CN114946099A - 智能跨接线缆 - Google Patents

Abstract

实施方式包括用于跨接启动车辆的智能跨接线缆。跨接线缆被配置有电子控制模块，该电子控制模块监测跨接线缆的每一端处的连接，并且仅在检测到电池或车辆电气系统正确地连接至每一端时闭合电路。在一些实施方式中，电子控制模块在检测到成功的跨接启动时断开电路。在一些实施方式中，电子控制模块还监测跨接线缆的温度，并且如果温度超过预定水平则调制电力传输或断开电路。

Description

智能跨接线缆

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年11月4日提交的题为“SMART JUMPER CABLES”的美国临时专利申请第62/930,034号和于2019年12月31日提交的题为“SMART JUMPER CABLES”的美国临时专利申请第62/955,796号的权益。这两个申请的全部公开内容在此通过引用并入，如同在本文中完全陈述一样。

技术领域

本公开内容涉及汽车电气系统领域，并且具体地涉及便于更安全的跨接启动过程(jump-start process)的线缆。

背景技术

由内燃机提供动力的绝大多数车辆利用电气系统为各种车辆系统提供动力。当车辆的发动机运行时，交流发电机或发电机通常由发动机驱动以产生必要的电力。当发动机停止时，一个或更多个可再充电电池代之以提供任何所需的电力。电池通常是铅酸电池，并且被优化以在短时间内提供启动发动机所需的大量电流。一旦发动机运行，通过经由交流发电机或发电机产生的电力对电池再充电。如果由于各种原因而使电池充电不足，则可能无法启动发动机，需要进行跨接启动。在跨接启动中，车辆的电气系统连接至第二车辆的电气系统。然后，电力从第二车辆的电气系统流出，对来自充电不足的电池的电流进行补充以使得足以允许车辆启动，并且允许车辆的交流发电机或发电机接管提供电力。

本文中提供的背景描述是为了总体地呈现本公开内容的上下文。除非本文另外指出，否则该部分中描述的材料不是针对本申请的权利要求的现有技术，并且不会因为包括在本部分中而被认为是现有技术。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述将容易理解实施方式。为了便于该描述，相似的附图标记表示相似的结构元件。在附图的图中通过示例而非限制的方式示出了实施方式。

图1描绘了根据各种实施方式的智能跨接线缆的示例实施方式。

图2描绘了根据各种实施方式的可以被配备至诸如图1的智能跨接线缆的智能跨接线缆的示例电子控制模块界面。

图3是根据各种实施方式的诸如图2的电子控制模块的示例电子控制模块的部件的框图。

图4是根据各种实施方式的利用诸如图1的智能跨接线缆的智能跨接线缆来跨接启动汽车的操作的流程图。

具体实施方式

在跨接启动过程中，具有不能启动车辆的电池的车辆的电气系统(在本文中被称为接收车辆)与具有充分充电的电池的能够运行的车辆的电气系统(在本文中被称为发送车辆)并联连接。这有效地将接收车辆和发送车辆的电气系统连接在一起，允许发送车辆的电池和交流发电机/发电机提供接收车辆启动所需的电力。通常使用跨接线缆进行连接，该跨接线缆包括在每一端上具有夹子(clamp)的导体对，一个导体用于电气系统的正极侧，并且一个导体用于负极侧。夹子固定至每个导体，使得跨接线缆的每一端具有两个夹子，一个用于负导体，并且一个用于正导体。导体通常是相对大的规格(gauge)的线，其尺寸被设计成在接收车辆启动时处理相对短的高电流冲击，并传导足以启动接收车辆的电流。

典型的跨接启动过程包括首先将正导体上的一个夹子连接至发送车辆的电池的正端子，并将正导体的另一个夹子连接至接收车辆的电池的正端子。接下来，将负导体上的一个夹子连接至发送车辆的电池的负端子。然后，通常将负导体的另一个夹子连接至接收电池的负端子或接收车辆上通常远离电池的某处的适当的接地点。典型的位置是发动机上某处的金属结构，例如冷却软管入口、发动机吊钩或者排气或进气歧管。一旦被连接，发送车辆的发动机通常首先启动(如果尚未运行)，使得发送车辆的交流发电机帮助供电。接下来，然后启动接收车辆。有时，接收车辆不会立即启动，特别是当接收车辆在启动期间所需的电流超过跨接线缆能够传输的电流时以及/或者在发送车辆不能提供足够电流的情况下。在这种情况下，发送车辆与接收车辆之间的连接在适当位置停留一段时间，通常为5至10分钟，以允许接收电池在再次尝试启动接收车辆的发动机之前至少部分地被充电。然后，接收车辆上的部分充电的电池可以补充由跨接线缆提供的电流，使得接收车辆能够启动。应当理解，在接收车辆的电池通常被预期提供至少一些启动电流的情况下，跨接线缆不需要足够大以传导接收汽车在启动期间所需的全部电流。一旦接收车辆被启动，跨接线缆通常以相反的连接顺序被移除。

在替选过程中，正夹子和负夹子两者可以首先连接至发送车辆的电池端子，随后其次是接收车辆的正电池端子和负电池端子或车辆的接地点。当执行该方法时，必须注意防止在第一组夹子连接至发送车辆的电池之后第二组夹子彼此接触。无意的接触将导致短路，并且可能对发送车辆的电池或电气系统造成损伤或损坏。也可以采用其他跨接启动方法。

