[發明專利]用于管理超級電容器的充放電的裝置和方法

有效

• 申請號: 201580076917.2
• 申請日: 2015-02-26
• 公開（公告）號: CN107407246B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 曼努埃爾·阿隆索·卡巴萊羅阿蒂恩薩爾
• 申請（專利權）人: 杰斯蒂馬太陽能有限公司
• 主分類號: F02N11/08
• 分類號: F02N11/08;F02N11/14;H02J7/00;H02J7/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 唐京橋;陳煒

本發明涉及一種用于管理超級電容器的充放電的方法和裝置，所述裝置并聯連接至燃燒引擎的電氣系統或任何需要電池來供應或吸收強電流的裝置或過程的電氣系統。該裝置的有利之處在于：對于其操作，不必修改引擎的電氣接線，并且即使當電池部分充電、完全放電或者當沒有電池時也允許引擎的操作。本發明涉及便攜式實施方式、用于永久使用的實施方式以及其中所述裝置被連接至電化學電池從而形成用于向引擎提供電能的組件的另一實施方式。

技術領域

本發明的目的是下述裝置及其控制方法，其管理一組超級電容器的充放電并且優選地允許它們連接至燃燒引擎的電氣系統以確保內燃機的啟動和操作，而無關電化學電池的狀態。本發明的主要區別特征是，執行這樣的管理而無需外部命令，而是間接地檢測啟動意圖或停止意圖、內燃機的操作狀態和燃燒引擎的電化學電池的狀態，因此意味著不需要修改燃燒引擎的電氣接線或安裝，而是僅將裝置并聯連接至電力接線，例如連接至電池端子。

背景技術

根據來自相互馬德里保險公司(Mutuainsurance company)的數據，由車輛的電氣系統和電池形成的組件是路邊技術援助請求的第二主要原因，構成呼叫的30％。令人關注的是，根據EuropAssistance提供的援助服務，點火系統代表最常見的故障，構成每年多于一百萬個援助呼叫，所有這些未計入沒有使用任何種類的保險的無數的故障情況。

這是非常頻繁且不可預知的故障，會引起或多或少的重大后果，包括損失時間、損失商品或旅行票并且其通常涉及車輛的停工和/或需要援助。

為了援助這樣的故障，使用“助力器”或便攜式起動器，其包含在使用時必須充滿電的小型電化學電池，意味著裝置必須保持接入至電源以確保其在必要時的操作。此外，當引擎通過這種方法啟動時，如果車輛電池被嚴重損壞，則既不能保證引擎的繼續執行，也不能保證隨后的點火意圖。

另一方面，使用超級電容器電池作為輔助蓄電系統以支持內燃機的點火在現有技術中是常見的。這些輔助超級電容器電池優選地被用于輔助需要必須在低溫狀態下操作或以非常頻繁的啟動停止循環進行操作的電化學電池的裝置和大型內燃機的點火，因為這些輔助超級電容器電池呈現以下優點：

輔助超級電容器電池的低內電阻允許其以非常低的損耗輸送激活燃燒引擎的起動器馬達所需的高電流。

輔助超級電容器電池的標稱特性在-40℃至65℃之間幾乎不變化，其在低溫下尤其令人關注，而電化學電池顯示出顯著降低的性能。

當輔助超級電容器電池與電化學電池一起工作時，輔助超級電容器電池極大地延長了電化學電池的壽命以避免在點火時電化學電池受到的強烈放電。

目前的現有技術中的不同裝置允許這樣的超級電容器電池連接至燃燒引擎的電氣系統，但是為了工作它們必然引起控制系統和/或電力接線的修改，因此在車輛的情況下會需要例如專家的干預以及需要對實施的修改的批準以及防止在必要時將其用作應急設備。

還有便攜式超級電容器電池，其在必要時連接至電化學電池并且當車輛電池放電時輔助起動器。在已知的情況下，連接、充電、放電、激活、斷開等的操作是以完全手動的、初級且危險的方式進行的。

因此，期望具有如下一種裝置，該裝置允許實現作為對主電池的支持系統的一組超級電容器的連接、管理和控制，而不必修改內燃機的電氣接線以及不必預先充電。

為此，本發明聚焦在用于對一組超級電容器的充放電的方法和控制元件上，其在不需要外部命令的情況下，間接地檢測點火意圖和關閉意圖、內燃機的操作狀態或電池系統的過程和狀態。這是通過使用基于讀取內燃機的電氣系統的電壓、電流和內電阻的變化以及對于恰當管理所需的其他物理參數例如溫度的變化的控制算法來實現的。

發明內容

本發明的目的——用于管理超級電容器電池的充放電的裝置包括：

由一個或更多個超級電容器形成的超級電容器電池(1)；