ES2860923T3 - Reforzador de batería multifuncional compacto - Google Patents

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Brian F Butler
Linh Nguyen
Patrick Clarke
Shenzhong Zhu
Xiao Chen
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Abstract

Un reforzador de batería compacto que comprende: una batería interna (150) para suministrar una corriente de arranque para arrancar auxiliarmente un motor acoplado operativamente con una batería externa (104); un procesador (128) acoplado operativamente con (1) un sensor de polaridad inversa configurado para detectar una polaridad de la batería externa (104), (2) un sensor de temperatura configurado para detectar una temperatura de dicha batería interna (150), y (3) un sensor de voltaje configurado para detectar un voltaje de dicha batería interna (150); un dispositivo de visualización (114) acoplado operativamente al procesador (128), el dispositivo de visualización (114) configurado para visualizar un estado de carga de dicha batería interna (150); un puerto de salida de de corriente continua CC (136) para suministrar la corriente de arranque, en donde el puerto de salida de CC (136) está configurado para acoplarse eléctricamente con un conjunto de conductores configurados para suministrar energía a la batería externa (104) o al motor; y un circuito de gestión de potencia (132) acoplado operativamente al procesador (128) y a la batería interna (150), siendo el circuito de gestión de potencia (132) para proporcionar selectivamente la corriente de arranque a la batería externa (104) o al motor a través del puerto de salida de CC (136), en donde el circuito de gestión de potencia (132) está configurado para suministrar la corriente de arranque a través del puerto de salida de CC (136) si (1) la polaridad de la batería externa (104) no se invierte, (2) la temperatura de dicha batería interna (150) está dentro de un intervalo de temperatura predeterminado, y (3) el voltaje de dicha batería interna (150) alcanza o supera un voltaje predeterminado; caracterizado por ser la batería interna una batería de iones de litio interna (150), en donde la batería de iones de litio interna (150) tiene unas características asignadas de al menos 3000 mAh y la corriente de arranque es de al menos 200 amperios; un puerto de de bus serie universal USB para suministrar una primera corriente; un convertidor de voltaje para recibir un voltaje de entrada y para emitir un voltaje de carga predeterminado a dicha batería de iones de litio interna (150); y un supercondensador (308), en donde dicho circuito de gestión de potencia (132) también está acoplado operativamente al supercondensador (308) y en donde la batería de iones de litio interna (150) puede suministrar corriente suficiente para superar los efectos de la batería externa (104) agotada, mientras que el supercondensador (308) puede suministrar una corriente de pico, en donde el convertidor de voltaje es un convertidor de inductor primario de un único extremo (302) y el voltaje de entrada es un voltaje de entrada variable de entre 5 voltios de CC y 20 voltios de CC, en donde el convertidor de inductor primario de un único extremo (302) está adaptado para extraer corriente de la batería externa (104) agotada para cargar el supercondensador (308), y en donde el procesador (128) junto con un controlador de supercondensador (312) está adaptado para evitar que el supercondensador (308) en combinación con una batería de litio descargue la corriente de vuelta a la batería externa (104) agotada hasta que se haya arrancado el motor.

Description

DESCRIPCIÓN
Reforzador de batería multifuncional compacto
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema y aparato reforzador de batería portátil. Más específicamente, la presente invención se refiere a sistemas, métodos y aparatos para proporcionar un reforzador y cargador de batería multifuncional compacto.
Antecedentes
Es bien sabido que los automovilistas de vez en cuando se hallan con una batería con carga insuficiente para arrancar su vehículo. Esta es generalmente una ocasión que provoca una incomodidad y una angustia extremas, particularmente cuando uno se encuentra en esta situación en un área en la que hay otros vehículos y conductores, pero no hay medio alguno para conectar la batería del vehículo inutilizado a la batería de uno de los otros vehículos disponibles. Para remediar esto, se desarrollaron reforzadores de batería para arrancar auxiliarmente coches parados cuya batería se ha descargado. Por ejemplo, la Patente de Estados Unidos n.° 4.079.304 divulga un sistema reforzador de batería para arrancar auxiliarmente un motor de un vehículo con una batería defectuosa (o agotada) e interconectar la misma con un vehículo que tiene una batería cargada. De forma similar, la publicación de patente de EE. UU. n.° 2014/0159509 divulga un aparato arrancador auxiliar y reforzador de batería portátil para cargar una batería de vehículo. Habitualmente, tales sistemas reforzadores de batería se basan en una batería interna de plomo-ácido, que habitualmente es grande, pesada y aparatosa. A pesar de los avances hasta la fecha, existe la necesidad de un reforzador de batería multifuncional compacto mejorado y, más particularmente, de un reforzador de batería de iones de litio mejorado.
El documento US 2009/218988 A1 divulga un método y un aparato para proporcionar potencia complementaria a un motor. Se describen varios medios y sensores, que tienen por objeto optimizar la conexión entre un arrancador auxiliar y el motor y optimizar la dirección del flujo de corriente desde las baterías de arrancador auxiliar al motor.
Por el documento US 2012/068662 A1 se conoce la entrega de una corriente de arranque o bien desde células de batería a unas pinzas para alimentar una batería descargada, o bien desde un supercondensador.
Por el documento US 5793 185 A se conoce una salida a un segundo puerto de USB con un segundo voltaje más alto en un convertidor elevador.
Por el documento US 2001/038276 A1 se sabe que un dispositivo para cargar una batería de arranque en un vehículo debería comprender un primer proceso de carga para cargar la batería de arranque desde una batería de emergencia y un segundo proceso de carga para cargar la batería de emergencia desde la batería de arranque. En conexión con la carga de la batería de emergencia desde la batería de arranque, se menciona un convertidor de voltaje continuo, que se puede formar como un convertidor SEPIC, y se describe que, durante este segundo proceso de carga, está disponible una gran cantidad de energía, generalmente procedente de una batería de arranque cargada, en esencia, totalmente, o procedente de una dinamo cuando el motor está en funcionamiento.
El documento US 2010/117591 A1 divulga un arrancador auxiliar que incluye un transceptor inalámbrico.
Los documentos US 2012/235473 A1 y US 2006/133007 A1 enseñan que los voltajes combinados de una batería y un supercondensador se pueden usar para arrancar conjuntamente un vehículo o accionar una carga, en donde, de acuerdo con el documento US 2012/235473 A1, las realizaciones descritas se incorporan en un vehículo y se pueden configurar para sustituir sistemas de batería existentes, tales como baterías de vehículo convencionales, y en donde, de acuerdo con el documento US 2006/133007 A1, la carga puede ser un motor eléctrico o una bombilla.
Sumario de la invención
La presente divulgación se dirige a un reforzador y cargador de batería multifuncional compacto mejorado y, más particularmente, a un reforzador y cargador de batería de iones de litio mejorado.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, un reforzador de batería compacto comprende: un procesador; un dispositivo de visualización acoplado operativamente al procesador, en donde el dispositivo de visualización visualiza un estado del reforzador de batería compacto; un condensador de almacenamiento y una batería de iones de litio interna, cada uno de dicho condensador de almacenamiento y dicha batería de iones de litio interna configurados para proporcionar una energía de refuerzo a un vehículo acoplado a una batería externa; un terminal de salida de corriente continua (CC) configurado para acoplarse eléctricamente con la batería externa; un convertidor de inductor primario de un único extremo configurado para recibir un voltaje de entrada variable de entre 5 voltios de CC y 20 voltios de CC y para emitir un voltaje de salida predeterminado a dicho condensador de almacenamiento y dicha batería de iones de litio interna; y un circuito de gestión de potencia acoplado operativamente al procesador, el circuito de gestión de potencia configurado para acoplar eléctricamente el terminal de salida de CC con dicho condensador de almacenamiento o dicha batería de iones de litio interna, proporcionando de ese modo la energía de refuerzo desde dicho condensador de almacenamiento o dicha batería de iones de litio interna a dicho vehículo.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, un cargador de batería compacto comprende: un procesador; un dispositivo de visualización acoplado operativamente al procesador, en donde el dispositivo de visualización visualiza un estado del cargador de batería compacto; una batería de iones de litio interna, dicha batería de iones de litio interna configurada para proporcionar una energía de salida predeterminada; un terminal de salida de corriente continua (CC), en donde el terminal de salida de CC está configurado para acoplarse con una batería externa; un convertidor de inductor primario de un único extremo configurado para recibir un voltaje de entrada dentro de un intervalo de voltaje de entrada predeterminado y para emitir un voltaje de carga predeterminado a dicha batería de iones de litio interna; y un circuito de gestión de potencia acoplado operativamente al procesador, el circuito de gestión de potencia configurado para acoplar eléctricamente el terminal de salida de CC con dicha batería de iones de litio interna, proporcionando de ese modo la energía de salida predeterminada desde dicha batería de iones de litio interna a dicha batería externa.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, un cargador de batería compacto comprende: una batería de iones de litio interna, dicha batería de iones de litio interna configurada para proporcionar una energía de salida predeterminada; un terminal de salida de corriente continua (CC), en donde el terminal de salida de CC está configurado para acoplarse con una batería externa; una bobina de inducción interna, en donde la bobina de inducción interna recibe energía de un campo electromagnético creado por una bobina de inducción externa y convierte el campo electromagnético para producir un voltaje de entrada; un convertidor de CC a CC que recibe el voltaje de entrada y emite un voltaje de salida predeterminado a dicha batería de iones de litio interna; y un circuito de gestión de potencia acoplado operativamente al procesador, el circuito de gestión de potencia configurado para acoplar eléctricamente el terminal de salida de CC con dicha batería de iones de litio interna, proporcionando de ese modo la energía de salida predeterminada desde dicha batería de iones de litio interna a dicha batería externa.
En ciertos aspectos, el condensador de almacenamiento es un supercondensador.
En ciertos aspectos, el condensador de almacenamiento extrae una corriente de carga de la batería externa.
El dispositivo comprende además un supercondensador, en donde el convertidor de inductor primario de un único extremo carga el supercondensador.
En ciertos aspectos, el dispositivo comprende además un supercondensador, en donde el supercondensador extrae corriente de la batería externa para cargar el supercondensador.
El intervalo de voltaje de entrada predeterminado es de 5 voltios a 20 voltios.