连接跨接线缆存在固有风险。典型的车辆电池虽然通常处于相对低的电压(通常对于汽车电池为12VDC标称值)并且不足以对用户造成电击，但车辆电池能够在电阻足够低的负载上几乎瞬间输送数百安培的电流。由于这种输送大电流的能力，电池的任何短路(例如，在另一侧连接至充电电池的情况下意外地将在跨接线缆的一端的夹子接触在一起)可能导致短路路径中的部件的极快速加热，从而导致对车辆的可能损坏、火灾或甚至电池爆炸。如果在连接跨接线缆的过程中，通电的正导体上的夹子万一接触接地的负导体，则可能发生短路，从而引起火灾和/或对一个或两个车辆造成严重损坏。此外，交叉连接跨接线缆，例如将发送汽车的正端子连接至接收车辆的负极侧以及将发送汽车的负端子连接至接收车辆的正极侧，可能会对发送车辆和接收车辆的电气系统中的一者或两者造成严重损坏。尽管跨接线缆通常被颜色编码以允许容易地区分正连接件和负连接件，但是车辆电池可能没有对于正端子和负端子被清楚地标记或者标记可能是模糊的，从而为无意交叉连接提供了机会。

由跨接线缆承载的大量电流即使在跨接线缆被正确地连接在发送车辆与接收车辆之间时也会导致跨接线缆本身在相对短的时间内急剧地加热。如果线缆足够热，则跨接线缆的绝缘体可能损坏，也会导致短路。在一些情况下，绝缘体本身可能着火。例如，典型的跨接线缆组上的绝缘体额定为最大90摄氏度；一旦达到该温度，绝缘体可能开始损坏。绝缘体达到该温度所花费的时间量至少取决于跨接线缆导体的尺寸、导体的类型(例如铝、铜或另外的材料)以及正传输的电流量。对于各种电流量和线规，这种关系如下表1所示：

表1

从表1中可以看出，即使在100安培——当被连接但未启动时从发送车辆到接收车辆的电池的典型电流消耗——的情况下，6规格铝线缆也将仅在一分钟半内达到90摄氏度。如果接收车辆的电池被充分耗尽以在尝试启动之前需要一些初始充电，则会容易地超过该时间量。一旦接收车辆的启动器被接通，电流消耗可能跳到几百安培。即使在300安培的情况下，6规格铝线缆将在约10秒内达到90摄氏度；如果在启动之前已经使用线缆对接收车辆电池充电，则时间会更短。如将理解的，如果接收车辆启动缓慢或另外需要相对较长的点火时间(crank time)，则6规格铝跨接线缆会容易地达到90摄氏度。

六规格跨接线缆是相当常见的尺寸。较大尺寸是可用的，其可以在较长时间段内安全地传导相对大的电流而不会过热。然而，如果采用较小规格的跨接线缆，则时间上的安全余量可能会大大减少。在电流停止流动之后热量也需要时间才能消散，因此重复的短的尝试启动可能会导致热量逐渐累积，这在线缆规格变得更小时会加剧。

使用跨接线缆完成连接例如在进行最后的连接时通常还导致产生火花。当夹子接近接地接线片(lug)时，夹子与接线片之间的电位可能达到气隙的击穿点，从而使空气电离并因此产生火花。同样地，在成功的跨接启动之后，在移除跨接线缆夹子时，可能会产生火花。与任何火花一样，该火花可以是任何邻近的易燃蒸气(例如来自附近泄漏管线的燃料)的点火源，并且可以导致火灾或爆炸。此外，典型的铅酸电池使用稀硫酸溶液作为电解质，稀硫酸溶液可能在充电或放电过程中通过电解产生氢气。如果例如由于不正确的连接技术而在正在放出氢的电池附近产生火花，则这种氢会爆炸性地点燃，可能使电池破裂并将硫酸和弹片喷射到附近的任何人(例如连接跨接线缆的人)上。在任一种情况下，都可能导致严重的人身伤害。虽然使用(以上详述的)正确的连接顺序可以降低着火的风险，即按顺序最后连接至远离接收车辆的电池的接地接线片或按顺序先从接线片断开，但是这并不能防止火花的形成。此外，因为当线缆断开时通常产生火花，所以对于断开过程存在与连接过程相同的风险。

所公开的实施方式包括配备有用以管理发送车辆与接收车辆之间的电力的流动的电子装置的跨接线缆。在实施方式中，装置可以检测到线缆何时被连接在发送车辆与接收车辆之间。该装置可以保持断开线缆，例如不允许电路完成，直到该装置检测到发送车辆和接收车辆两者都被正确地连接，并且甚至在接收车辆已经启动之后自动断开电连接。通过在检测到两侧的正确连接之前不允许电路完成或闭合并且在接收车辆启动之后可能断开电路，即使未遵循正确的连接顺序，也可以有效地大大减小或甚至消除短路或火花的风险。此外，如下面将讨论的，电子装置可以被配置成监测电流的流动和/或线缆温度，以防止跨接线缆超过其绝缘体损坏温度，例如90摄氏度。

在以下详细描述中，参照形成该详细描述的一部分的附图，其中，贯穿全文相似的附图标记表示相似的部件，并且其中，通过图示的方式示出了可以实践的实施方式。应当理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义，并且实施方式的范围由所附权利要求及其等同物来限定。

