利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿装置及方法

摘要

本发明涉及利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿装置及方法，在车辆行驶时发电机和电池输出的电压暂时下降的情况下，使高容量电容器中充电的电流迅速放电，对电力进行补偿，以恒定电力脉冲充电方式执行所述高容量电容器的充电，防止因充电时发生的发电机过载造成的电池电压不稳定，另外，在对所述高容量电容器进行充电时，电池端子的电压因车辆的电气负载而下降的情况下，暂时中断高容量电容器的充电，使充电的电流放电，对车辆电气负载补偿电力，从而对诸如电压下降的电力供应不稳定状态进行实时电力补偿，提高车辆的输出，防止暂时性减速现象，不仅提高行驶性，而且大幅度改善燃料效率，提高各种电气驱动装置部件的性能和寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿装置及方法。本发明涉及利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿装置及方法，在车辆行驶时发电机和电池输出的电压暂时下降的情况下，使高容量电容器中充电的电流迅速放电，对电力进行补偿，以恒定电力脉冲充电方式执行所述高容量电容器的充电，防止因充电时发生的发电机过载造成的电池电压不稳定，另外，在对所述高容量电容器进行充电时，电池端子的电压因车辆的电气负载而下降的情况下，暂时中断高容量电容器的充电，使充电的电流放电，对车辆电气负载补偿电力，从而对诸如电压下降的电力供应不稳定状态进行实时电力补偿，提高车辆的输出，防止暂时性减速现象，不仅提高行驶性，而且大幅度改善燃料效率，提高各种电气驱动装置部件的性能和寿命。 

背景技术

最近的汽车，由于部件和电子控制装置(ECU)的软件控制技术的发展，性能非常优秀，近乎完全燃烧，但是，改善动力传递的低效率性和提高对ECU稳定发挥作用产生影响的效率性等，有待进一步发展。 

作为今后的课题，车辆行驶时能够根据驾驶情况，恰当地利用发动机的动力，改善燃料效率和性能的技术性方法及机械性的完善是应进一步发展的方向。 

例如，通过改正急加速、急起步、急制动而向往定速驾驶等正确的驾驶习惯的节能驾驶，虽然有望能够提高15%以上的燃料效率，但是，由于驾驶员的个人差异大、实效性小，所以不能称其为提高燃料效率的更有效方法。 

如此通过正确的驾驶习惯提高燃料效率，从现实角度难以期待，因此多少有点难度，要求驾驶员无视市内交通流量的驾驶方法，这与实效性相去甚远。 

因此，为解决这种问题曾提出一种技术，把超级电容器连接于车辆的电池，利用其的充电电压，帮助实现电池电压的稳定化。 

高容量电容器作为双电层电容器(EDLC:Electric Double layer Capacitor)，虽然能存储的能量比电池小，但却具有在极短时间内能够供应瞬间峰值电力的能力达到电池数百倍以上的优点。 

如果将这种优点应用于车辆的电池，则能够高效地应对在约数秒内发生的瞬间电压下降，对敏感负载供应优质的电力，不仅促进电力的稳定化，而且提供能够对电池进行辅助、延长其寿命的功能。 

但是，由于所述高容量电容器具有数法拉(F)到数千法拉的巨大静电容量，因此，当充电时，数十到数千安培(A)的电流流过，不仅电压瞬间下降，而且，由于发电机过载，还对电池充电电压产生影响，因此，虽然提高输出、减小噪声，但却暴露出燃料效率几乎得不到改善的问题。 

结果，以往单纯利用高容量电容器的电源稳定装置反而使电池或发电机发生发电过载，对提高燃料效率产生不良影响，因此，大部分无法使用高容量的电容器，而是使用小容量的电容器，小容量的电容器是根据汽车的ECU学习之后的学习情报确定燃料量，因此，当电压瞬间下降时，几乎不提高燃料效率或改善性能。 

发明内容

本发明正是为了解决上述问题而研发的，本发明的目的在于提供一种利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿装置及方法，在车辆行驶时发电机和电池输出的电压暂时下降的情况下，使高容量电容器中充电的电流迅速放电，对电力进行补偿，以恒定电力脉冲充电方式执行所述高容量电容器的充电，防止因充电时发生的发电机过载造成的电池电压不稳定，另外，在对所述高容量电容器进行充电时，电池端子的电压因车辆的电气负载而下降的情况下，暂时中断高容量电容器的充电，使充电的电流放电，对车辆电气负载补偿电力，从而对诸如电压下降的电力供应不稳定状态进行实时电力补偿，提高车辆的输出，防止暂时性减速现象，不仅提高行驶性，而且大幅度改善燃料效率，提高各种电气驱动装置部件的性能和寿命。 

为达成如上目的，作为包括车辆的发电机、并联连接于所述发电机的电池、从所述发电机及电池接受电源供应的车辆电气负载的车辆电力供应装置，本发明的利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿装置的特征在于，包括：第1EDLC模块，并联连接于所述电池，执行充放电动作，补偿低容量的电力；第2EDLC模块，并联连接于所述电池，执行充放电动作，补偿高容量的电力；控制部，从所述发电机及电池接受工作电源供应，对上述装置的整体动作进行控制；电池电压检测部，检测所述电池的电压；充放电连接开关部，介于所述第2EDLC模块与接地之间，断续控制所述第2EDLC模块的充放电动作；恒定电力充电开关部，在所述第2EDLC模块的充电动作时进行控制，实现恒定电力充电；EDLC模块电压检测部，检测所述第2EDLC模块的充电电压；放 电感知部，检测所述第2EDLC模块的放电动作；而且， 

