CN1440583A - 用于电池的智能开关 - Google Patents

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Abstract

一种用于防止车辆电池不希望地过度放电的智能开关，包括一个连接的开关用来在防止电流从电池流出的第一状态和允许电流从电池流出的第二状态之间进行切换，一个电压监视器提供一个表示电池电压水平的电压信号，一个振动传感器提供一个表示车辆振动的振动信号，一个控制器被连接用于接收所述电压信号和振动信号并且当没有检测到车辆的振动并且电池电压下降到低于一个预定电压阈值时产生一个控制信号将开关触发到第一状态。所述控制器产生另一个控制信号当检测到车辆振动时将开关触发到第二状态，多个电压阈值和相关的定时器被用来在不同的负载情况下维持一个充足的电池充电水平。

Description

用于电池的智能开关
对相关申请的交叉引用
这是2000年5月8日提交的美国申请No.09/566,549的部分继续申请。
技术领域
本发明一般涉及开关并且更具体地涉及用于防止不希望的电池放电的电池切断开关。
背景技术
使用可充电电池为起动车辆例如汽车、卡车、公共汽车、船和剪草机的马达时提供初始能量已经被众所周知，如所公知的，一旦车辆的马达开始运行，发电机提供能量来为电池再充电并且给车辆的电负载供电。电负载典型的包括电设备例如各种灯，包括安全和照明灯，电力设备例如电力门锁和电力窗，以及收音机。当车辆的引擎不运行时，发电机不产生能量并且电池成为唯一的能源。如许多操作者所经历的，当引擎关闭而负载没有与电池断开时例如在汽车引擎被关闭后前灯没有被关闭时就会产生电池过度放电的极大危险。在此种情况下，电池会放电到一个不存在足够的能量来重新起动车辆引擎的水平-可能会造成操作者束手无策。另外，过度放电电池将会因为发生硫化而缩短电池的寿命。硫化包括在电池板的表面形成异常的硫酸盐，所述硫酸盐将会因为其增加的阻抗阻碍电磁盘接收和接受充电。
当前，提供断开开关来监视电池的状态并且当电池在引擎已经被关闭后以一个高速率或低速率放电时将电池从电负载上断开。但是，这些设备的缺点在于一旦电池被从车辆的电负载上断开，它们必需要由操作者手工重启来起动引擎。
发明内容
本发明的一个目的是提供一个防止电池过度放电的新的和改进的智能开关。
发明的另一目的是提供一个在与电池断开后本身能够自动复位的新的和改进的智能开关以便使操作者能够重新起动车辆。
发明的一个进一步的目的是为电池提供一种新的和改进的智能开关以便在可变负载的情况下防止电池过度放电。
发明的另一个进一步的目的是提供一种集成在电池内的新的和改进的智能开关。
概括的说，发明的最佳形式是一个防止车辆电池不期望放电的智能开关。智能开关包括一个在电路中与电池连接的开关，所述开关被构造成在防止电流从电池流出的第一状态和允许电流从电池流出的第二状态之间进行切换；一个连接到电池的电压监视器，所述电压监视器被构造成提供一个表示电池电压水平的电压信号；一个振动传感器被构造成检测车辆的振动并且提供一个表示其振动的振动信号；一个控制器被连接用来接收所述电压信号和振动信号并且产生一个控制信号，用于当没有检测到车辆振动并且电池的电压水平下降到低于一个预定阈值时触发开关到第一状态并且当检测到车辆的振动时触发所述开关到第二状态而不管电池的电压水平。
在本发明的一个特别的方面，所述电压监视器被构造成当电池电压低于预定电压阈值时输出所述电压信号，所述电压信号由控制器检测。
在本发明的其它方面，控制器包括一个中央处理单元，特别地，一个微处理器和一个定时器电路，所述定时器电路在电压水平下降到低于预定阈值和从控制器输出控制信号之间产生一个延时以便当检测到车辆的振动时控制器将不输出控制信号。
电池可以包括主要用于起动车辆引擎的第一部分和与所述第一部分并联并且主要用于为车辆的电负载提供能量的第二部分，电压监视器连接到所述第二部分。一个智能开关被构造成与这样一个包括在电路中与第一和第二电池部分分别连接的第一和第二所述开关的电池相连。所述控制器被构造成产生第一控制信号用于当没有检测到车辆振动并且并联连接的电池部分的电压水平下降到低于第一预定电压阈值时将所述第一开关触发到第一状态，所述控制器产生第二控制信号用于当没有检测到车辆振动并且第二电池部分的电压水平下降到低于相对更低的第二预定电压阈值时将所述第二开关切换到第一状态。
