專利名稱：車輛電池電力管理方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛用電池管理方法及其裝置，尤其涉及一種可直接并聯于車輛主電池與備用電池的電極端使用，并具有管理車內電器與車輛電池之間的連接或切斷、管理電池堪用狀況、避免電力耗竭無法再啟動、及可于電池無法蓄電時提出警告的多功能管理功效。
背景技術：
在具有引擎動力或電池動力的車輛，車輛電池電力的管理日益受到重視，而伴隨時代進步，除了車輛必要的電器如車燈、起動馬達、儀表、行車計算機、空調、點火系統等以外，車輛內大幅增加許多耗電的消費娛樂電器如筆記本計算機、DVD、音響、照明燈、冰箱、外接露營用電器，各電器將耗用許多電力；當車輛電池已近老化無法蓄積大量電能時，外接電器用電將造成電力耗盡，使車輛無法再啟動，造成不便或影響安全。再者，車主可能在不知情或疏忽的情形下，長時間開啟車燈或其它外接電器而造成車輛電池電量耗盡，當車主返回后無法再啟動車輛，造成不便或影響安全。此情形在低溫環境下將格外嚴重，因在雪地或低溫環境中，電池效能低落，蓄電及放電能量遠不如車主的預期，更容易造成雪地拋錨的安全問題。又者，因電器耗電使車輛電池經常處于過低容量狀態，將易造成電池效能衰退而提早老化，也應加以防患；再一，車輛電池可能因長期使用已屆其循環壽命或充電機發生問題，使電池無法蓄電或蓄電量不如預期，亦應警告使用者進行檢修，以免影響使用。
當車輛停止熄火后，發電機也隨的停止對車輛電池充電(大部份電動車輛則無發電機)，電器只能依靠電池電力維持運作。習知技術當引擎停止后，立即或一段時間即切離電池的電力供應，如1985年Sheldrake的美國專利US.Pat.No.4,493,001號、2000年Cepynsky的美國專利US.Pat.No.6,111,731號及1994年Lendrum的美國專利US.Pat.No.5,327,068號，該等些技術可以符合車輛在停止引擎后不再需要用電力的需求，但對于繼續使用電器時，仍需要有電池電力管理裝置以進行電力管理，以確保電池有足夠的電力可以供下次啟動所需是相當必要的。
由于現代車輛都有行控計算機，其處理龐大的信息與運算，雖然可以從行控計算機中截取電池狀態，但是仍相當不便，主要原因是，各型車輛行控計算機不同，要更改行控計算機程序并對電池狀態輸出，各型車輛的更改行控計算機將造成實質上的困難。對于一個獨立系統的電池電力管理裝置，在不截取車輛行控計算機數據、且僅并聯于電池組電源線，對于車輛啟動的偵測，如美國專利US.Pat.No.5,903,063是提出點火噪聲過濾與放大的電路范例，尚需要一個整體的裝置才能裝設于車輛上；再如中國臺灣專利公告第579342號連接于電池及啟動馬達并使用電壓降落以為判別的范例，但是連接于啟動馬達除有實質上的困難外，也將引入過多的噪聲，而造成判別上的困難。因此，發展一個整合性、簡便、不需要由行控計算機或啟動馬達連接，僅對受保護的電池連接的車輛電池電力管理裝置將是使用者迫切需要的；本發明即是針對上述需要而設計。
發明內容