所述控制部依次执行以下模式：充电待机模式，在通过所述电池电压检测部检测的所述电池电压是能够通过第2EDLC模块执行充电的正常标准电压的状态下，当所述电池的当前端子电压比以前端子电压上升既定值以上或急降至既定值以下时，所述控制部向充放电连接开关部和恒定电力充电开关部输出低电平信号，使所述电池与第2EDLC模块断路，临时切断充放电动作；充放电模式，在所述电池的端子电压是能够执行充电的正常标准电压，所述电池的当前端子电压是比以前端子电压未上升既定值以上、未急降至既定值以下的正常状态的情况下，比较所述电池的端子电压与通过EDLC电压检测部检测的第2EDLC模块的充电电压，如果没有这些值的电位差，上述控制部则向所述充放电连接开关部及恒定电力充电开关部输出高电平信号，使所述电池与第2EDLC模块连接，实现正常的充放电动作；恒定电力充电模式，在所述电池的端子电压是能够执行充电的正常标准电压，所述电池的当前端子电压是比以前端子电压未上升既定值以上、未急降至既定值以下的正常状态的情况下，或在所述充电待机模式的情况下，比较所述电池的端子电压与通过所述EDLC电压检测部检测的所述第2EDLC模块的充电电压，如果发生这些值存在既定电压电位差，上述控制部则向所述充放电连接开关部输出低电平信号，使所述电池与所述第2EDLC模块断路，向所述恒定电力充电开关部输出恒定电力脉冲信号，用于以与所述检测的电位差成正比的恒定电力，对所述第2EDLC模块进行充电。 

为达成如上目的，一种利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿方法，应用于包括车辆的发电机、电池、车辆电气负载、第1EDLC模块、第2EDLC模块、控制部、电池电压检测部、充 放电连接开关部、恒定电力充电开关部、EDLC模块电压检测部、放电感知部、温度感知部、设置部、显示部构成的利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿装置，其特征在于包括： 

第1步骤，所述控制部通过电池电压检测部，检测电池的端子电压并存储；第2步骤，控制部通过EDLC电压检测部，检测第2EDLC模块的充电电压并存储；第3步骤，控制部通过温度感知部，检测所述第2EDLC模块的周边温度并存储；第4步骤，控制部通过所述电池电压检测部，检测车辆发动机是否处于启动中；第5步骤，在所述第4步骤中，如果车辆发动机处于启动中，控制部则判断所述第2EDLC模块的周边温度是否为允许温度值以下；第6步骤，在所述第5步骤中，如果所述第2EDLC模块的周边温度不是允许温度值以下，控制部则向显示部输出基于此的错误提示；第7步骤，在所述第5步骤中，如果所述第2EDLC模块的周边温度是允许温度值以下，控制部则判断所述电池的端子电压是否为能够执行充电的正常标准电压；第8步骤，在所述第7步骤中，如果所述电池的端子电压不是能够执行充电的正常标准电压，控制部则向显示部输出基于此的错误提示；第9步骤，在所述第7步骤中，如果所述电池的端子电压是能够执行充电的正常标准电压，所述控制部则判断当前是否为充电待机模式；第10步骤，在所述第9步骤中，如果当前不是充电待机模式，所述控制部则判断电池的当前端子电压是否比以前端子电压上升了既定值以上；第11步骤，在所述第10步骤中，如果电池的当前端子电压未比以前端子电压上升了既定值以上，所述控制部则判断电池的当前端子电压是否比以前端子电压急降至既定值以下；第12步骤，在所述第10步骤中，如果电池的当前端子电压比以前端子电压上升了既定值以上，或在所述第11步骤中，电池的当前端子 电压比以前端子电压急降至既定值以下，所述控制部则向所述充放电连接开关部和恒定电力充电开关部输出低电平信号，执行充电待机模式，使电池与第2EDLC模块断路，临时切断充放电动作；第13步骤，在所述第9步骤中，如果是充电待机模式，或是在所述第10步骤中，电池的当前端子电压未比以前端子电压上升既定值以上，在所述第11步骤中，电池的当前端子电压未比以前端子电压急降至既定值以下，则比较所述电池的端子电压与第2EDLC模块的充电电压，判断电位差是否是既定电压以上；第14步骤，在所述第13步骤中，如果未发生所述电池的端子电压与第2EDLC模块的充电电压的电位差，所述控制部则向所述充放电连接开关部及恒定电力充电开关部输出高电平信号，执行充放电模式，连接所述电池与第2EDLC模块，进行正常的充放电动作；第15步骤，在所述第13步骤中，如果所述电池的端子电压与第2EDLC模块的充电电压的电位差是既定电压以上，所述控制部则向所述充放电连接开关部输出低电平信号，执行恒定电力充电模式，使电池与第2EDLC模块断路，为以与所述检测的电位差成正比的恒定电力对所述第2EDLC模块进行充电而向所述恒定电力充电开关部输出恒定电力脉冲信号后，如果所述电池与第2EDLC模块之间的电位差消失，所述控制部则向所述充放电连接开关部及恒定电力充电开关部输出高电平信号，连接所述电池与第2EDLC模块，进行正常的充放电动作。 