为了保护电池不会在不同电耗的情况下过度放电，控制器被构造成具有至少两个预定电压阈值。所述智能开关包括至少两个与所述预定电压阈值相关的所述定时器。第一所述定时器为一个对应于相对较高的预定电压阈值的相对较长的预定时间周期计数，并且第二定时器为一个对应于相对较低的预定电压阈值的相对较短的预定时间周期计数，等等。
配备多电压阈值和多定时器的控制器可以更精确地测量电池的放电情况。根据本发明的一个方面，控制器被构造成具有五个预定电压阈值。所述智能开关包括与每个预定电压阈值相关的定时器来为每个预定时间周期计数，所述时间周期的长度随着相应的电压阈值而增加或减小。
可取地，定时器被构造成当电池的电压水平上升回高于所述的预定电压阈值时停止计数并且当电池的电压水平再下降到低于所述的预定电压阈值时为预定时间周期的未计数部分继续计数。控制器被构造成产生所述的控制信号用来当任何一个预定周期计数完成后将开关触发到第一状态。
在发明的另一个方面，一种用来防止车辆的电池不希望地过度放电的方法，包括以下步骤：监视电池的电压水平并且提供一个表示所述电压水平的电压信号；检测车辆的振动并且提供一个表示所述振动的振动信号；接收所述电压信号和振动信号；当所述电池的电压水平下降到低于一个预定阈值电压水平时基于所述的电压信号和当没有检测到车辆振动时基于所述的振动信号产生一个控制信号，所述控制信号将开关触发到第一状态来防止电流从电池流出，并且当再检测到车辆振动时产生另一个控制信号将开关触发到第二状态来允许电流从电池流出。
所述方法还包括当电池的电压水平下降到低于相对较高的第一预定阈值电压水平时开始为第一相对较长的预定时间周期计数的步骤，以及在产生控制信号之前当电池的电压水平低于相对较低的第二预定阈值电压水平时开始为第二个相对较短的预定时间周期计数的步骤，当任何一个预定周期计数结束时产生所述的控制信号。
附图说明
图1是结合了根据本发明的一个实施例的一个电池智能开关的车辆电子系统的原理图；
图2是图1中的电池智能开关的部分原理图的功能方框图；
图3是图1中的智能开关的一个实施例的原理图；
图4是图1中的智能开关的一个可选实施例的原理图；
图5是表示根据本发明的智能开关的一个实施例的负载状况、电压参考水平和时间长度之间的关系的表格；
图6是根据本发明的智能开关的可选实施例的部分原理图的功能方框图；以及
图7是图6中的智能开关的原理图。
具体实施方式
参照图1，智能开关10被表示通过一个内部开关盒13被结合到电池12内并且在电路中具有一个正终端13A和一个负终端13B。但是，应该注意智能开关10可以位于电池12的外部例如在一个外部开关盒中(未显示)并且通过导线(也未显示)与电池12相连。智能开关10被表示成与一个车辆电子系统14例如一个12伏的系统连接使用，但是，应该注意所述智能开关可以被使用在其它使用电池的合适的电子系统中。车辆电子系统14可以与汽车、卡车、公共汽车、船和剪草机等结合使用。
电子系统14包括一个发电机16用来将来自车辆马达(未显示)的机械能量转换成对电子系统14的负载18供电的电能。负载18可以包括一个点火系统20、前灯22和附属设备24。众所周知的，点火系统20可以包括一个主线圈和火花塞(都未显示)。附属设备24可以包括其它的电设备诸如收音机或GPS导航系统。还提供一个启动器26用来以公知的方式起动车辆马达(未显示)。接地端28闭合电池12和发电机16、负载18和起动器26之间的电路。
现在参考图2，根据本发明的智能开关被通常表示成10。智能开关10在电路中通过开关30与电池12的正极端13A相连并且还包括一个振动检测单元32，一个控制器34，和一个电池电压监视器36。可以提供一个能量管理单元38来为开关30、振动检测单元32、控制器34和电池电压监视器36提供一个合适的电压和电流。能量管理单元38可以包括一个众所周知的调节器并且被连接用来从电池12和输入端40获得能量。能量管理单元38的输出端42分别为由导线44、46和48表示的振动检测单元32、控制器34和电池电压监视器36提供能量。可以提供一个额外的导线49以便电源管理单元38可以通过其它的能源诸如发电机16(图1)在电池放电到一个低电压水平并且开关30在打开的状态时执行功能。
