[发明专利]车载组合电池智能供电电器系统及供电方法

说明书

本发明公开了一种车载组合电池智能供电电器系统及供电方法；所述组合电池，比如双电池并联供电装置(12)、双电池串联供电装置(17)或多电池串并联供电装置(21)，用于传统汽车蓄电池的升级换代；所述智能供电方法，亦即控制单元(8)根据发动机状态，比如停机、启动和运转，和各电池电压，控制各电池开关，提供所需电力，主要内容包括：在发动机停机时提供与传统蓄电池类似的电力供应，并根据需要提供电池漏电防护；在启动发动机时提供比传统蓄电池更高的启动电压以缩短启动时间；在发动机运转时提供不低于某一预设电压的补充供电电压，确保电器系统不会出现影响发动机平稳运行的供电不足现象。

技术领域

本发明属于传统内燃机车辆车载电源技术领域，特别适用于拥有发动机自动启停控制系统的汽车，或堵车、遇到红灯时人工进行发动机启停控制的汽车。

背景技术

传统内燃机汽车正面临新能源汽车的挑战；在未来数十年内，汽车领域会存在传统汽车与新能源汽车并存的局面；短期内，传统汽车的统治地位不会改变；因此，不断解决传统汽车存在的问题仍有现实意义。

人们在使用传统汽车时可能遇到的、与汽车电器系统相关的问题包括：1）汽车蓄电池使用寿命短，因蓄电池问题造成的途中抛锚现象不时出现；2）发动机启动噪音和震动偏大、启动耗时偏长，部分配备自动启停系统的汽车，发动机频繁启动的NVH感觉不好；3）部分汽车低速起步或堵车状态运行时可能出现因供电不足造成的发动机抖动、熄火或故障灯点亮现象；4）因电器系统漏电造成的蓄电池过度放电或汽车自燃现象时有发生。诸如此类问题的解决，都与本发明直接相关。

关于传统汽车蓄电池使用寿命偏短的背景分析：

100多年来，汽车蓄电池一直延用普通铅酸蓄电池，即平板式液体铅酸蓄电池。普通铅酸蓄电池有其优点，如安全性高、成本低，但其内阻较大，大电流充放电性能不好(如一般不宜超过1C充电和3C放电，C为蓄电池额定容量)；为了满足启动发动机的大电流输出需要，不得不通过减小极板厚度、压缩极板间距以加大电池容量，这就造成其设计及使用寿命较短。另外，除了启动发动机外，蓄电池还要在待机时给整车电器设备供电，而普通铅酸蓄电池不适合深度放电，一次超过50%额定容量的深度放电就会严重缩短其使用寿命。

启动发动机时，在蓄电池向起动机超大电流放电的同时，也接通了发电机励磁绕组电路；发动机点火启动后，发电机在向电器负载供电的同时要向蓄电池进行瞬间大电流充电。在蓄电池容量充足和标准环境温度情况下，蓄电池内部发生的瞬间超大电流放电及此后的大电流充电，对蓄电池的使用寿命以及对发动机平稳运转都有一定影响，特别是对于部分使用2年以上的蓄电池且低温情况下，会出现明显的发动机启动时间过长和启动后运转不平稳现象，此将进一步加剧蓄电池的性能恶化，进一步缩短其使用寿命。

关于发动机启动噪音和震动偏大、启动耗时偏长问题的背景分析：

发动机启动时的噪音来自三个方面，其一是接通启动开关后起动机电磁开关接合，以及起动机小齿轮与飞轮齿圈接合的碰撞声音，此声音大小主要决定于蓄电池电压和储备电力的多少；其二是起动机拖动发动机转动的拖动声音，此声音大小主要决定于起动机拖动时间的长短；其三是发动机点火成功后最初的急燃噪声，此声音大小主要决定于发动机点火和供油系统的性能。这三个方面的噪音，其中最初的接合碰撞声音是不可避免的，紧接着的拖动声音可以通过缩短拖动时间来降低，而缩短拖动时间又可降低后面的急燃噪声，同时也可减少启动期间的车身震动，可以看出这里的关键问题是启动耗时问题。在汽车上配置自动启停系统以前，人们对发动机启动噪音和震动并没有太多关注，但随着自动启停汽车的普及，特别是简单的采用增加蓄电池容量和加强型起动机的自动启停系统，频繁启动发动机产生噪音和震动使得不少司机无法忍受，并一键关闭启停开关。如果能够缩短启动耗时，启动噪音和震动均可明显降低，自动启停功能才可更好地发挥其应有的作用。

关于发动机抖动、熄火或故障灯点亮现象的背景分析：