CN108162896A - 混合类型蓄电池低温起动方法 - Google Patents

混合类型蓄电池低温起动方法 Download PDF

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张勇
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Abstract

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种混合类型蓄电池低温起动方法。与现有技术相比较，本发明用于寒冷地区极寒气候条件下，为以内燃机为动力的***，例如但不限于车辆、起重机械、发电***等运行时，提供一种由混合类型蓄电池***作为起动电源的电起动方法，以及集起动电源、起动机、发动机、发电机供电输出于一体的动力***。其优点在于：(1)兼顾低温条件下动力***对起动电源的能量需求和功率需求，提高动力***低温电起动成功率。(2)提高起动电源的功率密度。(3)避免不同类型蓄电池由于电压平台差别造成互相干扰。(4)提高起动电源使用寿命。

Description

混合类型蓄电池低温起动方法
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体涉及一种混合类型蓄电池低温起动方法。
背景技术
针对目前内燃机动力***寒冷地区极寒气候条件下，以铅酸电池或镍镉电池单一类型蓄电池作为起动电源，对动力***进行起动前加温***及其他用电负载供电，并在满足启动条件后对动力***进行电起动，其缺点在于：1、蓄电池在进行起动前供电后功率密度严重降低；2、一次电起动成功率低，经常需要多次电起动；3、多次连续起动易造成蓄电池过放，对蓄电池使用寿命损耗较大。
由此，在寒冷地区极寒气候条件下，为以内燃机为动力的***，例如车辆、起重机械、发电***等运行时，目前迫切需要混合类型蓄电池***作为起动电源的电起动方案。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提供一种混合类型蓄电池低温起动方法。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种混合类型蓄电池低温起动方法，其特征在于，其基于低温起动动力***来实施，所述低温起动动力***包括混合类型蓄电池、加温装置、充放电控制电路、起动机、发动机、发电机及控制***；
所述混合类型蓄电池包括：具有低温小功率放电能力的蓄电池B1和具有高比功率放电能力的功率型动力电池B2；
所述加温装置用于为功率型动力电池B2及动力***提供热源；
所述充放电控制电路用于为动力***起动前、起动及起动后运行所需不同供电需求，提供不同通路；
所述起动机为通用起动平台；
所述发动机为通用动力输出平台；
所述发电机为通用发电及供电平台；
所述起动机、发动机、发电机构成动力***；
所述控制***用于根据包括温度、时间、蓄电池状态在内的控制条件，控制混合类型蓄电池、加温装置、起动机、发动机、发电机的开关及充放电控制电路的通断；
所述起动方法包括如下步骤：
步骤1：将控制***分别连接混合类型蓄电池、加温装置、起动机、发动机、发电机；
步骤2：控制***控制充放电控制电路开启蓄电池B1与加温装置之间的供电通路，控制蓄电池B1对加温装置供电，加温装置在蓄电池B1的供电状态下对功率型动力电池B2和动力***进行加温；
步骤3：至功率型动力电池B2和发动机温度均达到起动条件后，控制***控制充放电控制电路关闭蓄电池B1与加温装置之间的供电通路；
步骤4：控制***控制充放电控制电路开启功率型动力电池B2与起动机之间的供电通路，通过起动机起动发动机；
步骤5：发动机起动后带动发电机供电，充放电控制电路关闭功率型动力电池B2与起动机之间的供电通路，并开启发电机与蓄电池B1和功率型动力电池B2之间的充电通路，由发电机为蓄电池B1和功率型动力电池B2充电；
步骤6：通过控制器分配蓄电池B1和功率型动力电池B2的充电功率，至功率型动力电池B2达到充电上限条件时，断开发电机与功率型动力电池B2之间的充电通路，避免功率型动力电池B2出现过充现象。
其中，蓄电池B1为铅酸蓄电池。
其中，蓄电池B1为镍镉蓄电池。
其中，所述功率型动力电池B2为锂离子蓄电池。
其中，所述功率型动力电池B2为镍氢蓄电池。
其中，所述加温装置为由一种电热加温元件组成。
其中，所述加温装置为由多种电热加温元件组成。
其中，所述充放电控制电路还用于在满足供电需求的同时，避免不同类型蓄电池由于电压平台差别造成互相干扰。
其中，所述控制***还用于接收、记录并储存动力***运行过程中混合类型蓄电池的电压、电流及表面温度，起动机转速、功率参数，发动机加温温度、转速、进油、进气、功率参数，发电机发电电压、功率参数。