本发明利用高容量电容器，在车辆行驶时发电机和电池输出的电压暂时下降时，使所述高容量电容器中充电的电流迅速放电，对电力进行补偿。 

另外，本发明以恒定电力脉冲充电方式执行所述高容量电容器的充电，防止充电时发生的发电机过载造成的电池电压不稳定。 

另外，本发明在对所述高容量电容器进行充电时，电池端子的电压因车辆电气负载而降低的情况下，暂时中继高容量电容器的充电，对充电的电流进行放电，对车辆电气负载补偿电力。 

因此，本发明在车辆行驶时，对诸如电压下降的电力供应不稳定状态实时进行电力补偿，提高车辆的输出，防止暂时性减速现象，不仅提高行驶性，而且大幅度改善燃料效率，提高各种电气驱动装置部件的性能和寿命。 

附图说明

图1是本发明的利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿装置的电路图， 

图2是本发明的EDLC模块的电路图， 

图3是所述图2的保护电路的详细电路图， 

图4是本发明利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿装置的主要部分的输出时序图， 

图5是本发明的利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿方法的流程图， 

图6是所述图5的预备充电模式的流程图， 

图7是所述图5的恒定电力充电模式的流程图。 

具体实施方式

以下参考附图对本发明的优选实施例进行详细说明。 

图1是本发明的利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿装置的电路图。 

如图所示，本发明利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿装置， 

作为包括车辆的发电机(10)、并联连接于所述发电机(10)的电 池(20)、从所述发电机(10)及电池(20)接受电源供应的车辆电气负载(30)的车辆电力供应装置，包括： 

第1EDLC模块(40)，并联连接于所述电池(20)，执行充放电动作，补偿低容量的电力；第2EDLC模块(50)，并联连接于所述电池(20)，执行充放电动作，补偿高容量的电力；瞬间电压下降防止部(60)，切断车辆启动时瞬间电压下降造成的逆电流流动，稳定地供应控制部(70)的工作电源；控制部(70)，从所述发电机(10)及电池(20)接受工作电源供应，控制本电力补偿装置的整体动作；电池电压检测部(80)，检测所述电池(20)的电压；充放电连接开关部(90)，介于所述第2EDLC模块(50)与接地之间，断续控制所述第2EDLC模块(50)的充放电动作；恒定电力充电开关部(100)，在所述第2EDLC模块(50)的充电动作时进行切换控制，实现恒定电力充电；EDLC模块电压检测部(110)，检测所述第2EDLC模块(50)的充电电压；放电感知部(120)，检测所述第2EDLC模块(50)的放电动作；温度感知部(130)，检测所述第2EDLC模块(50)的周边温度；设置部(140)，具备各种功能设置键；显示部(150)，显示各种错误提示或设置值等。 

下面进一步对此进行具体说明。 

在电池(20)的输出端，经电流保护元件(PS1)、二极管(D0)(D1)及MPP电容器(C1)，连接有第1EDLC模块(40)和第2EDLC模块(50)。 

其中，所述过电流保护元件(PS1)是当所述第1EDLC模块(40)和第2EDLC模块(50)充放电时，如果过电流流过，则暂时使电路断路的保护元件，所述二极管(D0)用于防止浪涌电压，二极管(D1)用于防止逆电压，MPP电容器(C1)用作高频滤波器。 

所述第1EDLC模块(40)及第2EDLC模块(50)如图2所示，构 成如下： 

多个高容量电容器(edlc 1~edlc n)串联连接，保护电路(P)分别并联连接于所述高容量电容器(edlc 1~edlc n)，在EDLC模块两端，连接有电解电容器(EC)。 

所述保护电路(P)作为保护对所述高容量电容器充电的电压不超过额定电压的电路，后面将对其进行详细说明。 

所述第1EDLC模块(40)及第2EDLC模块(50)以发电机(10)和电池(20)的电压充电，另外，在电力补偿时，执行放电动作，数us~数ms由低容量的第1EDLC模块(40)担任，数ms~数秒由高容量的第2EDLC模块(50)担任，执行放电功能。 

所述保护电路(P)如图3所示与比较器(COM)连接，使电阻(R10)及电阻(R11)的分压电压作为比较电压，输入所述比较器(COM)的端子(+)，使稳压二极管(D8)及电阻(R12)的分压电压作为标准电压接入所述比较器(COM)的端子(-)，所述比较器(COM)的输出经电阻(R13)，接入晶体管(Q3)的基极，在所述晶体管(Q3)的集电极端通过电阻(R14)及电阻(R15)连接于高容量电容器(edlc 1)的一端(+)的同时，经晶体管(Q4)的基极和电阻(R16)，接入晶体管(Q 5)的基极，在所述晶体管(Q4)(Q5)的集电极端通过放电电阻(R18)连接于高容量电容器(edlc 1)的一端(+)的同时，晶体管(Q5)的射极端连接于高容量电容器(edlc 1)的一端(-)。 

