專利名稱:一種燃料電池汽車超級電容的車載充電裝置的制作方法
技術(shù)領域:
本發(fā)明涉及一種充電裝置,具體地說,是燃料電池汽車超級電容的車載充電裝置,屬于燃料電池汽車研發(fā)領域。
背景技術(shù):
燃料電池汽車是一種新能源汽車,由于它與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機車輛相比較,具有節(jié)能、環(huán)保、和運行安靜的優(yōu)良工作性能而成為當前新一代汽車研發(fā)技術(shù)中的熱點。超級電容是燃料電池汽車常采用的輔助動力裝置,此外可以作為輔助動力裝置的還有蓄電池組(通常其端電壓大于300V)。
燃料電池系統(tǒng)是燃料電池汽車的主要動力來源,在其每次啟動前,需要由輔助動力裝置來提供啟動所需要的電能。目前對于國內(nèi)外常見的燃料電池汽車,燃料電池系統(tǒng)啟動所需要電源的電壓大多不能低于250V。燃料電池汽車除了超級電容這類的輔助動力裝置外,還有24V蓄電池。24V蓄電池用來為車上所有設備提供控制電源,由于其電壓過低,用它直接來啟動燃料電池系統(tǒng)是不可能的。
超級電容和蓄電池組相比,具有內(nèi)阻低、效率高、重量輕、功率大等優(yōu)點,被普遍認為是燃料電池汽車輔助動力裝置的最佳選擇。但和蓄電池組相比,由于超級電容各單體之間用并聯(lián)電阻的方法來平衡單體電壓,因此如果燃料電池系統(tǒng)不工作情況下,即使沒有其它負載,超級電容的端電壓也會隨時間下降,尤其對于夜間長時間不運行的車輛來說,第二天很難直接用端電壓已經(jīng)很低的超級電容(其端電壓可降至幾伏或十幾伏)來啟動燃料電池系統(tǒng)。通常的做法是,用外界電源啟動燃料電池系統(tǒng)或先用外界電源為超級電容充電至較高電壓,然后用超級電容啟動燃料電池系統(tǒng)。這種做法一是很不方便,二是當燃料電池汽車在運行中出現(xiàn)長時間未解決的故障時,很難在野外找到外界電源。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供燃料電池汽車超級電容的車載充電裝置,使其能在燃料電池汽車不加外部電源的情況下用車上24V蓄電池為超級電容充電,充電后的超級電容可以用來啟動燃料電池系統(tǒng)。
為了達到上述目的,本發(fā)明提出了一種燃料電池汽車超級電容的車載充電裝置,該裝置包括輸入端、24VDC/220VAC逆變單元、整流單元、選擇開關(guān)、充電電阻、控制單元、啟動開關(guān)和輸出端。
輸入端外接燃料汽車上24V蓄電池;裝置中輸入端與24VDC/220VAC逆變單元相連,24VDC/220VAC逆變單元將24V蓄電池的24V直流電逆變成220V、50Hz交流電;24VDC/220VAC逆變單元的輸出端和整流單元相連,整流單元把220V、50Hz交流電整流為310V左右的直流電;整流單元經(jīng)過選擇開關(guān)、充電電阻以及啟動開關(guān)和輸出端相連;選擇開關(guān)用來選擇不同阻值的電阻,并將其接入回路中;啟動開關(guān)控制整個裝置的輸出狀態(tài);輸出端連接超級電容上;控制單元根據(jù)啟動開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)以及輸出端的電壓值來控制選擇開關(guān)選擇不同阻值的充電電阻,同時在輸出端電壓達到預期值時將啟動開關(guān)處于關(guān)的狀態(tài),停止對超級電容的充電;充電電阻用來限制充電電流的大小,選擇不同充電電阻可以對充電電流加以限制同時縮短充電時間。
整個裝置對超級電容的充電過程自動完成。
本發(fā)明可以不用外界電源情況下用24V蓄電池為超級電容充電,充電后的超級電容可以用來啟動燃料電池系統(tǒng)。
圖1表示本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖1下面以具體實施例詳細敘述本發(fā)明的具體實施方案。