在所附说明书中公开了本公开内容的各方面。可以在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下设计本公开内容的替选实施方式及其等同物。应当注意，在附图中通过相似的附图标记来指示下面公开的相似元件。

可以以最有助于理解所要求保护的主题的方式将各种操作依次描述为多个离散动作或操作。然而，描述的顺序不应当被解释为暗示这些操作必须依赖于该顺序。特别是，这些操作可以不按呈现的顺序执行。可以以与描述的实施方式不同的顺序执行所描述的操作。在附加实施方式中，可以执行各种附加操作和/或可以省略所描述的操作。

出于本公开内容的目的，短语“A和/或B”意指(A)、(B)或者(A和B)。出于本公开内容的目的，短语“A、B和/或C”意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或者(A、B和C)。

描述可以使用短语“在一个实施方式中”或“在多个实施方式中”，其可以各自指代相同实施方式或不同实施方式中的一个或更多个。此外，关于本公开内容的实施方式使用的术语“包括(comprising)”、“包含(including)”、“具有(having)”等是同义的。

如本文中使用的，术语“电路系统”可以指代以下内容、作为以下内容的一部分或者包括以下内容：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或组)和/或存储器(共享的、专用的或组)、组合逻辑电路以及/或者提供所描述的功能的其他合适的部件。

图1示出智能跨接线缆100的示例实施方式。线缆100包括电子控制模块102、在任一端端接有连接器组(诸如正夹子106a和106b)的正导体104、以及同样地在任一端端接有连接器组(诸如负夹子110a和110b)的负导体108。如可以看出的，电子控制模块102置于正导体104和负导体108的端部之间。如下面将讨论的，电子控制模块102用于闭合或断开任一导体或两个导体上的夹子之间的连续性。

在实施方式中，正导体104和负导体108中的每一个被实现为大规格(通常>8ga.)绝缘金属导体。金属导体通常由合适的导电金属、诸如铜或铝制成，其被合适的绝缘材料、诸如橡胶、塑料、硅树脂、布或其他类似的柔性且耐用的介电材料包围。为了便于识别，正导体104可以用与用于负导体108的绝缘体具有不同视觉外观的绝缘体进行绝缘。在一些实施方式中，每个导体可以具有不同的颜色，例如，正导体104可以是红色的，而负导体108可以是黑色的，以与车辆电气系统的典型颜色方案相匹配。

根据线缆100的给定实施方式的最大额定安培数来选择每个导体的尺寸。如将理解的，相对较大规格的导体能够承载较大的安培数而不会过热和冒火灾风险。与例如与乘用车相对的卡车的较大的车辆和/或诸如柴油发动机的高压缩发动机一起使用的线缆100通常需要配备有较大规格的导体，诸如4规格或更大的规格。此外，线缆长度可以在规格选择中发挥作用。随着线缆100长度的增加，线缆的电阻增加并且线缆将传导越来越低的安培量。因此，为了获得期望的电流容量，随着线缆100变得更长，可能需要增加导体规格。线缆100的期望长度可以根据给定实现方式的需求而变化。对于例如用于在电池可能位于车辆前部附近的乘用车之间进行跨接启动的相对轻型的线缆，6英尺长度可以是足够的；而例如在电池可能不直接位于车辆前部的商用车辆之间的较长的线缆，可能需要10英尺或更大的长度。在一些情况下，可能需要更长的线缆100，例如在发送车辆不能定位成接近接收车辆(例如其中每个车辆的前端尽可能彼此靠近)的情况下。

正导体104包括附接至每一端的正夹子106a和106b(统称为或总称为正夹子106)，并且负导体108包括附接至每一端的负夹子110a和110b(统称为或总称为负夹子110)。在所描绘的实施方式中，正夹子106可以类似于正导体104进行颜色编码，并且负夹子110可以类似于负导体108进行颜色编码。正夹子106和负夹子110中的每一个可以具有相似的尺寸和构造。每个夹子106和110可以包括外壳，该外壳可以至少部分地绝缘，该外壳将一个或更多个导电接触件封闭在夹子爪内。导电接触件可以由合适的导电材料、诸如铜或铝制造。此外，如图1中可以看出的，每个接触件可以配备有脊或齿以帮助增强与不平坦表面的连接。每个夹子106、110的导电接触件例如通过诸如型锻或压接的机械连接或者通过熔合、焊接、软焊或实现可靠电连接的另外的合适技术，来分别电固定至正导体104和负导体108的金属导体。此外，可以根据线缆100在使用中可能经受的任何预期物理应力以及要承载的预期电流量来选择用于将金属导体电固定至每个接触件的方法。

在实施方式中，每个夹子106、110可以被弹簧加载，以将接触件偏置到闭合位置。在使用中，每个夹子可以通过使用者向夹子施加压力而打开，从而允许接触件滑过要与之进行电接触的结构，例如电池端子或接线片。然后释放夹子，使弹簧将导电接触件偏置到该结构上。与正导体104和负导体108一样，根据实现线缆100的额定电流容量来设计正夹子106和负夹子110的尺寸。

夹子仅是一个可能的实施方式。其他实施方式可以采用用于在发送车辆的电池和/或电气系统与接收车辆的电池和/或电气系统之间进行电连接的替选技术或装置。例如，车辆的电气系统可以装配有电连接器，诸如带罩的公连接件，并且夹子106和110可以用与车辆的电连接件配合的连接器、诸如带罩的母连接件来代替。可以采用允许每个导体104、108临时连接至每个相应车辆以能够处理传递必要电流以进行跨接启动的任何类型的连接器。