其中，电阻(R17)是平衡电阻。 

下面说明如此构成的保护电路(P)的动作。首先，当高容量电容器(edlc 1)接入(或充电)正常电压，例如，接入(或充电)不足2.5V的电压时，电阻(R10)及电阻(R11)的分压电压高于稳压二极管(Z8)及电阻(R12)的标准电压。因此，比较器(COM)输出高电位信号，根据所述比较器(COM)的高电位输出，晶体管(Q3)接通。 

由于所述晶体管(Q3)的接通，晶体管(Q4)(Q5)保持关断状态，高容量电容器(edlc 1)的电流通过电阻(R15)及电阻(R14)，流入晶体管(Q3)的集电极及射极间。 

在这种正常状态下，当过电压接入高容量电容器(edlc 1)时，即，如果接入2.5V以上的电压，那么，稳压二极管(D8)被击穿，通过电阻(R12)的标准电压高于电阻(R10)及电阻(R11)的分压电压。因此，比较器(COM)输出低电位信号，根据所述比较器(COM)的低电位输出，晶体管(Q3)关断。 

由于所述晶体管(Q3)的关断，在晶体管(Q4)(Q5)的基极端接入高电位，晶体管(Q4)(Q5)接通。 

由于所述晶体管(Q4)(Q5)的接通，施压于高容量电容器(edlc 1)的过电压通过放电电阻(R17)迅速放电。 

从而防止额定电压以上的过电压接入高容量电容器(edlc 1~edlc n)，防止高容量电容器受损，增长其寿命。 

所述瞬间电压下降防止部(60)连接于所述电池(20)的输出端，由逆电流流动切断用二极管(D2)(D3)、充电用电容器(C6)构成。 

所述瞬间电压下降防止部(60)用于防止在车辆启动时因电池(20)的瞬间电压下降，原在电容器(C6)中充电的电压向电池(20)逆流的现象，稳定地提供控制部(70)的驱动电压。 

其动作是二极管(D2)(D3)切断所述电容器(C6)中充电的电压因车辆启动而向电池(20)逆流。 

所述电池电压检测部(80)由电阻(R8)及电阻(R9)构成，检测所述电池(20)的端子电压，输入给所述控制部(70)。 

所述充放电连接开关部(90)由FET(Q1)构成。 

所述FET(Q1)介于所述第2EDLC模块(50)的一侧端(-)与接地端之间，所述第2EDLC模块(50)完成充电或在放电时，使所述 FET(Q1)开启(ON)，使所述电池(20)与第2EDLC模块(50)形成闭合回路。 

所述恒定电力充电开关部(100)由电阻(R3)与FET(Q2)串联连接构成。 

所述电阻(R3)和FET(Q2)介于第2EDLC模块(50)的一侧(-)与接地端之间，当使所述第2EDLC模块(50)充电时，使所述FET(Q2)开启(ON)，使所述电池(20)与第2EDLC模块(50)构成闭合回路，充电时，考虑所述电池(20)电压与第2EDLC模块(50)的充电电压的电位差，以恒定电力脉冲切换方式驱动所述FET(Q2)，以便在所述第2EDLC模块(50)中实现稳定的充电。 

用于驱动所述FET(Q2)的恒定电力脉冲切换方式成为一种恒定电力充电所需的脉冲切换信号，使得所述电池(20)电压与第2EDLC模块(50)的充电电压的电位差越大，充电电流与之成比例地越小。 

因此，如果所述FET(Q2)按照脉冲切换信号开启，电池(20)的电流则通过所述FET(Q2)及电阻(R3)，流入第2EDLC模块(50)，所述第2EDLC模块(50)以恒定电力充电。 

另外，在所述恒定电力充电开关部(100)与第2EDLC模块(50)之间，配备有过电流保护元件(PS2)，当第2EDLC模块(50)流过过电流时，使电路断路(open)，防止第2EDLC模块(50)的充电过载和发电机(10)的过载。 

所述EDLC电压检测部(110)由电阻(R4)及电阻(R5)构成，检测所述第2EDLC模块(50)的电压，输入给控制部(70)。 

所述放电感知部(120)由电阻(R6)(R7)、二极管(D5~D7)、电容器(C4)构成，第2EDLC模块(50)放电时，检测信号并输入给控制部(70)。 

其中，就所述放电感知部(120)而言，首先，当充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)处于断路状态，而不是充电或放电状态时，借助于二极管(D5)的正向电压，向控制部(70)输入0.5V的信号。但是，在充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)处于断路状态，或通过恒定电力充电开关部(100)实现充电动作(脉冲切换信号)的状态下，当第2EDLC模块(50)放电时，二极管(D5)的阴极端在接入负(-)电压的同时，向控制部(70)接入0.5V以下的电压。此时，控制部(70)识别为当前第2EDLC模块(50)正在放电中。 

其中，所述二极管(D6)(D7)为浪涌保护元件，电容器(C4)为防噪声元件。 

另外，根据本发明，在所述第2EDLC模块(50)与接地端之间，分别配备有二极管(D4)与电阻(R1)，其中，所述二极管(D4)是当从第2EDLC模块(50)大电流放电时诱导电流流动的元件，所述电阻(R1)是在充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)断路状态下，从第2EDLC模块(50)进行小电流的充放电时，诱导流出电流的元件。 

