JP5123582B2 - バッテリ電源ユニットから電気エネルギを供給する方法およびそのシステム - Google Patents
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Description
− 前記電源ユニットの温度を示す少なくとも1つの温度を検出する工程と、
− 前記バッテリ電源ユニットの動作状態を制御する工程であって、この検出された温度が下側温度しきい値以下であるか否かをチェックする工程と、
前記チェックする工程が肯定結果を有する場合は、
− 前記電源ユニットに熱的に結合される少なくとも1つの加熱エレメントに前記電源ユニットから電気エネルギを供給する工程とを備える。
− バッテリ電源ユニットと、
− 前記電源ユニットの温度を検出する少なくとも1つの温度センサと、
− 前記電源ユニットに熱的に接続される少なくとも1つの加熱エレメントと、
− 前記電源ユニットから前記加熱エレメントへの選択的に作動可能な電気接続と、
− 前記システムの動作状態をチェックして、前記システムが動作していれば、前記電気接続を作動させて電気エネルギを電源ユニットから前記加熱エレメントに供給させるコントローラとを備え、
前記動作状態は、検出される温度が下側温度しきい値以下であるか否かを含む。
− 少なくとも1つの加熱エレメントを備える電源ユニットから電気エネルギを受け取るコネクタと、
− 前記電源ユニットの温度を表示する信号を入力において受信して、この温度が下側温度しきい値以下であれば、前記電源ユニットの電気エネルギの一部を加熱エレメントに向けて切り換えるための信号を供給するコントローラとを備える。
− 0℃から例えば15℃である最大値ΔTmaxまでに含まれる温度差値ΔTに対して、電源ユニット4の最大電荷の例えば30%である予備の電荷値Chrisを起点として最終値100%すなわち電源ユニット4の最大電荷に至るまでの線形的に推移するゾーンA。予備の電荷値Chrisは、この電荷値を下回ると電源ユニットの自己発熱はいずれにしても容認されない最小電荷しきい値を設定するように選択されるが、この値はゼロであってもよい。
− 最大温度差ΔTmaxよりも大きい温度差値ΔTに対して、Chmin(ΔT)の推移が一定であって電源ユニット4の最大電荷100%に等しいゾーンB。
− 0℃未満の温度差値ΔTに対して、Chmin(ΔT)の推移が一定であって、電源ユニット4の最大電荷の例えば30%である予備の電荷値Chrisに等しいゾーンC。
Claims (56)
- バッテリ電源ユニットから自転車の電子機器(3)に電気エネルギを供給する方法であって、
前記電源ユニット(4)の温度を示す少なくとも1つの温度(Tbatt,Tatm)を検出する(6,15)工程と、
前記電源ユニット(4)の動作状態をチェックする工程であって、前記検出される温度(Tbatt,Tatm)が下側温度しきい値(Tlow,Tref)以下であるか否かをチェックする(102,202,302,405,505,604,704)工程と、
前記チェックする工程が肯定結果を有する場合は、
前記電源ユニット(4)に熱的に結合された少なくとも1つの加熱エレメント(5)に前記電源ユニット(4)から電気エネルギを供給する(7,SW)工程(90)とを備え、
前記下側温度しきい値(Tlow)は、前記電源ユニット(4)の最大公称容量の少なくとも5%の電源ユニット容量を保証するように選択される、電気エネルギ供給方法。 - 請求項1において、前記下側温度しきい値(Tlow)は前記電源ユニット(4)の最大公称容量の40%の電源ユニット(4)容量を保証するように選択される電気エネルギ供給方法。
- 請求項1または2において、前記下側温度しきい値(Tlow)は−4℃である電気エネルギ供給方法。
- 請求項1から3のいずれか一項において、前記チェックする工程は、さらに、前記検出される温度(Tbatt,Tatm)が上側温度しきい値(Thigh)よりも低いか否かをチェックする(204)電気エネルギ供給方法。