图2描绘了电子控制模块102的示例实施方式的外部界面。控制模块102可以包括第一连接指示器202、第二连接指示器204和状态指示器206或其任何组合。替选地，可以存在或可以不存在其他指示器。如从图2和图3可以看出的，控制模块102电连接至正导体104和负导体108，以使控制模块102能够断开或闭合相应的正夹子106a至106b和负夹子110a至110b之间的电连接。如下面将参照图3说明的，第一连接指示器202指示正夹子106a和负夹子110a(例如到发送车辆的电池)的连接状态，而第二连接指示器204指示正夹子106b和负夹子110b(例如到接收车辆的电池)的连接状态。状态指示器206可以指示发送车辆与接收车辆之间的电路状态，例如电路是断开(车辆彼此电断开)还是闭合(车辆彼此电连接，准备跨接启动)。指示器202、204和206各自可以使用任何合适的指示装置、诸如LED、另外的类型的灯、诸如标志的机械信号或任何其他合适的信令装置来实现。在被实现为诸如LED的灯的情况下，灯可以被配置成显示不同的颜色以表示不同的连接状态，如下面将讨论的。同样地，机械信号可以被配置成显示几种不同类型的指示以用信号传送不同的状态。

在其他实施方式中，可以提供手动超控开关或装置，以允许使用者手动断开和/或闭合连接。在某些情况下，例如在接收车辆的电池太低而不能由电子控制模块102记录为连接的情况下，使用者可以使用这样的开关来超控部分或全部安全锁定。在实施方式中，状态指示器206还可以被配置为用于启动手动超控的按钮。在其他实施方式中，手动超控可以被实现为单独的分立控制，诸如按钮或瞬时开关。

转到图3，描绘了示例电子控制模块102的内部功能的框图。控制模块102包括：包含电池存在和连接极性检测电路的第一检测电路302、也包含电池存在和连接极性检测电路的第二检测电路304、以及智能开关306。第一检测电路302和第二检测电路304的电池存在和连接极性检测电路可以包括电压、电流和/或电阻测量电路系统，并且可以包括用于分析来自测量电路系统的数据的附加电路系统。第一连接指示器202与第一检测电路302通信，以指示其状态。第二连接指示器204与第二检测电路304通信，以指示其状态。状态指示器206与智能开关306通信，以指示其状态。在一些实施方式中，智能开关306还与线缆温度传感器312通信，该线缆温度传感器可以位于电子控制模块102的内部或外部。在一些实施方式中，各种指示器202、206和204可以与包括第一检测电路302、第二检测电路304、智能开关306和/或线缆温度传感器312的其他电路的任何组合通信。在一些实施方式中，指示器202、206或206中的一些或全部可以存在或者可以不存在，或者可以以任何组合进行组合。

在使用中，第一检测电路302与发送车辆通信。具体地，第一检测电路302连接至发送车辆的启动电池/车辆电气系统，被称为发送车辆电气系统308。同样地，第二检测电路304与接收车辆的已放电电池/车辆电气系统(在本文中被称为接收车辆电气系统310)通信。在一些实施方式中，第一检测电路302和第二检测电路304是说明本文中的操作原理的任意名称；每个检测电路被相同地配置并且可以被附接至发送车辆或接收车辆。因此，对于这样的实施方式，线缆100的哪一侧连接至发送车辆或接收车辆并不重要。

第一检测电路302和第二检测电路304中的每一个被配置成检测附接至其相应夹子106a/110a和106b/110b的电池的存在。除了电池的存在之外，第一检测电路302和第二检测电路304中的每一个被配置成确定所附接的电池是否以正确的极性被连接，即，正夹子106被连接至正端子并且负夹子110被连接至负端子。第一检测电路302和/或第二检测电路304中的每一个可以检测启动电池/发送车辆电气系统308和/或已放电电池/接收车辆电气系统310的电压、极性、电流、电阻和/或其他性质。每个检测电路可以经由其相关联的连接指示器202、204向线缆100的使用者报告状态。例如，当未附接电池时，每个连接指示器可以是暗的或不亮的；如果附接了电池但以相反的极性连接，则每个连接指示器可以显示红色；以及如果电池被正确地连接，则每个连接指示器可以显示绿色。

在一些实施方式中，每个连接指示器、状态指示器206和/或单独的指示器或指示器组可以包括显示器，该显示器指示电压、电流、电池电阻、电池健康状况、与跨接启动准备就绪相关的信息、电气系统的状态、任一车辆的发动机是否正在运行和/或任何其他相关信息。在实施方式中，每个检测电路302、304还将状态传送给智能开关306，以确定是否断开、闭合和/或调制发送车辆与接收车辆之间的电路，如下面将讨论的。除了连接性和极性之外，第一检测电路302和第二检测电路304还可以检测所连接的车辆电气系统的电压或者电连接中的一者或两者是否短路，并将这样的信息转发给智能开关306。电池存在和连接极性检测电路、诸如第一检测电路302和/或第二检测电路304可以包括电压和/或电流和/或电阻测量电路系统，并且可以包括用于分析来自测量电路系统的数据的附加电路系统。