未说明符号的电容器(C2,C3)是去除噪声用元件。 

下面说明所述控制部(70)的构成。 

所述控制部(70)是内置既定的程序，对本电力补偿装置的全体动作进行控制的元件，执行如下的<充电待机模式>、<充放电模式>及<恒定电力充电模式>的控制。 

<充电待机模式> 

所述控制部(70)在通过所述电池电压检测部(80)检测的所述电池(20)的电压是能够向第2EDLC模块(50)执行充电的正常标准电压的状态下，当所述电池(20)的当前端子电压比电池以前端子电 压上升既定值(例:0.2~0.3V)以上或急降至既定值(例:0.5V)以下时，所述控制部(70)向充放电连接开关部(90)和恒定电力充电开关部(100)输出低电平信号，执行充电待机模式，使FET(Q1)及FET(Q2)全部关闭，从而使所述电池(20)与第2EDLC模块(50)断路，执行临时切断充放电动作的充电待机模式。 

所述充电待机模式是当电池(20)的当前电压比电池(20)的以前端子电压上升既定值以上或急降至既定值以下时，分离电池(20)与第2EDLC模块(50)，以便不会瞬间出现过充放电动作，从而防止所述发电机(10)的过载。 

其中，所谓电池(20)的端子电压是能够执行充电的正常标准电压，是指电池(20)的电压与额定电压相比处于过充电状态，或不是放电终止电压以下的电压的状态。即，指能够正常利用电池(20)的状态。 

另外，所谓所述电池(20)的以前端子电压，作为在检测当前电池(20)的端子电压之前存储的电池(20)的端子电压，是指以在初始电源接入时检测的电池端子电压为开端，在行驶中变化的电池端子电压中，当前检测的电池端子电压的以前存储的电池端子电压。 

<充放电模式> 

另外，在所述电池(20)的端子电压是能够执行充电的正常标准电压，所述电池(20)的当前端子电压是未比以前端子电压上升既定值以上、未急降至既定值以下的正常状态的情况下，控制部(70)比较所述电池(20)的端子电压与通过EDLC电压检测部(110)检测的第2EDLC模块(50)的充电电压，如果这些值的电位差不是既定电压以上，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出高电平信号，执行充放电模式，使FET(Q 1)及FET(Q2)全部开启，从而使所述电池(20)与第2EDLC模 块(50)连接，实现正常充放电动作。 

<恒定电力充电模式> 

另外，在所述电池(20)的端子电压是能够执行充电的正常标准电压， 

所述电池(20)的当前端子电压未比以前端子电压上升既定值以上、未急降至既定值以下的正常状态的情形下，或处于所述充电待机模式的情况下，控制部(70)比较所述电池(20)的端子电压与通过EDLC电压检测部(110)检测的第2EDLC模块(50)的充电电压，如果判断这些值的电位差是既定电压以上，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)输出低电平信号，执行恒定电力充电模式，使FET(Q1)关闭，使电池(20)与第2EDLC模块(50)断路，为以与所述检测的电位差成正比的恒定电力对所述第2EDLC模块(50)进行充电而向所述恒定电力充电开关部(100)输出恒定电力脉冲信号，FET(Q2)据此进行切换驱动。 

其中，所述恒定电力充电模式驱动后，如果所述电池(20)与第2EDLC模块(50)的电位差变得相同，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出高电平信号，使FET(Q1)及FET(Q2)全部开启，从而使所述电池(20)与第2EDLC模块(50)连接，实现正常的充放电动作。 

另外，在所述恒定电力充电模式驱动控制中， 

所述控制部(70)通过所述放电感知部(120)检测输入的值，如果检测到所述第2EDLC模块(50)正在放电的动作，则判断为所述第2EDLC模块(50)充电得比电池(20)电压更高，所述控制部(70)向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出高电平信号，使FET(Q1)及FET(Q2)全部开启，从而使所述电池(20)与第2EDLC模块(50)连接，实现正常的充放电动作。 

在图4中，作为一个示例，显示了电池(20)的电压急降至既定电压以下时的基于控制方法的时序图。 

下面通过其进行说明。 

时间点(t0~t1)区间是电池(20)的端子电压(V1)与第2EDLC模块(50)的充电电压(V2)相同的正常状态(充电完成)，控制部(70)向充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出高电平信号，使FET(Q1)及FET(Q2)保持开启状态。(图4(A)(B)波形)<充放电模式> 

因此，电池(20)与第2EDLC模块(50)构成闭合回路，提供了所述第2EDLC模块(50)中充电的电压能够时时对所述电池(20)电压变动进行电力补偿的环境。 

在这种状态下，当电池(20)的端子电压(V1)急剧降低至既定电压以下时，即，在时间点(t1)，如果从电池电压检测部(80)输入的值降低，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出低电平信号，使所述FET(Q1)及FET(Q2)处于关闭状态。因此，电池(20)与第2EDLC模块(50)断路，保持充电待机模式状态。<充电待机模式> 

其中，在图4的波形图中，虽然只显示了电池(20)的电压端子电压急剧下降至既定标准电压以下的波形，但是，在电池(20)的端子电压上升既定电压以上的情况下，也执行相同的控制，进入充电待机模式。 