- 請求項4において、前記上側温度しきい値(Thigh)は前記電源ユニット(4)の最大公称容量の約75%の電源ユニット(4)容量を保証するように選択される電気エネルギ供給方法。
- 請求項4または5において、前記上側温度しきい値(Thigh)は4℃である電気エネルギ供給方法。
- 請求項1または2において、前記電源ユニット(4)から前記少なくとも1つの加熱エレメント(5)への電気エネルギは、前記下側温度しきい値(Tref)と、前記検出される温度(Tbatt)に比例する温度(GAIN*T)との差(ε)の関数として供給される(304)電気エネルギ供給方法。
- 請求項7において、前記関数は比例、積分および/または微分型の関数である電気エネルギ供給方法。
- 請求項1から8のいずれか一項において、前記少なくとも1つの温度(Tbatt)を検出する工程は、前記バッテリ電源ユニット(4)の複数のバッテリのそれぞれについての温度を検出する電気エネルギ供給方法。
- 請求項1から9のいずれか一項において、前記チェックする工程は、前記下側温度しきい値(Tlow,Tref)と前記検出される温度(Tbatt,Tatm)との差(ΔT)が最大温度差(ΔTmax,ΔTmax(Ch))以下であるか否かをチェックする(305,402,502,702)電気エネルギ供給方法。
- 請求項10において、前記最大温度差(ΔTmax)は一定値である電気エネルギ供給方法。
- 請求項11において、前記最大温度差(ΔTmax)は15℃である電気エネルギ供給方法。
- 請求項10において、前記最大温度差(ΔTmax(Ch))は前記電源ユニット(4)の残留電荷(Ch)の非減少関数である電気エネルギ供給方法。
- 請求項1から13のいずれか一項において、さらに、
前記電源ユニット(4)の残留電荷(Ch)を検出する(15)工程を備え、
前記チェックする工程は、さらに、前記残留電荷が最小残留電荷(Chmin,Chris,Chmin(ΔT))よりも大きいか否かをチェックする(403,503,602)電気エネルギ供給方法。 - 請求項14において、前記最小残留電荷(Chmin)は前記電源ユニット(4)の最大電荷の一定の比率値である電気エネルギ供給方法。
- 請求項15において、前記最小残留電荷(Chmin)は前記電源ユニット(4)の最大電荷の75%である電気エネルギ供給方法。
- 請求項14において、前記最小残留電荷(Chmin(ΔT))は、前記下側温度しきい値と前記検出される温度との前記温度差(ΔT)の非減少関数である電気エネルギ供給方法。
- 請求項17において、前記最小残留電荷(Chmin(ΔT))は、0℃から最大温度差(ΔTmax,ΔTmax(Ch))までの間に含まれる温度差範囲内では前記温度差(ΔT)の増加関数であり、温度差(ΔT)が0℃のときは残留予備電荷(Chris)に等しく、温度差(ΔT)が前記最大温度差(ΔTmax,ΔTmax(Ch))以上では前記電源ユニット(4)の最大電荷に等しい電気エネルギ供給方法。
- 請求項18において、0℃から最大温度差(ΔTmax,ΔTmax(Ch))までの間の前記温度差範囲(ΔT)における温度差(ΔT)の前記増加関数は線形である電気エネルギ供給方法。
- 請求項18または19において、前記最小残留電荷(Chmin(ΔT))は、0℃未満の温度差(ΔT)では残留予備電荷(Chris)に等しい電気エネルギ供給方法。
- 請求項18から20のいずれか一項において、前記残留予備電荷(Chris)は前記電源ユニット(4)の最大電荷の30%である電気エネルギ供給方法。
- 請求項10から21のいずれか一項において、前記検出される温度は前記気温(Tatm)である電気エネルギ供給方法。
- 請求項1から22のいずれか一項において、前記チェックする工程は、さらに、前記電子機器(3)がアクティブであるか否かをチェックする(101,201,301,401,501,601,701)電気エネルギ供給方法。
- 請求項1から23のいずれか一項において、前記電源ユニット(4)からのエネルギの一部は、前記バッテリ電源ユニット(4)の複数のバッテリのそれぞれに熱的に結合された複数の加熱エレメント(5)に供給される電気エネルギ供給方法。
