[发明专利]用于管理超级电容器的充放电的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于管理超级电容器的充放电的方法和装置，所述装置并联连接至燃烧引擎的电气系统或任何需要电池来供应或吸收强电流的装置或过程的电气系统。该装置的有利之处在于：对于其操作，不必修改引擎的电气接线，并且即使当电池部分充电、完全放电或者当没有电池时也允许引擎的操作。本发明涉及便携式实施方式、用于永久使用的实施方式以及其中所述装置被连接至电化学电池从而形成用于向引擎提供电能的组件的另一实施方式。

技术领域

本发明的目的是下述装置及其控制方法，其管理一组超级电容器的充放电并且优选地允许它们连接至燃烧引擎的电气系统以确保内燃机的启动和操作，而无关电化学电池的状态。本发明的主要区别特征是，执行这样的管理而无需外部命令，而是间接地检测启动意图或停止意图、内燃机的操作状态和燃烧引擎的电化学电池的状态，因此意味着不需要修改燃烧引擎的电气接线或安装，而是仅将装置并联连接至电力接线，例如连接至电池端子。

背景技术

根据来自相互马德里保险公司(Mutuainsurance company)的数据，由车辆的电气系统和电池形成的组件是路边技术援助请求的第二主要原因，构成呼叫的30％。令人关注的是，根据EuropAssistance提供的援助服务，点火系统代表最常见的故障，构成每年多于一百万个援助呼叫，所有这些未计入没有使用任何种类的保险的无数的故障情况。

这是非常频繁且不可预知的故障，会引起或多或少的重大后果，包括损失时间、损失商品或旅行票并且其通常涉及车辆的停工和/或需要援助。

为了援助这样的故障，使用“助力器”或便携式起动器，其包含在使用时必须充满电的小型电化学电池，意味着装置必须保持接入至电源以确保其在必要时的操作。此外，当引擎通过这种方法启动时，如果车辆电池被严重损坏，则既不能保证引擎的继续执行，也不能保证随后的点火意图。

另一方面，使用超级电容器电池作为辅助蓄电系统以支持内燃机的点火在现有技术中是常见的。这些辅助超级电容器电池优选地被用于辅助需要必须在低温状态下操作或以非常频繁的启动停止循环进行操作的电化学电池的装置和大型内燃机的点火，因为这些辅助超级电容器电池呈现以下优点：

辅助超级电容器电池的低内电阻允许其以非常低的损耗输送激活燃烧引擎的起动器马达所需的高电流。

辅助超级电容器电池的标称特性在-40℃至65℃之间几乎不变化，其在低温下尤其令人关注，而电化学电池显示出显著降低的性能。

当辅助超级电容器电池与电化学电池一起工作时，辅助超级电容器电池极大地延长了电化学电池的寿命以避免在点火时电化学电池受到的强烈放电。

目前的现有技术中的不同装置允许这样的超级电容器电池连接至燃烧引擎的电气系统，但是为了工作它们必然引起控制系统和/或电力接线的修改，因此在车辆的情况下会需要例如专家的干预以及需要对实施的修改的批准以及防止在必要时将其用作应急设备。

还有便携式超级电容器电池，其在必要时连接至电化学电池并且当车辆电池放电时辅助起动器。在已知的情况下，连接、充电、放电、激活、断开等的操作是以完全手动的、初级且危险的方式进行的。

因此，期望具有如下一种装置，该装置允许实现作为对主电池的支持系统的一组超级电容器的连接、管理和控制，而不必修改内燃机的电气接线以及不必预先充电。

为此，本发明聚焦在用于对一组超级电容器的充放电的方法和控制元件上，其在不需要外部命令的情况下，间接地检测点火意图和关闭意图、内燃机的操作状态或电池系统的过程和状态。这是通过使用基于读取内燃机的电气系统的电压、电流和内电阻的变化以及对于恰当管理所需的其他物理参数例如温度的变化的控制算法来实现的。

发明内容

本发明的目的——用于管理超级电容器电池的充放电的装置包括：

由一个或更多个超级电容器形成的超级电容器电池(1)；