其中，若起动失败，则待控制***检测功率型动力电池B2电压、温度、荷电状态SOC、通讯及电气安全状态以及发动机温度、通讯、控制电路、电气安全状态正常后，再次起动发动机，直至发动机起动成功。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明创新之处在于：该方案能够在寒冷地区极寒气候条件下，为以内燃机为动力的***，例如但不限于车辆、起重机械、发电***等运行时，实现由混合类型蓄电池***作为起动电源的电起动需求，以及集起动电源、起动机、发动机、发电机供电输出于一体的动力需求。并且，本发明还提供有详尽的实施方式，并已在具体工程应用中具体实施，已产生良好效果。
其优点在于：
(1)兼顾低温条件下动力***对起动电源的能量需求和功率需求，提高动力***低温电起动成功率。
(2)提高起动电源的功率密度。
(3)避免不同类型蓄电池由于电压平台差别造成互相干扰。
(4)提高起动电源使用寿命。
附图说明
图1及图2为本发明实施例的原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决现有技术的问题，本发明提供一种混合类型蓄电池低温起动方法，其特征在于，其基于低温起动动力***来实施，所述低温起动动力***包括混合类型蓄电池、加温装置、充放电控制电路、起动机、发动机、发电机及控制***；
所述混合类型蓄电池包括：具有低温小功率放电能力的蓄电池B1和具有高比功率放电能力的功率型动力电池B2；
所述加温装置用于为功率型动力电池B2及动力***提供热源；
所述充放电控制电路用于为动力***起动前、起动及起动后运行所需不同供电需求，提供不同通路；
所述起动机为通用起动平台；
所述发动机为通用动力输出平台；
所述发电机为通用发电及供电平台；
所述起动机、发动机、发电机构成动力***；
所述控制***用于根据包括温度、时间、蓄电池状态在内的控制条件，控制混合类型蓄电池、加温装置、起动机、发动机、发电机的开关及充放电控制电路的通断；
所述起动方法包括如下步骤：
步骤1：将控制***分别连接混合类型蓄电池、加温装置、起动机、发动机、发电机；
步骤2：控制***控制充放电控制电路开启蓄电池B1与加温装置之间的供电通路，控制蓄电池B1对加温装置供电，加温装置在蓄电池B1的供电状态下对功率型动力电池B2和动力***进行加温；
步骤3：至功率型动力电池B2和发动机温度均达到起动条件后，控制***控制充放电控制电路关闭蓄电池B1与加温装置之间的供电通路；
步骤4：控制***控制充放电控制电路开启功率型动力电池B2与起动机之间的供电通路，通过起动机起动发动机；
步骤5：发动机起动后带动发电机供电，充放电控制电路关闭功率型动力电池B2与起动机之间的供电通路，并开启发电机与蓄电池B1和功率型动力电池B2之间的充电通路，由发电机为蓄电池B1和功率型动力电池B2充电；
步骤6：通过控制器分配蓄电池B1和功率型动力电池B2的充电功率，至功率型动力电池B2达到充电上限条件时，断开发电机与功率型动力电池B2之间的充电通路，避免功率型动力电池B2出现过充现象。
同时保持开启蓄电池B1的充放电通路，保证混合类型蓄电池对动力***继续起到滤波作用。
其中，蓄电池B1为铅酸蓄电池。
其中，蓄电池B1为镍镉蓄电池。
其中，所述功率型动力电池B2为锂离子蓄电池。
其中，所述功率型动力电池B2为镍氢蓄电池。此类电池通常不具备极寒气候下放电能力。
其中，所述加温装置为由一种电热加温元件组成。
其中，所述加温装置为由多种电热加温元件组成。
其中，所述充放电控制电路还用于在满足供电需求的同时，避免不同类型蓄电池由于电压平台差别造成互相干扰。
其中，所述控制***还用于接收、记录并储存动力***运行过程中混合类型蓄电池的电压、电流及表面温度，起动机转速、功率参数，发动机加温温度、转速、进油、进气、功率参数，发电机发电电压、功率参数。
其中，若起动失败，则待控制***检测功率型动力电池B2电压、温度、荷电状态SOC、通讯及电气安全状态以及发动机温度、通讯、控制电路、电气安全状态正常后，再次起动发动机，直至发动机起动成功。
实施例1
如图1及图2所示，本实施例在动力***中，首先建立一组由+、-两极动力线缆组成的母线。进一步的充放电控制电路分为4个单元，其中第一单元控制B1充电，第二单元控制B1放电，第三单元控制B2充电，第四单元控制B2放电。进一步的将充放电控制电路的第一单元与第二单元并联，再将充放电控制电路的第一单元与第二单元桥连，再与B1串联，再与母线并联。
进一步的将充放电控制电路的第三单元与第四单元并联，再将充放电控制电路的第三单元与第四单元桥连，再与B1串联，再与母线并联。
将加温装置中为B2加温的器件H1与控制开关K5串联，再将该串联电路与母线并联。将加温装置中为发动机E加温的器件H2与控制开关K8串联，再将该串联电路与母线并联。
将起动机M起动电路与控制开关K6串联，再将该串联电路与母线并联。将发电机G电路与控制开关K7串联，再将该串联电路与母线并联。
将起动机M、发动机E和发电机G的机械传动部分逐一连接。
将混合类型蓄电池、加温装置、充放电控制电路、起动机、发动机、发电机控制开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8的电控电路、通讯电路、传感器等与控制***连接。