电池电压监视器36包括来自电池12的输入端50并且在最佳实施例中，当电池12的低电压水平下降到低于一个大约为12.10伏的预定阈值时在线52上输出一个电压信号。电池电压监视器可以是适合执行前述功能的任何设备，但是，它最好是由S.C.S汤姆森公司出售的电压参考设备，所述电池电压监视器36可以包括一个例如包括一个电容器和一个模数(A/D)转换器的固态电路。
开关30被表示成开启状态并且最好包括一个根据通过线54输入的控制信号在开启状态和关闭状态之间执行切换功能的MOSFET自锁继电器。当接收一个电路脉冲时，开关30将从一个状态切换到另一个状态并且将保持此状态直到接收到另一个电流脉冲。所述自锁继电器最好是一个由Glory Win International Group Ltd出售的电致机械设备。
振动检测单元32执行感应振动的功能，并且当车辆准备运行或在运行状态时依次识别所述振动。特别地，所述振动检测单元32感应任何诸如车辆开门、驾驶员进入车辆和/或车辆的引擎发动并且通过线56输出一个振动信号。最佳地，振动信号的存在表示振动被检测到。振动检测单元32可以包括任何适用于感应振动的设备诸如一个压电盘或一个被设置成将机械力转换成电能的磁传感器。这个发明实践中使用的磁传感器的实施例包括一个磁场密度传感器，用来感应例如由磁铁或用于测量可以振动或单独移动的磁耦合线圈之间的互感系数的变化的设备造成的磁场密度的变化。
控制器34最好包括一个中央处理单元诸如一个微处理器，所述微处理器被编程来接收来自电池电压监视器36和振动检测单元56的输入并且输出一个控制信号用来驱动，例如一个MOSFET来通过线54向开关30分配一个电控制脉冲。应该注意的是其它电路可以被使用来形成或以其它的方式提供一个合适的控制信号给开关30。所述控制器34最好包括一个由S.C.S汤姆森公司制造的微处理器。但是应该明白控制器34可以包括一个含有例如一个或多个比较器和/或一个或多个电子门而不是处理器的固态电子电路。
定时器58可以被选择用来提供一个如下所述的大约30秒的延时时间。定时器58通过通信线60与所述控制器34进行通信。但是应该注意的是控制器34可以包括一个内置定时器。另外，控制器包括一个微处理器，计时功能可以通过硬件或类似装置提供。
在操作中，控制器34通过线52接收来自电池电压监视器36的输入并且通过线56接收来自振动检测单元32的输入。当车辆被关闭时，振动检测单元32将停止向控制器34提供一个振动信号。当电压下降到低于一个大约为12.1伏的电压阈值水平时，电池电压监视器52将给控制器34提供一个低电压信号。控制器在来自定时器58的大约30秒的延时之后向开关30发送一个控制脉冲。开关30因此将从关闭状态切换到开启状态来防止电流从电池12流进车辆的负载18(图1)。此时，控制器34继续监视振动检测单元32。当接收到来自振动检测单元的振动信号时，控制器34将发送另一个控制脉冲将开关30切换到关闭状态并且允许图1所示的从电池12向负载18传递能量。
智能开关10通过根据某些切断标准被用来保护电池12不会因为过度放电而损坏并且保证电池12总是保留足够的能量来起动车辆，电池12的充电状态被使用作为此切断标准，并且其中的一种方法被用来确定充电状态来测量电池12的输出电压。但是，输出电压不是直接与电池12的充电状态成比例，在不同的负载条件下，终端电压对于电池12的同一充电状态是不同的。
例如，对于一个小负载诸如一个在车厢内的收音机(电耗为0.2A)消耗电池容量的50％，终端电压可以低于12.4伏。相反，对于一个大负载诸如前灯(电耗为30A)消耗电池容量的50％，终端电压可以低于11.8伏。
