一種電池能量消耗系統和方法
【專利摘要】一種電池（12）損壞（例如，車禍）后汽車或其他裝置電池能量消耗的系統（1）和方法。該系統（1）包括與電池（12）串聯的第一開關（15），所述第一開關（15）配置為基于收到的獨立于電池（12）狀態的信號而關閉。此外，第一外殼（24）包括由隔離裝置（25）分隔的第一空間（24a）和第二空間（24b），第一空間（24a）配置為裝有第一材料（26），第二空間（24b）內有與第一開關（15）串聯的電阻器（17）。所述隔離裝置（25）基于接收到的信號而激活。第二外殼（27）被配置為裝有第二材料（28），第二開關（29）位于第一（24）和第二外殼（27）之間，并配置為基于收到激活吸熱反應的信號，將第二材料（28）從第二空間傳送到第一空間（24a）。
【專利說明】一種電池能量消耗系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明的至少一實施方式涉及電池，更具體地涉及基于收到的獨立于電池狀態的信號，消耗電池能量的系統和方法。
【背景技術】
[0002]汽車(例如純電動、混合動力、傳統的)或其他設備的電池可能會在事故或在異常條件(例如異常或意外的天氣情況)下損壞，這可能會導致內部短路，并立即或在一段時間后，例如兩周后，進一步導致不確定的熱問題。所述熱問題可能包括過熱、燃燒和爆炸。潛在的熱問題對于設備或車輛本身，救援人員、駕駛員和修理和恢復所述設備或汽車的技工/電工來說是很危險的。
[0003]因此，需要一個新的系統和方法來消耗損壞電池的能量。
【發明內容】
[0004]本發明所披露的所有實施方式都涉及基于收到獨立于電池狀態(例如，損害)的信號來消耗電池能量。在一實施方式中，電池能量消耗系統包括第一開關、第一外殼、第二開關、第二外殼。所述第一開關與電池串聯，并配置為基于收到的獨立于電池狀態的信號(例如:來自安全氣囊傳感器)而關閉。所述第一外殼包括由隔離裝置分隔的第一空間和第二空間。所述第一空間被配置為裝有第一材料，同時第二空間內有與所述第一開關串聯的電阻器。第二外殼配置為裝有第二材料。第二開關位于第一外殼和第二外殼之間，并配置為基于收到觸發吸熱反應的信號，將第二材料傳送到第一空間。
[0005]在另一實施方式中，電池能量消耗系統包括:開關和外殼。該開關與電池串聯，并被配置為基于收到的獨立于電池狀態的信號而關閉。所述外殼內有一與第一開關相串聯的電阻器。進一步，所述外殼內有固體鹽，當電流流過電阻器時固體鹽發生相變。
[0006]在一實施方式中，電池能量消耗方法包括:接收來自于傳感器的獨立于電池狀態的信號；響應于接收，關閉與電池串聯的第一開關；響應于接收，將第一外殼內所裝的第一材料傳送到裝有第二材料和與第一開關串聯的電阻器的第二外殼，其中第一材料和第二材料混合時產生吸熱反應。在一實施方式中，該系統只包括一個開關和一個外殼，只有開關在該方法中需要被閉合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]通過舉例的方法來說明本發明的一或多個實施方式，不局限于參考附圖中所示的類似元素。
[0008]圖1是本發明一實施方式的系統圖示。
[0009]圖2是圖1系統中電池能量消耗的模塊圖。
[0010]圖3是另一實施方式中的圖1的電池能量消耗系統的模塊圖。
[0011]圖4是說明電池能量消耗技術的流程圖。【具體實施方式】
[0012]在本說明書中所提到的“一實施方式”、“ 一個實施方式”或類似的表達，表示在本發明的至少一實施方式中包含所描述的特定的特征，功能，結構或特性。在本說明書中出現的這類短語不一定都是指相同的實施方式。另一方面，這種提法并不一定是相互排斥的。
[0013]圖1是用來說明根據本發明的一實施方式所述的系統I。所述系統I包括具有陰極12a和陽極12b (統稱電池12)的電池以及位于兩者之間的電阻器Rl 13。所述電池與電池能量消耗模塊10相連接。更具體地說，陰極12a和電阻器R2 17通過開關15相連接。電阻器R2 17位于發生吸熱過程的裝置18內，并且和陽極12b相連。所述開關15和發生吸熱反應的裝置18都以通信方式連接到傳感器5，例如安全氣囊控制單元。所述傳感器5獨立于電池12的狀態/條件運行，并且基于與電池12狀態/條件無關的的測量結果發送信號。