这种充电待机模式是当电池(20)的电压因某种电气负载(30)环境性因素而急剧上升或下降时，通过暂时性切断第2EDLC模块(50)的充电动作，防止发电机(10)的过载。 

因此，在所述时间点(t1)，在所述FET(Q1)及FET(Q2)进入关闭状态以后，所述第2EDLC模块(50)的充电电流通过放电电阻(R1) 进行少量放电。 

之后，在时间点(t3)，第2EDLC模块(50)的充电电压(V2)降低后，控制部(70)再次向充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出高电平信号，使FET(Q1)及FET(Q2)开启。<充放电模式> 

之后，第2EDLC模块(50)的充电电压(V2)迅速向电池(20)放电，由于发电机(10)提供电压，所以在时间点(t4)，电池(20)的电压将再次上升。 

如上所述，在所述电池(20)的电压上升的时间点(t4)，所述控制部(70)向充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出低电平信号，使FET(Q1)及FET(Q2)关闭。 

之后，电池(20)的电压再次上升，达到处于正常标准电压状态的时间点(t5)后，控制部(100)使第2EDLC模块(50)再次充电。 

此时，对所述第2EDLC模块(50)执行充电的方法是象在t5~t6区间一样，考虑电池(20)与第2EDLC模块(50)的两端电压电位差，以恒定电力脉冲切换方式驱动恒定电力充电开关部(100)，使所述第2EDLC模块(50)中实现稳定的恒定电力充电，此时，控制部(70)向充放电连接开关部(90)输出低电平信号，使FET(Q1)保持关闭状态，向所述恒定电力充电开关部(100)输出用于恒定电力充电的脉冲切换信号，以便使所述电池(20)端子电压(V1)与第2EDLC模块(50)的充电电压(V2)的电位差越大，与此成反比，充电电流越小，在所述第2EDLC模块(50)中，不是急剧充电，而是实现稳定的恒定电力充电。<恒定电力充电模式> 

之后，在所述第2EDLC模块(50)的充电电压变得与电池(20)电压相同的时间点(t6)，控制部(70)向充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出高电平信号，使FET(Q1)及FET(Q2) 开启。 

图5是本发明的利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿方法的流程图。 

如图所示，本发明的利用高容量电容器的车辆电气负载的电力补偿方法包括： 

第1步骤(S10)，控制部(70)通过电池电压检测部(80)，检测电池(20)的端子电压并存储；第2步骤(S20)，控制部(70)通过EDLC电压检测部(110)，检测第2EDLC模块(50)的充电电压并存储；第3步骤(S30)，控制部(70)通过温度感知部(130)，检测所述第2EDLC模块(50)的周边温度并存储；第4步骤(S40)，控制部(70)通过所述电池电压检测部(80)，检测车辆发动机是否处于启动中；第5步骤(S50)，在所述第4步骤(S40)中，如果车辆发动机处于启动中，控制部(70)则判断所述第2EDLC模块(50)的周边温度是否为允许温度值以下；第6步骤(S60)，在所述第5步骤(S50)中，如果所述第2EDLC模块(50)的周边温度不是允许温度值以下，控制部(70)则向显示部(150)输出基于此的错误提示；第7步骤(S70)，在所述第5步骤(S50)中，如果所述第2EDLC模块(50)的周边温度是允许温度值以下，控制部(70)则判断所述电池(20)的端子电压是否为能够执行充电的正常标准电压；第8步骤(S80)，在所述第7步骤(S70)中，如果所述电池(20)的端子电压不是能够执行充电的正常标准电压，控制部(70)则向显示部(150)输出基于此的错误提示；第9步骤(S90)，在所述第7步骤(S70)中，如果所述电池(20)的端子电压是能够执行充电的正常标准电压，所述控制部(70)则判断当前是否为充电待机模式；第10步骤(S100)，在所述第9步骤(S90)中，如果当前不是充电待机模式，所述控制部(70)则判断电池(20)的当前端子电压是否比以前端子电压上升了既定值以上；第11步骤(S110)， 在所述第10步骤(S100)中，如果电池(20)的当前端子电压未比以前端子电压上升了既定值以上，所述控制部(70)则判断电池(20)的当前端子电压是否比以前端子电压急降至既定值以下；第12步骤(S120)，在所述第10步骤(S100)中，如果电池(20)的当前端子电压比以前端子电压上升了既定值以上，或在所述第11步骤(S110)中，电池(20)的当前端子电压比以前端子电压急降至既定值以下，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)和恒定电力充电开关部(100)输出低电平信号，执行充电待机模式，使电池(20)与第2EDLC模块(50)断路，临时切断充放电动作；第13步骤(S130)，在所述第9步骤(S90)中，如果是充电待机模式，或是所述第10步骤(S100)中，电池(20)的当前端子电压未比以前端子电压上升既定值以上，在所述第11步骤(S110)中，电池(20)的当前端子电压未比以前端子电压急降至既定值以下，则比较所述电池(20)的端子电压与第2EDLC模块(50)的充电电压，判断电位差是否是既定电压以上；第14步骤(S140)，在所述第13步骤(S130)中，如果未发生所述电池(20)的端子电压与第2EDLC模块(50)的充电电压的电位差，则执行充放电模式，所述控制部(70)向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出高电平信号，连接所述电池(20)与第2EDLC模块(50)，进行正常的充放电动作；第15步骤(S150)，在所述第13步骤(S130)中，如果所述电池(20)的端子电压与第2EDLC模块(50)的充电电压的电位差是既定电压以上，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)输出低电平信号，执行恒定电力充电模式，使电池(20)与第2EDLC模块(50)断路，为以与所述检测的电位差成正比的恒定电力对所述第2EDLC模块(50)进行充电而向所述恒定电力充电开关部(100)输出恒定电力脉冲信号后，如果所述电池(20)与第2EDLC模块(50)之间的电位差消失， 所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出高电平信号，连接所述电池(20)与第2EDLC模块(50)，进行正常的充放电动作。 