本發明的目的在于提供一種車輛電池電力管理裝置，其是利用一車輛電池電力管理程序、一用以保護該裝置電路與組件的保護電路、一用以偵測具有引擎發動機裝置的車輛啟動或停止的車輛啟動停止偵測電路、一用以偵測連接電路的電壓與環路電流的電壓電流偵測電路、一用以分析輸入信號與產生信號的中央處理器、一用以保護外接電器的電壓保護電路、一用以對電池連接或切離的輸出控制電路、一用以可設定時間的定時器、一用以顯示狀態的顯示器、及一用以發出聲響的蜂鳴器構成，并使其直接并聯于車輛主電池與備用電池的電極端，即可針對該車輛用電池進行管理，包含車內電器與車輛電池之間連接或切斷的管理及電池堪用狀況的管理，藉以避免車輛電池電力耗竭的危險，并可于電池無法蓄電時提出警告，以提醒車主及早檢修，而避免影響使用并延長電池壽命。
本發明的再一目的在于提供一種車輛電池電力管理方法，其是利用本發明上述的車輛電池電力管理裝置；再利用該電池電力管理裝置直接并聯于車輛主電池與備用電池的電極端即可達成使用狀態，而不須連接車輛控制系統、行控計算機或其它電器；再以電量偵測與計時時間來管理車內電器與車輛電池之間的連接或切斷，藉以避免車輛在停車熄火后繼續使用車內電器而耗竭電力致產生車輛無法再啟動或拋錨的危險，并管理電池堪用狀況，且可于電池無法蓄電時提出警告，以提醒車主及早檢修，而避免影響使用并延長電池壽命。
根據本發明一種車輛電池電力管理方法，其特征在于，其是用以管理具有引擎發動機裝置的車輛的單一主電池，或多數彼此相連接的電池組包括主電池或備用電池，該電力管理方法包含以下的步驟(a)依據連接的主電池或備用電池容量，分別設定一定時器的計時時間；(b)依據充電電壓存在、且車輛啟動噪聲是否大于背景噪聲，以判斷車輛是否啟動且充電機正常輸出充電電壓特性，采取是否對主電池或備用電池充電；(c)依據主電池端的電壓電流、主電池端的車輛啟動噪聲特性及車輛充電機正常輸出充電電壓電流特性，判斷車輛電池是否在充電狀態且是否充飽；若在設定最大充電時間之后，車輛主電池或備用電池的電量尚未達預定電量時，判斷車輛電池可能故障；(d)依據主電池端的電壓電流、主電池端的車輛啟動噪聲特性及車輛充電機正常輸出充電電壓電流特性，判斷車輛是否停機且停止對電池充電，并對主電池供電進行電量管理；(e)依據備用電池的電壓電流、主電池端的車輛啟動噪聲特性及車輛充電機正常輸出充電電壓電流特性、主電池是否停止供電，以判斷車輛是否停機且停止對電池充電，主電池是否停止供電，對備用電池進行電量管理。
根據本發明的另一種車輛電池電力管理方法，其特征在于，其為管理具有以電池為動力的車輛單一主電池，或多數彼此相連接的電池組包括主電池或備用電池，該電力管理方法包含以下的步驟(a)依據連接的主電池或備用電池容量，分別設定一定時器的計時時間；
(b)依據主電池端的電壓電流，對主電池供電進行電量管理；(c)依據備用電池的電壓電流、主電池是否停止供電，對備用電池進行電量管理。
根據本發明的另一方面，一種利用如權利要求1所述的車輛電池電力管理方法而布置的車輛電池電力管理裝置，其特征在于，其是并聯于具有引擎發動機裝置的車輛單一主電池上，或多數彼此相連接的電池組所組成的主電池或備用電池上；其包含一用以保護該裝置電路與組件的保護電路；一用以偵測具有引擎發動機裝置的車輛啟動或停止的車輛啟動停止偵測電路；一用以偵測連接電路的電壓與環路電流的電壓電流偵測電路；一用以分析輸入信號與產生信號的中央處理器；一用以保護外接電器的電壓保護電路；一用以對主電池或備用電池連接或切離的輸出控制電路；一用以可設定至少二組以上時間的定時器；一用以顯示狀態的單一或多數LED顯示器；一用以發出單一或多數頻率聲響的蜂鳴器；其中該保護電路為具有短路保護電路與反極性保護電路，以保護車輛電池電力管理裝置內部電路及電氣組件免受因短路造成電流過大及因電極反向造成損壞；該中央處理器為可接收電壓電流偵測電路輸出的電