- 請求項1から24のいずれか一項において、さらに、前記電子機器(3)に電気エネルギを供給する工程(90)を備えた電気エネルギ供給方法。
- 請求項25において、前記電気エネルギを前記電子機器(3)に供給する工程(90)は、前記検出される温度(Tbatt)が前記下側温度しきい値(Tlow)よりも高い場合に実行される電気エネルギ供給方法。
- 自転車の電子機器(3)用の電源システムであって、
バッテリ電源ユニット(4)と、
前記電源ユニット(4)の温度を表示する少なくとも1つの温度(Tbatt,Tatm)センサ(6,15)と、
前記電源ユニット(4)に熱的に接続される少なくとも1つの加熱エレメント(5)と、
前記電源ユニット(4)から前記加熱エレメント(5)への選択的に作動可能な電気接続(7,SW)と、
前記システム(1)の動作状態をチェックして、前記システムがアクティブであれば、前記電気接続(7,SW)を作動させて電気エネルギを前記電源ユニット(4)から前記加熱エレメント(5)に供給させるコントローラ(8)とを備え、
前記動作状態のチェックは、前記検出される温度(Tbatt,Tatm)が下側温度しきい値(Tlow,Tref)以下であるか否かを含み、
前記下側温度しきい値(Tlow)は、前記電源ユニット(4)の最大公称容量の少なくとも5%の電源ユニット容量を保証するように選択される、電源システム。 - 請求項27において、前記電源ユニット(4)から前記自転車の電子機器(3)への電気接続(12)を備えるシステム。
- 請求項27または28において、さらに、前記自転車の電子機器(3)を備えたシステム。
- 請求項27から29のいずれか一項において、前記動作状態のチェックは、さらに、前記検出される温度(Tbatt,Tatm)が上側温度しきい値(Thigh)よりも低いか否かを含むシステム。
- 請求項27から30のいずれか一項において、前記コントローラ(8)は前記電気接続部(7,SW)を、継電器および固体素子よりなるグループから選択される電力調整器(SW)を介して作動させるシステム。
- 請求項31において、前記加熱エレメント(5)は抵抗型であり、前記加熱コントローラ(8)は、前記少なくとも1つの温度センサ(6)の出力信号(Tbatt)を乗算する乗算器(26)と、前記下側温度しきい値(Tref)から前記乗算器の出力(GAIN*T)を減算してエラー信号(ε)を取得する減算器(27)と、前記エラー信号(ε)に作用して前記電力調整器(SW)の駆動信号(S(ε))を出力するP.I.D.型の電力調整器ブロック(28)とを備えるシステム。
- 請求項32において、前記P.I.D.電力調整器ブロック(28)の出力における前記駆動信号(S(ε))は、前記加熱エレメント(5)の両端間の電圧値(V(t))または前記加熱エレメント(5)を流れる電流値(I(t))を発生させ、この電圧値(V(t))または電流値(I(t))は、前記エラー信号(ε)の増加に伴って増加するシステム。
- 請求項32において、前記P.I.D.電力調整器ブロック(28)は、前記加熱エレメント(5)の両端間の変調電圧(V(t))または前記加熱エレメントを流れる変調電流(I(t))を発生させ、この変調電圧(V(t))または変調電流(I(t))のデューティサイクルは、前記エラー信号(ε)の増加に伴って増加するシステム。
- 請求項27から34のいずれか一項において、前記少なくとも1つの温度センサ(6)は、前記電源ユニット(4)に熱的に結合される少なくとも1つの温度センサを備えるシステム。
- 請求項35において、前記電源ユニット(4)は少なくとも2つのバッテリを備え、前記少なくとも1つの温度センサ(6)は各バッテリに熱的に接続されるシステム。
- 請求項27から36のいずれか一項において、前記少なくとも1つの温度センサ(6)はサーミスタを備えるシステム。
- 請求項27から37のいずれか一項において、前記動作状態のチェックは、さらに、前記下側温度しきい値(Tlow,Tref)と前記検出される温度(Tbatt,Tatm,6,17)との差(ΔT)が最大温度差(ΔTmax,ΔTmax(Ch))以下であるか否かを含むシステム。