En ciertos aspectos, el voltaje de carga predeterminado es mayor que el voltaje de entrada.
La energía de salida predeterminada es una energía de refuerzo para arrancar un motor acoplado a la batería externa.
En ciertos aspectos, la energía de salida predeterminada es una energía de carga para cargar la batería externa.
El dispositivo comprende además (1) un sensor de polaridad inversa configurado para detectar una polaridad de la batería externa; (2) un sensor de temperatura configurado para detectar una temperatura de dicha batería de iones de litio interna y para proporcionar una señal de temperatura a dicho procesador; y (3) un sensor de voltaje configurado para detectar un voltaje de dicha batería de iones de litio interna.
En ciertos aspectos, el dispositivo comprende además un dispositivo de almacenamiento de datos interno extraíble.
En ciertos aspectos, el dispositivo comprende además una bobina de inducción interna, en donde la bobina de inducción interna recibe energía de un campo electromagnético creado por una bobina de inducción externa y convierte el campo electromagnético para producir el voltaje de entrada.
En ciertos aspectos, el dispositivo comprende además un segundo terminal de salida de CC, en donde el terminal de salida de CC proporciona una energía de refuerzo para arrancar un motor acoplado a la batería externa, y en donde el segundo terminal de salida de CC proporciona una energía de carga a un dispositivo electrónico portátil.
En ciertos aspectos, el segundo terminal de salida de CC es un puerto de Bus Serie Universal (USB).
En ciertos aspectos, el dispositivo de visualización entra en un modo de reposo después de un período de tiempo predeterminado de inactividad.
En ciertos aspectos, el terminal de salida de CC hace pasar una corriente predeterminada a través de la batería externa para precalentar la batería externa.
En ciertos aspectos, el dispositivo comprende además un convertidor de CC a corriente alterna (CA) acoplado entre la batería de iones de litio interna y un terminal de salida de CA.
En ciertos aspectos, el dispositivo comprende además un dispositivo de almacenamiento de datos interno, en donde el dispositivo de almacenamiento de datos interno realiza una copia de seguridad del contenido digital almacenado en un dispositivo electrónico portátil a través de un puerto de USB.
Descripción de los dibujos
Estas y otras ventajas de la presente invención se entenderán fácilmente con referencia a las siguientes especificaciones y a los dibujos adjuntos, en los que:
La figura 1 ilustra un diagrama de bloques de cargador de batería compacto ilustrativo configurado para su uso con un sistema de carga de batería.
La figura 2 ilustra un diagrama de flujo de un método de ejemplo para proporcionar la función de arranque auxiliar usando un cargador de batería compacto.
La figura 3 ilustra un diagrama esquemático de ejemplo de un cargador que tiene un circuito de convertidor de inductor primario de un único extremo y un supercondensador.
Descripción detallada
En lo sucesivo en el presente documento, se describirán realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos. En la siguiente descripción, no se describen con detalle funciones o construcciones bien conocidas, debido a que estas pueden complicar la invención con detalles innecesarios. La presente invención se refiere a un sistema, método y aparato de cargador de batería compacto. Para esta divulgación, serán de aplicación las siguientes expresiones y definiciones:
Como se usa en el presente documento, la palabra "ilustrativo" significa "que sirve como un ejemplo, caso o ilustración". Las realizaciones descritas en el presente documento no son limitantes, sino que más bien son solo ilustrativas. Se debería entender que las realizaciones descritas no se han de interpretar necesariamente como preferidas o ventajosas sobre otras realizaciones. Además, las expresiones "realizaciones de la invención", "realizaciones" o "invención" no requieren que todas las realizaciones de la invención incluyan la característica, ventaja o modo de funcionamiento analizado. La invención se expone mediante las reivindicaciones adjuntas.
Los términos "comunicar" y "comunicando", como se usan en el presente documento, incluyen tanto transmitir datos desde una fuente a un destino como entregar datos a un medio, sistema, canal, red, dispositivo, hilo, cable, fibra, circuito y/o enlace de comunicaciones para su transmisión a un destino. El término "comunicación", como se usa en el presente documento, significa datos transmitidos o entregados de este modo. El término "comunicaciones", como se usa en el presente documento, incluye uno o más de un medio, sistema, canal, red, dispositivo, hilo, cable, fibra, circuito y/o enlace de comunicaciones.
Las expresiones "acoplado", "acoplado a" y "acoplado con", como se usan en el presente documento, significan, cada una, una relación entre dos o más dispositivos, aparatos, archivos, circuitos, elementos, funciones, operaciones, procesos, programas, medios, componentes, redes, sistemas, subsistemas y/o medios, que constituyen cualesquiera uno o más de: (i) una conexión, ya sea directa o a través de otros uno o más dispositivos, aparatos, archivos, circuitos, elementos, funciones, operaciones, procesos, programas, medios, componentes, redes, sistemas, subsistemas o medios; (ii) una relación de comunicaciones, ya sea directa o a través de otros uno o más dispositivos, aparatos, archivos, circuitos, elementos, funciones, operaciones, procesos, programas, medios, componentes, redes, sistemas, subsistemas o medios; y/o (iii) una relación funcional en la que el funcionamiento de cualesquiera uno o más dispositivos, aparatos, archivos, circuitos, elementos, funciones, operaciones, procesos, programas, medios, componentes, redes, sistemas, subsistemas o medios depende, en su totalidad o en parte, del funcionamiento de cualesquiera otros uno o más de los mismos.
El término "datos", como se usa en el presente documento, significa cualquier indicio, señal, marca, símbolo, dominio, conjunto de símbolos, representación y cualquier otra forma o formas físicas que representen información, ya sea permanente o temporal, ya sea visible, audible, acústica, eléctrica, magnética, electromagnética o se manifieste de otro modo. El término "datos" se usa para representar información predeterminada en una forma física, que abarca todas y cada una de las representaciones de la información correspondiente en una forma o formas físicas diferentes.
La expresión "base de datos", como se usa en el presente documento, significa un cuerpo organizado de datos relacionados, independientemente de la manera en la que se representen los datos o el cuerpo organizado de los mismos. Por ejemplo, el cuerpo organizado de datos relacionados puede tener la forma de uno o más de una tabla, mapa, cuadrícula, paquete, datagrama, trama, archivo, correo electrónico, mensaje, documento, informe, lista o cualquier otra forma.
El término "red", como se usa en el presente documento, incluye tanto redes como interredes de todo tipo, incluyendo Internet, y no se limita a red o interred particular alguna.
El término "procesador", como se usa en el presente documento, significa dispositivos de procesamiento, aparatos, programas, circuitos, componentes, sistemas y subsistemas, ya sean implementados en hardware, software materializado de forma tangible o ambos, y ya sea este programable o no. El término "procesador", como se usa en el presente documento, incluye, pero no se limita a, uno o más dispositivos informáticos, circuitos permanentemente cableados, dispositivos y sistemas de modificación de señales, dispositivos y máquinas para controlar sistemas, unidades centrales de procesamiento, dispositivos y sistemas programables, matrices de puertas programables en campo, circuitos integrados de aplicación específica, sistemas en un chip, sistemas que comprenden elementos y/o circuitos discretos, máquinas de estado, máquinas virtuales, procesadores de datos, instalaciones de procesamiento y combinaciones de cualquiera de los anteriores.
Un cargador de batería compacto 102, como se divulga en el presente documento, se puede usar para arrancar (también conocido como "impulsar", "arrancar con pinzas" o "arrancar auxiliarmente") un motor acoplado a una batería externa 104 (por ejemplo, una batería de vehículo de voltaje nominal 6 V/12 V, que puede estar total o parcialmente agotada). En ciertos aspectos, el cargador de batería compacto 102 se puede configurar además para cargar la batería externa 104 y/u otros dispositivos electrónicos acoplados operativamente con el cargador de batería compacto 102. Las baterías de vehículo de ejemplo incluyen, sin limitación, baterías de plomo-ácido (por ejemplo, baterías húmedas/inundadas, baterías de calcio-calcio, Baterías de Plomo-Ácido Reguladas por Válvulas (VRLA), células de gel y Separador de Vidrio Absorbente (AGM)) y otras baterías recargables (por ejemplo, iones de litio, polímero de iones de litio, Níquel-Hidruro Metálico (NiMH), Níquel Cadmio (NiCd)). Otros dispositivos electrónicos que se pueden acoplar operativamente con el cargador de batería compacto 102 incluyen, por ejemplo, dispositivos electrónicos portátiles 152 (por ejemplo, teléfonos, tabletas, ordenadores portátiles, etc.), juguetes, etc.
La figura 1 ilustra un diagrama de bloques de un cargador de batería compacto 102 de ejemplo. Específicamente, la figura 1 ilustra un cargador de batería compacto 102 que tiene un procesador 128 (por ejemplo, una unidad central de procesamiento (CPU)) que está operativamente acoplado a una Memoria de Solo Lectura (ROM) 118 para recibir uno o más conjuntos de instrucciones, a una Memoria de Acceso Aleatorio (RAM) 120 que tiene una pluralidad de memorias intermedias para almacenar temporalmente y recuperar información, y a un dispositivo de almacenamiento de datos interno 122 (por ejemplo, un disco duro, tal como una unidad de estado sólido, u otro dispositivo de almacenamiento de datos no volátil, tal como memoria flash). Un reloj 130 también está acoplado al procesador 128 para proporcionar señales de reloj o de temporización o pulsos al mismo. Los expertos en la materia entenderán que el cargador de batería compacto 102 incluye una o más estructuras de bus para interconectar sus diversos componentes. Además, para aumentar la facilidad de uso en aplicaciones móviles, los diversos componentes de un cargador de batería compacto 102 se pueden alojar en una única carcasa. En ciertos aspectos, se pueden proporcionar múltiples procesadores 128 para facilitar el funcionamiento del cargador de batería compacto 102, ya se materialice este, o no, dentro del propio cargador de batería compacto 102. Por consiguiente, se puede emplear una comunicación serie para comunicar información y datos entre múltiples procesadores que se pueden usar.
