WO2012076475A2 - Mobiles startgerät - Google Patents

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WO2012076475A2
WO2012076475A2 PCT/EP2011/071766 EP2011071766W WO2012076475A2 WO 2012076475 A2 WO2012076475 A2 WO 2012076475A2 EP 2011071766 W EP2011071766 W EP 2011071766W WO 2012076475 A2 WO2012076475 A2 WO 2012076475A2
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capacitors
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Armin Zeller
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering devices
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/002—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which a reserve is maintained in an energy source by disconnecting non-critical loads, e.g. maintaining a reserve of charge in a vehicle battery for starting an engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F02N11/0866—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/46—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for ICE-powered road vehicles

Definitions

  • the invention relates to a mobile starting device for internal combustion engines, in particular mobile energy supply device for an electric starter, which is provided for starting an internal combustion engine of a motor vehicle, and a method of operating an electric starter for starting an internal combustion engine.
  • An object of the invention is to provide a mobile power supply apparatus for an electric starter for starting an internal combustion engine, which is capable of providing the necessary starting power according to the size of the vehicle engine while having a low weight.
  • a power supply device having a battery and at least one parallel to the battery connectable capacitor.
  • the invention also includes a method for operating an electric current starter provided for starting an internal combustion engine, the method comprising the steps:
  • the high electrical starting power usually required for only a short time, which is necessary during the starting process for driving the electric contactor, can be divided between the internal battery and the capacitor. So the necessary electric starting power can be provided by a smaller internal battery.
  • the capacitor or the capacitors Since the capacitor or the capacitors has a significantly lower weight than a battery, the necessary starting power can be provided by a much smaller power supply device, which has a significantly lower weight than conventional power supply units.
  • the at least one capacitor is connected in parallel to the internal battery and charged by the latter after the power supply device has been connected to the vehicle or the starter battery of the vehicle.
  • the energy required to operate the Eiektrostarters is then provided simultaneously from the internal battery and the capacitor.
  • a resistor or current limiting electronics may be provided to limit the charging current of the capacitor and to avoid damage to the capacitor and / or the internal battery and / or Eiektrostarters by an excessive charging current.
  • the capacitor or capacitors are designed as multilayer capacitors or ultra-cap capacitors. Such capacitors have a particularly high power density and are therefore particularly suitable for providing the necessary electrical starting power with low volume and low weight. With such capacitors, therefore, a particularly lightweight and compact mobile power supply device can be realized.
  • the power supply device has a plurality of capacitors. Groups of capacitors are arranged in several blocks, the blocks being selectively connectable in parallel to the internal battery. By selectively connecting the blocks, the electrical starting power provided can be set in a targeted manner in several stages. This makes it possible to safely and non-destructively start small (gasoline) engines with a low starting current requirement as well as large (diesel) engines with a very high starting current requirement with the same energy supply device. If the starting power is too low, the engine could not be started successfully. Too high starting power could result in destruction of the electric starter.
  • a charger for charging the internal battery is integrated into the power supply device. This allows autonomous charging of the internal battery without the need for an external charger. The operability of the power supply is simplified and the reliability increased, since the charging can be done independently of an additional charger.
  • the charger integrated into the power supply device may also be used to charge the starter battery of the vehicle. On an additional charger for charging the vehicle battery can be dispensed with.
  • a polarity reversal protection is integrated in the power supply unit, which interrupts the current flow and / or outputs a visual and / or audible warning signal when the power supply device "wrong", ie, connected with reversed poles to the electrical system of the vehicle. Damage to the power supply unit and / or the vehicle electronics by a wrong polarity power supply is reliably avoided. The optical or acoustic display, the operator is pointed to his mistake and can eliminate him. The operability of the power supply device is thus simplified.
  • the power supply device is provided with an electronic circuit that controls the charging of the internal battery and the capacitor, the starting process, including the switching on and off of capacitors and the control of display and / or warning elements ,
  • Such electronic circuit allows reliable and safe operation of the power supply device, since the operation is continuously monitored and operator errors can be largely excluded or corrected.
  • the power supply device has at least one resistor switchable in parallel with the capacitor (s) to discharge the capacitor (s).
  • the capacitors can be reliably and completely discharged via the resistor after completion of the start-up process, so that hazards arising from charged capacitors, e.g. Creepage currents, electric arcs or sparking when the device is opened or damaged, can be reliably avoided. The safety of the power supply is thereby increased.