壓與電流數值；可接收車輛啟動停止偵測電路輸出的電源噪聲與背景噪聲特性數值；可對輸入數值進行分析，并可接收定時器信號，依據程序判斷輸出信號給輸出控制電路；輸出頻率信號給蜂鳴器；輸出顯示信號給顯示器；輸出計時重置信號給定時器；該電壓保護電路為具有過壓保護電路與低電壓保護電路，以保護外接設備免受過電壓及低電壓損壞；藉此，可由并聯的車輛主電池正負電源端，偵測判斷車輛是否啟動及是否正常對電池充電，當車輛停止時可以管理主電池或備用電池供給外接電器使用，避免因電池電力耗盡損壞電池，并可依據電池電量與時間管理用電供應，以保留部份電量供車輛再次啟動之用，并將用電狀況以顯示與警報提醒車輛使用。
圖1是本發明的較佳實施例的車輛電池電力管理裝置示意圖；圖2是本發明的較佳實施例的電池電力管理裝置電路圖；圖3是本發明的較佳實施例的電池電力管理裝置主電池與備用電池管理說明圖。
附圖標號說明1-車輛主電池；2-車輛電池電力管理裝置；21-備用電池；22-保護電路；23-車輛啟動停止偵測電路；24-電壓電流偵測電路；25-中央處理器；26-電壓保護電路；27-輸出控制電路；28-定時器；291-顯示器；292-蜂鳴器；3-外接電器；4-充電機；Cm-主電池1電量；Cb-備用電池21電量；Cpm-主電池1標稱容量；Cpb-備用電池21標稱容量；Tsetm-主電池1供電設定時間；Tsetb-備用電池21供電設定時間；Tg-最大充電時間；Vm-主電池1電壓；Vb-備用電池21電壓；VHm-主電池1滿電量電壓；VHb-備用電池21滿電量電壓；VHHm-主電池1極限高電壓；VHHb-備用電池21極限高電壓；VLm-主電池1可安全供電的最低電壓；VLb-備用電池21可安全供電的最低電壓；VLLm-主電池1極限低電壓；VLLb-備用電池21極限低電壓；Vpm-主電池1標稱電壓；Vpb-備用電池21標稱電壓。
具體實施例方式
參閱圖1、圖2、圖3所示，主電池組1一組12VDC、鉛酸電池標稱容量Cpm為34AH，具有正極與負極輸出備用電池組21一組12VDC鉛酸電池標稱容量Cpb為14AH，具有正極與負極輸出電池電力管理裝置2與車輛電力系統連接方式于主電池1及備用電池21正極并聯、串聯于車輛外接電器設備3，而熟習本技術者將了解，雖然以下詳細說明將提及本發明的較佳實施例以及使用方法，但本發明并不受限制于本發明的較佳實施例以及使用方法。反而，本發明是廣義范疇且將僅受限制于權利要求書。
本發明的較佳實施例的車輛電池電力管理方法，是當車輛行進時正常對電池充電，或車輛停止時對車輛主電池1及備用電池21的用電管理以避免電池耗盡，或車輛在任何時間再啟動時對車輛主電池1及備用電池21的充電，或在車輛主電池1及備用電池21無法蓄電時提出警告。
本發明的較佳實施例的車輛電池電力管理裝置2，是并聯于車輛主電池1，包含一備用電池21，用以在車輛主電池耗盡時，可以提供備用電力供外接電器3使用；一保護電路22，用以對進入的電壓電流采取短路保護及反極性保護裝置的內部電路與組件；一電壓電流偵測電路24，用以在取樣時間對主電池1及備用電池21截取電壓電流特性，送入中央處理器25；一車輛啟動停止偵測電路23，用以再取樣時間對主電池1電源線截取車輛啟動或停止的噪聲，送入中央處理器25；一顯示器291，用以將電池管理狀態或警告予以顯示；一蜂鳴器292，用以將電池管理狀態或警告予以聲響警示；一電壓保護電路26，用以對輸入的電壓范圍管制，以保護外接電器3輸入的電壓在一定范圍內，避免外接電器3損壞；一輸出控制電路27用以接收中央處理器25及電壓保護電路26，用以對主電池1及備用電池21進行電力管理連接或切離。