La batería interna 150 puede ser una batería de iones de litio recargable para emitir un voltaje de corriente continua (CC), tal como baterías de polímero de iones de litio y fosfato de hierro y litio. La batería interna 150 tiene unas características asignadas suficientes para arrancar por refuerzo (arrancar auxiliarmente) un vehículo acoplado a una batería externa 104. La batería interna 150 tiene unas características asignadas de aproximadamente 3.000 mAh a 20.000 mAh, o más alta. Un cargador de batería compacto 102 que tiene una batería interna 150 de 12.000 mAh, por ejemplo, puede producir 200 amperios de puesta en marcha/400 amperios de pico durante la función de arranque auxiliar, lo que es suficiente para arrancar un vehículo, pero se contemplan baterías internas de potencia más alta para vehículos más grandes y camiones. En ciertas realizaciones, la batería interna 150 puede comprender una pluralidad de baterías acopladas eléctricamente (por ejemplo, conectadas en paralelo o, cuando se van a sumar múltiples baterías de menor voltaje, en serie). Por ejemplo, las baterías de iones de litio que contienen LiFePO, LiFePO4, LiFeMgPO4 y LiFeYPO4 tienen un voltaje de célula nominal de aproximadamente 3,2 V a 3,3 V cada una. Por lo tanto, no es necesario que la batería interna 150 se limite a una única batería o a una única célula de batería. En consecuencia, se pueden conectar cuatro células de iones de litio en serie para lograr un voltaje nominal de 12,8 V a 13,2 V. En la medida en la que se desee un voltaje nominal más alto, se pueden conectar células de iones de litio adicionales en serie para lograr voltajes más altos.
El cargador de batería compacto 102 puede recibir energía externa a través de un terminal de entrada de corriente continua (CC) 154 acoplado a una fuente de alimentación de CC 156 y/o un terminal de entrada de corriente alterna (CA) 134 acoplado a una fuente de alimentación de CA 148. La fuente de alimentación de CA 148 puede ser corriente de pared (por ejemplo, 110 VCA), mientras que la fuente de alimentación de CC 156 puede ser, por ejemplo, un encendedor de cigarrillos de automóvil (por ejemplo, 12 VCC) o un puerto de USB (es decir, 5 VCC). El cargador de batería compacto 102 puede proporcionar una pluralidad de salidas de CC 136 para facilitar la carga de energía (por ejemplo, a la batería externa 104 o a uno o más dispositivos electrónicos portátiles 152) o reforzar la energía (por ejemplo, a un vehículo/batería externa 104). En ciertos aspectos, tal como cuando se usa un puerto de USB o un puerto de 12 V, se puede usar un conector de CC tanto para el terminal de entrada de CC 154 como para el terminal de salida de CC 136. Es decir, el cargador de batería compacto 102 puede extraer energía de un dispositivo acoplado al conector de CC (que funciona como un terminal de entrada de CC 154), o suministrar energía al dispositivo acoplado al conector de CC (que funciona como un terminal de salida de CC 136). Para convertir la fuente de alimentación de CA 148, se puede proporcionar un transformador de CA a CC, que puede ser monolítico con, o externo a, el cargador de batería compacto 102. Un transformador de CA a CC se puede acoplar de forma desmontable a la corriente de pared y acoplarse de forma desmontable al cargador de batería compacto 102. En ciertos aspectos, se puede proporcionar un inversor de potencia y un terminal de salida de CA para emitir un voltaje de CA (por ejemplo, una salida de 110 VCA). En una realización de este tipo, la energía a partir de la fuente de alimentación de CC 156 o la batería interna 150 se puede procesar (por ejemplo, usando un inversor de CC a CA) y usarse para suministrar el voltaje de CA al terminal de salida de CA.
Durante el funcionamiento, cuando la fuente de alimentación de CA 148 o la fuente de alimentación de CC 156 no está disponible (por ejemplo, está desconectada, fuera de servicio, cuando se quema un disyuntor, el cargador de batería compacto 102 está desconectado de otro modo, etc.), el cargador de batería compacto 102 puede extraer la potencia necesaria para operar los componentes del cargador de batería compacto 102 de la batería externa 104 y/o la batería interna 150, posibilitando de ese modo que el usuario determine el estado del cargador de batería compacto 102 (y el estado de carga u otros parámetros de la batería externa 104) cuando la fuente de alimentación de CA 148 y la fuente de alimentación de CC 156. Con ese fin, el cargador de batería compacto 102 puede informar de un fallo de fuente de alimentación (por ejemplo, como una alerta) a uno o más dispositivos electrónicos portátiles 152 (por ejemplo, teléfonos, tabletas, ordenadores portátiles u otros terminales portátiles) dentro de un sistema de supervisión de batería a través de una red de comunicación. Un ejemplo de sistema de supervisión de batería adecuado es divulgado por la patente de EE. UU. n.° de serie 14/826.805 del mismo solicitante que la presente, de Brian F. Butler y col., presentada el 14 de agosto de 2015 y titulada "Battery Charger Status Control System And Method'.
El método o técnica de carga de batería puede ser cualquiera de diversas técnicas de carga, incluyendo carga convencional, rápida y similares. El cargador de batería compacto 102 se puede configurar además para determinar, automáticamente, químicas de batería diferentes (por ejemplo, de AGM, de gel, de iones de litio, etc.) y el voltaje nominal de la batería. Las características de carga de un cargador de batería se pueden configurar para coincidir con la química de batería de la batería a cargar. Por ejemplo, las baterías de plomo - ácido se pueden cargar con potencia constante, corriente constante, voltaje constante o una combinación de los mismos. Se sabe que tales baterías se cargan con cargadores de batería tanto lineales como de modo conmutado. La patente de EE. UU. n.° 7.808.211, cedida al mismo cesionario que el cesionario de la presente invención, divulga un ejemplo de un cargador de batería de modo conmutado para aplicaciones de batería de automoción y marítimas. Además, la patente de EE. UU. n.° 8.947.054 del mismo solicitante que la presente divulga un cargador de batería y un método que utiliza corriente de carga de CC alternante, mientras que la patente de EE. UU. n.° 8.575.899 del mismo solicitante que la presente divulga un cargador de batería con detección de voltaje automática.
La química y el voltaje de batería identificados se pueden visualizar en el dispositivo de visualización 114. El cargador de batería compacto 102 puede indicar al usuario (por ejemplo, a través del dispositivo de visualización 114) el número de amperios-hora aplicados a la batería y/o una indicación del estado de salud de la batería externa 104. Por ejemplo, si el cliente introduce un tamaño de batería/número de modelo, el cargador de batería compacto 102 puede usar la capacidad de batería para proporcionar el estado de salud. El cargador de batería compacto 102 puede indicar al usuario el estado de carga o salud de la batería interna 150 (por ejemplo, el número de culombios) a través del dispositivo de visualización 114.
El cargador de batería compacto 102 puede incluir además una interfaz de entrada/salida 126 que interconecta el procesador 128 con uno o más dispositivos periféricos y/o de comunicación, tales como una interfaz de usuario 138, un transmisor 140 del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), un enlace cableado 142, un dispositivo inalámbrico 144, un micrófono 158 y un altavoz 124, que se pueden usar para indicar una alerta (por ejemplo, carga completa, error, etc.) u otra información de estado.
Como se ilustra, el procesador 128 se puede acoplar operativamente a un dispositivo de visualización 114 a través de un controlador de visualización 116. El dispositivo de visualización 114 puede comprender, o emplear de otro modo, uno o más diodos emisores de luz (LED) y/o una pantalla de visualizador de cristal líquido (LCD). El visualizador LCD puede ser un visualizador LCD segmentado alfanumérico o un visualizador LCD matricial, tal como los usados en dispositivos electrónicos portátiles. En ciertas realizaciones, el visualizador LCD puede proporcionar además una funcionalidad de pantalla táctil para facilitar una entrada de usuario a un dispositivo a través de una capa delgada de un conjunto de circuitos de detección presentes o bien debajo de la porción visible de la superficie del dispositivo de visualización 114, o bien como parte de una membrana delgada y transparente que recubre el dispositivo de visualización 114 que es sensible a la posición de un lápiz o un dedo sobre su superficie. Durante el funcionamiento, el controlador de visualización 116 puede recibir datos de visualización desde el procesador 128 a través de la interfaz de entrada/salida 126 y visualizar los datos de visualización a través del dispositivo de visualización 114. Por ejemplo, el dispositivo de visualización interactiva 114 se puede proporcionar en la carcasa para proporcionar al usuario información de estado y/o capacidad de entrada (por ejemplo, a través de una pantalla táctil u órdenes de voz usando, por ejemplo, archivos wav). Se pueden visualizar recordatorios u otra información (por ejemplo, información de estado) al usuario, a través del dispositivo de visualización 114, como un mensaje de desplazamiento o estructura de menú (por ejemplo, una interfaz gráfica de usuario (GUI)).
Con respecto al dispositivo de almacenamiento de datos interno 122, los dispositivos de memoria flash de ejemplo incluyen, por ejemplo, tarjetas de memoria, tales como RS-MMC, miniSD, microSD, etc. El dispositivo de almacenamiento de datos interno 122 puede funcionar como una unidad de disco duro externo o una unidad flash, permitiendo de ese modo al usuario almacenar archivos digitales en el cargador de batería compacto 102. En los casos en los que el dispositivo de almacenamiento de datos interno 122 es extraíble, como es el caso con las tarjetas de memoria, el usuario puede intercambiar, actualizar o retirar la tarjeta de memoria (por ejemplo, si se estropea el cargador de batería compacto 102) para evitar la pérdida de datos. El dispositivo de visualización 114 se puede usar para visualizar, por ejemplo, el contenido del dispositivo de almacenamiento de datos interno 122, la capacidad de almacenamiento restante (por ejemplo, como un porcentaje o en términos de bytes disponibles) y, en ciertos aspectos, los propios archivos digitales (por ejemplo, se pueden visualizar fotografías, se puede acceder a archivos, etc.). En ciertos aspectos, además (o en lugar) de cargar un dispositivo electrónico portátil (por ejemplo, un teléfono inteligente), el cargador de batería compacto 102 puede realizar una copia de seguridad del contenido digital almacenado en el dispositivo electrónico portátil 152 cuando el dispositivo electrónico portátil 152 está acoplado al cargador de batería compacto 102 a través de, por ejemplo, el puerto de USB.