- 請求項27から38のいずれか一項において、さらに、残留電荷センサ(7)を備え、
前記動作状態のチェックは、さらに、前記残留電荷が最小残留電荷(Chmin,Chris,Chmin(ΔT))よりも大きいか否かを含むシステム。 - 請求項38または39において、前記電源ユニット(4)の温度(Tbatt)を表示する前記少なくとも1つの温度センサは、前記温度差(ΔT)を評価するために使用される前記検出される温度を供給する気温(Tatm)センサ(17)を備えるシステム。
- 請求項27から40のいずれか一項において、前記少なくとも1つの加熱エレメント(5)は、前記電源ユニット(4)に貼付される少なくとも1つの抵抗シートを備えるシステム。
- 請求項27から41のいずれか一項において、前記電源ユニット(4)は少なくとも2つのバッテリを備え、少なくとも1つの加熱エレメント(5)が各バッテリに熱的に接続されるシステム。
- 請求項27から42のいずれか一項において、前記システムの構成要素は、自転車のフレームに固定されることができる単一のケーシング(1)内に収納されるシステム。
- 請求項27から42のいずれか一項において、前記電源ユニット(4)は第1のケーシング(2)内に収納され、前記電子機器(3)は第2のケーシング(3)内に収納され、前記第1および第2のケーシング(2,3)は取外し可能式な形態で機械的かつ電気的に接続可能であるシステム。
- 請求項44において、前記コントローラ(8)は前記第1のケーシング(2)内に収納されるシステム。
- 請求項44において、前記コントローラ(8)は前記第2のケーシング(3)内に収納されるシステム。
- 請求項44において、前記電気接続(7)を選択的に作動させる電力調整器(SW)は前記第1のケーシング(2)内に収納されるシステム。
- 請求項44において、前記電気接続(7)を選択的に作動させる電力調整器(SW)は前記第2のケーシング(3)内に収納されるシステム。
- 請求項28において、前記電気接続(7)を選択的に作動させる電力調整器(SW)は前記第1のケーシング(2)内に収納され、前記選択的に作動可能な電気接続(7)は、前記電源ユニット(4)から前記電子機器(3)への間で電気接続(14)から分路されるシステム。
- 請求項49において、前記電源ユニットの残留電荷センサ(15)は前記第1のケーシング(2)内に収納されるシステム。
- 請求項49において、少なくとも1つの気温センサ(17)が前記第1のケーシング(1)内に収納されるシステム。
- 請求項49において、少なくとも1つの気温センサ(17)が前記第2のケーシング(3)内に収納されるシステム。
- 請求項27から52のいずれか一項において、前記バッテリ電源ユニット(4)は充電型であるシステム。
- 自転車の電子機器(3)であって、
少なくとも1つの加熱エレメント(5)を備える電源ユニット(4)から電気エネルギを受け取るコネクタ(CN)と、
前記電源ユニット(4)の温度(Tbatt,Tatm)を表示する信号(6)を入力において受信して、前記検出される温度(Tbatt,Tatm)が下側温度しきい値(Tlow,Tref)以下であれば、前記電源ユニット(4)の電気エネルギの一部を加熱エレメント(5)に向けて切り換えるための信号を供給するコントローラ(8)とを備え、
前記下側温度しきい値(Tlow)は、前記電源ユニット(4)の最大公称容量の少なくとも5%の電源ユニット容量を保証するように選択される、自転車の電子機器。 - 請求項54において、さらに、
前記電気エネルギの一部の切り換えを調整する電力調整器(SW)であって、前記コントローラ(8)によって供給される前記信号によって駆動される電力調整器(SW)を備えた自転車の電子機器。 - 請求項54または55において、さらに、
気温(Tatm)センサ(17)を備え、この出力は前記コントローラ(8)に供給される自転車の電子機器。
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