  • the energy supply device has a display device which displays the state of the energy supply device and in particular the state of charge of the internal battery and / or of the capacitor.
  • the display device may include one or more LEDs that indicate the respective operating state of the power supply device.
  • the operating states can be displayed, for example, by different color combinations. So z.
  • a blue LED indicates whether the device is on or off.
  • the state of charge of the internal battery can be indicated eg by one or more LEDs in the colors green, yellow and red.
  • the selected starting power ie the number of capacitors connected in parallel with the internal battery, may be indicated by one or more LEDs in one or more colors.
  • connection of the charger to an external power supply may indicate the connection of the charger to an external power supply, reverse polarity of the connections, failure of the internal battery and / or the starter battery of the vehicle and / or the start of the energy supply.
  • the figure shows a schematic diagram of an embodiment of a power supply device 1 according to the invention.
  • the power supply unit 1 has an internal battery 2, which is connected to a control electronics 4, the control electronics 4 has e.g. a charging circuit and is connected via a first connector 6 with an external power supply, in particular a conventional 1 10 - 230 V socket, connectable to charge the internal battery 2.
  • the internal battery 2 is further electrically connected to a second electrical connector 8, which makes it possible to electrically connect the internal battery 2 with a low supply voltage, in particular a 12 V electrical system of a motor vehicle.
  • the internal battery 2 of the embodiment shown in the figure has a plurality of cells and is, for example, a conventional lead-acid battery as known in automotive engineering.
  • the positive pole of the internal battery 2 shown in the figure below is connected via a
  • the (plus) power supply line 24a connected to a first (positive) pole terminal 10a.
  • the (plus) power supply line 24a also connects the positive pole of the internal battery 2 to a number of switches 16a, 16b, 16c, which in the closed state electrically connect the (plus) power supply line 24a each with one of the respective switch 16a, 16b, 16c associated capacitor block 12a, 12b, 12c, and in the open state, the respective capacitor block 12a, 12b, 12c electrically from the (plus) power supply line Separate 24a.
  • Each of the capacitor blocks 12a, 12b, 12c has in the embodiment shown in the figure six schematically illustrated capacitors 14.
  • the capacitors 14 arranged in the capacitor blocks 12a, 12b, 12c can each have the same capacitance or different capacitances.
  • the individual capacitor blocks 12a, 12b, 12c can each be equipped with a different number of capacitors 14 in order to allow a flexible selection of the starting power provided by the power supply device 1 over a large range enable.
  • the capacitance of the individual capacitor blocks 12a, 12b, 12c may be formed such that a capacitor block 12a, 12b, 12c has in each case twice the capacity of the preceding capacitor block 12a, 12b, 12c.
  • the capacitor blocks 12a, 12b, 12c are electrically connectable via a second (minus) power supply line 24b and a main switch 22 to the second (minus) pole of the internal battery 2 and a second (minus) pole terminal 10b.
  • a short-circuit switch 20 is the first (plus) power supply line
  • the power supply apparatus 1 In order to prepare the power supply apparatus 1 shown in the figure for operation, it is connected via the first electric plug 6 or the second electric plug 8 to an external power source to charge the internal battery 2.
  • the charging of the internal battery 2 is monitored and controlled by a control electronics 4.
  • the power supply device 1 For a starting operation, the power supply device 1 is connected with a charged internal battery 2 to the vehicle or the starter battery of the vehicle.
  • the power supply device 1 is electrically connected to the electric starter, which is designed to start an internal combustion engine, with the aid of the pole terminals 10a, 10b.
  • At least one of the capacitor blocks 12a, 12b, 12c is connected to the internal battery 2 such that the capacitors 14 are connected in the capacitor blocks 12a, 12b connected to the internal battery 2, 12c are charged with power from the internal battery 2.
  • current limiter e.g. in the form of resistors, to limit the charging current.
  • only the internal battery 2 may be connected to the vehicle or the starter battery of the vehicle if the starting force is sufficient for a small internal combustion engine for the vehicle or the electric starter.
  • the power supply cables 24a, 24b preferably have a cross section of at least 20 mm 2 in order to provide the necessary starting current as lossless as possible and to avoid thermal heating of the power supply cable 24a, 24b during the starting process.
  • the capacitors 14 in the capacitor blocks 12a, 12b, 12c are charged to the same voltage level as the internal battery 2.