Cuando una batería externa 104 está conectada al terminal de salida de CC 136 (por ejemplo, a través de pinzas), el dispositivo de visualización 114 puede visualizar el voltaje de la batería externa 104. El dispositivo de visualización 114 también puede indicar el estado de carga en términos de porcentaje de carga de la batería interna 150 del arrancador auxiliar. Durante la inactividad del usuario, tal como cuando se carga la batería externa 104 o la batería interna 150, el dispositivo de visualización 114 puede entrar en un modo de reposo y no visualizará mensaje alguno hasta que se detecte actividad (por ejemplo, cuando los dispositivos se conectan/desconectan del cargador de batería compacto 102 o se acciona la interfaz de usuario 138). Como se analiza a continuación, si el voltaje de la batería externa 104 es demasiado bajo para detectarlo, el dispositivo de visualización 114 puede permanecer en blanco y el voltaje no se visualizará, pero se puede seleccionar un procedimiento de arranque manual para habilitar la función de arranque auxiliar. La función de arranque auxiliar se puede usar para arrancar un vehículo que tiene una batería externa 104 (por ejemplo, una batería de automóvil agotada). La función de arranque auxiliar hace que el cargador de batería compacto 102 emita aproximadamente 400-600 amperios de pico (270-405 amperios de puesta en marcha) a través de pinzas acopladas al terminal de salida de CC 136. Sin embargo, un experto en la materia reconocería que la batería interna 150 se puede sustituir por una batería de capacidad más alta para facilitar unas corrientes de salida más altas.
En un ejemplo, una vez que se conecta una fuente de alimentación de CA 148, se puede iluminar un primer LED para indicar que la batería interna 150 del cargador de batería compacto 102 está cargando. Cuando el cargador de batería compacto 102 está totalmente cargado, se puede iluminar un segundo LED en la unidad. Por último, cuando el terminal de salida de CC 136 está acoplado con éxito (por ejemplo, sujeto con pinzas o acoplado eléctricamente de otro modo) a la batería externa 104, se puede iluminar un tercer lEd . En lugar de emplear LED separados, se puede emplear un visualizador LCD o un único LED multicolor que cambia de color dependiendo del estado del cargador de batería compacto 102. El cargador de batería compacto 102 se puede equipar además con una luz, que funciona como lámpara portátil de lectura, linterna, luz de emergencia, etc. La luz se puede activar y desactivar a través de la interfaz de usuario 138. La luz puede ser un LED que emite, por ejemplo, aproximadamente 1 Watt/90 Lm.
Cuando se emplea un visualizador LCD, el dispositivo de visualización 114 se puede configurar para visualizar, además o en lugar de los LED, una serie de mensajes para indicar el estado actual o el funcionamiento del cargador de batería compacto 102 al usuario. Al seleccionar el mensaje o mensajes a visualizar, el cargador de batería compacto 102 mide uno o más parámetros de la batería interna 150, la batería externa 104 o del cargador de batería compacto 102. Los parámetros incluyen, por ejemplo, voltaje, capacidad de alimentación, temperatura, estado de conexión, etc. Los mensajes de ejemplo incluyen los ilustrados en la Tabla A, en donde "[XX]" representa un valor medido o calculado.
Tabla A
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continuación
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La interfaz de usuario 138 se puede usar para habilitar que el usuario conmute el amperaje de carga de salida (por ejemplo, 1 A, 10 A, 50 A, 100 A, etc.) u otro ajuste (por ejemplo, carga, refuerzo, otro). Los dispositivos de interfaz de usuario 138 de ejemplo pueden incluir, por ejemplo, botones físicos, conmutadores físicos, un digitalizador (ya sea un panel táctil o una capa transparente superpuesta al dispositivo de visualización 114), una orden de voz (por ejemplo, a través del micrófono 158 y el altavoz 124), y otros dispositivos de entrada. Por ejemplo, usando el digitalizador, un usuario puede controlar o interaccionar con el cargador de batería compacto 102 escribiendo o tocando en el dispositivo de visualización 114 usando un lápiz, un lápiz óptico o un dedo.
El transmisor de GPS 140 se puede usar para rastrear y/o supervisar la ubicación del cargador de batería compacto 102 y para transmitir la información de ubicación en forma de datos de posición (por ejemplo, datos de sistema de coordenadas geográficas o dirección de Protocolo de Internet (IP)) a un servidor de gestión de reforzador u otro dispositivo en el sistema de carga de batería o a través de una red de comunicación. Por ejemplo, un ordenador se puede configurar para rastrear las actividades, la ubicación y/o el historial de carga de un cargador de batería compacto 102 particular en un sistema de carga de batería. Los datos de posición también se pueden almacenar localmente en el cargador de batería compacto 102 (por ejemplo, en el dispositivo de almacenamiento de datos interno 122).
El dispositivo inalámbrico 144 se puede configurar para gestionar la comunicación y/o la transmisión de señales o datos entre el procesador 128 y otro dispositivo (por ejemplo, un dispositivo de interconexión remota a través de una red de comunicación o directamente con un dispositivo de interconexión remota) por medio de un transceptor inalámbrico. El dispositivo inalámbrico 144 puede ser un transceptor inalámbrico configurado para comunicarse a través de una o más normas inalámbricas tales como Bluetooth (por ejemplo, ondas de radio de longitud de onda corta de Frecuencia Ultra Alta (UHF) en la banda industrial, científica y médica (ISM) de 2,4 a 2,485 GHz), comunicación de campo cercano (NFC), Wi-Fi (por ejemplo, las normas 802.11 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE)), etc. Por ejemplo, la conectividad inalámbrica (por ejemplo, RF 900 MHz o Wi-Fi) se puede integrar con el cargador de batería compacto 102 para proporcionar supervisión y control remoto de el cargador de batería compacto 102 a través de uno o más dispositivos electrónicos portátiles 152. Usando un dispositivo inalámbrico 144, un usuario puede iniciar y/o detener el ciclo de carga del cargador de batería compacto 102 o cambiar de otro modo los ajustes.
Es decir, a través de una red de comunicación y un servidor de gestión de reforzador, un usuario puede supervisar actualizaciones de estado de carga en vivo, condiciones de carga, datos históricos, actualizar software y firmware de manera remota y permanecer al tanto de las noticias y actualizaciones del fabricante del cargador de batería compacto 102. En ciertos aspectos, se puede implementar un módem celular interno que utilice tecnologías inalámbricas basadas en normas, tales como 2G, 3G, 4G, Acceso Múltiple por División de Código (CDMA) y Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM), para proporcionar comunicación de datos inalámbrica a través de redes celulares mundiales. Una ventaja de un módem celular interno es que no se depende de la red local del usuario (por ejemplo, encaminador inalámbrico, módem, etc.), habilitando de ese modo la comunicación entre el cargador de batería compacto 102 y la red de comunicación, incluso en el caso de un fallo total de potencia en la ubicación de un usuario.
En ciertos aspectos, se puede proporcionar un enlace cableado 142 para gestionar la comunicación y/o transmisión de señales o datos entre el procesador 128 y otro dispositivo a través de, por ejemplo, un puerto de datos 146 (por ejemplo, RS-232, USB y/o puertos de Ethernet) capaces de acoplarse de forma cableada con otro puerto de datos 146 situado fuera de la carcasa del cargador de batería compacto 102. Como se ha indicado anteriormente, se puede proporcionar un puerto de USB o una fuente de 12 V como terminales de salida de CC 136 en el cargador para facilitar la carga de accesorios, tales como los dispositivos electrónicos portátiles 152. Por lo tanto, la batería interna 150 del cargador de batería compacto 102 también se puede usar como fuente de alimentación para uno o más accesorios de CC. La carga mientras se operan los accesorios puede prolongar el tiempo de funcionamiento del cargador de batería compacto 102, pero también prolongará el tiempo de recarga. Sin embargo, si la carga supera el amperaje de entrada de carga (por ejemplo, 1 A), el accesorio que se está cargando puede descargar la batería interna 150.
El puerto de USB puede proporcionar, por ejemplo, hasta 3,0 A a 5 VCC. Para activar el puerto de USB, se puede proporcionar un botón de alimentación de u Sb (u otro elemento seleccionable por el usuario) a través de la interfaz de usuario 138. El puerto de USB se puede activar oprimiendo el botón de alimentación de USB y deshabilitarse, por ejemplo, oprimiendo el botón de alimentación de USB una segunda vez, dos o más veces en una sucesión rápida, o manteniendo este oprimido durante un período de tiempo predeterminado. La salida de potencia de 12 VCC puede proporcionar, por ejemplo, hasta 6,0 A a 12 VCC.
El cargador de batería compacto 102 puede comprender además una pluralidad de sensores para proporcionar datos de medición descriptivos del entorno circundante. En ciertos aspectos, la salida de USB se puede apagar automáticamente cuando no se detecta carga alguna (por ejemplo, después de 5-10 minutos de un estado sin carga). Sin embargo, la fuente de alimentación de 12 VCC puede permanecer activa hasta que el cargador de batería compacto 102 haya alcanzado un estado de batería baja (por ejemplo, el nivel de carga de la batería interna 150 es menor que un umbral predeterminado, por ejemplo, un número de culombios). La fuente de alimentación de 12 VCC se puede usar para suministrar energía a un compresor de aire integrado o situado de forma remota (por ejemplo, para el inflado de neumáticos) y puede funcionar además como un protector de memoria. La fuente de alimentación de 12 VCC se puede limitar a 6,0 A con protección contra sobrecorriente. En ciertos aspectos, un usuario puede desear verificar el nivel de carga de la batería interna 150. Para hacer esto, se puede proporcionar un botón (u otro elemento seleccionable por el usuario) a través de la interfaz de usuario 138 que hace que el nivel de carga se visualice en el dispositivo de visualización 114. Para garantizar la precisión de la medición, el usuario puede recibir instrucciones (por ejemplo, a través del dispositivo de visualización 114) para desactivar el cargador de batería compacto 102 antes de accionar el botón (o visualizar el nivel de carga). En un aspecto, el dispositivo de visualización 114 puede mostrar el 150 por ciento de carga de la batería interna, o un icono de batería que indique lo mismo. Por ejemplo, el dispositivo de visualización 114 puede visualizar "100 %" (o un icono de batería sólido) cuando la batería interna 150 está totalmente cargada.