在本發明的較佳實施例的車輛電池電力管理方法，當車輛正常運行時，如果車輛具有充電機4且正常運作時，將會對車輛主電池1(及本發明的備用電池21)進行充電，依據行車時間長短可能可以將主電池1(及本發明的備用電池21)充飽，此時主電池1電壓Vm則高于電池滿電的最電壓VHm、備用電池21電壓Vb則高于電池滿電的最電壓VHb，主電池1電量接近標稱電量Cpm、備用電池21電量接近標稱電量Cpb，即，CmCpm且Vm≥VHmCbCpb且Vb≥VHb在本實施例，VHm＝13.3～14.0V、VHb＝13.4～14.1V。若充電時間高于最大充電時間Tg，主電池1電壓低于VHm的特定百分比時，或備用電池21電壓低于VHb的特定百分比時，乃為主電池1或備用電池21的蓄電量不足，可能是因電池老化或故障。
當車輛停止熄火后，充電機4不再繼續對主電池1(及本發明的備用電池21)充電，此時車輛主電池1的電量容量Cm將小于或等于Cpm、備用電池21的電量容量Cb將小于或等于Cpb，若電池正常沒有損壞或老化，此時主電池1電壓Vm則高于電池可供電的最低電壓VLm、備用電池21電壓Vb則高于電池可供電的最低電壓VLb。即，Cm≤Cpm且Vm≥VLm
Cb≤Cpb且Vb≥VLb其中，VLm、VLb是依據不同車輛不同廠牌的電池所指定，如本發明實例使用的電池，其最低可供電的電壓為VLm＝10.5～10.0V、VLb＝10.7～10.2V，當主電池1電壓低于VLm(備用電池21電壓低于VLb)時，若外接電器設備繼續使用，將造成對電池永久的損害，且已無足夠的電力將車輛再次啟動。本發明的車輛電池電力管理方法運用的車輛電池電力管理裝置實施例，當車輛熄火后，車輛主電池1仍繼續對外接電器3供電，充電機4則不再對電池充電，此時電流電壓偵測電路24可以透過保護電路22保護后，偵測到1個短暫的電壓與電流降落與快速的回升；車輛啟動停止偵測電路23則可以透過保護電路22保護后，偵測到引擎熄火后產生的電壓噪聲與快速的平復。為防止電流電壓偵測電路23與車輛啟動停止偵測電路24及其它電氣組件受到大電壓大電流損壞，在此二電路之前設置有保護電路22，在本發明的車輛電池電力管理裝置實施例中保護電路22具有短路保護及反極性保護。電流電壓偵測電路23將偵測到的電流與電壓數值送入中央處理器25、車輛啟動與停止偵測電路23則將電壓噪聲送入中央處理器25。中央處理器25對電流、電壓、電壓噪聲進行比對與判斷，當短暫的電壓與電流降落與快速的回升與電壓產生噪聲與快速的平復，二個條件均同時滿足時，則中央處理器25輸出一信號給輸出控制電路27，輸出控制電路27則繼續連接車輛主電池1，由車輛主電池1對外接電器3供電；中央處理器25并開始送出一信號使定時器28開始對主電池供電計時。定時器28則依據電池電量正常可供電的時間設定，設定的方法如下Tsetm＝(Cpm-Ck)/∑Ai在本發明車輛電池電力管理方法實施例中，外接電器總安培數∑Ai為9.6A，電池正常可供電量為85％Cpm、再次啟動二十次最低所需的電量Ck為1.4Ah，則主電池供電定時器設定的時間Tsetm為2小時45分鐘。