[0014]在一實施方式中，傳感器5可以被集成在電池能量消耗模塊10上,或外接于電池能量消耗模塊10。傳感器5可以包括除安全氣囊控制單元之外的其他傳感器，如接收外部(如控制場所)指令的無線接收器、測量壓力的壓力測量儀、測量外部溫度的溫度傳感器等。在另一實施方式中，為確保萬無一失，所述系統I可以包括第二傳感器(圖中未示出)來測量電池12的溫度。
[0015]所述系統I可以被安裝在車輛或其它設備(例如，便攜式計算機、移動電話等)上。在設備或系統I損壞的情況下，擁有電阻器Rl 13的電池可能發生內部短路11。該電阻Rl13短路可能導致熱的問題，例如過熱、燃燒和爆炸。因此，為了防止熱的問題，電池的能量消耗模塊10接收來自于傳感器5的信號，然后耗盡電池的能量，下面做進一步的討論。這個系統可以耗盡電池的電量或者保持電池中有少量電荷，以便日后在需要的情況下進行檢測、修復和再充電。
[0016]圖2所示的是圖1中所示系統I中的電池能量消耗模塊10。如上所述，所述電池的能量消耗模塊10包括一與電池12相連接的第一開關15，其中電池12與電阻R2 17相連，電阻R2 17位于發生吸熱過程的設備18的第一外殼24內。發生吸熱反應的設備18還包括與第二外殼27相連接的第二開關29。所述第一外殼24包括一上部(或第一)空間24a和下部(或第二)空間24b。所述上部空間24a和下部空間24b被設備25隔開。所述上部空間24a被配置為裝有材料A26，并且所述下部空間24b被配置為內置電阻R2 17。R2 17的電阻值小于Rl 13 (圖1)的電阻值。第二外殼27被配置為裝有材料B28。在一實施方式中，模塊10可以置于與電池12相鄰的位置(例如，在電池12的一側)。
[0017]在電池能量消耗模塊10正常工作的過程中，發生吸熱反應的設備18能確保材料A26、材料B28和電阻R2 17彼此分開。在正常工作情況下，材料A26、材料B28各自在第一外殼24和第二外殼27內相互分離的保存時是穩定的，但是兩者一旦混合就會發生吸熱反應。
[0018]在一實施方式中材料A26包括硫酸鈉(Na2SO4),材料B28中包括水(H20)。當硫酸鈉溶解于水中，硫酸鈉電離為Na+和SO廣。電離過程吸收電阻器R2 27在電池耗電過程中釋放出的熱量，下文中將進一步討論。硫酸鈉的電離過程是:
[0019]Na2SO4 — 2Na++S0 廣[0020]在另一實施方式中，氯化鉀可以用于代替干燥的硫酸鈉。
[0021]當電池12被損壞(例如,裝有電池的電動車輛在一次事故中毀壞),傳感器5(例如，安全氣囊控制單元(A⑶))被激活，觸發電池能量消耗模塊10。第一開關15和第二開關29閉合，導致電流流向電阻器R2 17。電阻器R2 17開始釋放電池12的能量。此外，材料B28從第二外殼27被傳遞到第一外殼24的上部空間24a與材料A26混合。這個傳遞過程可以是通過重力或其它機制完成，例如，泵。
[0022]隔離裝置25在材料A26和材料B27混合之后被打開，裝置25可以含有閥。材料A26和材料B28的混合物下降到下部空間24b，并圍繞在電阻R2 17周圍。因此，上述的吸熱反應吸收從電阻R2 17釋放的熱量。
[0023]相應地，在一車輛的實施方式中，電池能量消耗模塊10由一獨立的傳感器5 (例如，ACU)觸發，而不是通過監測電池12的狀態/條件觸發。這對于應用于車輛上來說是更可靠的。此外，材料A26和材料B28在混合之前是穩定的，因此，對于車輛來說也更合適。
[0024]在圖3所示的另一實施方式中，在外殼24b內的電阻R217被固體鹽26b包圍，而不是使用材料A26和材料B28。因此，就沒有第二開關29，但是上部空間24a或者第二外殼27是必要的。在消耗電池能量模塊10工作時中，傳感器5觸發第一開關15閉合,流經的電流致使固體鹽相變(融化)從而吸收電阻器R2 17產生的熱量，從而耗盡電池12。
