[发明专利]用于使电池输出升压的系统和方法

说明书

背景

[0001]本公开总地涉及电气设备和电路，例如用于使交通工具电池的输出升压以助于 启动交通工具的电路。

附图说明

[0002]图1A是包括电池升压电路的交通工具的示例性实施方案的图示。

[0003]图1B是如被配置用于涉及启动交通工具的应用的电池升压电路的示例性实施 方案的图示。

[0004]图1C是包括电池升压电路的蜂窝电话的示例性实施方案的图示。

[0005]图1D是包括电池升压电路的手持通信或计算设备的示例性实施方案的图示。

[0006]图1E是包括电池升压电路的照相机的示例性实施方案的图示。

[0007]图2是电池升压电路的示例性控制器的功能框图图示。

[0008]图3是用于控制电池升压电路可以包括的升压转换器的输出的示例性电路的 示意图示。

[0009]图4是用于接合(engage)或控制电池升压电路的螺线管接触体的示例性电路 的示意图示。

[0010]图5是电池升压电路的示例性实施方案的图示。

[0011]图6是电池升压电路的示例性实施方案的图示。

[0012]图7是电池升压电路的示例性控制器的功能框图图示。

[0013]图8是用于接合或控制电池升压电路的螺线管接触体的示例性电路的示意图 示。

[0014]图9是用于使电池的输出升压的示例性过程的流程图。

[0015]图10是图示示例性电池升压电路的电流特性的曲线图。

[0016]图11是图示示例性电池升压电路的电压特性的曲线图。

具体实施方式

[0017]在一个示例性实施方案中，如图1A中所示，交通工具101包括用于引擎启动 的电路100。如图1B中所示，电路100将超级电容器120置为与负载110和电池115或 其他适当电源串联排列，以升高或提升(enhance)对负载110的电能递送。这种其他适 当的电源例如可以包括一个或更多个燃料电池、太阳能电池或发电机。电路100可以应用 于各种负载类型，并且可适用于许多应用，图1A图示了使到交通工具内燃机(未在图1B 中明确图示)启动马达110的输出升压的示例性场景。

[0018]交通工具(例如汽车、小轿车、卡车、摩托车、船、飞机等等)101的电池115 通常呈现出对环境温度波动的敏感性。例如，在寒冷的天气下，单独的电池可能产生降低 的电能水平，并且可能难以启动汽车引擎。令该问题恶化的是，寒冷的气温可能增加汽车 引擎中机油的稠度，由此要求来自启动马达110的更大扭矩来转动或者发动引擎，并且因 此要求更大的电池电流。换言之，温度对于无辅助电池和引擎的影响可能妨碍寒冷天气发 动。

[0019]如在下面将以进一步的细节讨论的那样，在引擎启动之前，电路100将来自电 池115的能量储存在超级电容器模块105的超级电容器120中。为了准备放电以补充来自 电池115的电能来供引擎发动，电路100对超级电容器120充电。

[0020]多数超级电容器是电化学电容器，具有比更多的普通电容器(例如电解电容器) 高的能量密度。超级电容器通常在视觉上类似常规电容器，但是通常提供高得多的电容或 者储能密度。尽管常规电容器可以具有导电箔和干式分离器(dry separator)，但是示例性 的超级电容器通过使用特殊电极和电解质(可以为有机或者水性的)而可以被视为与电池 技术交叉。所述电极可以包括活性碳、金属氧化物或者导电聚合物。很多超级电容器包括 气凝胶。

[0021]现在参照图1B，驾驶员接合启动马达110以启动引擎，所述接合操作通常是 通过转动点火钥匙而“接通(pull in)”或者闭合启动接触体125。在启动事件时，电路 100将来自超级电容器模块105的储存能量与来自电池115的能量组合，并且将该组合的 能量递送到启动马达110。因此，电路100递送一电能峰值输出，其显著地高于电池115 单独的功率输出。所产生的脉冲功率或者电能升压提升启动马达110的扭矩和旋转速度， 以快速启动引擎，即使是在寒冷的天气下。