  • the capacitors 14 assist the internal battery 2 by providing the high current demand necessary to overcome the breakaway torque of the electric starter.
  • the capacitors 14, which are preferably designed as multi-layer or ultra-cap capacitors, can deliver the stored charge in a short time in the form of a very high current.
  • each capacitor block 12a, 12b, 12c can store a certain amount of current given by the size (capacitance) and number of capacitors 14 and the currents in the paralleled capacitor blocks 12a, 12b, 12c accumulate the amount of energy stored and the current available during start-up.

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Abstract

Ein mobiles Energieversorgungsgerät (1) für einen Elektrostarter zum Starten eines Verbrennungsmotors hat eine interne Batterie (2); und wenigstens eine Kondensator (14), der parallel zu der internen Batterie (2) anschliessbar ist.

Description

Beschreibung Titel
Mobiles Startgerät
Die Erfindung betrifft ein mobiles Startgerät für Verbrennungsmotoren, insbesondere mobiles Energieversorgungsgerät für einen Elektrostarter, der zum Starten eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, und ein Verfahren des Betreibens eines Elektrostarters zum Starten eines Verbrennungsmotors.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind mobile Energieversorgungsgeräte für Fahrzeuge bekannt, die eine interne Batterie in einem tragbaren Gehäuse enthalten. An dem Gehäuse sind Kabel vorgesehen, um die Batterie elektrisch mit der Starterbatterie eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug zu verbinden.
Um die zum Starten des Verbrennungsmotors notwendige elektrische Leistung bereitstellen zu können, muss eine relativ große Batterie mit ca. 20 - 40 Ah verwendet werden. Dies hat zur Folge, dass die bekannten Energieversorgungsgeräte ein relativ hohes Gewicht von ca. 10 bis 20 kg haben. Die maximale Startleistung ist durch die Größe der verbauten Batterie definiert und somit nicht regelbar.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein mobiles Energieversorgungsgerät für einen Elektrostarter zum Starten eines Verbrennungsmotors zur Verfügung zu stellen, das geeignet ist, die notwendige Startleistung entsprechend der Größe des Fahrzeugmotors bereitzustellen und dabei ein geringes Gewicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Energieversorgungsgerät gelöst, das eine Batterie und wenigstens einen parallel zu der Batterie anschließbaren Kondensator aufweist. Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Betreiben eines Eiektrostarters, der zum Starten eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Parallelschalten wenigstens eines Kondensators mit einer internen Batterie, um den Kondensator durch die interne Batterie aufzuladen und elektrisches Verbinden des Kondensators und der internen Batterie mit dem Fahrzeug, um den Elektrostarter mit Strom aus der internen Batterie und dem Kondensator zu betreiben.
Durch einen parallel zur internen Batterie angeschlossenen Kondensator kann die in der Regel nur für kurze Zeit benötigte hohe elektrische Startleistung, die während des Startvorgangs zum Antreiben des Eiektrostarters notwendig ist, auf die interne Batterie und den Kondensator aufgeteilt werden. So kann die notwendige elektrische Startleistung von einer kleineren internen Batterie zur Verfügung gestellt werden.
Da der Kondensator bzw. die Kondensatoren ein deutlich geringeres Gewicht als eine Batterie aufweist, kann die notwendige Startleistung so von einem deutlich kleineren Energieversorgungsgerät bereitgestellt werden, das ein merklich geringeres Gewicht als herkömmliche Energieversorgungsgeräte aufweist.
In einem erfindungsgemäßen Energieversorgungsgerät wird der wenigstens eine Kondensator parallel zur internen Batterie angeschlossen und durch diese geladen, nachdem das Energieversorgungsgerät mit dem Fahrzeug bzw. der Starterbatterie des Fahrzeugs verbunden worden ist. Die zum Betreiben des Eiektrostarters notwendige Energie wird dann gleichzeitig von der internen Batterie und dem Kondensator zur Verfügung gestellt. In der Schaltung der internen Batterie und dem Kondensator kann ein Widerstand oder Strombegrenzungselektronik vorgesehen sein, um den Ladestrom des Kondensators zu begrenzen und eine Beschädigung des Kondensators und/oder der internen Batterie und/oder des Eiektrostarters durch einen zu großen Ladestrom zu vermeiden. In einer Ausführungsform ist der bzw. sind die Kondensatoren als Mehrschichtkondensatoren bzw. Ultra-Cap-Kondensatoren ausgebildet. Derartige Kondensatoren weisen eine besonders hohe Leistungsdichte auf und sind daher besonders geeignet, um bei geringem Volumen und geringem Gewicht die notwendige elektrische Startleistung zur Verfügung zu stellen. Mit derartigen Kondensatoren kann daher ein besonders leichtes und kompaktes mobiles Energieversorgungsgerät realisiert werden.