使用单一电压阈值或参考水平例如12.1伏来切断电池12，剩余的电池容量将根据不同的负载情况而不同。如果电压参考水平被设置成一个相对高的水平例如12.4伏，对于0.2A的负载，切断后的剩余电池容量可以是理想的大约50％。但是，对于一个30A的负载，切断后的剩余电池容量可以是大约80％，其代表对于使用者的能量的预先切断。相反，如果电压参考水平被设置成一个相对低的水平诸如11.8伏，对于一个30A的负载，切断后的剩余电池容量可以是想要的大约50％，但是对于一个0.2A的负载，电池将会在同样的终端电压下过度放电。
因此，为了保持在切断各种不同的负载的情况下保持电池的容量为大约50％，使用单一的电压参考水平是不实际的。最好使用多于一个或一些参考电压水平来满足不同的负载电流的需要。为了改善所描述的实施例的表现，在控制器34中事先设置5个电压参考水平，另外，在控制器34中对应电压参考水平设置5个向下计数的定时器来为不同长度的时间计数，对应于较高的电压参考水平的定时长度较长。图5显示了对电池12的典型模式的电压参考水平和相关的对于不同负载电流的定时长度的设置，其中定时长度与相应的电压阈值以相同的顺序增加或减小。应该注意对于不同容量和/或不同电负载的电池的设置也将会不同。
在工作中，当电池12电压下降到低于参考电压水平时，相应的定时器将开始向下计数。当五个定时器的任意一个计数到零时，开关30切断电池12。甚至当电池电压下降到低于下一个更低电压水平时定时器将继续计数。
在电池12以0.2A的负载电流放电的时候，电池电压缓慢地下降。当电池电压下降到低于12.4375伏的第一电压参考水平时，第一定时器开始向下计数22小时。如果放电电流(放电率)保持不变，电池12在22小时的周期结束时被电池开关30切断。此时，最大容量的大约50％被保留在电池12中。应该注意的是电池电压在所述22小时结束后不会达到下一个更低的或第二电压参考水平。
例如在电池12以1.0A的负载电流放电的不同情况下，电池电压下降的将会比在0.2A负载电流的情况下快。当电池电压下降到低于第一电压参考水平时，22小时的定时器开始向下计数，由于电压下降率较快，电池电压将在所述第一定时器终止之前下降到低于12.3125V的第二电压参考水平。当电池电压下降到低于第二电压参考水平时，第二定时器就开始向下计数5.5小时。应该注意的是甚至在所述第二定时器已经开始计数后所述第一定时器将继续计数。当放电电流保持不变时，电池12将在5.5小时期间结束时被切断，此时，最大容量的大约50％被保留在电池12中。
当电池12的放电电流是3.3A时，当电池电压下降到低于12.1875V的第三电压参考水平时，第三定时器将开始向下计数24分钟。当定时器终止时，电池12将会被切断来保留大约最大容量的50％。对于10A的放电电流，当电池电压下将到低于12.125V的第四电压参考水平时，第四定时器将开始向下计数5分钟，在计数结束时电池12将会被切断。当电池12以大于25A的电流放电时，当电池电压下降到低于12V时，第五定时器将在电池12被切断之前开始向下计数10秒钟。
智能开关还响应在小负载电流和大负载电流之间切换的负载状况的改变，例如用户打开一个收音机(耗用电流为0.2A)以及自动打开和关闭一个制冷风扇(耗用电流为10A)。当电池电压下降到低于第一电压参考水平(12.4375V)时第一定时器开始计数，当制冷风扇打开时，电池电压将会急剧下降到低于第二水平(12.3125V)，然后是第三水平(12.1875V)和最后的第四水平(12.125V)，并且第二、第三和第四定时器在相应的不同时刻开始向下计数。
如果制冷风扇在从第四定时器开始后的一个特定的即3分钟的时间间隔被关断时，电池电压将停止下降并且缓慢升高顺序超过第四、第三和第二参考电压。当电池电压上升回到高于相应的水平时，定时器将停止继续计数，但是每个定时器的计数值不会被清除，计数值对表示和记录多少能量已经从电池中消耗掉是非常有用的。
如果制冷风扇随后在10分钟后再被开启并且当电池电压再下降到低于每个邻近的更低的电压参考水平时，相应的定时器就开始从其先前计数和停止的值处开始计数。当电池电压最终降到低于第四电压参考水平时，第四定时器将开始只向下计数未计数的部分即2分钟因为它已经在先前的情况下计数了3分钟。在2分钟的周期终止时，电池12将被切断并且将会有最大容量的50％保留在电池12中。
