CN104798246B - 用于将电池保持在操作温度的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于将电池保持在操作温度的装置和方法。所述用于将第一电池保持在操作温度的装置特征在于，其包括：加热电路(140)，能够加热第一电池；和监测电路(200)，连接至加热电路，所述监测电路能够根据预定程序控制加热电路的操作。

Description

用于将电池保持在操作温度的装置和方法

技术领域

本发明的主题是用于将电池保持在操作温度的装置和方法。

本发明的领域是车辆内嵌入式装置的领域。

更精确地，本发明的领域是独立的车辆内嵌入式装置的领域，更特别地是这些装置的电源。

背景技术

由于在所有领域中新的信息和通信技术的增长的可获得性，如今对车辆内远程处理技术有很大兴趣。车辆内嵌入式远程处理技术还包括在两个智能装置之间的远距离信息传输。嵌入式远程处理技术的一部分包括将相关信息提供给车辆用户。嵌入式远程处理技术的另一部分包括针对车辆用户确保优化的安全性条件。通过考虑车辆正常使用中的内在风险和通过考虑社会风险，该安全性至少加倍。在车辆正常使用中的一个风险是意外事件的风险。一个社会风险是盗窃。这是非限制性例子。这些风险被“独立的”装置考虑，因为所述装置不必依赖于车辆的整体性而能够操作。

意外事件被用于自动报告意外事件的嵌入式装置考虑。这样的装置的原则是，一旦检测到意外事件，发送报告意外事件的电子邮件给专用接收器。电子邮件包括意外事件的至少一个方位，即，传输装置的方位。这减少了在意外事件地点处在意外事件和紧急服务到来之间流逝的时间。

报告意外事件的电子邮件在由传感器检测到意外事件之后被自动地发送，或在车辆用户经由促动器进行的激活之后手动地发送，无论车辆是否已经遭受损坏。嵌入式装置获得被包括在消息中的方位，所述消息例如经由卫星定位系统传输。

社会风险被车辆跟踪装置考虑。这些装置最常称为SVT(盗窃车辆跟踪)装置。这样的跟踪装置持续地或基于命令传输跟踪装置的位置。被传输位置针对自动意外事件报告装置而获得。

更通常地，所使用的术语是安全性装置和安保装置。安全性装置通过尽 可能减少使用危险的影响而使得车辆的正常使用更安全。但是，预防比减少更有效。安保装置视图减少车辆整体性的故意侵害的影响。

清楚的是，这样的安全性装置或这样安保装置的可用性不能取决于车辆主电源的可用性。实际上，比较容易停用这样的主电源：

-在意外事件期间在碰撞时断开，

-切断电缆的蓄意行为，意图在于切断至安保装置的电源，

-等。

针对至少这些原因，安全性装置和安保装置总是包括备用电池，当这些装置从它们固连的主电源切断时，备用电池赋予这些装置自治权。

就这些安全性和安保装置嵌入在车辆内的程度而言，它们必须符合它们应用领域中的强制标准。在该情况下，存在一温度范围，这些安全性和安保装置必须在该温度范围内操作。该范围从-40°达到+85°。

在低温下出现问题。在-20℃以下，已知标准电池几乎不再输送电流。取决于这些电池的装置因此不工作。就当车辆处于操作中使用这些装置以及这些装置位于发动机舱中或乘客舱中而言，它们不常经受极低温度。但是，在安保装置的特定情况下，它们必须能够操作，甚至当车辆没有处于操作中时，即，当其发动机关闭时。在该情况下，安保装置的操作温度是车辆所在的地点的环境温度。在该情况下，车辆及其部件没有对安保装置贡献任何热量。

各种问题甚至当车辆起动时发生，实际上当车辆刚刚起动且车辆部件尚未升温时。在第一轮子旋转期间，意外事件或故障仍可发生。因此，安全性装置应尽快激活。

发明内容

本发明通过监视为安保装置供电的电池的温度来解决这些问题。因此，电池联接至温度传感器和加热装置。加热装置和温度传感器连接至微控制器，所述微控制器根据由温度传感器产生的信号来控制加热装置。微控制器接通加热装置，以将电池保持在一温度，在该温度下，电池能够操作，即，递送能量。这样的温度高于-20℃。

