电容储能组件还包括：均压保护电路2012；所述均压保护电路2012与各超级电容组2011分别连接。在具体实现中，所述N为5，所述M为12，也就是说，可采用60支德国生产的ROE牌2.5V，2600F超级电容和保护电路组成，分为五组，每组12支通过串联连接方式得到30V、220F储能组件，再将五组通过并联方式得到30V、1100F储能组件，每支超级电容都有2.5V保护电路对超级电容进行保护，确保超级电容运行中的安全。为便于实现充电控制器，本实施例中，所述充电控制器202采用半桥电路拓扑结构，由于半桥电路拓扑结构采用脉宽调制技术(PWM)和高功率冗余的IGBT器件组成，设计的充电控制器、超级电容保护电路，有效解决了超级电容充电控制和超级电容保护难题，确保了电源的可靠性。所述充电控制器202主要用于对履带式装备免维护电源进行充放电控制，采用半桥电路拓扑结构进行充电控制，半桥电路拓扑结构如图3所示。要正常工作需要满足两个条件：VSC0≤VDC(1)VSC0+VSC1≥VDC(2)在满足以上两个条件时，能够保证半桥电路拓扑结构进行稳态控制。这个半桥电路拓扑结构有电容对外放电和电容充电两种工作情况，每种情况下各有两种开关状态来控制充、放电的电流大小，即有4种工作状态，如图4a～4d所示。以电感电流流入负载的方向为正方向。工作在给电容充电状态时开关S1一直保持断开状态，当开关S2断开时反向电流通过开关S1上的反并联二极管D1给两个电容串联充电，工作状态如图4a所示，在电感上有一个正向电压，使得电感上的反向电流逐渐减小。当开关S2闭合时反向电流流过开关S2只给电容SC0充电，而电容SC1上的电压保持不变，工作状态如图4b所示。此时可得电感上存在一个反向电压，使得电感上的反向电流增大；当电路工作在电容放电状态时，应该保持开关S2一直处于断开状态，此时当开关S1闭合时，电流经过开关S1，两个电容串联放电，工作状态如图4c所示。在电感上有一个正向电压，使得电感上正向电流减小。假设超级电容组的电压值VDC及负载需要的电流Iload一样。则在电路正常工作时，半桥结构两个开关在工作时的任何时候必然有一个处于导通状态，另一个处于截止状态，即两个开关的截止耐压都为VSC1。半桥电路中两个开关在截止状态时耐压为VDC。通常情况下，VSC1会小于VDC，即改进型的半桥电路结构的开关耐压小于原本的半桥电路结构。从使用的电感角度分析，在两种开关状态中，图3电路中电感上的电压在VSC0-VDC与VSC1+VSC0-VDC两个值间交替变换，电感上电压变化范围为VSC1。而图3中电路在两种开关状态中，电感上的电压在VSC1-VDC与VSC0两个值之间交替变换，电感上电压变化范围为VDC。当开关S1断开时，电流经过开关S2上反并联的二极管，电容SC0放电，工作状态如图4d所示，在电感上存在一个反向电压使得电感上的电感电流发生变化。为便于对所述电源进行散热，本实施例中，所述履带式装备免维护电源还包括：散热风扇(未示出)；所述电压检测单元203，还用于在所述充电电压超过预设电压时，启动所述散热风扇。为便于对工作状态进行展示，本实施例中，所述履带式装备免维护电源还包括：指示灯(未示出)；所述电压检测单元203，还用于在所述充电电压超过预设电压时，启动所述指示灯。由于本实施例中，能够对电源的工作状态进行监控，能够确保电源的安全性。以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3