由于车辆引擎的再起动，所有的定时器在电池12被充电到高于一个预定的高电压水平和达到一个预定的时间周期，例如高于13V达1分钟后都会被自动复位。
最后参照图6和图7。本发明的智能开关结合前述的电子系统14的使用可以被扩展为由两部分并联连接的12单元铅酸性电池。电池的第一部分用作起动电池12A并且第二部分用作辅助电池12B。起动电池12A主要设计提供一个很大的电流来起动车辆，并且辅助电池12B主要承担当车辆供电系统不工作时由附属设备造成的功率消耗的深度周期。
图6和7表示了智能开关10A的一个可选实施例。智能开关10A具有一个与所述第一开关10非常相似的结构，其中相同的部分用相同的参考标号表示，智能开关10A结合了一对起动和辅助自锁继电器开关30A和30B用来分别切断来自起动和辅助电池12A和12B的负载。虽然开关30A和30B表示成通过同一根线54触发，但是它们响应由用于独立切换的控制器34提供的不同信号。或者，可以为控制器34使用一根单独的线来触发每个相应开关30A或30B。
由于存在两个电池12A和12B并且使用独立开关30A和30B来控制它们，所以包括两根线40A和40B(等同于前述的线40)来向能量管理单元38提供能量。由于相同的原因，包括两根线50A和50B(等同于前述的线50)来为电池电压监视器36监视电池12A和12B的输出电压。
智能开关10A被用来保护并联使用的起动和辅助电池12A和12B不会由于过度放电而被破坏。智能开关还保证在起动电池12A中保留足够的能量来起动车辆，为了保证起动电池12A总是具有足够的能量，无论何时车辆停止引擎关闭时起动开关都应该被打开。
电池电压监视器36连续监视辅助和起动电池12A和12B的电压，当互连电池12A和12B的终端电压高于13.0V时，车辆正在运行并且车辆的发电机16产生能量，起动和辅助开关30A和30B都应该被关断来使电池12A和12B充电。如果电池12A和12B的终端电压低于12.8V并且发电机16不产生任何能量，起动开关30A在所述的30秒的一个时间延时后被触发打开来将起动电池12A从车辆的电子负载18上断开。起动电池12A将会根据对起动车辆振动的检测自动重新连接。
由于智能开关10A总能保证起动电池12A具有足够的能量储备来起动车辆，起动电池12A总是维持在一个高水平的充电状态并且因此防止由于过度放电而造成的损坏。
辅助电池12B提供能量来操作电负载18。智能开关10A也保护辅助电池12B不会由于过度放电而被损坏。当车辆停止引擎关闭并且起动电池12A断开时，电池电压监视器36将继续监视辅助电池12B的状态，当打开前灯或收音机时，剩余的电池容量将会下降到一个预定值10.8V，因此电池电压监视器36检测此变化然后给控制器34发送信号来打开辅助开关30B以便在30秒的延时后断开辅助电池12B。在时间延时终止前，如果电池电压上升回到高于所述预定值的一个水平时，控制器34将不会断开辅助电池12B。
由于起动电池12A被用来储存足够的能量来起动车辆，辅助电池12B就没有必要保留太多的能量，只需要存贮最大容量的一个小的比例如所述的5％到10％来保护辅助电池12B避免由于过度放电而损坏，因此辅助电池12B的容量可以被车辆使用者充分利用。
当辅助开关30A和30B都打开时，当检测到振动时控制器34将开始关闭起动开关30A来连接起动电池12A起动车辆。车辆被起动之后，起动电池12A将被车辆的发电机16充电。当起动电池12A的电压升高到一个预定水平(13V)时，辅助开关30B将被关闭来保证辅助电池12B与起动电池12A同时充电。
虽然本发明结合目前被认为是最实用和最佳实施例进行描述，但应该明白本发明不限于所公开的实施例。而且，它旨在涵盖包含在附属的权利要求的精神和范围中的所有变化修改和等同的结构。

Claims (40)

1.一种用于防止车辆电池的不期望放电的智能开关，包括：
一个在电路中与所述电池连接的开关，所述开关被构造成在防止电流从电池流出的第一状态和允许电流从电池流出的第二状态之间触发；
一个与所述电池连接的电压监视器，所述电压监视器被构造成提供一个表示所述电池电压水平的电压信号；