El cargador de batería compacto 102 puede incluir un sensor de temperatura o de humedad, o estar configurado para supervisar otros aparatos o dispositivos, o bien directamente (por ejemplo, usando un sensor) o bien de forma inalámbrica (por ejemplo, usando Wi-Fi). Por ejemplo, el cargador de batería compacto 102 puede estar configurado para cargar y controlar, además de las baterías de automóvil, uno o más dispositivos electrónicos portátiles 152 que se cargan mediante dicho cargador de batería compacto 102. Se puede proporcionar otro sensor de temperatura para medir la temperatura de una batería que se está cargando (por ejemplo, una batería de iones de litio). Si la temperatura medida se desvía de un intervalo de funcionamiento (es decir, un intervalo en el que el valor medido es aceptable), se puede prohibir la operación de carga o de refuerzo.
Se puede usar un circuito de gestión de potencia 132 para gestionar la potencia necesaria para operar el cargador de batería compacto 102 (y componentes del mismo), arrancar un motor y para cargar la batería externa 104 u otro dispositivo. Es decir, la energía de CA se puede extraer de una fuente de alimentación de CA 148, convertirse en energía de CC y usarse para cargar la batería externa 104 y/o la batería interna 150. Por ejemplo, el cargador de batería compacto 102 se puede acoplar de forma desmontable con una fuente de alimentación de CA 148 ubicada fuera de la carcasa (por ejemplo, una toma de pared) a través de un terminal de entrada de CA 134 y un convertidor de CA a CC. En un ejemplo de este tipo, un cargador de pared de CA puede recibir 120 VCA de una toma de pared eléctrica y emitir, a través de un inversor, 12 VCC al enchufe hembra de entrada del cargador de batería compacto 102. Durante la carga, un LED (por ejemplo, un LED verde) se puede iluminar y/o el dispositivo de visualización 114 puede visualizar un mensaje tal como "Cargando -[XX] %". Cuando se ha completado la carga, el LED puede emitir pulsos y/o el dispositivo de visualización 114 puede visualizar un mensaje tal como "Totalmente cargado".
Se usa un circuito de convertidor de inductor primario de un único extremo (SEPIC) 302, junto con un convertidor de CA a CC 314, para cargar la batería interna 150. En términos generales, un circuito SEPIC 302 es un tipo de convertidor de CC a CC que permite que el potencial eléctrico (voltaje) en su salida sea mayor, menor o igual que el de su entrada. La salida de un circuito SEPIC 302 es controlada por el factor de trabajo del transistor de control. Un circuito SEPIC 302 intercambia energía entre condensadores e inductores para convertir un voltaje de entrada variable en un voltaje de salida predeterminado. La cantidad de energía intercambiada se controla mediante un conmutador, que puede ser un transistor tal como un Transistor de Efecto de Campo de Metal - Óxido - Semiconductor (MOSFET). Como resultado, un circuito SEPIC 302 habilita una variación amplia en el voltaje de entrada tanto sustancialmente más alto como más bajo que el voltaje nominal de la batería. Por ejemplo, para cargar una batería de 12 voltios (voltaje nominal) a 14,4 V, el voltaje de entrada variable puede ser un voltaje a partir de un intervalo predeterminado, tal como entre 5 VCC y 20 VCC, habilitando de ese modo la función de recarga de la batería interna 150 a través de un puerto de USB, que es de 5 VCC. Es decir, puede que no siempre se conozca el voltaje de entrada, pero se puede conocer el intervalo predeterminado. En ciertos aspectos, el circuito SEPIC 302 puede estar apagado (por ejemplo, derivado) para facilitar una carga de una eficiencia más alta. Por ejemplo, si se usa una fuente de alimentación de 20 V, el cargador de batería compacto 102 puede derivar el circuito s Ep iC 302, mientras que, si se usa una fuente de alimentación de 12 VCC (por ejemplo, un accesorio de cargador de vehículo), se puede emplear el circuito SEPIC 302.
Por consiguiente, como se ilustra en la figura 3, se usa un supercondensador 308 junto con el circuito SEPIC 302 para suministrar una gran cantidad de potencia que es tiempo suficiente para arrancar auxiliarmente un vehículo. Los supercondensadores 308 son útiles ya que, a diferencia de las baterías, no necesariamente adolecen de problemas de envejecimiento y de temperatura. Sin embargo, debido a que la cantidad de energía en el condensador es finita, los supercondensadores 308 se usan principalmente para el arranque de motor. Sin embargo, cuando un supercondensador simplemente se acopla a una batería agotada, la reserva de energía finita se drena a la batería, bajando a menudo el voltaje del supercondensador 308 a un nivel que no puede arrancar un motor. Una batería arrancadora auxiliar, por otro lado, puede arrancar un motor ya que tiene corriente suficiente para anular los efectos de descarga de una batería de vehículo agotada. Sin embargo, en climas fríos, la corriente de pico que puede suministrar una batería puede estar limitada debido a la temperatura que afecta a la reacción química dentro de la batería arrancadora auxiliar. Este límite en la corriente de pico puede ser tal que el motor puede no girar. Por lo tanto, un sistema mejorado para arrancar el vehículo puede ser un arrancador que tiene una batería interna 150 y un supercondensador 308, en donde la batería puede suministrar corriente suficiente para superar los efectos de la batería externa 104 agotada, mientras que el supercondensador 308 puede suministrar la corriente de pico.
En general, un supercondensador 308 puede contener una carga muy alta que se puede liberar con relativa rapidez, lo que lo hace adecuado para arrancar auxiliarmente un vehículo con puente, ya que la operación de puesta en marcha del vehículo dura un período de tiempo muy corto durante el cual se requiere una potencia de puesta en marcha alta. Además, los supercondensadores 308 son de tamaño relativamente pequeño y se pueden emplear en el cargador de batería compacto 102 para proporcionar suficiente potencia de puesta en marcha para arrancar auxiliarmente un vehículo. Durante el funcionamiento, el circuito SEPIC 302 extraería corriente de la batería externa 104 agotada, que se usaría para cargar el supercondensador 308. Se puede usar una batería de litio pequeña en combinación con el supercondensador para evitar que el supercondensador 308 descargue la corriente de vuelta a la batería externa 104 agotada hasta que el cargador de batería compacto 102 haya determinado que el usuario está intentando arrancar el vehículo. Los sistemas de arranque auxiliar de supercondensador existentes son deficientes debido a que estos requerirían la retirada de una de las conexiones de la batería externa 104 para evitar que el condensador se descargue de vuelta a la batería descargada. Sin embargo, la disposición divulgada obvia la necesidad de desconectar uno de los terminales de la batería externa 104. Por lo tanto, en un aspecto de la presente invención, se proporciona un cargador de batería compacto 102 que emplea un circuito SEPIC 302 junto con un supercondensador 308.
En la figura 3 se ilustra un diagrama esquemático 300 de ejemplo de un cargador que tiene un circuito SEPIC 302 junto con un supercondensador 308. Como se ilustra, la potencia de entrada de CC se recibe desde una fuente de alimentación de CC 156 a través del terminal de entrada de CC 154, o bien la fuente de alimentación de CA 148 a través de un convertidor de CA a CC 314. La potencia de entrada de CC es recibida por el circuito SEPIC 302 y se emite a la batería interna 150 y al supercondensador 308, en paralelo, a través de un circuito de controlador de batería interno 304 y un circuito de controlador de supercondensador 306, respectivamente. El circuito de controlador de batería interno 304 y un circuito de controlador de supercondensador 306 se pueden usar para supervisar los parámetros de la batería interna 150 y el supercondensador 308, tales como el nivel de carga. Además, el circuito de controlador de batería interno 304 puede supervisar la temperatura de la batería interna 150. Los parámetros se pueden comunicar al procesador 128, que controla, entre otras cosas, el relé de control de batería 310 y el controlador de supercondensador 312.
El supercondensador 308 y la batería interna 150 pueden recibir corriente de carga a partir de la potencia de entrada de CC. Cuando la potencia de entrada de CC no está disponible, por ejemplo, el supercondensador 308 puede recibir corriente de carga a partir de la batería externa 104 a través del controlador de supercondensador 312. Por ejemplo, si una batería externa 104 que tiene un voltaje nominal de 12 VCC se ha agotado a 6 VCC, la batería externa 104 puede no poder arrancar un vehículo, pero la potencia restante puede ser extraída de la batería externa 104 agotada al supercondensador 308, que se podría usar entonces para impulsar el vehículo. Como se ha hecho notar anteriormente, se requería que los reforzadores de batería de supercondensador existentes desconectaran uno de los terminales 104 de la batería externa con el fin de evitar una descarga prematura del supercondensador a la batería agotada. La batería de iones de litio, sin embargo, se puede usar para emitir una corriente a la batería externa 104, lo que puede ser supervisado por el procesador 128. Si se detecta una caída de corriente en el terminal de salida de CC 136, el procesador 128 puede determinar que el usuario está intentando arrancar el vehículo y el controlador de supercondensador 312 puede recibir instrucciones para acoplar eléctricamente el supercondensador 308 a la batería externa 104 (a través de un terminal de salida de c C 136), provocando de ese modo que el supercondensador 308 se descargue rápidamente a la batería externa 104, habilitando de ese modo que el vehículo arranque. El procesador 128 se puede configurar de manera similar para controlar el relé de control de batería 310, lo que habilita que la batería interna 150 se descargue a la batería externa 104.