另外，在所述第4步骤(S40)中，还包括如果车辆发动机不是处于启动中则进入预备充电模式的第16步骤(S160)。 

在所述第4步骤(S40)中，车辆发动机是否启动是通过所述电池电压检测部(80)来感知，首先，未启动状态的电池(20)端子电压约为2.1V×电池数的值，如果启动，启动初期时，虽然存在电压下降等电压不稳定时间，但在启动的同时，发电机(10)驱动，电池(20)的充电电压上升约2.1V×电池数的7~15%。约0.9~2V由发电机(10)供应。 

检测这种电压的差异，可以获知当前发动机是启动状态还是启动前。 

另外，作为所述预备充电模式的第16步骤(S160)如图6所示，包括： 

步骤(S161)，所述控制部(70)判断所述电池(20)的端子电压是否是能够执行充电的正常标准电压；步骤(S162)，在所述步骤(S161)中，如果所述电池(20)的端子电压不是能够执行充电的正常标准电压，则把基于此的错误提示输出到显示部(150)；步骤(S163)，在所述步骤(S161)中，如果所述电池(20)的端子电压是能够执行充电的正常标准电压，则比较所述电池(20)的端子电压与第2EDLC模块(50)的充电电压，判断这些值的电位差是否是既定电压以上；步骤(S164)，在所述步骤(S163)中，如果所述电池(20)的端子电压与第2EDLC模块(50)的充电电压的电位差不是既定电压以上，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出低电平信号，切断所述电池(20)与第2EDLC模块(50)； 步骤(S165)，在所述步骤(S163)中，如果所述电池(20)的端子电压与第2EDLC模块(50)的充电电压的电位差是既定电压以上，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)输出低电平信号，使电池(20)与第2EDLC模块(50)断路，为以与所述检测的电位差成正比的恒定电力对所述第2EDLC模块(50)进行充电而向所述恒定电力充电开关部(100)输出恒定电力脉冲信号后，如果所述电池(20)与第2EDLC模块(50)之间的电位差消失，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出低电平信号，切断所述电池(20)与第2EDLC模块(50)。 

另外，根据本发明， 

作为所述恒定电力充电模式的第15步骤(S150)如图7所示，包括： 

步骤(S151)，所述控制部(70)向所述充放电连接开关部(90)输出低电平信号，关闭FET(Q1)；步骤(S152)，所述控制部(70)为以与电池(20)和第2EDLC模块(50)电压的电位差成正比的恒定电力对所述第2EDLC模块(50)进行充电而向所述恒定电力充电开关部(100)输出恒定电力脉冲信号，切换驱动FET(Q2)；步骤(S153)，所述控制部(70)通过放电感知部(120)判断所述第2EDLC模块(50)是否处于放电中；步骤(S154)，在所述步骤(S153)中，如果所述第2EDLC模块(50)不是放电中，则判断所述第2EDLC模块(50)是否充电完成；步骤(S155)，在所述步骤(S153)中，如果所述第2EDLC模块(50)是放电中，或是在所述步骤(S154)中，所述第2EDLC模块(50)完成了充电，控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出高电平信号，连接所述电池(20)与第2EDLC模块(50)。 

下面说明如此构成的本发明利用高容量电容器的车辆电气负 载的电力补偿装置的整体动作。 

首先，如果电池(20)的电源接入本装置，则接入的电源流经过电流保护元件(PS1)、二极管(D0)(D1)及MPP电容器(C1)，接入第1EDLC模块(40)及第2EDLC模块(50)，同时，经瞬间电压下降防止部(60)及稳压器(REG1)，向控制部(70)接入驱动电压。 

于是，所述控制部(70)初始化后，所述控制部(70)通过电池电压检测部(80)，检测电池(20)的端子电压并存储(S10)。 

而且，通过EDLC电压检测部(110)检测第2EDLC模块(50)的充电电压(S20)。其中，第2EDLC模块(50)的充电电压是利用通过所述电池电压检测部(80)输入的电压和通过所述EDLC电压检测部(110)输入的值，通过两个电压的差异，检测第2EDLC模块(50)的充电电压并存储。 

而且，通过温度感知部(130)，检测所述第2EDLC模块(50)的周边温度并存储(S30)。 

这种检测完成后，所述控制部(70)利用通过所述电池电压检测部(80)检测的电池(20)的端子电压，判断当前车辆发动机是否在启动中。即，判断发动机启动前后(S40)。 