一个振动传感器，所述振动传感器被构造成检测车辆的振动并且提供一个表示车辆振动的振动信号；以及
一个控制器被连接用来接收所述电压信号和振动信号，所述控制器被构造成产生一个控制信号，所述控制信号当没有检测到车辆振动并且电池的电压水平下降到低于一个预定电压阈值时触发开关切换到第一状态并且当检测到振动时触发开关切换到第二状态而不管电池的电压水平。
2.根据权利要求1的智能开关，其中所述电压监视器被构造成当电池电压下降到低于预定电压阈值时输出所述电压信号，所述电压信号由所述控制器检测。
3.根据权利要求1的智能开关，其中所述控制器包括一个中央处理单元。
4.根据权利要求1的智能开关，其中所述控制器包括一个微处理器。
5.根据权利要求1的智能开关，还包括一个定时器电路，用来在当电压水平下降到低于所述预定阈值和控制器输出所述输出信号之间提供一个预定延时以便检测到振动并且不从所述控制器输出控制信号。
6.根据权利要求5的智能开关，其中所述预定延时大约是30秒。
7.根据权利要求1的智能开关，其中所述开关包括一个自锁继电器。
8.根据权利要求7的智能开关，其中所述控制信号包括一个控制脉冲。
9.根据权利要求1的智能开关，其中所述振动传感器根据车辆的振动输出一个振动信号。
10.根据权利要求9的智能开关，其中所述振动传感器包括一个压电盘或一个磁传感器。
11.根据权利要求7的智能开关，还包括一个能量管理单元用来为所述电压监视器、振动传感器、控制器和自锁继电器提供能量。
12.根据权利要求1的智能开关，其中所述预定电压参考阈值大约是12.1伏。
13.根据权利要求1的智能开关，其中所述电池包括一个正极端并且所述智能开关在电路中通过正极端被结合到电池内。
14.一种用于防止车辆电池的不期望放电的智能开关，包括：
一个在电路中与所述电池连接的开关，所述开关被构造成在防止电流从电池流出的第一状态和允许电流从电池流出的第二状态之间触发；
一个与所述电池连接的电压监视器，所述电压监视器被构造成当电池电压下降到低于一个预定电压阈值水平时提供一个低电压信号；
一个振动传感器，所述振动传感器被构造成检测车辆的振动并且提供表示车辆振动的振动信号；以及
一个控制器被连接用来接收所述低电压信号和振动信号，所述控制器被构造成产生一个控制信号，所述控制信号当没有检测到车辆振动时触发开关切换到第一状态并且当检测到振动时触发开关切换到第二状态。
15.一种防止车辆电池不希望的放电的方法，包括以下步骤：
监视电池的电压水平并且提供一个表示所述电池电压水平的电压信号；
检测车辆的振动并且提供一个表示所述车辆振动的振动信号；
接收所述电压信号和振动信号；
当电池电压下降到低于一个预定阈值电压水平时根据所述电压信号并且当检测到没有车辆振动时根据所述振动信号产生一个控制信号，所述控制信号触发开关到第一状态以便防止电流从电池流出，并且
当再检测到振动时产生另一个控制信号来触发所述开关到第二状态以便允许电流从电池流出。
16.根据权利要求15的方法，还包括在电压水平下降到低于所述预定电压阈值后延时控制信号的产生的步骤。
17.根据权利要求16的方法，其中所述延时大约是30秒。
18.根据权利要求15的方法，其中所述开关包括一个自锁继电器。
19.根据权利要求18的方法，其中所述控制信号包括一个控制脉冲。
20.根据权利要求15的方法，其中所述预定电压阈值大约是12.1伏。
21.一种用于防止车辆电池的不期望放电的智能开关，包括：
一个在电路中与所述电池连接的开关，所述开关被构造成在防止电流从电池流出的第一状态和允许电流从电池流出的第二状态之间触发；
一个与所述电池连接的电压监视器，所述电压监视器被构造成提供一个表示所述电池电压水平的电压信号；
一个振动传感器，所述振动传感器被构造成检测车辆的振动并且提供一个表示车辆振动的振动信号；以及
一个控制器被连接用来接收所述电压信号和振动信号，所述控制器被构造成产生一个控制信号，所述控制信号当电压水平下降到低于一个预定电压阈值并且随后没有检测到车辆振动时触发开关切换到第一状态并且当检测到振动时触发开关切换到第二状态，以及