Por lo tanto, la batería interna 150 y un supercondensador 308 se pueden recargar, cada uno, mediante un circuito SEPIC 302, que puede tener cualquier voltaje de entrada entre 5 VCC y 20 VCC. El circuito de controlador de batería interno 304 recarga correctamente la batería dentro del cargador de batería compacto 102, mientras que un circuito de controlador de supercondensador 306 separado carga el supercondensador 308. El supercondensador 308 también se puede recargar desde la batería interna 150, proporcionando de ese modo múltiples arranques de corriente de pico. La función de arranque auxiliar es controlada por uno o más procesadores 108 (por ejemplo, un microprocesador o microprocesadores) una vez que los cables del arrancador auxiliar se han unido a una batería externa 104 y se ha activado la función de arranque auxiliar (o bien manual o bien automáticamente) la batería de arrancador auxiliar interno está conectada por un circuito o relé a la batería del vehículo. La batería interna 150 transfiere energía a la batería externa 104 y, cuando se acciona el encendido del vehículo (por ejemplo, se gira la llave o se oprime el botón de arranque), la corriente extraída del motor arrancador provocará una caída de voltaje a través de los conductores de conexión de arrancador auxiliar. Esta caída de voltaje será detectada por uno o más procesadores 108, momento en el cual el uno o más procesadores 108 acoplarán eléctricamente el supercondensador en paralelo con su batería interna 150 para suministrar la corriente de pico requerida para arrancar el motor. Si el motor arranca, la función de arranque auxiliar se ha realizado y el cargador de batería compacto 102 se puede recargar a sí mismo (por ejemplo, la batería interna 150 y/o el supercondensador 308) desde una conexión eléctrica al sistema eléctrico del vehículo, lo que puede continuar hasta que la batería 150 y/o el supercondensador 308 están totalmente cargados. Después de lo cual el cargador de batería compacto 102 puede apagar su función de carga, o se retiran las pinzas. Si el vehículo no arranca, una vez que se ha desconectado el arrancador, el voltaje de la batería externa 104 se estabilizará y el supercondensador 308 se recargará a partir de la batería interna 150 (o cualquier potencia disponible de la batería externa 104), y se preparará para el próximo intento de arrancar el motor, con lo que se repite el proceso.
Hay una serie de formas de las que se puede cargar la batería interna 150. El usuario también puede cargar la batería interna 150 mientras se conduce a través del terminal de entrada de CC 154 usando un cargador de coche de 12 VCC que se acopla al encendedor de cigarrillos. En consecuencia, se puede usar un enchufe hembra de entrada de 12 VCC para recargar el cargador de batería compacto 102 hasta un punto en el que el cargador de batería compacto 102 está cargado. El cargador de batería compacto 102 se puede usar entonces para arrancar auxiliarmente un vehículo que tiene una batería externa 104. En ciertos aspectos, el cargador de batería compacto 102 se puede cargar a través de las pinzas, que pueden ser retráctiles y/o estar configuradas para alojarse en un rebaje de la carcasa del cargador de batería compacto 102. Por ejemplo, la carga se puede realizar dejando el relé cerrado, permitiendo de ese modo que el alternador del vehículo, que puede proporcionar hasta 70 A, cargue rápidamente la batería interna 150. Por lo tanto, el cargador de batería compacto 102 se puede configurar para detectar la corriente de una manera bidireccional a través de las pinzas (por ejemplo, (1) para medir la corriente que va desde el cargador de batería compacto 102 a la batería externa 104, y (2) desde la batería externa 104 al cargador de batería compacto 102). Para evitar el sobrecalentamiento cuando la corriente pasa al cargador de batería compacto 102, se puede acoplar un sensor de temperatura al cargador de batería compacto 102, con lo que el relé se apaga si el cargador de batería compacto 102, o la batería interna 150, alcanza un umbral de temperatura de apagado predeterminado. De hecho, un beneficio de maximizar la cantidad de corriente que vuelve al cargador de batería compacto 102 es que produce una carga más rápida.
En lugar de pinzas, los cables del cargador del cargador de batería compacto 102 se pueden acoplar de forma fija a la batería externa 104 (por ejemplo, a través de terminales de perno y de anillo) y configurarse para conectarse rápidamente al cargador de batería compacto 102 (por ejemplo, usando conectores de conexión/desconexión rápida). En ciertos casos, los conectores de conexión rápida pueden no ser compatibles con diferentes dispositivos. Por ejemplo, un mantenedor de batería (también conocido como cargador por goteo) puede usar un primer tipo de conector, mientras que un cargador de batería compacto 102 puede usar un segundo tipo de conector. Estos problemas son comunes entre diferentes fabricantes. Debido a la incomodidad de desconectar y reconectar las conexiones acopladas de forma fija, puede resultar ventajoso usar un cable de cargador que se acople de forma fija a la batería externa 104 en un extremo, pero que proporcione una pluralidad de conectores diferentes en el segundo extremo. Por ejemplo, el primer extremo puede estar acoplado de forma fija a un terminal de batería a través de los terminales de anillo, mientras que el segundo extremo puede estar provisto de dos conectores, en concreto (1) un conector EC5 (macho) configurado para acoplarse con un conector EC5 (hembra) del cargador de batería compacto 102 y (2) un segundo conector (macho) configurado para acoplarse con un segundo conector (hembra) de un cargador/mantenedor de batería. Se pueden proporcionar además uno o más tapones de extremo para proteger el conector no usado frente a suciedad y residuos. Un cable de cargador de este tipo sería de uso particular para vehículos que no se usan con frecuencia y que habitualmente requieren un arranque auxiliar. Aunque se describen dos conectores, no es necesario que un cable de cargador de este tipo se limite a dos conectores, ni se debería limitar a los tipos de conector de ejemplo descritos.
En otra alternativa, todo el cargador de batería compacto 102 puede estar acoplado permanentemente a una batería externa 104 o al sistema eléctrico de un vehículo (por ejemplo, instalado debajo del capó o dentro del vehículo). Por ejemplo, el cargador de batería compacto 102 se puede acoplar de forma fija al vehículo y accionarse de forma remota usando un botón o controlador físico (por ejemplo, uno que está colocado debajo del capó, en el salpicadero, en la guantera, etc.), o de forma inalámbrica. Cuando se integra con el vehículo, la carcasa del cargador de batería compacto 102 se puede fabricar para mitigar los daños causados por la temperatura de motor o los fluidos de motor. El control inalámbrico se puede lograr usando, por ejemplo, un dispositivo electrónico portátil 152 que está acoplado comunicativamente al cargador compacto de batería 102 a través de una red de comunicación. Por ejemplo, un teléfono inteligente puede enviar de forma inalámbrica una señal al cargador de batería compacto 102, o bien directamente o bien a través del sistema de control del vehículo, lo que hace que el cargador de batería compacto 102 emita energía de refuerzo o de carga a la batería externa 104 del vehículo. La comunicación inalámbrica puede emplear una o más normas inalámbricas tales como Bluetooth (por ejemplo, ondas de radio de UHF de longitud de onda corta en la banda ISM de 2,4 a 2,485 GHz), NFC, Wi-Fi (por ejemplo, las normas IEEE 802.11), etc. Cuando está acoplado permanentemente a la batería externa 104 o al sistema eléctrico del vehículo, el cargador de batería compacto 102 puede cargar la batería interna 150 cuando el vehículo está funcionando a través del sistema eléctrico del vehículo (por ejemplo, suministro de 12 VCC).
En ciertos aspectos, el supercondensador 308 se puede integrar con el sistema eléctrico del vehículo y configurarse para recibir cualquier potencia residual de los accesorios del vehículo para su uso en el arranque auxiliar de los vehículos. Por ejemplo, los vehículos a menudo tienen suficiente potencia para alimentar el sistema de entretenimiento del vehículo, pero insuficiente para hacer girar el motor. En este ejemplo, la potencia se puede desviar del sistema de entretenimiento (u otro accesorio o sistema auxiliar) con la opresión de un botón y usarse para cargar un supercondensador integrado, que se puede usar para arrancar auxiliarmente el vehículo.
En ciertos aspectos, el cargador de batería compacto 102 puede emplear carga inductiva para facilitar la carga inalámbrica de la batería interna 150. Por ejemplo, el cargador de batería compacto 102 se puede colocar sobre un adaptador de inductor de carga correspondiente para cargar la batería interna 150 del cargador de batería compacto 102. En un aspecto, el adaptador de inductor de carga puede comprender una bobina de inducción que crea un campo electromagnético alternante desde dentro de un adaptador de inductor de carga y una segunda bobina de inducción en el cargador de batería compacto 102 que recibe potencia a partir del campo electromagnético y convierte la potencia recibida en corriente eléctrica para cargar la batería interna 150. Las dos bobinas de inducción cercanas se combinan para formar un transformador eléctrico. Se pueden lograr unas distancias mayores entre las bobinas del transmisor y el receptor cuando el sistema de carga inductiva usa un acoplamiento inductivo resonante. Las bobinas se pueden fabricar usando una serie de materiales, tales como cobre plateado (o aluminio) para minimizar el peso y disminuir la resistencia resultante del efecto pelicular. El adaptador de inductor de carga y el cargador de batería compacto 102 pueden funcionar de acuerdo con una o más normas de transferencia de potencia inalámbrica, tales como la Power Matters Alliance (PMA) bajo las Conexiones de la Industria de la Asociación de Normas de IEEE (IEEE-SA), Rezence y Qi. La norma de interconexión de PMA describe la transferencia de potencia analógica (inductiva y resonante), la comunicación de transceptor digital, la gestión de potencia basada en la nube y la sostenibilidad ambiental.
Rezence es una norma de interconexión desarrollada por la Alliance for Wireless Power (A4WP) para la transferencia inalámbrica de potencia eléctrica basada en los principios de la resonancia magnética. El sistema Rezence comprende una única unidad transmisora de potencia (PTU) y una o más unidades receptoras de potencia (PRU). La norma de interconexión soporta una transferencia de potencia de hasta 50 vatios, a unas distancias de hasta 5 centímetros. La frecuencia de transmisión de potencia es de aproximadamente 6,78 MHz, y se puede alimentar una pluralidad de dispositivos a partir de una única PTU dependiendo de la geometría de transmisor y de receptor y de los niveles de potencia. Para usar el sistema Rezence, el cargador de batería compacto 102 (es decir, PRU) se coloca encima del adaptador de inductor de carga (es decir, PTU), que carga la batería interna 150 del cargador de batería compacto 102 a través de un acoplamiento inductivo resonante. Además de la transferencia de potencia, el sistema Rezence se puede usar para transferir datos desde el cargador de batería compacto 102 (por ejemplo, desde el dispositivo de almacenamiento de datos interno 122) a otro dispositivo a través del adaptador de inductor de carga. Sin embargo, existe una superposición entre las especificaciones de PMA y de Rezence. Por ejemplo, PMA adoptó la especificación Rezence como la especificación de carga de resonancia magnética de PMA para transmisores y receptores en configuraciones tanto monomodo como multimodo, mientras que Rezence adoptó la especificación inductiva de PMA como una opción soportada para implementaciones de resonancia magnética inductiva multimodo. Al igual que Rezence, Qi es una norma de interconexión desarrollada por el Wireless Power Consortium para la transferencia de potencia eléctrica inductiva a distancias de hasta 4 centímetros. El sistema Qi comprende una PTU y una PRU. Para usar el sistema Qi, el cargador de batería compacto 102 (es decir, PRU) se coloca encima del adaptador de inductor de carga (es decir, PTU), que carga la batería interna 150 del cargador de batería compacto 102 a través de un acoplamiento inductivo resonante.