In einer Ausführungsform weist das Energieversorgungsgerät mehrere Konden- satoren auf. Gruppen von Kondensatoren sind in mehreren Blöcken angeordnet, wobei die Blöcke selektiv parallel zur internen Batterie anschließbar sind. Durch selektives Zuschalten der Blöcke kann die zur Verfügung gestellte elektrische Startleistung in mehreren Stufen gezielt eingestellt werden. Dies ermöglicht es, mit dem gleichen Energieversorgungsgerät sowohl kleine (Benzin-)Motoren mit einem geringen Startstrombedarf als auch große (Diesel-)Motoren mit einem sehr hohen Startstrombedarf sicher und zerstörungsfrei zu starten. Bei einer zu geringen Startleistung könnte der Motor nicht erfolgreich gestartet werden. Eine zu hohe Startleistung könnte eine Zerstörung des Elektrostarters zur Folge haben.
In einer Ausführungsform ist ein Ladegerät zum Laden der internen Batterie in das Energieversorgungsgerät integriert. Dies ermöglicht ein autonomes Laden der internen Batterie, ohne dass hierzu ein externes Ladegerät erforderlich ist. Die Bedienbarkeit des Energieversorgungsgeräts wird vereinfacht und die Zuverlässigkeit erhöht, da das Laden unabhängig von einem zusätzlichen Ladegerät erfolgen kann. In einer Ausführungsform kann das in das Energieversorgungsgerät integrierte Ladegerät auch zum Laden der Starterbatterie des Fahrzeugs verwendet werden. Auf ein zusätzliches Ladegerät zum Laden der Fahrzeugbatterie kann so verzichtet werden.
In einer Ausführungsform ist in das Energieversorgungsgerät ein Verpolschutz integriert, der den Stromfluss unterbricht und/oder ein optisches und/oder ein akustisches Warnsignal ausgibt, wenn das Energieversorgungsgerät "falsch", d. h., mit vertauschten Polen an die Elektrik des Fahrzeugs angeschlossen wird. Eine Beschädigung des Energieversorgungsgeräts und/oder der Fahrzeugelektronik durch eine falsch gepolte Stromversorgung wird so zuverlässig vermieden. Durch die optische bzw. akustische Anzeige wird der Bediener auf seinen Fehler hingewiesen und kann ihn beseitigen. Die Bedienbarkeit des Energieversorgungsgeräts wird somit vereinfacht.
In einer Ausführungsform ist das Energieversorgungsgerät mit einer elektronischen Schaltung ausgestattet, die das Laden der internen Batterie und des Kondensators, den Startvorgang, inklusive des Zu- bzw. Abschaltens von Kondensatoren bzw. Gruppen von Kondensatoren und die Steuerung von Anzeige- und/oder Warnelementen steuert. Eine solche elektronische Schaltung ermöglicht einen zuverlässigen und sicheren Betrieb des Energieversorgungsgeräts, da der Betrieb fortlaufend überwacht wird und Bedienfehler weitestgehend ausgeschlossen bzw. korrigiert werden können.
Insbesondere kann eine Beschädigung der internen Batterie durch Über- oder Tiefentladen und eine Überlastung aufgrund eines zu hohen Startstromes zuverlässig vermieden werden, da die elektronische Schaltung die Kondensatoren bzw. Kondensatorblöcke so zuschaltet, dass zuverlässig der von dem jeweiligen Elektrostarter benötigte Startstrom zur Verfügung gestellt wird.
In einer Ausführungsform weist das Energieversorgungsgerät wenigstens einen Widerstand auf, der parallel zu dem Kondensator bzw. zu den Kondensatoren schaltbar ist, um den/die Kondensator(en) zu entladen. So können die Kondensatoren nach dem Abschluss des Startvorgangs über den Widerstand zuverlässig und vollständig entladen werden, so dass Gefahren, die von geladenen Kondensatoren ausgehen, wie z.B. Kriechströme, Lichtbögen oder Funkenschlag bei geöffnetem oder beschädigtem Gerät, zuverlässig vermieden werden. Die Sicherheit des Energieversorgungsgeräts wird dadurch erhöht.