第一检测电路302和第二检测电路304以及智能开关306可以从发送车辆和/或接收车辆的电气系统和/或内部电池中的一者或两者接收电力以进行操作。根据给定实施方式的需求，可以使用相同或不同的部件来实现第一检测电路302和第二检测电路304。可以使用包括集成电路以及分立部件的固态电子装置和/或诸如继电器的机电装置来实现检测电路。应当理解，在实施方式中，第一检测电路302或第二检测电路304分别与发送车辆和接收车辆的关联仅出于说明目的。发送车辆或接收车辆可以连接至第一检测电路302或第二检测电路304中的任一者，同时实现全部功能。在该意义上，线缆100与如下无关(agnostic)：与发送车辆进行哪个连接以及与接收车辆进行哪个连接。

智能开关306接收来自第一检测电路302和第二检测电路304的输入，并基于该输入确定是闭合还是断开发送车辆与接收车辆之间的电路。通过电连接每个导体上的夹子、即、正夹子106a电连接至正夹子106b并且负夹子110a电连接至负夹子110b，来完成断开或闭合。在一些实施方式中，智能开关306可以被配置成使用表2中的以下基本逻辑来断开或闭合电路：

第一检测电路	第二检测电路	智能开关
			电池不存在/相反的极性	电池不存在/相反的极性	断开
电池被正确地连接	电池不存在/相反的极性	断开
			电池被正确地连接	电池被正确地连接	闭合

表2

该逻辑可以通过由第一检测电路302和第二检测电路304中的每一个检测电压来扩展。例如，每个检测电路可以被配置成通过使用差分电压来区分车辆何时启动或停止。如果检测电路检测到12VDC或更低的标称电压，则可以检测到电池，这也将指示车辆未启动，因为车辆电池的标称电压通常为12VDC或更低。缺少任何电压可以指示不存在电池，例如连接至检测电路的夹子一起短路或断开。相反，当典型的车辆充电系统提供约13.5VDC至15VDC的电压时，检测到大于12VDC的电压指示车辆电气系统不仅被附接，而且车辆正在运行。利用该信息，智能开关106可以被配置成根据以下修改的逻辑表、表3，保持发送车辆与接收车辆之间的电路断开，直到发送车被启动：

表3

如可以看出的，在使用表3的配置中，即使在两个车辆都被正确地连接之后，智能开关306仍保持电路断开，并且只有在智能开关306检测到其中一个车辆(例如发送车辆)已经启动其发动机时才闭合。智能开关306可以在电压超过预定阈值时确定发送车辆已经启动其发动机，预定阈值是仅当车辆的交流发电机运行时才会出现的电压，从而指示发动机正在运行，如上所讨论的。表3还示出了附加的可能配置，即，一旦智能开关306检测到第二车辆(即接收车辆)也已经启动其发动机，无论发送车辆的发动机是否正在运行，智能开关306均可以重新断开电路。接收车辆启动其发动机将指示成功的跨接启动，允许线缆100自动断开电路以帮助确保夹子106和/或110与车辆的电池和/或电气系统的无火花断开。

在一些实施方式中，智能开关306可以与如下无关：正导体104和负导体108的夹子106和110是否分别连接至相应的正电池端子和负电池端子。在这样的实施方式中，只要发送车辆与接收车辆之间的连接极性一致，智能开关306就可以允许闭合连接。因此，智能开关306可以在如下情况下闭合连接：其中夹子106连接至负端子并且夹子110连接至正端子(即，红色正导体104连接在负端子之间并且黑色负导体108连接在正端子之间)。在这样的实施方式中，检测电路302和304两者可以指示相反的极性，但智能开关306仍将允许连接，因为闭合电路将不会导致交叉连接。

表4在下面示出了与极性无关的逻辑：

表4

智能开关306还可以从线缆温度传感器312接收信息，以确定线缆100的至少一部分的当前温度。在实施方式中，智能开关306被配置成在线缆100的感测温度超过第一预定阈值的情况下断开电路/断开连接。在一些实施方式中，一旦线缆温度传感器312指示线缆100的感测温度降至第二预定阈值以下，智能开关306就可以自动重新闭合。第一预定阈值和第二预定阈值可以是相同的值或不同的值。在其他实施方式中，智能开关306可能不会自动重新闭合，而是需要线缆100的使用者例如通过按压按钮或类似合适的拨动开关来手动重新闭合电路。智能开关306可以通过状态指示器206指示开路状况和/或过温。

第一预定温度可以是线缆100周围的绝缘体开始损坏的温度或该温度以下的温度。根据给定实现方式的需要，第二预定温度可以是充分低于第一预定温度的温度，以防止快速重复智能开关306的断开和闭合的循环。在一些实施方式中，基于诸如线缆100的散热率和/或典型点火时间的因素来选择第二预定温度。在另外的其他实施方式中，第一预定温度和第二预定温度可以是相同的(即，控制断开和重新闭合两者的仅单个预定温度)。

在一些实施方式中，智能开关306可以全部地或部分地基于线缆温度升高的升高速率和/或基于最大线缆温度上升的预测和/或基于传递通过智能开关的电流水平和/或已经通过智能开关306和/或线缆108或104传递一定水平的电流的时间量或者传递通过智能306和/或线缆108或104的电流和/或电力的累积量或者一些其他方式，来断开开关，以将线缆108或104保持在预测的安全操作温度内。