在主電池1供電的過程中，電流電壓偵測電路24將不斷取樣，送出電流及電壓值給中央處理器25及電壓保護電路26，電壓保護電路26接收電流電壓偵測電路送出的電流及電壓值，如果發現電池異常電壓過高，高于主電池1極限高電壓VHHm，則送出一信號給輸出控制電路27切斷主電池1輸出，以保護電池免得繼續供電造成電池永久損壞或發生危險，并可保護外接電器3免于過電壓損壞；如果發現電池異常電壓過低，低于VLLm，則送出一信號給輸出控制電路27切斷主電池1輸出，以保護電池免得繼續供電造成電池永久損壞或發生危險，并可保護外接電器3免于低電壓損壞，此為本發明的特征之一。在本實施例中，VHHm設為約16.0V、VLLm設為約9.6V。
當定時器28計時時間到達Tsetm前，依據設定的時間，中央處理器25送出一個信號，于蜂鳴器292發出第一頻率的聲響，警告關閉主電池1開啟備用電池21；中央處理器25送出一個信號，于顯示器291顯示車輛主電池1設定的電量即將到達，將關閉主電池1開啟備用電池21。當定時器28計時時間到達Tsetm時，中央處理器25送出一信號，驅動輸出控制電路27連接備用電池21并切斷主電池1，繼續供電給外接電器3使用，并開啟備用電池供電定時器28開始計時，中央處理器25同時信號使蜂鳴器292發出第三頻率聲響、中央處理器25送出備用電池21已經開始供電信號給顯示器291，以提醒車主。此為本發明的再一特征。
再者，當主電池1供電期間，電流電壓偵測電路24將不斷取樣，送出電流A及電壓V值給中央處理器25及電壓保護電路26，如果主電池1電量已降低至CHm時，不論時間是否到達Tsetm，中央處理器25送出一信號給蜂鳴器292發出第一頻率的聲響，警告將關閉主電池1開啟備用電池21；中央處理器25送出一個信號，于顯示器291顯示車輛主電池設定的電量即將到達，將關閉主電池1開啟備用電池21。經過一特定時間后，中央處理器25輸出信號給輸出控制電路27，輸出控制電路27切斷主電池1輸出、中央處理器25輸出信號給輸出控制電路27，輸出控制電路27連接備用電池21輸出，中央處理器25同時信號使蜂鳴器292發出第三頻率聲響、中央處理器25送出備用電池21已經開始供電信號給顯示器291，以保護主電池1免得繼續供電造成電池永久損壞或發生危險，并可殘留部分電量供車輛再次啟動所需。此情形是發生于車輛停止熄火前，電池尚未充飽或電池已經日漸老化不能蓄足正常電量所致。此為本發明的進一步特征。
車輛停止熄火后，在主電池1對車輛外接電器3供電時，電流電壓偵測電路24將依據取樣時間偵測電池電壓V及環路電流A、車輛啟動停止偵測電路23則依據取樣時間偵測車輛是否再次啟動。當中央處理器25接收到車輛啟動停止偵測電路23偵測來自于主電池1電極的再次啟動特性、且中央處理器25接收到電流電壓偵測電路24偵測到充電機4開始對車輛主電池1(本發明另含備用電池21)充電的特性同時存在時，則判斷車輛已經再次啟動且充電機4正常輸出，中央處理器25則送出一信號給輸出控制電路27，使輸出控制電路27連接主電池1與備用電池21，開始對主電池1與備用電池21充電；中央處理器25則對定時器28發出重置信號，定時器28停止計時與重置。此為本發明的再一特征。
備用電池計時時間則依據備用電池電量正常可供電的時間設定，設定的方法如下Tsetb＝(Cpb-Ck)/∑Ai在本發明車輛電池電力管理方法實施例中，外接設備總安培數為9.6A，電池正常可供電量為80％Cpb、再次啟動二十次最低所需的電量為1.4Ah，則備用電池計時時間設定的時間為1小時。
