本實(shí)用新型涉及一種超級電容器的放電電路及含有該放電電路的新能源汽車。

背景技術(shù)：

超級電容具有充放電速度快、充放電次數(shù)高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，是能量轉(zhuǎn)換效率高的功率型儲能器，近年來廣泛應(yīng)用于新能源汽車、軍事和各種機(jī)電設(shè)備上。在新能源汽車應(yīng)用中，通過串并聯(lián)的形式將超級電容進(jìn)行組合以提高電壓平臺和儲能容量，用于電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

在新能源汽車發(fā)生故障需要對超級電容進(jìn)行檢修維護(hù)時(shí)，因超級電容組具有高電壓平臺，使得維修人員在檢修維護(hù)過程中帶電操作，人身安全得不到保障，因此需要對超級電容進(jìn)行放電至安全電壓才能進(jìn)行相關(guān)工作。目前現(xiàn)有的新能源汽車用超級電容放電設(shè)備，有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大，有的價(jià)格昂貴，有的放電速度慢、安全性不高。如附圖1，為現(xiàn)有技術(shù)利用單一電阻耗能的超級電容放電電路，該電路放電速度慢，安全性不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種能夠功能實(shí)用、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡單的超級電容器放電電路及含有該放電電路的新能源汽車。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)電路：

本實(shí)用新型提供一種超級電容器放電電路，包括電壓比較單元、放電控制單元、放電電阻單元、總開關(guān)、正極接口以及負(fù)極接口；其中，電壓比較單元、放電控制單元及放電電阻單元順序連接；所述放電控制單元根據(jù)所述電壓比較單元輸出的電平高低來控制所述放電電阻單元形成不同阻值；所述放電電阻單元包括第一雙刀雙擲開關(guān)、第二雙刀雙擲開關(guān)以及第一電阻器至第六電阻器，所述第一電阻器和所述第三電阻器并聯(lián)設(shè)置于第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間，所述第二電阻器和所述第四電阻器并聯(lián)設(shè)置于所述第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)之間，所述第五電阻器和所述第六電阻器串聯(lián)設(shè)置于所述第三節(jié)點(diǎn)和所述第二雙刀雙擲開關(guān)上端的第一靜觸點(diǎn)，所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第一雙刀雙擲開關(guān)上端的第一靜觸點(diǎn)連接，所述第一雙刀雙擲開關(guān)下端的第二靜觸點(diǎn)及所述第一雙刀雙擲開關(guān)上端的第一動(dòng)觸點(diǎn)與所述總開關(guān)連接，所述第一節(jié)點(diǎn)、所述第一雙刀雙擲開關(guān)上端的第二動(dòng)觸點(diǎn)以及所述第二雙刀雙擲開關(guān)上端的第一動(dòng)觸點(diǎn)與所述超級電容負(fù)極連接，所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第一雙刀雙擲開關(guān)下端的第二動(dòng)觸點(diǎn)及所述第二雙刀雙擲開關(guān)上端的第二動(dòng)觸點(diǎn)連接。

優(yōu)選的，所述電壓比較單元包括運(yùn)算放大器和第七電阻器至第十電阻器，其中，所述第七電阻器和所述第九電阻器串聯(lián)于所述正極接口和GND之間，所述第八電阻器和所述第十電阻器串聯(lián)于電源和GND之間，所述運(yùn)算放大器負(fù)向輸入端連接所述第七電阻器和所述第九電阻器之間，所述運(yùn)算放大器正向輸入端連接所述第八電阻器和所述第十電阻器之間，所述運(yùn)算放大器輸出端連接所述放電控制單元。

優(yōu)選的，所述放電控制單元包括晶體三極管、第十一電阻器、第十二電阻器、單刀單擲開關(guān)、第一繼電器、第二繼電器、第三繼電器，其中，所述第十一電阻器連接在所述運(yùn)算放大器輸出端和所述晶體三極管的基極之間，所述晶體三極管的發(fā)射極接GND，所述第十二電阻器連接在所述運(yùn)算放大器的輸出端和GND之間，所述第三繼電器連接在所述晶體三極管的集電極和所述電源之間，所述單刀單擲開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)連接所述電源，所述第一繼電器及所述第二繼電器均連接在所述單刀單擲開關(guān)的靜觸點(diǎn)和GND之間，所述第一繼電器用于控制所述第一雙刀雙擲開關(guān)，所述第二繼電器用于控制所述第二雙刀雙擲開關(guān)，所述第三繼電器用于控制所述單刀單擲開關(guān)。