In einer Ausführungsform weist das Energieversorgungsgerät eine Anzeigevorrichtung auf, welche den Zustand des Energieversorgungsgeräts und insbesondere den Ladezustand der internen Batterie und/oder des Kondensators anzeigt. Die Anzeigevorrichtung kann eine oder mehrere LEDs enthalten, die den jeweiligen Betriebszustand des Energieversorgungsgeräts anzeigen. Die Betriebszu- stände können beispielsweise durch verschiedene Farbkombinationen angezeigt werden. So kann z. B. eine blaue LED anzeigen, ob das Gerät ein- oder ausge- schaltet ist. Der Ladezustand der internen Batterie kann z.B. durch eine oder mehrere LEDs in den Farben grün, gelb und rot angezeigt werden. Ebenso kann die ausgewählte Startleistung, d. h. die Anzahl der parallel zu der internen Batterie geschalteten Kondensatoren, durch eine oder mehrere LEDs in einer oder verschiedenen Farben angezeigt werden.
Weitere Anzeigen können die Verbindung des Ladegeräts mit einer externen Stromversorgung, eine Verpolung der Anschlüsse, einen Defekt der internen Batterie und/oder der Starterbatterie des Fahrzeugs und/oder die Startbereitschaft des Energieversorgungsgeräts anzeigen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Energieversorgungsgeräts 1 .
Das Energieversorgungsgerät 1 weist eine interne Batterie 2 auf, welche mit einer Steuerelektronik 4 verbunden ist, die Steuerelektronik 4 weist z.B. eine Ladeschaltung auf und ist über einen ersten Stecker 6 mit einer externen Stromver- sorgung, insbesondere einer herkömmlichen 1 10 - 230 V Steckdose, verbindbar, um die interne Batterie 2 zu laden. Die interne Batterie 2 ist ferner elektrisch mit einem zweiten elektrischen Stecker 8 verbunden, der es ermöglicht, die interne Batterie 2 elektrisch mit einer Niederversorgungsspannung, insbesondere einem 12 V Bordnetz eines Kraftfahrzeugs zu verbinden.
Die interne Batterie 2 des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels weist mehrere Zellen auf und ist bspw. ein herkömmlicher Bleiakku, wie er in der Kraftfahrzeugtechnik bekannt ist. Der in der Figur unten dargestellte Pluspol der internen Batterie 2 ist über eine
(Plus-) Stromversorgungsleitung 24a mit einer ersten (Plus-)Polklemme 10a verbunden. Die (Plus-)Stromversorgungsleitung 24a verbindet den Pluspol der internen Batterie 2 auch mit einer Anzahl von Schaltern 16a, 16b, 16c, welche im geschlossenen Zustand die (Plus-)Stromversorgungsleitung 24a jeweils mit einem dem jeweiligen Schalter 16a, 16b, 16c zugeordneten Kondensatorblock 12a, 12b, 12c elektrisch verbinden, und im geöffneten Zustand den jeweiligen Kondensatorblock 12a, 12b, 12c elektrisch von der (Plus-)Stromversorgungsleitung 24a trennen.
Jeder der Kondensatorblöcke 12a, 12b, 12c weist in dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel sechs schematisch dargestellte Kondensatoren 14 auf. Die in den Kondensatorblöcken 12a, 12b, 12c angeordneten Kondensatoren 14 kön- nen jeweils die gleiche Kapazität oder unterschiedliche Kapazitäten aufweisen.
Auch können die einzelnen Kondensatorblöcke 12a, 12b, 12c anders als in dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils mit einer unterschiedlichen Anzahl an Kondensatoren 14 ausgestattet sein, um eine flexible Wahl der von dem Energieversorgungsgerät 1 zur Verfügung gestellten Startleistung über ei- nen großen Bereich zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Kapazität der einzelnen Kondensatorblöcke 12a, 12b, 12c so ausgebildet sein, dass ein Kondensatorblock 12a, 12b, 12c jeweils die doppelte Kapazität des vorangehenden Kondensatorblocks 12a, 12b, 12c aufweist. Die Kondensatorblöcke 12a, 12b, 12c sind über eine zweite (Minus-)Stromver- sorgungsleitung 24b und einen Hauptschalter 22 elektrisch mit dem zweiten (Mi- nus-)Pol der internen Batterie 2 und einer zweiten (Minus-)Polklemme 10b verbindbar. Durch einen Kurzschlussschalter 20 ist die erste (Plus-)Stromversorgungsleitung
24a über einen Widerstand 18 elektrisch mit der zweiten (Minus-)Stromversor- gungsleitung 24b verbindbar, um bei geschlossenen Schaltern 16a, 16b, 16c ein Entladen der Kondensatoren 14 in den Kondensatorblöcken 12a, 12b, 12c zu ermöglichen.
