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具有电荷状态控制的高级电池控制器

具有电荷状态控制的高级电池控制器

电池供电的设备设有监测电池所提供的电压的控制器。如果在该设备待用时电池电压降到低于预定值,则控制器把该设备的不必要的负载与电池断开,以保存电池中剩余的电荷。在机动车辆使用时,可把控制器与安全系统相连,使得在待用期间不能点火,除非接收到适当的重新启动信号。

当驾驶员停放机动车辆时,控制器18检测到点火开关40已被断开并通过启动内部定时器作出响应。在经过预定时间周期后(例如,两分钟),控制器18开始周期性地测量备用电池20所提供的电压。如果该电压降到12.2伏以下,则控制器18断开第一MOSFET晶体管34,从而断开加到不必要附属负载30的电力。这停止了诸如仪表板时钟等负载的进一步功耗,否则这将使备用电池进一步漏电。此断开保存了剩余的电池电荷。

当交流发电机不发电时,控制器18用来断开和闭合开关238,以启动和停用电荷维持电路200,从而把启动电池保持在给定的电荷水平。然而,可使电路200连续操作,而不会对启动电池14或备用电池20造成不利影响。但是,为了使系统的备用容量最大,如以下所述,在启动电池14的电压落到低于预定阈值时启动电路200的较佳实施例。例如,控制器18检测启动电池14的电压,并在它落到低于近似12.75伏时闭合开关238来启动电荷维持装置12。

控制器18还保护电池在机动车辆待用期间不会过漏电。为此,通过第一MOSFET晶体管34把不必要的附属车辆负载30连到备用电池20的正端28,通过第二MOSFET晶体管36把点火电路32耦合到该正端28。第一和第二MOSFET晶体管34与36的栅极连到控制器18的不同输出并由这些输出来操作,从而起到控制对附属车辆负载30和点火电路32的供电的电源开关的作用。

电池供电设备碰到的另一个问题是在待用期间电池的漏电。例如,机动车辆可停放几星期或几个月。在此状态下,漏电流或仍接通的附属设备所抽取的电流可能使电池漏电到剩余的电荷不足以启动发动机的地步。因而,想要提供了一种控制机构,该机构通过断开不必要的负载与电池的连接来响应于待用阶段。

本发明涉及诸如机动车辆中等电池供电的电气系统;尤其涉及在电气系统处于待用(inactive)状态时监测和维持电池的电荷(charge)的控制系统。

交流发电机21也连到电气系统10。交流发电机以与本领域内众所周知的方式被发动机机械驱动,并在控制器18的监控下在车辆操作期间产生对启动电池14和备用电池20充电的电能。交流发电机21依据控制器18的操作还在正常操作期间给车辆负载15和30以及点火系统32提供电能。如本领域内所公知的,响应于控制器18或发电机/动力传动系控制器(未示出)通过励磁电压调节或其它适当的手段来控制交流发电机21的输出。

当晶体管220导通时,电流从备用电池20的正端28流过电感器226、晶体管220和电阻器224。这使得在电感器226的两端建立起电压。在晶体管220的非导通状态下,在电感器226两端建立起来的电压通过限流电阻器234放电而进入启动电池14,从而提供电荷维持电流。二极管228防止了反向电流流动,电阻器230和齐纳二极管236提供了保护晶体管不受过电压损害的电压倾卸路径。齐纳二极管236最好具有15-16伏的反向击穿电平,从而把电感器226两端的电压箝位在该电平。在本发明的共同发明人于1997年9月17日申请的名为“电池电荷维持系统和方法”的共同转让的08/932,950号美国专利申请中较详细地描述了电荷维持装置12的结构和操作,这里引用其内容作为参考。

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