La carga inductiva ofrece ventajas al cargador de batería compacto 102, más allá de la comodidad de uso. En primer lugar, las conexiones tanto en el cargador de batería compacto 102 como en el adaptador de inductor de carga están encapsuladas; por lo tanto, se evita (o se mitiga) la corrosión debido a que todo componente electrónico está protegido del agua y el oxígeno de la atmósfera. Además, para mitigar el daño causado por el agua, la carcasa del cargador de batería compacto 102 puede ser impermeable al agua y flotante para facilitar, por ejemplo, las aplicaciones marítimas. En segundo lugar, la carga inductiva también aporta durabilidad al cargador de batería compacto 102 debido a que se obvia la necesidad de enchufar y desenchufar el dispositivo, lo que da como resultado un desgaste significativamente menor en el enchufe hembra del dispositivo y el cable de unión.
En ciertos aspectos, el cargador de batería compacto 102 puede emplear células solares para facilitar la carga de la batería interna 150 y/o el supercondensador 308. La célula solar se puede proporcionar como un panel de células solares independiente o integrarse con el cargador de batería compacto 102. Por ejemplo, las células solares se pueden colocar en una superficie exterior de la carcasa del cargador de batería compacto 102 o, cuando se integra con un vehículo, la célula solar se puede colocar en el vehículo, tal como el techo, el capó, el maletero, las ventanas, etc.
La carcasa del cargador de batería compacto 102 puede comprender además una placa de metal (por ejemplo, aluminio) en un lado trasero para facilitar el calentamiento exterior de la batería interior 150 a través de la mano del usuario. A la inversa, se puede proporcionar un botón en la interfaz de usuario 138 que hace que la energía se desvíe de la batería interior 150 a un aparato de calefacción, tal como un calentador flexible. Los calentadores flexibles se pueden adaptar a una superficie, tal como el cargador de batería compacto 102. Los calentadores flexibles de ejemplo incluyen calentadores de caucho de silicona, calentadores de película de poliimida, cintas calefactoras, etc. Los calentadores flexibles adecuados incluyen, por ejemplo, calentadores flexibles aislados con película de poliimida, tales como los disponibles de OMEGA Engineering Inc., y calentadores Kapton (una forma de calentadores ligeros, semitransparentes, ultraflexibles y ultradelgados), tales como los disponibles de Bucan Electric Heating Devices Inc.
La potencia de CC se puede emitir a la batería externa 104 o a otros dispositivos por medio de un terminal de salida de CC 136 (por ejemplo, pinzas/cables de terminal de batería). Por lo tanto, el circuito de gestión de potencia 132 y el procesador 128 pueden controlar la operación de carga de la batería externa 104 para proporcionar carga, mantenimiento y, en ciertas realizaciones, la función de arranque auxiliar. Además, el circuito de gestión de potencia 132 y el procesador 128 pueden facilitar la protección frente a acoplamiento inverso, así como la detección automática de voltaje nominal de batería. Aunque el circuito de gestión de potencia 132 y el procesador 128 se ilustran como componentes separados, un experto en la materia apreciaría que la funcionalidad de gestión de potencia (por ejemplo, carga de batería, mantenimiento de batería, etc.) se puede proporcionar como un único componente que combina la funcionalidad del circuito de gestión de potencia 132 y el procesador 128.
La potencia de salida se puede controlar por software (por ejemplo, a través de un relé, un MOSFET y/o un rectificador controlado por silicio). La potencia de salida se puede controlar usando uno o más parámetros, tales como la corriente máxima a lo largo del tiempo, la temperatura máxima de la batería, el tiempo máximo solo y/o el voltaje mínimo (con o sin tiempo). Por lo tanto, cuando se supera un valor de parámetro (o no se cumple un requisito), se puede apagar el voltaje de salida. El cargador de batería compacto 102 puede incluir la capacidad de detectar, o percibir de otro modo, que una batería (u otra carga/fuente de alimentación) está acoplada a las pinzas. Cuando no se detecta una batería, se puede cortar la alimentación; sin embargo, se puede proporcionar al usuario una opción de anulación manual (por ejemplo, manteniendo presionado un botón durante un período de tiempo predeterminado, tal como de 2 a 10 segundos, o aproximadamente 5 segundos). En ciertos aspectos, el cargador de batería compacto 102 puede no cargar una batería externa 104 cuando la batería externa 104 está demasiado caliente o fría, evitando de ese modo peligros potenciales y manteniendo la eficiencia.
El cargador de batería compacto 102 puede incluir además la capacidad de detectar la aparición de una anulación manual y, si el voltaje sigue siendo 0 después del arranque de motor, se puede indicar al usuario que verifique y sustituya la batería de vehículo. Además, se puede proporcionar una función de apagado automático si no se conecta una batería/carga/fuente de alimentación a las pinzas dentro de un período de tiempo predeterminado (por ejemplo, de aproximadamente 1 a 60 minutos, más preferiblemente de aproximadamente 5 a 30 minutos, lo más preferiblemente aproximadamente 15 minutos). El cargador de batería compacto 102 puede precalentar además una batería fría, por ejemplo, haciendo pasar amperios a través de la batería, mediante o un calentador interno. El cargador de batería compacto 102 puede emplear además fuentes de alimentación alternativas, tales como un panel solar para habilitar un mantenimiento y carga de batería, así como la supervisión de datos a través de paneles solares (por ejemplo, uno o más paneles de 12-14 vatios). Por ejemplo, se pueden usar células solares para cargar o mantener vehículos de flota, tales como flotas de concesionarios de vehículos, flotas de vehículos de alquiler, etc.
Para usar la función de arranque auxiliar, el terminal de salida de CC 136 se puede acoplar a la batería externa 104 (es decir, la batería a cargar/arrancar con pinzas, ya sea directa o indirectamente) y la interfaz de usuario 138 se puede usar para activar la característica de refuerzo. Si el cargador de batería compacto 102 se está cargando cuando se selecciona la función de arranque auxiliar, el dispositivo de visualización 114 puede indicar que la función de arranque auxiliar no se puede realizar mientras el cargador de batería compacto 102 está cargando. Si las pinzas están mal conectadas (por ejemplo, polaridad inversa o desconectadas), puede sonar una alarma sonora y el dispositivo de visualización 114 puede visualizar un mensaje de advertencia, tal como "Advertencia - Polaridad Inversa" o "Advertencia - Batería Desconectada". A la inversa, si las pinzas están conectadas correctamente y el cargador de batería compacto 102 está listo para su uso, el dispositivo de visualización 114 puede visualizar un mensaje de espera, tal como "Arranque auxiliar listo".
Si se intenta la función de arranque auxiliar del cargador de batería compacto 102 dos veces dentro de un período de tiempo predeterminado (por ejemplo, un minuto), la función de arranque auxiliar se puede prohibir hasta que el cargador de batería compacto 102 se haya enfriado. Durante el período de enfriamiento, el dispositivo de visualización 114 puede visualizar un mensaje de enfriamiento, que también puede indicar el tiempo restante para el período de enfriamiento.
Si el voltaje de la batería externa 104 es demasiado bajo para que el cargador compacto de batería 102 detecte que las pinzas están conectadas, se puede seleccionar un procedimiento de arranque manual (por ejemplo, la anulación manual) para habilitar la función de arranque auxiliar. Para usar el procedimiento de arranque manual, el terminal de salida de CC 136 se puede acoplar a la batería externa 104 y la interfaz de usuario 138 se puede usar para activar la característica de refuerzo. Por ejemplo, se puede usar el mismo botón para activar la función de arranque auxiliar, pero en lugar de una opresión momentánea, el botón se puede oprimir y mantener oprimido durante un período de tiempo predeterminado (por ejemplo, aproximadamente 2 a 10 segundos, más preferiblemente aproximadamente 5 segundos) hasta que el dispositivo de visualización 114 visualice el mensaje de espera. En ciertos aspectos, el procedimiento de arranque manual puede anular las características de seguridad para garantizar que se suministre energía independientemente del estado de la conexión. En consecuencia, el cargador de batería compacto 102 puede energizar las pinzas y provocar chispas si estas se tocan entre sí (es decir, se ponen en cortocircuito).
La figura 2 ilustra un diagrama de flujo 200 de un método de ejemplo para proporcionar la función de arranque auxiliar usando un cargador de batería compacto 102. El proceso comienza en la etapa 202, que puede ser iniciada por el usuario accionando un botón de función de arranque auxiliar en la interfaz de usuario 138. En la etapa 204, el procesador 128 del cargador de batería compacto 102 determina, usando uno o más sensores, si la temperatura de la batería interna 150 está dentro de un intervalo operativo. Por ejemplo, si la temperatura de la batería interna 150 supera un primer umbral de temperatura de apagado predeterminado, se proporciona una advertencia en la etapa 220 que indica que la batería interna 150 está demasiado caliente. De manera similar, si la temperatura de la batería interna 150 no alcanza un primer umbral de temperatura de apagado predeterminado, se proporciona una advertencia en la etapa 220 que indica que la batería interna 150 está demasiado fría. De lo contrario, el proceso pasa a la siguiente etapa.
En la etapa 206, el procesador 128 del cargador de batería compacto 102 determina si el estado de carga para la batería interna 150 está dentro de un intervalo operativo. Por ejemplo, si el estado de carga de la batería interna 150 no alcanza un umbral de nivel de carga predeterminado, se proporciona una advertencia en la etapa 220 indicando que la batería interna 150 no está cargada adecuadamente. De lo contrario, el proceso pasa a la siguiente etapa.