本发明的主题因此是一种用于将第一电池保持在操作温度的装置，特征在于，其包括：

-加热电路，适于加热第一电池；

-控制电路，连接至加热电路，所述控制电路适于根据预定规划控制加热电路的操作。

除了前述段落中刚刚已经提到的主要特征之外，根据本发明的装置可还具有一个或多个以下附加特征，单独考虑或根据技术上可行的组合考虑：

-其包括：

-温度传感器(190)，适于测量第一电池的温度，所述传感器连接至控制电路，所述预定程序基于第一电池的温度的测量值。

-加热装置由第二电池供电。

-其包括开关电路，该开关电路用于从以下选择加热电路的电力供应：

-第一电池，

-第二电池。

-加热装置由第一电池供电。

-加热电路是绕第一电池布置的电阻电缆绕组。

-加热电路由两个线圈构成，所述两个线圈布置在意图接收第一电池的位置的每一侧。

-温度传感器与加热电路热绝缘。

本发明的主题还是一种实施用于将电池保持在操作温度的装置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

-在控制电路起动时，接通加热电路持续特定时间段。

本发明的主题还是一种实施用于将电池保持在操作温度的装置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

-以第一预定频率获取第一电池的温度；

-将获取的温度与预定阈值进行比较：

-如果获取的温度在阈值之下，则加热电路接通。

除了前述段落中刚刚已经提到的主要特征之外，根据本发明的方法可还具有一个或多个以下附加特征，单独考虑或根据技术上可行的组合考虑：

-其包括以下步骤：

-如果，在比较期间，获取的温度在阈值之上，则加热电路关闭。

-其包括以下步骤：

-以第二预定频率切断加热装置。

附图说明

通过阅读以下描述和查看附图将更好地理解本发明。这些仅作为指南被给出，而不以任何方式限制本发明。附图示出：

图1是本发明的第一实施方式的图示；

图2是在根据本发明的装置中实施的第一电池的纵向截面图；

图3是在根据本发明的装置中实施的第一电池的侧向截面图；

图4是加热装置的变体实施方式的图示；

图5是电池加热装置的变体实施方式的图示；

图6示出根据本发明的方法的步骤的图示；

图7示出根据本发明的方法的步骤的图示；

图8是本发明的变体的图示；

图9是本发明的电源的图示。

具体实施方式

图1示出第一电池110，该第一电池110包括电源电缆120和130，用于将第一电池110连接至安全性装置或安保装置(未示出)。

图1还示出加热电路140，加热电路140包括绕第一电池110缠绕的电阻电缆。当电路140被电流流经时，其通过焦耳效应产生热量。就加热电路140非常靠近第一电池110或与第一电池110接触而言，当加热电路140产生热量时，第一电池110被加热。

图1示出加热电路140经由电源电缆150和160连接至第二电池170。该连接经由开关装置180进行。这样的开关装置180，例如且非限制性地，为机电开关、晶体管、集电器、或任何等同装置。装置180的实施可用于断开和闭合加热电路140的电源电路。

图1还示出温度传感器190。这样的传感器是热敏电阻、热电偶或任何其他等同装置。假设温度传感器适于至少在以下情况下测量电池温度：

-温度传感器与电池直接接触；

-温度传感器经由至少一个导热材料件与电池接触；

-温度传感器足够靠近电池，使得传感器和电池之间的元件不构成热绝缘。

在变化例中，温度传感器关于电池的相对定位被考虑用于校准温度测量。在一种情况下，校正因子应用于由温度传感器执行的测量。

图1还示出控制电路200。控制电路200是微控制器或微处理器类型。控制电路200经由电缆210连接至开关装置180，经由电缆220连接至温度传感器190。电缆220允许微控制器200接收由温度传感器190产生的温度测量值。电缆210允许控制电路200控制开关装置180。

关于电缆，理解的是这些电缆是输送模拟、功率或数字电信号的器件。这样，这些电缆是印刷电路上的轨道或电缆，或两者。

图2示出电池110类型的第一电池的实施方式的例子。图2因此示出被电阻电缆340围绕的电池310。

图2示出，在电缆340和电池310存在容座370，容座370的与电缆340接触的上部部分380热绝缘。容座370接收等同于传感器190的温度传感器390。传感器390经由电缆400连接至控制电路。容座370包括用于允许电缆400穿过的孔，或电缆400在容座370和电池310之间穿过。

图3是图2中所示的装置的在传感器390水平处的侧向截面。图3示出以下事实：

-容座370位于电缆340和电池310之间，

-容座370：

在电池侧打开，用于允许传感器接触，

或，在电池侧，配备有导热壁。

图2中的变化例可用于热绝缘加热电路的温度传感器，用于提供最接近电池实际温度的温度测量值。

本发明的另一变化例在没有容座370的情况下实施。

图4示出第一电池410，该第一电池410被由电阻电缆制成的线圈的两个网络420和430围绕。网络420和430位于电池410的每一侧，且不交叉。网络420和430具有相同电源。继而可以将网络420和430移开，用于放置和/或更换电池410。