優(yōu)選的，所述第一電阻器至第四電阻器阻值相同，所述第五、第六電阻器阻值相同。

優(yōu)選的，所述的晶體三極管為NPN型三極管。

優(yōu)選的，所述的超級電容器放電電路包括電壓表，所述電壓表設(shè)置在所述超級電容正極接口、負(fù)極接口之間，用于實(shí)時(shí)顯示超級電容電壓。

優(yōu)選的，所述的電源，是車載12V鉛酸電池電源。

優(yōu)選的，所述的總開關(guān)另一端連接所述正極接口。

優(yōu)選的，所述第一電阻器至第四電阻器為1.5千瓦35歐姆電阻，所述第五、第六電阻器為1.5千瓦25歐姆電阻。

優(yōu)選的，所述運(yùn)算放大器型號為LM358。

本實(shí)用新型還提供一種包括超級電容器的新能源汽車，包括所述超級電容器放電電路，所述超級電容器放電電路包括電壓比較單元、放電控制單元、放電電阻單元、總開關(guān)、正極接口以及負(fù)極接口；其中，電壓比較單元、放電控制單元及放電電阻單元順序連接；所述放電控制單元根據(jù)所述電壓比較單元輸出的電平高低來控制所述放電電阻單元形成不同阻值；所述放電電阻單元包括第一雙刀雙擲開關(guān)、第二雙刀雙擲開關(guān)以及第一電阻器至第六電阻器，所述第一電阻器和所述第三電阻器并聯(lián)設(shè)置于第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間，所述第二電阻器和所述第四電阻器并聯(lián)設(shè)置于所述第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)之間，所述第五電阻器和所述第六電阻器串聯(lián)設(shè)置于所述第三節(jié)點(diǎn)和所述第二雙刀雙擲開關(guān)上端的第一靜觸點(diǎn)，所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第一雙刀雙擲開關(guān)上端的第一靜觸點(diǎn)連接，所述第一雙刀雙擲開關(guān)下端的第二靜觸點(diǎn)及所述第一雙刀雙擲開關(guān)上端的第一動(dòng)觸點(diǎn)與所述總開關(guān)連接，所述第一節(jié)點(diǎn)、所述第一雙刀雙擲開關(guān)上端的第二動(dòng)觸點(diǎn)以及所述第二雙刀雙擲開關(guān)上端的第一動(dòng)觸點(diǎn)與所述超級電容負(fù)極連接，所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第一雙刀雙擲開關(guān)下端的第二動(dòng)觸點(diǎn)及所述第二雙刀雙擲開關(guān)上端的第二動(dòng)觸點(diǎn)連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型提供的超級電容器放電電路及含有該放電電路的新能源汽車，放電控制單元可以根據(jù)所述電壓比較單元輸出的電平高低來控制所述放電電阻單元形成不同阻值，從而使超級電容器可以保持較高功率放電，提高放電效率。本實(shí)用新型提供的超級電容器放電電路還具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安全可靠等特點(diǎn)。