在一些实施方式中，智能开关306可以以相对短的周期断开和闭合，以调节传递通过线缆的平均电流，从而调节线缆温度。

在一些实施方式中，状态指示器206可以指示线缆温度，或者提供关于线缆温度的警告。

线缆温度传感器312可以使用现在存在的或以后开发的任何合适的技术、诸如热敏电阻或热电偶来实现。线缆温度传感器312可以放置在线缆100的一个或多个金属导体内或者与线缆100的一个或多个金属导体直接接触，或者可以放置在绝缘体内或者与绝缘体接触。智能开关306可以相对于线缆温度传感器312的放置被校准以确保绝缘体保持在其损坏温度以下。在一些实施方式中，可以采用多个线缆温度传感器312来监测线缆100的各个区域。智能开关306可以被配置成在多个线缆温度传感器312中的任一个指示温度在第一预定温度以上的情况下断开。在其他实施方式中，线缆温度传感器312可以针对线缆100的最可能加热最快的一个或多个部分被放置。

一些实施方式可以省略线缆温度传感器312，而是使用基于时间或电流的方法来确保线缆100保持在绝缘体损坏温度以下。例如，智能开关306可以用线缆100的电流-温度式样、诸如上面表1中公开的时间-安培-线规关系进行预编程。智能开关306可以随时间监测电流流动，并且如果给定水平的电流流动持续的时间等于或大于线缆100达到针对该线规的线缆100的绝缘体损坏温度所需的时间，则智能开关306断开电路。

在另外的其他实施方式中，智能开关306可以被配置成在达到绝缘体损坏温度(通过直接测量确定或从时间和电流监测推断)时调制或以其他方式限制电流流动，而不是断开电路。例如，在该线规的线缆100足以承载足够的电流以允许至少充电(但可能不启动)继续而无过热风险的情况下，可以采用这样的方法。智能开关306还可以被配置成调制或以其他方式限制电流流动以控制温度上升。例如，随着线缆100的温度升高，智能开关306可以逐渐开始调制电流流动，随着温度接近绝缘体损坏温度而积极地增加。

如从图3可以看到的，智能开关306向状态指示器206提供信息。状态指示器206可以指示连接状况，例如，当连接断开并且退出错误状况(例如，线缆连接错误)时，状态指示器206可以是红色的；当线缆100被正确地连接但是等待发送车辆的启动时，状态指示器206变成蓝色；并且当连接闭合时，状态指示器206变成绿色，指示发送车辆电连接至接收车辆，被启动，并且准备开始跨接启动。在一些实施方式中，状态指示器206可以指示另外的信息诸如故障或过载，例如通过不同颜色的灯或闪光灯来指示过电流状况、过温状况、电池和/或电气系统电压异常、在错误方向(从发送车辆到接收车辆)上流动的电流的安培数等。如上所讨论的，可以由指示器202、204、206和/或另外的指示器、例如数字或字母数字显示器、LED条形指示器等来传达其他信息。

对于给定的实现方式，智能开关306可以适当地使用固态部件(诸如MOSFET、集成电路和/或其他分立或集成部件)、机电部件(诸如继电器)或两者的组合来实现。如将理解的，在实施方式中，负责闭合发送车辆与接收车辆之间的电路的部件的尺寸被设计成处理跨接启动期间车辆之间的预期最大电流传输。智能开关306可以配备有过电流和/或过温保护装置或电路，诸如电子断路器，如果检测到过电流和/或过温情况，则该电子断路器将自动地断开电路。这样的装置还可以防止短路状况，例如如果在智能开关106闭合时正夹子106接触其对应的负夹子110；来自短路的电流的突然涌入将使保护装置跳闸并使智能开关306立即断开。在实施方式中，保护装置可以是智能开关306的一部分或者被实现为智能开关306的功能的一方面。替选地，第一检测电路302和/或第二检测电路304中的任一者或两者可以检测短路并向智能开关306提供信号以断开。智能开关306还可以使用微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、分立逻辑电路或模拟电路来实现，以实现上面表2和/或表3的逻辑和/或其他逻辑。在一些实现方式中，微控制器还可以包括用于实现逻辑中的一些或全部的软件或固件。

在一些实施方式中，可以在线缆100中包括针对可能损坏车辆电子器件的被称为“抛负载”的状况的保护。当在交流发电机正在产生电流时断开已放电电池时发生抛负载，并且抛负载会导致可能到达车辆电子器件的大的电压瞬变。针对这些瞬变的常见保护技术是使用保护装置、诸如TVS二极管、二极管和/或变阻器或其他保护装置来抑制瞬变。保护装置可以被包括在电子控制模块102中或线缆100的其他部分中，以针对抛负载瞬变进行保护。例如，TVS二极管、二极管和/或变阻器可以被用于包括第一检测电路302和/或第二检测电路304的电池存在和连接极性检测电路和/或被用于智能开关306。

最后，如上所提及的，在一些实施方式中，控制模块102可以配备有手动开关或超控开关，以允许使用者在一些情况下手动地使电路闭合。在接收汽车的电池耗尽到检测电路不能记录其存在(即，将电池读取为断开的)的点，并且因此不能满足使智能开关306自动闭合的逻辑要求的情况下，这样的开关可能是有用的。可能需要手动超控的另一种可能的情况是使用者希望在启动发送车辆的发动机之前或不启动发送车辆的发动机的情况下闭合电路。又一种情况是使用者使两侧的极性相反，使得每个车辆的负端子和正端子只是连接至相反的导体，并且线缆100未被配置成与极性无关的；手动闭合电路会是相对安全的，因为不会导致交叉连接。