在图4的变化例中，温度传感器(未示出)附连至电池410，或附连至两个网络420或430中的一个。

图5示出容置部510，其为两个部分520和530，一旦闭合，适于容纳第一电池540。一旦容置部闭合，以下可获得：

-两个电力电缆，电池50通过该两个电缆递送其包含的电能，

-两个电源电缆，用于为加热装置550供电，和

-温度传感器的连接电缆560。

部分520和530的内壁被用于部分520的电阻膜570和用于部分530的电阻膜580覆盖。这些电阻膜由两个电源电缆供电。

传感器560：

-附连至两个部分520或530中的一个，

-或附连至容座590的内部，所述容座590本身附连至两个部分520或530中的一个。

传感器560或容座590附连的实际情况是可选的。足够的是，一旦容置部510闭合，传感器560或容座590在容置部510内部。

容座560等同于容座370。根据本发明的变化例，容座560可选地包括绝缘壁，用于绝缘加热装置550的温度传感器560。

在本发明的变化例(未示出)中，由于第一电池的构造，温度传感器在所示第一电池内部。如果所述电池由多个电容式元件构成，这是特别容易的。如果元件适于存储电能，则称元件是电容式的。

在本发明的一个变化例中，电缆130连接至开关装置180，而不是电池170。电缆130连接至装置180的端子，加热电路140的电缆150未连接至装置180的该端子。在该变形例中，电缆120连接至电缆160。在该构形中，第一电池110能够使用第一电池110的能量为加热电路供电。该电力供应由控制电路200经由开关装置180控制。

图8示出选择装置801，以命名约定，包括第一输入端802、第二输入端803、和输出端804。输入端802连接至第二电池170的正极。输入端803连接至第二电池110的正极，即，连接至电缆130。选择装置801因此用于将端子804或连接至第一电池110的正极，或连接至第二电池170的正极。输出端804连接至开关装置180的端子，装置180的另一端子连接至电缆150。

图8还示出选择装置811，包括第一输入端812、第二输入端813、和输出端814。输入端812连接至第二电池170的正极。输入端813连接至第二电池110的正极，即，连接至电缆130。选择装置811因此用于将端子814或连接至第一电池110的负极，或连接至第二电池170的负极。输出部814 连接至电缆160。

由转子801和装置811进行的选择被一致地执行。这意味着，输入端子802和输出端子804之间的链接与输入端子812和输出端子814之间的链接同时选择。在一个实施方式中，不工作时，即没有电力时，活动链接是输入端子803和输出端子804之间的链接，以及输入端子813和输出端子814之间的链接。这例如通过用于转子801的弹性器件805和用于转子811的弹性器件815实现。当它们由第二电池170供电时，输入端子802和输出端子804之间的链接以及输入端子812和输出端子814之间的链接通过电磁场激活，所述电磁场的动作抵抗弹性器件805的动作和弹性器件815的动作。如果与第二电池170的链接消失，则弹性器件805和弹性器件815恢复输入端子803和输出端子804之间的链接以及输入端子813和输出端子814之间的链接。因此存在第一和第二电池之间的自动切换，用于加热装置110的电力供应。

弹性器件805和815，例如且非限制性地，为弹性带、弹簧、形状记忆条带等。纯电动装置也可用作选择装置。

这样的装置例如是由比较器(诸如装置900)控制的转接开关(changeoverswitch)。图9示出比较器901，其一个输入端连接至第一电池的正端子，另一个输入端连接至第二电池的正端子。图9还示出转接开关902，其一个输入端连接至第一电池的正端子，另一个输入端连接至第二电池的正端子。转接开关902的输出端连接至开关180的端子。比较器901的输出端控制转接开关902。装置900可替代装置801使用。

对于本发明的实施方法变化例的描述，动作由微电路、微处理器、微控制器或等同电路执行。这些动作是通过所述电路(未示出)进行的记录在所述电路的程序存储器中的指令代码的解释的结果。

图6示出步骤601，在该步骤601中，控制电路200获取电池110的温度。根据温度传感器190的性质，该获取包括读取由温度传感器190产生的模拟或数字信号。如果是模拟信号，则其被转换为数字信号。该测量值之后将称为测量值M。

一旦测量值M已经被获取，则控制电路200行进至步骤602，在步骤602中，其将测量值M与阈值S进行比较。阈值S记录在控制电路200的存储器中，或经由总线连接至控制电路200的存储器(未示出)中。