至少一个定时器被构造成响应电池电压水平低于所述预定电压阈值开始计数一个预定时间周期，并且在所述预定计数周期结束时所述控制器产生所述控制信号以便将所述开关触发到第一状态。
22.根据权利要求21的智能开关，其中所述控制器包括一个微处理器。
23.根据权利要求21的智能开关，其中所述电池包括一个正极端并且所述智能开关在电路中通过所述正极端被结合在电池内。
24.根据权利要求21的智能开关，其中所述开关包括一个自锁继电器。
25.根据权利要求21的智能开关，其中所述振动传感器包括一个压电盘或一个磁传感器。
26.根据权利要求24的智能开关，还包括一个能量管理单元用于为所述电压监视器、振动传感器、控制器、至少一个定时器和自锁继电器提供能量。
27.根据权利要求21的智能开关，其中所述电池是一个用于起动车辆引擎的电池。
28.根据权利要求21的智能开关，其中所述电池包括一个第一部分主要用于起动车辆引擎以及一个第二部分主要用于为车辆的电子负载提供能量，电压监视器被连接到所述第一和第二电池部分并且所述智能开关包括电路中分别与第一和第二电池部分连接的所述第一和第二开关。
29.权利要求28的智能开关，其中所述控制器被构造成当第一电池部分的电压水平下降到低于第一预定电压阈值后没有检测到车辆振动时产生第一控制信号来触发第一开关到第一状态并且随后当没有检测到车辆振动并且第二电池部分的电压水平下降到低于第二预定电压阈值时产生第二控制信号来触发第二开关到第一状态，所述第二预定电压阈值低于所述第一预定电压阈值。
30.根据权利要求29的智能开关，其中所述第一和第二预定电压阈值大约分别是12.8伏和10.8伏。
31.根据权利要求21的智能开关，其中所述控制器被构造成具有至少两个所述预定电压阈值，并且所述智能开关包括与每个所述预定电压阈值相关的所述定时器，第一所述定时器对应相对较高的预定电压阈值计数一个相对较长的预定时间周期，并且第二所述定时器对应相对较低的预定电压阈值计数一个相对较短的预定时间周期。
32.根据权利要求31的智能开关，其中所述控制器被构造成当任何一个预定时间周期计数结束时产生所述控制信号。
33.根据权利要求21的智能开关，其中所述控制器被构造成具有五个所述的预定电压阈值，并且所述智能开关包括与每个预定电压阈值相关的所述定时器用于为与每个预定电压阈值相关的预定时间周期计数，与较高的电压阈值相关的预定时间周期要长于与相对较低的电压阈值相关的时间周期。
34.根据权利要求33的智能开关，其中每个定时器被构造成当电池的电压水平升回到高于与所述定时器相关的预定电压阈值时停止计数并且如果电池电压水平下降到低于与所述定时器相关的预定电压阈值时恢复计数，所述定时器在其计数停止处恢复计数并且计数一个相对于与所述定时器相关的预定时间周期的剩余部分的时间周期。
35.根据权利要求21的智能开关，其中每个所述至少一个定时器包括一个向下计数定时器。
36.根据权利要求34的智能开关，其中所述控制器被构造成当任何一个预定时间周期计数结束时产生所述控制信号。
37.一种防止车辆电池不希望的放电的方法，包括以下步骤：
监视电池的电压水平并且提供一个表示所述电池电压水平的电压信号；
检测车辆的振动并且提供一个表示所述车辆振动的振动信号；
接收所述电压信号和振动信号；
当在没有车辆振动的条件下电池电压下降到低于一个预定阈值电压水平时根据所述电压信号产生一个控制信号，所述控制信号触发开关到第一状态以便防止电流从电池流出，并且
当再检测到振动时产生另一个控制信号来触发所述开关到第二状态以便允许电流从电池流出。
38.根据权利要求37的方法，还包括在电压水平下降到低于所述预定电压阈值后延时控制信号的产生的步骤。
39.根据权利要求38的方法，其中所述延时步骤包括当电池电压水平下降到低于第一预定阈值电压水平时开始计数第一预定时间周期的步骤，以及在产生所述控制信号之前，当电池电压水平下降到低于相对较低的第二预定阈值电压水平时开始计数相对较短的第二预定时间周期的步骤。
40.根据权利要求39的方法，其中当任何一个预定时间周期计数结束时产生所述控制信号。
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