其中，如果当前发动机在启动中，则通过所述温度感知部(130)，判断检测的所述第2EDLC模块(50)的周边温度是否是允许温度值以下，如果所述第2EDLC模块(50)的周边温度不是允许温度以下值，则判断为难以进行正常充放电动作的状态，所述控制部(70)向显示部(150)输出基于此的错误提示，中止机器的动作(S50)(S60)。 

但是，如果所述第2EDLC模块(50)的周边温度是允许温度以下值，所述控制部(70)则判断所述电池(20)的端子电压是否是能够执行充电的正常标准电压(S70)。 

其中，所谓电池(20)的端子电压是能够执行充电的正常标准电压，是指电池(20)的电压相对于额定电压处于过充电状态，或不是放电终止电压以下的电压的状态。 

因此，如果所述电池(20)的端子电压不是能够执行充电的正常标准电压，则判断为难以正常进行充放电动作的状态，所述控制部(70)向显示部(150)输出基于此的错误提示，使机器的动作中止(S80)。 

但是，如果所述电池(20)的端子电压是能够执行充电的正常标准电压，所述控制部(70)则判断当前是否是充电待机模式(S90)。 

其中，如果当前不是充电待机模式，所述控制部(70)则检测电池(20)的当前端子电压是否比以前端子电压上升了既定值以上，或急降至既定电压值以下，如果电池(20)的当前端子电压比以前端子电压上升了既定值以上或急降至既定值以下，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)和恒定电力充电开关部(100)输出低电平信号，执行充电待机模式，使电池(20)与第2EDLC模块(50)断路，临时切断充放电动作(S100~S120)。 

但是，如果处于所述充电待机模式中，或电池(20)的当前端子电压比以前端子电压上升了既定值以上，或急降至既定值以下，则比较所述电池(20)的端子电压与第2EDLC模块(50)的充电电压，判断是否发生了这些值的电位差(S130)。 

此时，如果未发生所述电池(20)的端子电压与第2EDLC模块(50)的充电电压的电位差，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出高电平信号。 

于是，执行充放电模式，使所述FET(Q1)及FET(Q2)开启，所述电池(20)与第2EDLC模块(50)连接，实现正常的充放电动作(S140)。 

但是，如果发生所述电池(20)的端子电压与第2EDLC模块(50)的充电电压的电位差(既定电压以上)，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)输出低电平信号，使FET(Q1)关闭，使电池(20)与第2EDLC模块(50)断路，为以与所述检测的电位差成正比的恒定电力对所述第2EDLC模块(50)进行充电而向所述恒定电力充电开关部(100)输出恒定电力脉冲信号。 

因此，FET(Q2)根据恒定电力脉冲切换信号进行开启/关闭动作，所述第2EDLC模块(50)开始充电，之后，如果第2EDLC模块(50)的充电电压与电池(20)的端子电压变得相同，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)全部输出高电平信号，使电池(20)与第2EDLC模块(50)连接，实现正常的充放电动作。 

之后，如果所述电池(20)与第2EDLC模块(50)之间的电位差消失，则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出高电平信号，执行恒定电力充电模式，使所述电池(20)与第2EDLC模块(50)连接，实现正常的充放电动作(S150)。 

就这种动作而言，如果利用通过所述电池电压检测部(80)检测的电池(20)端子电压，判断为车辆发动机未启动状态，所述控制部(70)则执行预备充电模式(S160)。 

所述预备充电模式是用于车辆发动机启动前，使电池(20)中存在的电压对第2EDLC模块(50)进行预先充电的动作。 

因此，其动作如下： 

所述控制部(70)在发动机处于非启动中时，判断所述电池(20)的端子电压是否是能够执行充电的正常标准电压(S161)。 

其中，如果所述电池(20)的端子电压不是能够执行充电的正常标准电压，则判断为难以进行正常充放电动作的状态，所述控制 部(70)向显示部(150)输出基于此的错误提示，使机器的动作中止(S162)。 

但是，如果所述电池(20)的端子电压是能够执行充电的正常标准电压，则比较通过电池电压检测部(80)输入的电池(20)端子电压和通过EDLC电压检测部(110)输入的第2EDLC模块(50)的充电电压的电位差(S163)。 

此时，如果所述电池(20)的端子电压与第2EDLC模块(50)的充电电压的电位差不是既定电压以上，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出低电平信号，切断所述电池(20)与第2EDLC模块(50)，保持待机状态(S164)。 

但是，如果所述电池(20)的端子电压与第2EDLC模块(50)的充电电压的电位差是既定电压以上，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)输出低电平信号，使电池(20)与第2EDLC模块(50)断路，为以与所述检测的电位差成正比的恒定电力对所述第2EDLC模块(50)进行充电而向所述恒定电力充电开关部(100)输出恒定电力脉冲信号后，如果所述电池(20)与第2EDLC模块(50)之间的电位差消失，所述控制部(70)则向所述充放电连接开关部(90)及恒定电力充电开关部(100)输出低电平信号，切断所述电池(20)与第2EDLC模块(50)，保持待机状态(S165)。 

根据本发明，即使在发动机处于非启动中时，如果电池的电压是正常电压，则预先执行预备充电，以便车辆行驶时，能够很迅速地执行电池的电力补偿。