基于超级电容的汽车冷起动辅助电源系统研究

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1、基于超级电容的汽车冷起动辅助电源系统研究范刚。朱云江(驻东风汽车公司军事代表室，湖北十堰442001)摘要：在对汽车冷起动过程进行分析的基础上，结合低温条件下蓄电池和超级电容的放电特性，设计了一种基于超级电容的汽车冷起动辅助电源系统。介绍系统的工作原理，设计系统的硬件电路和控制软件，研究超级电容释放能量的控制策略，并进行试验验证和分析。试验证明该系统有效地改善了汽车冷起动性能，缩短了起动时间，并且节约能源。关键词：超级电容：汽车冷起动；辅助电源中图分类号：U464．337文献标识码：A文章编号：1

2、003—8639(2010)12—0001—03APSSystemforAutomobileColdStartBasedonSuperCapacitanceFANGang．ZHUYun-jiang(MilitaryRepresentativeOfficePlantedinDongfengMotorCorporation，Shiyan442001，China)Abstract：BasedoUtheanalysisofautomobilecoldstartprocess，akindofAPSsyste

3、mforcoldstartbasedonsupercapacitancehasbeendesignedaccordingtothedischargepropertyofstoragebatteryandsupercapacitanceunderlowtemperaturecondition．Theauthorintroducestheworkingprincipleofthesystem．designsitshardwarecircuitandcontrolsoftware，studiesonth

4、econtrolstrategyofthecapacitanceenergy．Thetestshowsitcanimprovethecoldstartperformance，shortenthestartingtimeandsaveenergy．Keywords：supercapacitance；automobilecoldstart；APS(AuxiliaryPowerSupply)冷起动性能是汽车的重要性能之一。汽车在低辅助电源系统。该系统利用超级电容容量大、充放温下不能起动或起动耗费时间长，

5、会给使用者带来电寿命长、充电时间短、能提供很高的放电电流、许多不便，特别是对于军用、消防急救等车辆，甚内阻小和正常工作温度范围宽等特点，通过电子控至因此而延误时机．造成重大损失。我国北部地区制技术，置换出蓄电池的部分能量，在恰当的时机因地理位置和自然条件影响，气候条件十分恶劣，释放，提高了汽车电源的有效能量及起动能力。最低气温甚至低于-40oC．在这样的环境条件下，汽车只有具备良好的冷起动性能，才能保证其正常1系统原理工作。1．1汽车冷起动过程分析目前．国内解决严寒地区冬季汽车冷起动的主汽车的起动

6、是指发动机曲轴在外力作用下开始要方法有：加注起动液、进气预热、发动机火焰预转动．直到发动机自动地进入到怠速运转的全过热、燃油加热器加热和蓄电池加热保温等[1-2]。这些程。对于汽车起动，最坏的情况就是冷起动。当汽方法虽然能在一定程度上改善汽车冷起动的性能，车处于温度极低的环境时，起动困难主要有以下原但过程繁琐、耗费时间长、浪费人力和燃料．而且因_4]。存在着安全方面的隐患。因此，深入研究汽车在低1)润滑油粘度增大，流动性变差，使得各摩温条件下的起动情况，改善其冷起动性能．保证其擦副之间供油不足，形

7、成半干摩擦或干摩擦，增大在低温下能够顺利起动运行，具有十分重要的意义。了摩擦副间的运动阻力，使得起动阻力矩增大。本文在对汽车冷起动过程进行分析的基础上，2)燃油的粘度和密度均增大，流动性变差．调研目前国内解决汽车冷起动的主要方法。比较其雾化不良，延长了着火滞后期。同时进入气缸的空优缺点后，设计了一种基于超级电容的汽车冷起动气温度低，且在工作中冷却液、气缸套、活塞等零修改稿收稿日期：2010—08-25作者简介：范刚(1974一)，男，重庆忠县人，硕士，工程师，主要从事汽车设计与制造研究；朱云江(1

8、984一)，男，河北承德人，硕士，助理工程师，主要从事汽车电子与汽车主动安全技术方面的研究。●长沙摆渡人专业机械汽车翻译公司电话0731—84111779●《汽车电器》2o1o年第12期影件要吸收较多的热量，增大了热损失，使混合气的温度降低，燃烧条件恶劣。3)蓄电池电解液的内阻增加和粘度增大，向极板渗透能力下降，放电时极板内层活性物质不能、．．．．⋯．．充分利用，输出能力大大降低，导致起动机无力拖一’’动发动机达到最低起动转速。汽车冷起动本来就需要较大的起动功率，但蓄电池在低温下的