在備用電池21供電的過程中，電壓電流偵測電路24將不斷取樣，送出電流A及電壓V值給中央處理器25及電壓保護電路26，電壓保護電路26接收電壓電流偵測電路24送出的電流及電壓值，如果發現備用電池21異常電壓過高，高于備用電池21極限高電壓VHHb，則送出一信號給輸出控制電路27切斷備用電池21輸出，以保護電池免得繼續供電造成備用電池21永久損壞或發生危險，并可保護外接電器3免于過電壓損壞；中央處理器3則送出一個信號給蜂鳴器292發出第四頻率的聲響，發出電池異常的警告聲；中央處理器3并送出一個信號，于顯示器291顯示備用電池21異常，以警告車主。如果發現電池異常電壓過低，低于備用電池21極限低電壓VLLb，則送出一信號給輸出控制電路27切斷備用電池21輸出，以保護備用電池21免得繼續供電造成電池永久損壞或發生危險，并可保護外接電器3免于低電壓損壞；中央處理器3則送出一個信號給蜂鳴器292發出第四頻率的聲響，發出電池異常的警告聲；中央處理器25并送出一個信號，于顯示器291顯示備用電池21異常，以警告車主。此為本發明的又一特征。在本實施例中，VHHb設為約16.0V、VLLb設為約9.6V。
當中央處理器25備用電池計時時間到達Tsetb前，依據設定的時間，中央處理器25送出一個信號，于蜂鳴器292發出第二頻率的聲響，提醒者備用電池21設定的電量即將到達，將關閉備用電池21；中央處理器25送出一個信號，于顯示器291顯示備用電池設定的電量即將到達，將關閉備用電池21。當備用電池21計時時間到達Tsetb時，中央處理器25送出一信號，驅動輸出控制電路27切斷備用電池21供電，中央處理器25同時送出一信號使蜂鳴器292發出第四頻率聲響，中央處理器25送出備用電池21已停止供電信號給顯示器291，以殘留電力供再次啟動使用。此為本發明的又一特征。
更進一步，并且當備用電池21供電期間，電壓電流偵測電路24將不斷取樣，送出電流及電壓值給中央處理器25及電壓保護電路26，如果備用電池21電量已降低至CLb時，不論時間是否到達Tsetb，中央處理器25送出一信號給蜂鳴器292發出第二頻率聲響，以警告車主備用電池21即將用盡將關閉；中央處理器25并送出一個信號，于顯示器291顯示備用電池21設定的電量即將到達，將關閉備用電池21。中央處理器25并于一指定時間后，輸出信號給輸出控制電路27，輸出控制電路27則切斷備用電池21輸出，中央處理器25同時信號使蜂鳴器292發出第四頻率聲響、中央處理器25送出備用電池21已停止供電信號給顯示器291，并以保護電池免得繼續供電造成電池永久損壞或發生危險，并可殘留部分電量供車輛再次啟動所需。此情形是發生于，車輛停止熄火前，備用電池21尚未充飽或電池已經日見老化不能蓄足正常電量所致。此為本發明的另一特征。
在備用電池21對車輛外接電器3供電時，電壓電流偵測電路24將依據取樣時間偵測電池電壓及環路電流、車輛啟動停止偵測電路23則依據取樣時間偵測車輛是否再次啟動。當中央處理器25接收到車輛啟動停止偵測電路23偵測來自于車輛主電池電極的再次啟動特性、且中央處理器25接收到電壓偵測電路24偵測到充電機4開始對車輛主電池充電的特性同時存在時，則判斷車輛已經啟動且充電機4正常輸出，中央處理器25則送出一信號給輸出控制電路27，使輸出控制電路27連接主電池1與備用電池21，開始對主電池1與備用電池21充電；中央處理器25則對定時器28發出重置信號，定時器28停止計時與重置。此為本發明的更進一步特征。