如圖1是給出的是一個本發(fā)明提出的燃料電池汽車超級電容的車載充電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。燃料電池汽車超級電容的車載充電裝置由輸入端、24VDC/220VAC逆變單元、整流單元、選擇開關(guān)、充電電阻R1~R5、控制單元、啟動開關(guān)和輸出端構(gòu)成。輸入端用來將車上24V蓄電池接入本裝置;輸入端與24VDC/220VAC逆變單元相連,24VDC/220VAC逆變單元將24V蓄電池的24V直流電逆變成220V、50Hz交流電;24VDC/220VAC逆變單元的輸出端和整流單元相連,整流單元把220V、50Hz交流電整流為310V左右的直流電;整流單元經(jīng)過選擇開關(guān)以及啟動開關(guān)和輸出端相連,選擇開關(guān)用來選擇不同阻值的電阻,并將其接入回路中,而啟動開關(guān)為了控制整個裝置的輸出狀態(tài);輸出端用來把本充電裝置連接到超級電容上;控制單元根據(jù)啟動開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)以及輸出端的電壓值來控制選擇開關(guān)選擇不同阻值的充電電阻,同時在輸出端電壓達到預期值時將啟動開關(guān)處于關(guān)的狀態(tài),停止對超級電容的充電;充電電阻用來限制充電電流的大小,R1~R5的阻值分別為200歐姆、100歐姆、50歐姆、25歐姆和5歐姆,通過從大到小選擇充電電阻可以對充電電流加以限制同時縮短充電時間。各充電電阻的使用范圍為超級電容電壓為0~100V時,選擇充電電阻為R1;超級電容電壓為100~200V時,選擇充電電阻為R2;超級電容電壓為200~250V時,選擇充電電阻為R3;超級電容電壓為250~300V時,選擇充電電阻為R4;超級電容電壓為300~310V時,選擇充電電阻為R5。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池汽車超級電容的車載充電裝置,其特征在于,該裝置包括輸入端、24VDC/220VAC逆變單元、整流單元、選擇開關(guān)、充電電阻、控制單元、啟動開關(guān)和輸出端;輸入端外接燃料汽車上24V蓄電池;裝置中輸入端與24VDC/220VAC逆變單元相連,24VDC/220VAC逆變單元的輸出端和整流單元相連,整流單元經(jīng)過選擇開關(guān)、充電電阻以及啟動開關(guān)和輸出端相連;選擇開關(guān)用來選擇不同阻值的電阻,并將其接入回路中;啟動開關(guān)控制整個裝置的輸出狀態(tài);輸出端連接超級電容上;控制單元根據(jù)啟動開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)以及輸出端的電壓值來控制選擇開關(guān)選擇不同阻值的充電電阻,同時在輸出端電壓達到預期值時將啟動開關(guān)處于關(guān)的狀態(tài),停止對超級電容的充電。
全文摘要
一種燃料電池汽車超級電容的車載充電裝置,屬于燃料電池汽車研發(fā)領域。輸入端外接燃料汽車上24V蓄電池,內(nèi)依次與24VDC/220VAC逆變單元、整流單元相連、選擇開關(guān)、充電電阻、啟動開關(guān)以及輸出端相連;選擇開關(guān)選擇不同阻值電阻接入回路;啟動開關(guān)控制裝置的輸出狀態(tài);輸出端連接超級電容上;控制單元根據(jù)啟動開關(guān)開關(guān)狀態(tài)以及輸出端電壓值來控制選擇開關(guān)選擇不同阻值的充電電阻,同時在輸出端電壓達到預期值時將啟動開關(guān)處于關(guān)的狀態(tài),停止對超級電容的充電;選擇不同充電電阻可以對充電電流加以限制同時縮短充電時間。本發(fā)明可以不用外界電源情況下用24V蓄電池為超級電容充電,充電后的超級電容可以用來啟動燃料電池系統(tǒng)。
文檔編號B60L11/18GK1885676SQ20061001200
公開日2006年12月27日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者高大威, 盧青春, 金振華, 閻東林, 聶圣芳 申請人:清華大學