Um das in der Figur gezeigte Energieversorgungsgerät 1 für den Betrieb vorzubereiten, wird es über den ersten elektrischen Stecker 6 oder den zweiten elektrischen Stecker 8 mit einer externen Stromquelle verbunden, um die interne Batterie 2 aufzuladen. Das Aufladen der internen Batterie 2 wird durch eine Steuer- elektronik 4 überwacht und gesteuert. Für einen Startvorgang wird das Energieversorgungsgerät 1 mit geladener interner Batterie 2 an das Fahrzeug bzw. die Starterbatterie des Fahrzeugs angeschlossen. Insbesondere wird das Energieversorgungsgerät 1 mit Hilfe der Polklemmen 10a, 10b elektrisch mit dem Elektrostarter, der zum Starten eines Verbrennungsmotors ausgebildet ist, verbunden.
Durch Schließen des Hauptschalters 22 und wenigstens eines der Schalter 16a, 16b, 16c wird wenigstens einer der Kondensatorblöcke 12a, 12b, 12c mit der internen Batterie 2 verbunden, so dass die Kondensatoren 14 in den mit der internen Batterie 2 verbundenen Kondensatorblöcken 12a, 12b, 12c mit Strom aus der internen Batterie 2 geladen werden. In den Zuleitungen 26a, 26b, 26c zu den Kondensatorblöcken 12a, 12b, 12c können weitere, in der Figur nicht gezeigte Strombegrenzer, z.B. in der Form von Widerständen, vorgesehen sein, um den Ladestrom zu begrenzen.
Während des Startvorgangs fließt gleichzeitig Strom aus der internen Batterie 2 und den Kondensatoren 14 der zugeschalteten Kondensatorblöcke 12a, 12b, 12c durch den Elektrostarter und treibt diesen an, um den Verbrennungsmotor zu starten. Dadurch, dass neben dem Strom aus der internen Batterie 2 auch Strom aus den Kondensatoren der zugeschalteten Kondensatorblöcke 12a, 12b, 12c zur Verfügung steht, kann der zum Starten des Verbrennungsmotors notwendige Startstrom mit einer kleinen und leichten internen Batterie 2 zur Verfügung gestellt werden.
Es kann auch nur die interne Batterie 2 mit dem Fahrzeug bzw. der Starterbatterie des Fahrzeugs verbunden werden, wenn die Startkraft bei einem kleinen Verbrennungsmotor für das Fahrzeug bzw. den Elektrostarter ausreicht.
Nach dem Abschluss des Startvorgang, oder wenn nach dem Laden der Kondensatoren 14 kein Startvorgang durchgeführt wird, werden die Kondensatoren 14 durch Schließen des Kurzschlussschalters 20 über den Widerstand 18 entladen, um die Gefahr, die von den geladenen Kondensatoren 14 ausgehen kann, zu beseitigen. Dies geschieht nur, wenn das Energieversorgungsgerät 1 ausgeschaltet wird und nachdem die Polklemmen 10a, 10b von der Starterbatterie abgeklemmt worden sind. Die Stromversorgungskabel 24a, 24b weisen vorzugsweise einen Querschnitt von wenigstens 20 mm2 auf, um den notwendigen Startstrom möglichst verlustfrei bereitstellen zu können und eine thermische Erwärmung der Stromversorgungskabel 24a, 24b während des Startvorgangs zu vermeiden.
Durch das Parallelschalten der Kondensatoren 14 in den Kondensatorblöcken 12a, 12b, 12c mit der internen Batterie 2 werden die Kondensatoren 14 auf das gleiche Spannungsniveau wie die interne Batterie 2 geladen.
Während des Startvorgangs unterstützen die Kondensatoren 14 die internen Batterie 2, indem sie den hohen Strombedarf bereitstellen, der notwendig ist, um das Losbrechmoment des Elektrostarters zu überwinden. Die Kondensatoren 14, die vorzugsweise als Mehrschicht- oder Ultra-Cap-Kondensatoren ausgebildet sind, können die gespeicherte Ladung in kurzer Zeit in Form eines sehr hohen Stromes abgeben.