在实施方式中，尽管超控开关的致动，但是检测和防止短路状况或检测过温状况的上述保护装置不能被超控开关规避。这样的故障保护配置可以防止使用者通过不正确地连接线缆100并用超控开关强制闭合电路或者在由于感测到的过温状况而自动断开时试图过早地重新闭合连接而造成危险情况。在任一情况下，允许使用者手动闭合电路会导致损坏或火灾。

图4是可以用诸如线缆100的智能跨接线缆组执行的示例跨接启动过程400的流程图，其包括可以由具有智能开关的控制模块、诸如控制模块102执行的逻辑操作。取决于给定操作的细节，过程400中的各种操作可以不按顺序(视情况而定)执行，并且可以省略一些操作或者可以添加附加操作。

在操作402中开始，诸如夹子106a、110a的跨接线缆夹子连接至发送车辆的电池或相关联的电气系统。一旦被连接，在操作404中，控制模块、诸如控制模块102和/或第一检测电路302确定是否已经进行了正确的连接。如果不是(来自操作404的“否”分支)，则在操作406中可以用信号向使用者传送：连接不正确，并且过程400可以迭代回到操作402，并且等待夹子被正确地重新连接。如果进行了正确的连接(来自操作404的“是”分支)，则过程400进行到操作408。控制模块可以经由诸如第一连接指示器202的指示器来提供连接状态的指示，如果被正确地连接，则该指示器可以是绿色的(或替选指示)，或者如果被不正确地连接，则该指示器可以是红色的(或替选指示)。不正确连接的示例可以是缺少连接或相反的极性。未连接的线缆夹子不会短路，因为根据逻辑表2、3或4，控制模块保持电路断开。

在操作408中，诸如夹子106b、110b的对应夹子连接至接收车辆的电池或相关联的电气系统。一旦被连接，在操作410中，控制模块确定是否已经进行了正确的连接。如果不是(来自操作410的“否”分支)，则在操作412中可以再次用信号向使用者传送：连接不正确，并且过程400可以迭代回到操作408，以等待正确的连接。如果进行了正确的连接(来自操作410的“是”分支)，则过程400进行到操作414。与操作412一样，控制模块可以通过指示器来提供连接状态的指示，如果被正确地连接，则该指示器可以是绿色的(或替选指示)，或者如果连接不正确，则该指示器可以是红色的(或替选指示)。

在操作414，启动发送车辆。在操作416中，控制模块确认发送车辆的发动机已经启动。如果不是(来自操作416的“否”分支)，则过程400循环回到操作414。控制模块因此迭代，等待发送车辆启动。一旦启动(来自操作416的“是”分支)，过程400进行到操作418。然而，取决于是否实现逻辑表3，发送车辆上的运行的发动机可以不是允许控制模块闭合电路的要求。如果不要求，则可以跳过操作414和416。

在操作418中，控制模块闭合电路，允许电流从发送车辆的电池和/或相关联的电气系统流向接收车辆的已放电电池和/或相关联的电气系统。一旦通过来自操作404、410和416的“是”分支到达操作418(如果根据表3要求发动机启动)，则将认识到控制模块、特别是智能开关、诸如智能开关306闭合电路所需的所有逻辑条件。如果如此配置的话，诸如状态指示器206的状态指示器可以指示开关被闭合和/或电流正流动和/或任何其他相关信息，例如车辆的发动机中的任一者或两者是否在运行、车辆的电池或电气系统中的任一者或两者的电压是否在合适的范围内等。

在操作420中，接收车辆被启动。在操作422中，控制模块确定接收车辆的发动机是否已经启动，并且如果已经启动(来自操作422的“是”分支)，则过程400进行到操作428。如果不是(来自操作422的“否”分支)，则在操作424中评估线缆的温度。如果温度在可接受的范围内(来自操作424的“是”分支)，即，线缆温度未超过预定限制，则过程400迭代回到操作420，并且接收车辆的发动机继续从发送车辆接收电力，以允许其继续启动。然而，如果线缆温度超过预定限制，例如在可接受的范围之外(来自操作424的“否”分支)，则过程400进行到操作426。

在操作426中，线缆过热，并且可以根据控制模块的配置来限制或以其他方式调制电流流动。如果线缆继续过热，或者如果控制模块未被配置成限制或调制电流，则过程400可以进行到操作428。

在操作428中，例如在实现表3的情况下，响应于检测到接收车辆的发动机启动(来自操作422)或由于检测到过热状况(来自操作426)，控制模块可以自动断开电路。替选地，智能开关306可以保持电路闭合直到任何线缆夹子断开为止，从而使得电路根据表2或表4而断开。

在完成过程400之后，跨接线缆可以从发送车辆和接收车辆断开。

应当理解，尽管过程400是线性逐步呈现的，但是各种操作可以并行操作，并且逐步呈现在本公开内容中仅出于说明目的。例如，操作402至406可以与操作408至412以及操作414和416并行地操作。控制模块可以同时检测发送车辆和接收车辆的连接状态，同时还等待发送车辆发动机已经启动的信号。虽然在操作402中夹子连接至发送车辆是检测发送车辆发动机已经启动的先决条件，但是控制模块仍可以同时监测正确连接和发动机启动的信号。一旦以任何顺序满足所有三个条件，则控制模块将进行到操作418，如上所讨论的。同样，可以同时监测操作422和424。