說明本發明的車輛電池電力管理方法如下，如圖3所示(1)依據連接的主電池1與備用電池21容量，設定定時器28的計時時間，Tsetm與Tsetb；依據連接的主電池1與備用電池21容量及充電機輸出電流特性，設定最大充電時間Tg；(2)依據充電電壓存在，且車輛啟動噪聲是否大于背景噪聲，以判斷車輛是否啟動且充電機4正常輸出充電電壓特性，決定是否對主電池1與備用電池21充電；(3)依據主電池1端的電壓電流、主電池1端的車輛啟動噪聲特性及車輛充電機正常輸出充電電壓電流特性，判斷車輛電池是否在充電狀態且是否充飽。若在設定時間之后，車輛主電池1及備用電池21的電量尚未達預定電量時，判斷車輛電池可能故障；(4)依據主電池1端的電壓電流、主電池1端的車輛啟動噪聲特性及車輛充電機正常輸出充電電壓電流特性，判斷車輛是否停機且停止對電池充電，并對主電池1供電進行電量管理(4-1)當主電池1電量達到設定電量時，停止主電1電量輸出；或(4-2)當主電池1供電達到設定時間Tsetm時，停止主電池1電量輸出；(5)依據備用電池21的電壓電流、主電池1端的車輛啟動噪聲特性及車輛充電機正常輸出充電電壓電流特性、主電池1是否停止供電，判斷車輛是否停機且停止對電池充電，主電池1是否停止供電，對備用電池21進行電量管理；(5-1)當備用電池21電量達到設定電量時，停止備用電池21電量輸出；(5-2)當備用電池21供電達到設定時間Tsetb時，停止備用電池21電量輸出。
茲再說明本發明的車輛電池電力管理裝置的作動方式如下(1)本發明的車輛電池電力管理裝置，僅并聯于車輛主電池1、并聯于備用電池21、車主使用的外接電器3則連接于輸出控制電路27的輸出端；(2)電壓電流偵測電路24偵測來自于主電池1端的電壓電流、車輛啟動停止偵測電路24偵測來自于車輛主電池端的車輛啟動噪聲特性及車輛充電機4正常輸出充電電壓特性；(2-1)當充電電壓存在，且車輛啟動噪聲大于背景雜訊；(2-2)中央處理器25送出一信號給輸出控制電路27；(2-3)輸出控制電路27連接車輛主電池1與備用電池21，開始對主電池1與備用電池21充電；(2-4)中央處理器25送出一重置信號給定時器28；(2-5)定時器28計時歸零；(2-6)中央處理器25送出車輛電池充電中顯示信號給顯示器291；(3)電壓電流偵測電路24偵測來自于主電池1端的電壓電流、車輛啟動停止偵測電路23偵測主電池1端的車輛啟動噪聲特性及車輛充電機正常輸出充電電壓電流特性同時不存在；(3-1)當噪聲特性小于背景噪聲且電壓小于充電電壓時；(3-2)若電壓小于VLm，(3-2-1)中央處理器25送出第五頻率信號給蜂鳴器292；(3-2-2)中央處理器25送出車輛電池尚未充飽的充電顯示信號給顯示器291；(3-2-3)中央處理器25延遲特定時間后，送出一信號給輸出控制電路27；(3-2-4)輸出控制電路切離主電池1輸出，并切離備用電池21輸出；(3-3)若電壓大于VLm，(3-3-1)中央處理器25送出一信號給輸出控制電路27；(3-3-2)輸出控制電路27連接主電池1，并切離備用電池21，由主電池1對外接電器3放電；(3-3-3)電壓電流偵測電路24依據取樣時間，將電壓電流值送入中央處理器25；(3-3-4)車輛啟動停止偵測電路23偵測噪聲特性，送入中央處理器25；(3-3-5)中央處理器25送出一開始計時信號給計時器28；(3-3-6)定時器28開始計時Tsetm；(3-3-7)當計時時間Tsetm到達后，送出一信號給中央處理器25，(3-3-7-1)中央處理器25送出第一頻率信號給蜂鳴器292；