Durch das kaskadierbare Zuschalten der Kondensatorblöcke 12a, 12b, 12c kann die Startleistung geregelt und eingestellt werden, da jeder Kondensatorblock 12a, 12b, 12c eine bestimmte, durch die Größe (Kapazität) und Anzahl der Kondensatoren 14 vorgegebene Strommenge speichern kann und sich die in den parallel geschalteten Kondensatorblöcken 12a, 12b, 12c gespeicherte Energiemenge sowie der während des Startvorgangs verfügbare Strom summieren.

Claims

Patentansprüche
1 . Mobiles Energieversorgungsgerät (1 ) für einen Elektrostarter zum Starten eines Verbrennungsmotors mit einer Batterie (2); und wenigstens einem parallel zu der Batterie (2) anschließbaren Kondensator (14).
2. Mobiles Energieversorgungsgerät (1 ) nach Anspruch 1 , wobei wenigstens ein Kondensator als Mehrschichtkondensator bzw. Ultra-Cap-Kondensator ausgebildet ist.
3. Mobiles Energieversorgungsgerät (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Energieversorgungsgerät (1 ) mehrere Kondensatoren (14) aufweist, die in mehreren Kondensatorblöcken (12a, 12b, 12c) angeordnet sind.
4. Mobiles Energieversorgungsgerät (1 ) nach Anspruch 3, wobei die einzelnen Kondensatorblöcke (12a, 12b, 12c) gezielt zu- und abschaltbar sind.
5. Mobile Energieversorgung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Energieversorgungsgerät (1 ) ein Ladegerät (4) aufweist, das zum Laden der Batterie (2) ausgebildet ist.
6. Mobiles Energieversorgungsgerät (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, das zusätzlich einen Widerstand (18) aufweist, der derart mit den Kondensatoren (14) verbindbar ist, dass die Kondensatoren (14) über den Widerstand (18) entladen werden.
7. Mobiles Energieversorgungsgerät (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, das zusätzlich einen Verpolschutz (4) aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er einen Stromfluss unterbricht und/oder ein akustisches/optisches Warnsignal ausgibt, wenn das mobile Energieversorgungsgerät (1 ) in falscher Polung mit dem Elektrostarter verbunden ist.
8. Mobiles Energieversorgungsgerät (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches eine elektronische Steuerschaltung (4) aufweist, die ausgebildet ist, den Betrieb des Energieversorgungsgeräts (1 ) zu steuern und zu überwachen.
9. Verfahren des Betreibens eines Elektrostarters zum Starten eines Verbrennungsmotors mit den Schritten:
Verbinden der Batterie (2) mit dem Elektrostarter;
Verbinden wenigstens eines Kondensators (14) mit einer Batterie (2), um den Kondensator (14) aufzuladen;
Verbinden des Kondensators (14) und der Batterie (2) mit dem Elektrostarter um den Elektrostarter zum Starten des Verbrennungsmotors anzutreiben.
10. Verfahren nach Anspruch 9, welches zusätzlich den Schritt aufweist, den Kondensator (14) nach dem Starten des Verbrennungsmotors über einen Widerstand (18) zu entladen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104662094A (zh) * 2012-10-12 2015-05-27 尤尼吉可株式会社 半芳香族聚酰胺膜

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITVR20130139A1 (it) * 2013-06-12 2014-12-13 Luigi Ruberti Dispositivo starter di emergenza per veicoli con motore a combustione interna
US11458851B2 (en) 2014-07-03 2022-10-04 The Noco Company Jump starting apparatus
US9007015B1 (en) 2014-07-03 2015-04-14 The Noco Company Portable vehicle battery jump start apparatus with safety protection
US11788500B2 (en) 2016-02-11 2023-10-17 The Noco Company Battery device for a battery jump starting device
EP3308446A4 (de) 2016-02-11 2020-03-25 The Noco Company Batterieanordnungsvorrichtung
US10886583B2 (en) * 2016-03-02 2021-01-05 Gentherm Incorporated Battery and capacitor assembly for a vehicle and a method for heating and cooling the battery and capacitor assembly