对于采用与极性无关的逻辑(表4)的实施方式，操作404和410可能不会迭代回到相应的操作402和408。而是，只有当操作404和410两者评估为“是”或“否”并且它们互不相同、即一个评估为“是”而另一个评估为“否”时，控制模块才进行到操作418。

对于本领域技术人员将明显的是，在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下，可以对公开的装置和关联的方法的所公开的实施方式进行各种修改和变化。因此，本公开内容旨在覆盖以上公开的实施方式的修改和变化，只要这些修改和变化在任何权利要求及其等同内容的范围内即可。

Claims (17)

1.一种用于在两个车辆之间进行跨接启动的线缆，包括：

第一组连接器；

第二组连接器；以及

电子控制模块，所述电子控制模块与所述第一组连接器和所述第二组连接器电连接，

其中，当在所述第一组连接器和所述第二组连接器两端检测到电压时，所述电子控制模块将所述第一组连接器电连接至所述第二组连接器。

2.根据权利要求1所述的线缆，其中，所述电子控制模块被配置成：检测在所述第一组连接器两端检测到的电压何时在预定阈值以上，并且当所述电压在所述预定阈值以上时将所述第一组连接器电连接至所述第二组连接器，以及当所述第一组连接器两端的电压在所述预定阈值以下时将所述第一组连接器与所述第二组连接器电断开。

3.根据权利要求2所述的线缆，其中，所述电子控制模块被配置成：检测在所述第二组连接器两端检测到的电压何时在所述预定阈值以上，并且当在所述第一组夹子和所述第二组夹子两者两端检测到的电压在所述预定阈值以上时将所述第一组连接器与所述第二组夹子电断开。

4.根据权利要求1所述的线缆，其中，所述电子控制模块被配置成：检测所述线缆的温度，并且当所述线缆温度超过预定阈值时电断开所述第一组连接器和/或所述第二组连接器。

5.根据权利要求4所述的线缆，其中，预定阈值是第一预定阈值，并且所述电子控制模块还配置成：当所述线缆温度降至第二预定阈值以下时将所述第一组连接器重新电连接至所述第二组连接器。

6.根据权利要求1所述的线缆，其中，所述电子控制模块被配置成：检测在所述第一组连接器两端检测到的电压的第一极性并检测在所述第二组连接器两端检测到的电压的第二极性，并且所述电子控制模块还被配置成：当所述第一极性与所述第二极性匹配时，将所述第一组连接器电连接至所述第二组连接器。

7.根据权利要求1所述的线缆，还包括：用以指示所述第一组连接器的状态的第一指示器、用以指示所述第二组连接器的状态的第二指示器、以及用以指示所述第一组连接器是否电连接至所述第二组连接器的第三指示器。

8.根据权利要求7所述的线缆，其中，所述第一组连接器包括第一组夹子，并且所述第二组连接器包括第二组夹子。

9.根据权利要求8所述的线缆，其中，所述第三指示器包括按钮，所述按钮被配置成：无论在所述第一组夹子或所述第二组夹子两端是否检测到电压，将所述第一组夹子电连接至所述第二组夹子。

10.一种用于使用配备有控制模块的线缆来跨接启动车辆的方法，包括：

将第一组连接器连接至第一车辆的电池的正端子和负端子；

将第二组连接器连接至第二车辆的电池的正端子和所述第二车辆的负接触件；

当在所述第一组连接器两端检测到第一电压并且在所述第二组连接器两端检测到第二电压时，由所述控制模块将所述第一组连接器电连接至所述第二组连接器。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

由所述控制模块检测所述第一电压的极性；以及

由所述控制模块检测所述第二电压的极性，并且

其中，所述控制模块仅在所述第一电压极性与所述第二电压极性相同时才将所述第一组连接器电连接至所述第二组连接器。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述控制模块在所述第一电压超过预定阈值时将所述第一组连接器电连接至所述第二组连接器。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：当所述第二电压超过预定阈值时，由所述控制模块将所述第一组连接器与所述第二组连接器电断开。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

由所述控制模块检测所述线缆的温度；以及

当所述线缆的温度超过预定阈值时，由所述控制模块调制流经所述线缆的电流。

15.根据权利要求10所述的方法，还包括：由所述控制模块指示所述第一组连接器何时电连接至所述第二组连接器。

16.一种用于在两个车辆之间进行跨接启动的线缆，包括：

第一组连接器；

第二组连接器；以及

电子控制模块，所述电子控制模块与所述第一组连接器和所述第二组连接器电连接并且被配置成将所述第一组连接器电连接至所述第二组连接器，

其中，所述电子控制模块还被配置成：检测所述线缆的温度，并且当所述线缆温度超过预定阈值时，电断开所述第一组连接器和/或所述第二组连接器。

17.一种用于在两个车辆之间进行跨接启动的线缆，包括：

第一组连接器；

第二组连接器；以及

电子控制模块，所述电子控制模块与所述第一组连接器和所述第二组连接器电连接并且被配置成将所述第一组连接器电连接至所述第二组连接器，

其中，所述电子控制模块还被配置成：当所述线缆的温度超过预定阈值时，调制流经所述线缆的电流。

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