通过控制***闭合开关K1、K2、K5、K7、K8，使B1充放电回路、B2加温回路、动力***发电回路和加温回路通路，保持K3、K4、K6处于断开状态，通过B1对B2及发动机E进行加温，至B2温度达到其具备起动功率的温度T1，并且发动机内部温度T2达到起动条件，断开K8，切断H2加温回路。
通过控制***，断开K1，切断B1充电回路，闭合K3、K4、K6，使B2充放电回路通路，并使起动机M运行，同时控制发动机E进油、进气、点火起动发动机E。其他继电器或开关状态不变。
若发动机E起动成功，带动发电机G发电，此时闭合K1，使B1充电回路通路，断开K4、K6，切断B2放电回路和起动机M通电回路，同时动力***为其他负载输出供电。
若发动机起动失败，断开K6，控制***检测B2电压恢复稳定，且动力***无异常后，重新闭合K6，再次起动发动机E，重复此步骤至发动机E起动成功。
发动机E起动成功后，控制器控制根据B2温度参数控制H1是否继续工作。当B2温度达到其充电允许的温度设定值上限T3时，断开K5，切断H1通路；当B2温度未达到其充电加温温度上限设定值T3，或降低至其充电加温温度下限设定值T4时，保持或重新闭合K5，连通H1通路。
当B2达到充电上限条件例如但不限于总电压、单体电压、温度上限等时，断开K3，切断B2充电回路。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种混合类型蓄电池低温起动方法，其特征在于，其基于低温起动动力***来实施，所述低温起动动力***包括混合类型蓄电池、加温装置、充放电控制电路、起动机、发动机、发电机及控制***；
所述混合类型蓄电池包括：具有低温小功率放电能力的蓄电池B1和具有高比功率放电能力的功率型动力电池B2；
所述加温装置用于为功率型动力电池B2及动力***提供热源；
所述充放电控制电路用于为动力***起动前、起动及起动后运行所需不同供电需求，提供不同通路；
所述起动机为通用起动平台；
所述发动机为通用动力输出平台；
所述发电机为通用发电及供电平台；
所述起动机、发动机、发电机构成动力***；
所述控制***用于根据包括温度、时间、蓄电池状态在内的控制条件，控制混合类型蓄电池、加温装置、起动机、发动机、发电机的开关及充放电控制电路的通断；
所述起动方法包括如下步骤：
步骤1：将控制***分别连接混合类型蓄电池、加温装置、起动机、发动机、发电机；
步骤2：控制***控制充放电控制电路开启蓄电池B1与加温装置之间的供电通路，控制蓄电池B1对加温装置供电，加温装置在蓄电池B1的供电状态下对功率型动力电池B2和动力***进行加温；
步骤3：至功率型动力电池B2和发动机温度均达到起动条件后，控制***控制充放电控制电路关闭蓄电池B1与加温装置之间的供电通路；
步骤4：控制***控制充放电控制电路开启功率型动力电池B2与起动机之间的供电通路，通过起动机起动发动机；
步骤5：发动机起动后带动发电机供电，充放电控制电路关闭功率型动力电池B2与起动机之间的供电通路，并开启发电机与蓄电池B1和功率型动力电池B2之间的充电通路，由发电机为蓄电池B1和功率型动力电池B2充电；
步骤6：通过控制器分配蓄电池B1和功率型动力电池B2的充电功率，至功率型动力电池B2达到充电上限条件时，断开发电机与功率型动力电池B2之间的充电通路，避免功率型动力电池B2出现过充现象。
2.如权利要求1所述的混合类型蓄电池低温起动动力***，其特征在于，蓄电池B1为铅酸蓄电池。
3.如权利要求1所述的混合类型蓄电池低温起动动力***，其特征在于，蓄电池B1为镍镉蓄电池。
4.如权利要求1所述的混合类型蓄电池低温起动动力***，其特征在于，所述功率型动力电池B2为锂离子蓄电池。
5.如权利要求1所述的混合类型蓄电池低温起动动力***，其特征在于，所述功率型动力电池B2为镍氢蓄电池。
6.如权利要求1所述的混合类型蓄电池低温起动动力***，其特征在于，所述加温装置为由一种电热加温元件组成。
7.如权利要求1所述的混合类型蓄电池低温起动动力***，其特征在于，所述加温装置为由多种电热加温元件组成。
8.如权利要求1所述的混合类型蓄电池低温起动动力***，其特征在于，所述充放电控制电路还用于在满足供电需求的同时，避免不同类型蓄电池由于电压平台差别造成互相干扰。
9.如权利要求1所述的混合类型蓄电池低温起动动力***，其特征在于，所述控制***还用于接收、记录并储存动力***运行过程中混合类型蓄电池的电压、电流及表面温度，起动机转速、功率参数，发动机加温温度、转速、进油、进气、功率参数，发电机发电电压、功率参数。
10.如权利要求1所述的混合类型蓄电池低温起动动力***，其特征在于，若起动失败，则待控制***检测功率型动力电池B2电压、温度、荷电状态SOC、通讯及电气安全状态以及发动机温度、通讯、控制电路、电气安全状态正常后，再次起动发动机，直至发动机起动成功。
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