US10124793B2 (en) * 2016-03-02 2018-11-13 Gentherm Incorporated Systems and methods for supplying power in a hybrid vehicle using capacitors, a battery and one or more DC/DC converters
US10876510B2 (en) 2016-03-02 2020-12-29 Gentherm Incorporated Systems and methods for supplying power in a hybrid vehicle using capacitors, a battery and one or more DC/DC converters
CN106224151B (zh) * 2016-08-31 2018-09-07 武汉华海通用电气有限公司 一种发电机组启动装置及启动控制方法
CN106812649A (zh) * 2016-12-30 2017-06-09 常州格力博有限公司 内燃机启动装置及其启动方法
US10605217B2 (en) 2017-03-07 2020-03-31 GM Global Technology Operations LLC Vehicle engine starter control systems and methods
JP7018507B2 (ja) 2017-12-14 2022-02-10 ザ・ノコ・カンパニー エアポンプを備えた携帯型車両バッテリジャンプスタート装置
US10436167B1 (en) * 2018-04-24 2019-10-08 GM Global Technology Operations LLC Starter system and method of control
CN109139325A (zh) * 2018-08-28 2019-01-04 海洋石油工程股份有限公司 工程机械发动机借电启动的跨接装置
DE102019206022A1 (de) * 2019-04-26 2020-10-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Begrenzung eines Einschaltstroms eines elektrischen Verbrauchers und elektrische Energiespeicherungsvorrichtung

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4321522A (en) * 1980-03-26 1982-03-23 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Vehicle starting method
JPH061067B2 (ja) * 1989-04-13 1994-01-05 いすゞ自動車株式会社 エンジン始動装置
JPH0669270B2 (ja) * 1989-08-10 1994-08-31 いすゞ自動車株式会社 コンデンサの充電装置
DE19958998C2 (de) * 1999-12-08 2002-07-18 Daimler Chrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur sicheren Fremdstarthilfe bei Kraftfahrzeugen und dergleichen
US6426606B1 (en) * 2000-10-10 2002-07-30 Purkey Electrical Consulting Apparatus for providing supplemental power to an electrical system and related methods
HK1042823A2 (en) * 2001-11-15 2002-08-16 Halo Company Ltd An electric appliance with a ptc heating member and a method of operating same
FR2834756B1 (fr) * 2001-11-30 2004-10-15 Valeo Equip Electr Moteur Circuit de commande electronique d'un demarreur de vehicule automobile
JP3945253B2 (ja) * 2002-01-10 2007-07-18 株式会社デンソー エンジン始動装置
JP4072640B2 (ja) * 2002-04-02 2008-04-09 アクソンデータマシン株式会社 エンジンの始動補助装置
DE10304557A1 (de) * 2003-02-05 2004-08-19 Bayerische Motoren Werke Ag Kondensatorbatterie und Verfahren zu deren Ansteuerung
DE102005018620B4 (de) * 2005-04-21 2009-10-22 Rheinmetall Landsysteme Gmbh Energieversorgungsschaltung
DE202006015805U1 (de) * 2006-04-01 2007-04-19 Kromberg & Schubert Gmbh & Co. Kg Starthilfegerät
CN201025205Y (zh) * 2007-03-26 2008-02-20 康国强 汽车辅助启动装置
WO2008124342A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-16 Cooper Technologies Company Methods and systems for supplying power to a load
US8134343B2 (en) * 2007-04-27 2012-03-13 Flextronics International Kft Energy storage device for starting engines of motor vehicles and other transportation systems
DE102008014346A1 (de) * 2008-03-14 2009-09-17 Continental Teves Ag & Co. Ohg Mobile Kraftfahrzeugnotstartvorrichtung
US20100020470A1 (en) * 2008-07-25 2010-01-28 General Electric Company Systems, methods, and apparatuses for balancing capacitor load
US20100039065A1 (en) * 2008-08-14 2010-02-18 Kinkade Jr Charles E Apparatus and Method for Employing High Value Capacitor in Starting Applications
FR2935156A1 (fr) * 2008-08-25 2010-02-26 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede et dispositif de demarrage d'un moteur thermique, support d'enregistrement pour ce procede et vehicule equipe de ce dispositif.
CN201388052Y (zh) * 2009-04-07 2010-01-20 青岛港（集团）有限公司 电源极性反接保护装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104662094A (zh) * 2012-10-12 2015-05-27 尤尼吉可株式会社 半芳香族聚酰胺膜
US9580565B2 (en) 2012-10-12 2017-02-28 Unitika Ltd. Semi-aromatic polyamide film

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