En la etapa 208, el procesador 128 del cargador de batería compacto 102 determina si la batería interna 150 se está cargando. Si la batería interna 150 se está cargando, se proporciona una advertencia en la etapa 220 que indica que la batería interna 150 se está cargando y no se puede usar para proporcionar la función de arranque auxiliar. De lo contrario, el proceso pasa a la siguiente etapa.
En la etapa 210, el procesador 128 del cargador de batería compacto 102 determina si una batería externa 104 está acoplada al cargador de batería compacto 102 (por ejemplo, a través de pinzas acopladas al terminal de salida de CC 136). Si no se detecta batería externa 104 alguna (por ejemplo, midiendo un voltaje o resistencia a través de los terminales de batería), se proporciona una advertencia en la etapa 220 que indica que no se detecta la batería externa 104. De lo contrario, el proceso pasa a la siguiente etapa.
En la etapa 212, el procesador 128 del cargador de batería compacto 102 determina si un accesorio está actualmente acoplado a, o está usando de otro modo, el cargador de batería compacto 102 (por ejemplo, a través del terminal de salida de CC 136 o un terminal de salida de CA). Si se detecta un accesorio (por ejemplo, detectando una carga u otra extracción de corriente en un terminal de salida), se proporciona una advertencia en la etapa 220 que indica que la batería interna 150 está en uso y no se puede usar para proporcionar la función de arranque auxiliar. De lo contrario, el proceso pasa a la siguiente etapa.
En la etapa 214, el procesador 128 del cargador de batería compacto 102 determina si una batería externa 104 está acoplada apropiadamente al cargador de batería compacto 102. Si se detecta una condición de polaridad inversa para la batería externa 104, se proporciona una advertencia en la etapa 220 que indica que la batería externa 104 está conectada de forma inapropiada. De lo contrario, el proceso pasa a la siguiente etapa.
En la etapa 216, el procesador 128 del cargador de batería compacto 102 determina si el cargador de batería compacto 102 está en un período de enfriamiento. Por ejemplo, como se ha indicado anteriormente, si se intenta la función de arranque auxiliar del cargador de batería compacto 102 dos veces dentro de un período de tiempo predeterminado (por ejemplo, un minuto), la función de arranque auxiliar se puede prohibir hasta que el cargador de batería compacto 102 se haya enfriado (es decir, ha transcurrido el período de tiempo predeterminado). En consecuencia, si la función de arranque auxiliar se ha realizado dentro de un período de tiempo predeterminado, se proporciona una advertencia en la etapa 220 que indica un mensaje de enfriamiento, que también puede indicar el tiempo restante para el período de enfriamiento. Después de que haya transcurrido el período de tiempo predeterminado en la etapa 222 (por ejemplo, usando un temporizador), el proceso puede pasar a la siguiente etapa.
En la etapa 218, el cargador de batería compacto 102 está listo para realizar la función de arranque auxiliar, con lo que se puede emitir energía de refuerzo a la batería externa 104 tras accionar el botón de función de arranque auxiliar en la interfaz de usuario 138, o automáticamente. La energía de refuerzo se puede proporcionar durante un período de tiempo predeterminado, antes del apagado. Por ejemplo, la energía de refuerzo se puede proporcionar durante 1 a 60 segundos, más preferiblemente de 5 a 30 segundos.
Se puede proporcionar una advertencia en la etapa 220 a través de uno o más de un dispositivo de visualización 114, un altavoz 124, u otro dispositivo (por ejemplo, un dispositivo electrónico portátil 152) a través de una red de comunicación. El mensaje puede indicar al usuario uno o más estados/condiciones de la batería interna 150, la batería externa 104 y/o del cargador de batería compacto 102, tales como los ilustrados en la Tabla A.
En la etapa 224, el proceso se puede restablecer de tal manera que se repita el proceso. La función de restablecimiento se puede activar manualmente (por ejemplo, a través de un botón) o automáticamente una vez que se ha cumplido una condición predeterminada. Por ejemplo, si la temperatura de la batería interna 150 está fuera del intervalo operativo, el sistema se puede restablecer automáticamente una vez que la temperatura de la batería interna 150 haya vuelto al intervalo operativo. Si no se selecciona un restablecimiento en la etapa 224, el procesado sale en la etapa 226.
En ciertos aspectos, se puede seleccionar una opción de anulación manual (por ejemplo, en cualquier momento) que hace que el cargador de batería compacto 102 pase a la etapa 218, el cargador de batería compacto 102 está listo para realizar la función de arranque auxiliar, independientemente del estado de la batería interna 150, la batería externa 104 o del cargador de batería compacto 102. Además, el procesador 128 del cargador de batería compacto 102 determina si el voltaje de la batería interna 150 o la batería externa 104 supera un umbral predeterminado, caso en el cual se prohíbe la carga y/o el refuerzo para evitar la sobrecarga.
Aunque se han descrito diversas realizaciones con referencia a una disposición particular de partes, características y similares, estas no pretenden agotar todas las disposiciones o características posibles y, de hecho, los expertos en la materia podrán determinar muchas otras realizaciones, modificaciones y variaciones. De este modo, se ha de entender que la invención, por lo tanto, se puede poner en práctica de forma diferente a la específicamente descrita anteriormente.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un reforzador de batería compacto que comprende:
una batería interna (150) para suministrar una corriente de arranque para arrancar auxiliarmente un motor acoplado operativamente con una batería externa (104);
un procesador (128) acoplado operativamente con (1) un sensor de polaridad inversa configurado para detectar una polaridad de la batería externa (104), (2) un sensor de temperatura configurado para detectar una temperatura de dicha batería interna (150), y (3) un sensor de voltaje configurado para detectar un voltaje de dicha batería interna (150);
un dispositivo de visualización (114) acoplado operativamente al procesador (128), el dispositivo de visualización (114) configurado para visualizar un estado de carga de dicha batería interna (150);
un puerto de salida de de corriente continua CC (136) para suministrar la corriente de arranque, en donde el puerto de salida de CC (136) está configurado para acoplarse eléctricamente con un conjunto de conductores configurados para suministrar energía a la batería externa (104) o al motor; y
un circuito de gestión de potencia (132) acoplado operativamente al procesador (128) y a la batería interna (150), siendo el circuito de gestión de potencia (132) para proporcionar selectivamente la corriente de arranque a la batería externa (104) o al motor a través del puerto de salida de CC (136),
en donde el circuito de gestión de potencia (132) está configurado para suministrar la corriente de arranque a través del puerto de salida de CC (136) si (1) la polaridad de la batería externa (104) no se invierte, (2) la temperatura de dicha batería interna (150) está dentro de un intervalo de temperatura predeterminado, y (3) el voltaje de dicha batería interna (150) alcanza o supera un voltaje predeterminado;
caracterizado por
ser la batería interna una batería de iones de litio interna (150), en donde la batería de iones de litio interna (150) tiene unas características asignadas de al menos 3000 mAh y la corriente de arranque es de al menos 200 amperios; un puerto de de bus serie universal USB para suministrar una primera corriente;
un convertidor de voltaje para recibir un voltaje de entrada y para emitir un voltaje de carga predeterminado a dicha batería de iones de litio interna (150); y
un supercondensador (308), en donde dicho circuito de gestión de potencia (132) también está acoplado operativamente al supercondensador (308) y en donde la batería de iones de litio interna (150) puede suministrar corriente suficiente para superar los efectos de la batería externa (104) agotada, mientras que el supercondensador (308) puede suministrar una corriente de pico,
en donde el convertidor de voltaje es un convertidor de inductor primario de un único extremo (302) y el voltaje de entrada es un voltaje de entrada variable de entre 5 voltios de CC y 20 voltios de CC,
en donde el convertidor de inductor primario de un único extremo (302) está adaptado para extraer corriente de la batería externa (104) agotada para cargar el supercondensador (308), y
en donde el procesador (128) junto con un controlador de supercondensador (312) está adaptado para evitar que el supercondensador (308) en combinación con una batería de litio descargue la corriente de vuelta a la batería externa (104) agotada hasta que se haya arrancado el motor.
2. El reforzador de batería compacto de la reivindicación 1, en donde el voltaje de entrada se recibe a través del puerto de USB.
3. El reforzador de batería compacto de la reivindicación 1, que comprende además un segundo puerto de USB para suministrar una segunda corriente que es mayor que la primera corriente.
4. El reforzador de batería compacto de la reivindicación 1, que comprende además un transceptor inalámbrico (144) configurado para comunicarse con un dispositivo remoto a través de una red.
5. El reforzador de batería compacto de la reivindicación 4, en donde el transceptor inalámbrico (144) está configurado para comunicarse a través de Bluetooth o de Wi-Fi.
6. El reforzador de batería compacto de la reivindicación 4, en donde el transceptor inalámbrico (144) está configurado para comunicarse a través de 2G, 3G, 4G, Acceso Múltiple por División de Código CDMA, o Sistema Global para Comunicaciones Móviles GSM, a través de un módem celular interno.
7. El reforzador de batería compacto de la reivindicación 4, en donde el transceptor inalámbrico (144) está configurado para comunicar el estado de carga de dicha batería de iones de litio interna (150) al dispositivo remoto.
8. El reforzador de batería compacto de la reivindicación 7, en donde el reforzador de batería compacto (102) está configurado para ser controlado de forma inalámbrica por el dispositivo remoto a través del transceptor inalámbrico (144).
9. El reforzador de batería compacto de la reivindicación 1, que comprende además una bobina de inducción interna para recibir energía de un campo electromagnético creado por una bobina de inducción externa y para convertir el campo electromagnético para producir el voltaje de entrada.
10. El reforzador de batería compacto de la reivindicación 1, en donde:
el dispositivo de visualización (114) está configurado para visualizar un estado del reforzador de batería compacto (102);
cada uno de dicho supercondensador (308) y dicha batería de iones de litio interna (150) tiene unas características asignadas para arrancar auxiliarmente un vehículo acoplado a una batería externa (104);
dicho convertidor de inductor primario de un único extremo (302) está configurado para emitir un voltaje de carga predeterminado a dicho supercondensador (308) y dicha batería de iones de litio interna (150).
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