附圖說明

附圖1為現(xiàn)有技術(shù)利用單一電阻耗能的超級電容器放電電路圖。

附圖2為本實(shí)用新型的超級電容器放電電路的電路圖。

附圖3為本實(shí)用新型的超級電容器放電電路放電一階段的放電電阻等效電路圖。

附圖4為本實(shí)用新型的超級電容器放電電路放電二階段的放電電阻等效電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖2為本實(shí)用新型的超級電容器放電電路的電路圖。所述的超級電容器放電電路，包括電壓比較單元100、放電控制單元200、放電電阻單元300、總開關(guān)400、正極接口500以及負(fù)極接口600，其中，電壓比較單元100、放電控制單元200及放電電阻單元300順序連接；所述放電控制單元200根據(jù)所述電壓比較單元100輸出的電平高低來控制所述放電電阻單元300形成不同阻值；所述放電電阻單元300包括第一雙刀雙擲開關(guān)K1、第二雙刀雙擲開關(guān)K2以及第一電阻器R1至第六電阻器R6，所述第一電阻器R1和所述第三電阻器R3并聯(lián)設(shè)置于第一節(jié)點(diǎn)301和第二節(jié)點(diǎn)302之間，所述第二電阻器R2和所述第四電阻器R4并聯(lián)設(shè)置于所述第二節(jié)點(diǎn)302和第三節(jié)點(diǎn)303之間，所述第五電阻器R5和所述第六電阻器R6串聯(lián)設(shè)置于所述第三節(jié)點(diǎn)303和所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2上端的第一靜觸點(diǎn)K21，所述第三節(jié)點(diǎn)303與所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1上端的第一靜觸點(diǎn)K11連接，所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1下端的第二靜觸點(diǎn)K12及所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1上端的第一動(dòng)觸點(diǎn)K13與所述總開關(guān)400連接，所述第一節(jié)點(diǎn)301、所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1上端的第二動(dòng)觸點(diǎn)K14以及所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2上端的第一動(dòng)觸點(diǎn)K23與所述超級電容負(fù)極600連接，所述第二節(jié)點(diǎn)302 與所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1下端的第二動(dòng)觸點(diǎn)K16及所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2上端的第二動(dòng)觸點(diǎn)K24連接。

所述電壓比較單元100包括運(yùn)算放大器U和第七電阻器R7至第十電阻器R10，其中，所述第七電阻器R7和所述第九電阻器R9串聯(lián)于所述正極接口500和GND之間，所述第八電阻器R8和所述第十電阻器R10串聯(lián)于電源和GND之間，所述運(yùn)算放大器U負(fù)向輸入端連接所述第七電阻器R7和所述第九電阻器R9之間，所述運(yùn)算放大器U正向輸入端連接所述第八電阻器R8和所述第十電阻器R10之間，所述運(yùn)算放大器U輸出端連接所述放電控制單元200。

所述放電控制單元200包括晶體三極管Q、第十一電阻器R11、第十二電阻器R12、單刀單擲開關(guān)K3、第一繼電器J1、第二繼電器J2、第三繼電器J3，其中，所述第十一電阻器R11連接在所述運(yùn)算放大器U輸出端和所述晶體三極管Q的基極之間，所述晶體三極管Q的發(fā)射極接GND，所述第十二電阻器R12連接在所述運(yùn)算放大器U的輸出端和GND之間，所述第三繼電器J3連接在所述晶體三極管Q的集電極和所述電源之間，所述單刀單擲開關(guān)K3的動(dòng)觸點(diǎn)K31連接所述電源，所述第一繼電器J1及所述第二繼電器J2均連接在所述單刀單擲開關(guān)K3的靜觸點(diǎn)和GND之間，所述第一繼電器J1用于控制所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1，所述第二繼電器J2用于控制所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2，所述第三繼電器J3用于控制所述單刀單擲開關(guān)K3。

所述第一電阻器R1至第四電阻器R4阻值相同，所述第五電阻器R5及第六電阻器R6阻值相同。

所述的晶體三極管Q為NPN型三極管。

所述的電壓表V，設(shè)置在所述的超級電容器正極接口500、負(fù)極接口600之間，用于實(shí)時(shí)顯示所述超級電容器的電壓。

所述的電源，是車載12V鉛酸電池電源，為電路供電。

所述的總開關(guān)400另一端連接所述正極接口500。

所述的運(yùn)算放大器型號為LM358。

所述的繼電器可以為電壓繼電器或電流繼電器。

所述的超級電容器放電電路根據(jù)所述運(yùn)算放大器U正向輸入端電壓大于負(fù)向輸入端電壓時(shí)輸出高電平，正向輸入端電壓小于負(fù)向輸入端電壓時(shí)輸出低電平的原理，設(shè)置所述第七電阻R7器至第十電阻器R10合適阻值。

這里我們?nèi)∷龅谝浑娮杵鱎1至所述第四電阻器R4為1.5千瓦35歐姆電阻，所述第五電阻器R5及第六電阻器R6為1.5千瓦25歐姆電阻。所述第七電阻器R7至所述第十電阻器R10阻值分別為215千歐、10千歐、6千歐、10千歐，所述第十一電阻器R11阻值為2千歐，第十二電阻器R12阻值為20千歐。