阈值S是方法的参数。其通过构造而被设定，或可经由设置用于此目的 的接口而编程。

如果测量值M低于S处的阈值，则控制电路200行进至步骤603，步骤603接通加热电路140，或保持加热电路接通。为此，控制电路200发送开关信号至开关装置180，用于为加热电路140供电。

如果M位于S之上，则控制电路200行进至步骤604，步骤604切断加热电路140，或保持加热电路切断。

从步骤603和步骤604，控制电路200行进至步骤601。在步骤601中，控制电路200在获取如之前描述的新的温度测量值并考虑该温度测量值之前，等待预定时间T的流逝。

时间段T是方法的参数。其通过构造而被设定，或可经由设置用于此目的的接口而编程。

在变形实施方式中，在步骤701中，控制电路200评价自最后接通起的流逝时间。如果该时间大于时间TA，则控制电路200行进至步骤702，步骤702切断加热电路140，或保持加热电路切断。加热装置因此以第二预定频率关闭。该频率是时间段TA的倒数。其是最大频率，因为对于关闭，有必要切断加热装置。由于加热装置仅在低温的情况下接通，与时间TA对应的频率仅在低温下实现。由于语言的误用，最大可达到的频率与操作频率等同。

已知的是，所有控制电路与时钟相关联。时间间隔经由计数器测量，所述计数器在每一时钟节拍以一递增。当计数器达到某一数字，这对应于某一时间。因此在接收器必须达到的值CA和时间TA之间存在等价。在该变形例中，控制电路200因此包括与用于读取或写入而可访问的存储区域对应的计数器C。在每一个时钟节拍，该计数器C以一递增。在实践中，其可以是时钟频率的倍数。该结果通常经由控制电路中管理的中断而实现。

从步骤702，控制电路200行进至步骤703，等同于步骤601，在步骤703中，其获取电池110的温度。

如果在步骤703中获取的温度的测量值M在阈值S之下，则控制电路200行进至等同于步骤603的步骤704。在步骤704中，控制电路200还将计数器C重新设置为零。

否则，如果测量值M在阈值S之上，控制电路200行进至步骤701。

从步骤704，控制电路200行进至步骤701。

在本发明的一个变化例中，在没有传感器190的情况下考虑图1。在该 变化例中，控制电路200根据起动循环控制开关装置180。当控制电路200被供电时，则其闭合开关装置180。因此，加热装置140被供电，其加热第一电池110。控制电路200保持开关装置180闭合持续特定时间段。该时间段是例如60秒、90秒或120秒。其可更短或更长。在变形例中，该时间段被记录在控制电路200的存储器(未示出)中。

实施方式的一个例子例如是车辆带有车载安全性装置的情况，所述安全性装置必须尽快激活。在该情况下，所述安全性装置由配备有根据本发明的装置的电池供电。在车辆起动时，加热因此被接通持续一时间段，确保为安全性装置供电的电池处于足以允许安全性装置操作的温度。在特定时间段之后，加热被切断。

Claims (11)

1.一种用于将第一电池(110)保持在操作温度的装置，所述第一电池供电到安全性/安保装置，所述安全性/安保装置是嵌入在车辆中，车辆包括用作主电源的第二电池(170)，其特征在于，所述装置包括：

-加热电路(140)，适于加热第一电池；

-开关装置(180)，用于从第一电池和第二电池中选择加热电路的电力供应；

-控制电路(200)，连接至加热电路，所述控制电路适于根据预定程序控制开关装置(180)以操作加热电路，

所述第一电池(110)使得所述安全性/安保装置在从所述第二电池(170)切断的时候能够运行。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其包括：

-温度传感器(190)，适于测量第一电池的温度，所述温度传感器连接至控制电路，所述预定程序基于第一电池的温度的测量值。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，加热装置由第一电池(110)供电。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，加热装置由所述第二电池(170)供电。

5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，加热电路是绕第一电池布置的电阻电缆的绕组(140)。

6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，加热电路由两个线圈(420、430)构成，所述两个线圈布置在意图接收第一电池的位置的每一侧。

7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，温度传感器与加热电路热绝缘。

8.一种用于实施如权利要求1至7中的任一项所述的装置的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

-在控制电路起动时，接通加热电路持续特定时间段。

9.一种用于实施如权利要求1至7中的任一项所述的装置的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

-通过控制电路以第一预定频率获取第一电池的温度(601)；

-将获取的温度与预定阈值进行比较(602)；

-如果获取的温度在阈值之下，则控制电路控制开关装置将第一电池和第二电池中的一个与加热电路接通(603)。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

-如果，在比较期间，获取的温度在阈值之上，则加热电路关闭(604)。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

-以第二预定频率关闭加热装置。