[0025]圖4是電池能量消耗技術3的流程圖。首先，電池的能量消耗模塊10接收(410)信號來激活。更具體地，所述第一和第二開關15和29接收到來自傳感器5的信號并閉合。在一實施方式中，模塊10可包括特定應用集成電路(ASIC)或其他控制裝置，從而依次激活開關15和29。然后，開關29將材料B28傳送(420)到第一外殼24內的上部空間24a，材料A26和材料B28在第一外殼24內的上部空間24a混合，并將混合物傳送到處于第一外殼24內的下部空間24b。隨后，電阻器R217通過產生熱量來釋放(430)電池12能量，產生的熱量由材料A26和材料B28的混合物吸收。在圖3中所示的實施方式中，只有開關15需要閉合，以便在放電(430)過程中發生吸熱反應，來吸收電阻R217產生的熱量。然后，技術3結束。
[0026]雖然本發明參照特定的示例性實施方式進行了描述，但必須明確本發明并不限于描述的實施方式，可以在所附的權利要求書的精神和范圍之內進行修改和改動。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的，而不是限制性的。
【權利要求】
1.一種電池能量消耗系統，包括: 與電池串聯的第一開關，所述第一開關配置為基于收到的獨立于電池狀態的信號而關閉； 第一外殼，包括由隔離裝置分隔的第一空間和第二空間，第一空間配置為裝有第一材料，第二空間內有與第一開關串聯的電阻器； 第二外殼配置為裝有第二材料；以及 第二開關，位于第一和第二外殼之間，并配置為基于收到觸發吸熱反應的信號，將第二材料傳送到第一空間。
2.如權利要求1所述的電池能量消耗系統，其特征在于，所述隔離裝置被配置為基于接收的信號而開啟。
3.如權利要求1所述的電池能量消耗系統，其特征在于，所述第一材料是硫酸鈉，所述第二材料是水。
4.如權利要求1所述的電池能量消耗系統，其特征在于，所述信號包括安全氣囊控制單元的信號。
5.如權利要求1所述的電池能量消耗系統，進一步包括以通信方式連接至第一和第二開關和隔離裝置的電池溫度傳感器，并配置為傳輸關閉開關和激活隔離裝置的第二信號。
6.如權利要求1所述的電池能量消耗系統，其特征在于，一電阻器的電阻值小于另一位于電池的陰極和陽極之間電阻器的電阻值。
7.如權利要求1所述的電池能量消耗系統，其特征在于，所述電阻器位于第二空間，當混合物進入第二空間時，使所述電阻器被材料混合物包圍。
8.—種電池能量消耗方法,包括: 接收來自于傳感器的獨立于電池狀態的信號； 響應于接收，關閉與電池串聯的第一開關；以及 響應于接收，將第一外殼內所裝的第一材料傳送到裝有第二材料和與第一開關串聯的電阻器的第二外殼，其中第一材料和第二材料混合時產生吸熱反應。
9.如權利要求8所述的電池能量消耗方法，其特征在于，第一材料是硫酸鈉，第二材料是水。
10.如權利要求8所述的電池能量消耗方法，其特征在于，信號來自于安全氣囊控制單J Li ο
11.如權利要求8所述的電池能量消耗方法，其特征在于，一電阻器的電阻值小于另一位于電池的陰極和陽極之間電阻器的電阻值。
12.如權利要求8所述的電池能量消耗方法，其特征在于，所述電阻器位于第二外殼，當第一材料被傳送到第二外殼形成混合物時，使所述電阻器被材料混合物包圍。
13.如權利要求8所述的電池能量消耗方法，其特征在于， 第二外殼包括由隔離裝置分離的第一空間和第二空間； 第一空間裝有第二材料； 第二空間內有電阻器； 所述方法進一步包括，基于接收到的信號開啟隔離裝置。
14.一種電池能量消耗系統，包括:開關，與電池串聯，所述開關配置為基于收到的獨立于電池狀態的信號而關閉； 外殼，內有第一開關相串聯的電阻器，所述外殼進一步包括裝有固體鹽，當電流流過電阻器時固體鹽發生相變。
15.如權利要求14所述的電池能量消耗系統，其特征在于，所述信號包括安全氣囊控制單元信號。
【文檔編號】B60R99/00GK103748735SQ201280023991
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年6月15日 優先權日:2012年6月15日
【發明者】狄彼德, 馮力, 保羅·R·穆勒 申請人:觀致汽車有限公司