當(dāng)所述的超級電容器需要放電時(shí)，閉合所述總開關(guān)400，所述的超級電容器放電分為兩個(gè)階段，放電一階段：所述超級電容器的電壓高于221伏時(shí)，所述運(yùn)算放大器U輸出低電平，所述晶體三極管Q不導(dǎo)通，所述第三繼電器J3不工作，所述單刀單擲開關(guān)K3不吸合，所述第一繼電器J1不工作即所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1不吸和，所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1上端的第一靜觸點(diǎn)K11與所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1上端的第一動(dòng)觸點(diǎn)K13連接，所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1下端的第二靜觸點(diǎn)K12與所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1下端的第一動(dòng)觸點(diǎn)K15連接；所述第二繼電器J2不工作即所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2不吸和，即所述所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2上端的第一靜觸點(diǎn)K21與所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2上端的第一動(dòng)觸點(diǎn)K23連接，所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2下端的第二靜觸點(diǎn)K22與所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2下端的第一靜觸點(diǎn)K25連接。此時(shí)，所述的放電電阻單元300以高電阻值對超級電容器進(jìn)行放電，等效電路圖如圖3所示。放電二階段：所述超級電容器的電壓低于221伏時(shí)，所述運(yùn)算放大器U輸出高電平，驅(qū)動(dòng)所述晶體三極管Q導(dǎo)通，所述第三繼電器J3控制所述單刀單擲開關(guān)K3吸合，繼而使所述第一繼電器J1控制所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1吸和，即所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1上端的第一靜觸點(diǎn)K11與所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1上端的第二動(dòng)觸點(diǎn)K14連接，所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1下端的第二靜觸點(diǎn)K12與所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1下端的第二動(dòng)觸點(diǎn)K16連接；所述第二繼電器J2控制所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2吸和，即所述所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2上端的第一靜觸點(diǎn)K21與所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2上端的第二動(dòng)觸點(diǎn)K24連接，所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2下端的第二靜觸點(diǎn)K22與所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2下端的第二靜觸點(diǎn)K26連接。此時(shí)，所述的放電電阻單元300以低電阻值對超級電容器進(jìn)行放電，等效電路圖如圖4所示。如此，在所述超級電容器放電期間，所述放電電阻單元300大部分時(shí)間工作在高功率的區(qū)間，加快了所述超級電容器的放電速度。

本實(shí)用新型提出的一種新能源汽車，包括超級電容器以及超級電容器放電電路，包括電壓比較單元100、放電控制單元200、放電電阻單元300、總開關(guān)400、正極接口500以及負(fù)極接口600，其中，電壓比較單元100、放電控制單元200及放電電阻單元300順序連接；所述放電控制單元200根據(jù)所述電壓比較單元100輸出的電平高低來控制所述放電電阻單元300形成不同阻值；所述放電電阻單元300包括第一雙刀雙擲開關(guān)K1、第二雙刀雙擲開關(guān)K2以及第一電阻器R1至第六電阻器R6，所述第一電阻器R1和所述第三電阻器R3并聯(lián)設(shè)置于第一節(jié)點(diǎn)301和第二節(jié)點(diǎn)302之間，所述第二電阻器R2和所述第四電阻器R4并聯(lián)設(shè)置于所述第二節(jié)點(diǎn)302和第三節(jié)點(diǎn)303之間，所述第五電阻器R5和所述第六電阻器R6串聯(lián)設(shè)置于所述第三節(jié)點(diǎn)303和所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2上端的第一靜觸點(diǎn)K21，所述第三節(jié)點(diǎn)303與所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1上端的第一靜觸點(diǎn)K11連接，所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1下端的第二靜觸點(diǎn)K12及所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1上端的第一動(dòng)觸點(diǎn)K13與所述總開關(guān)400連接，所述第一節(jié)點(diǎn)301、所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1上端的第二動(dòng)觸點(diǎn)K14以及所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2上端的第一動(dòng)觸點(diǎn)K23與所述超級電容負(fù)極600連接，所述第二節(jié)點(diǎn)302與所述第一雙刀雙擲開關(guān)K1下端的第二動(dòng)觸點(diǎn)K16及所述第二雙刀雙擲開關(guān)K2上端的第二動(dòng)觸點(diǎn)K24連接。

當(dāng)含有該放電電路的新能源汽車對所述超級電容器放電時(shí)，所述放電控制單元可以根據(jù)所述電壓比較單元輸出的電平高低來控制所述放電電阻單元形成不同阻值，從而使超級電容器可以保持較高功率放電，提高放電效率。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型保護(hù)的范圍之內(nèi)。