(3-3-7-2)中央處理器25延遲特定時間后，送出一信號給輸出控制電路27；(3-3-7-3)輸出控制電路27切離主電池1輸出，并連接備用電池21輸出；(3-3-7-4)中央處理器25送出第二頻率信號給蜂鳴器292；(3-3-7-5)中央處理器25送出備用電池21使用中的信號給顯示器291。
(3-3-8)當計時時間Tsetm尚未到達，且(3-3-8-1)當主電池1電壓低于VLm時；(3-3-8-2)中央處理器25送出第五頻率信號給蜂鳴器292；(3-3-8-3)中央處理器延遲特定時間后，送出一信號給輸出控制電路27；(3-3-8-4)輸出控制電路27切離主電池1輸出，并連接備用電池21輸出；(3-3-8-5)中央處理器25停止送出第四頻率信號給蜂鳴器292；(3-3-8-6)中央處理器送出備用電池21使用中顯示信號給顯示器291。
(3-4)備用電池21使用中，中央處理器25送出一開始計時信號給定時器28，定時器28開始計時Tsetb，(3-4-1)當計時時間Tsetb到達后，送出一信號給中央處理器25，(3-4-1-1)中央處理器25送出第二頻率信號給蜂鳴器292；(3-4-1-2)中央處理器25延遲特定時間后，送出一信號給輸出控制電路27；(3-4-1-3)輸出控制電路27切離車輛備用電池21輸出；(3-4-1-4)中央處理器25停止送出第二頻率信號給蜂鳴器292；(3-4-1-5)中央處理器25送出備用電池21耗盡顯示信號給顯示器291；(3-4-2)當計時時間Tsetb尚未到達，(3-4-2-1)當備用電池21電壓低于VLb時；(3-4-2-2)中央處理器25送出第五頻率信號給蜂鳴器292；(3-4-2-3)中央處理器25延遲特定時間后，送出一信號給輸出控制電路27；(3-4-2-4)輸出控制電路27切離備用電池21輸出；(3-4-2-5)中央處理器25送出第四頻率信號給蜂鳴器292；(3-4-2-6)中央處理器25送出備用電池21耗盡顯示信號給顯示器291。
(4)重復上述(3)～(4)的動作。
權利要求
1.一種車輛電池電力管理方法，其特征在于，其是用以管理具有引擎發動機裝置的車輛的單一主電池，或多數彼此相連接的電池組包括主電池或備用電池，該電力管理方法包含以下的步驟(a)依據連接的主電池或備用電池容量，分別設定一定時器的計時時間；(b)依據充電電壓存在、且車輛啟動噪聲是否大于背景噪聲，以判斷車輛是否啟動且充電機正常輸出充電電壓特性，采取是否對主電池或備用電池充電；(c)依據主電池端的電壓電流、主電池端的車輛啟動噪聲特性及車輛充電機正常輸出充電電壓電流特性，判斷車輛電池是否在充電狀態且是否充飽；若在設定最大充電時間之后，車輛主電池或備用電池的電量尚未達預定電量時，判斷車輛電池可能故障；(d)依據主電池端的電壓電流、主電池端的車輛啟動噪聲特性及車輛充電機正常輸出充電電壓電流特性，判斷車輛是否停機且停止對電池充電，并對主電池供電進行電量管理；(e)依據備用電池的電壓電流、主電池端的車輛啟動噪聲特性及車輛充電機正常輸出充電電壓電流特性、主電池是否停止供電，以判斷車輛是否停機且停止對電池充電，主電池是否停止供電，對備用電池進行電量管理。
2.一種車輛電池電力管理方法，其特征在于，其為管理具有以電池為動力的車輛單一主電池，或多數彼此相連接的電池組包括主電池或備用電池，該電力管理方法包含以下的步驟(a)依據連接的主電池或備用電池容量，分別設定一定時器的計時時間；(b)依據主電池端的電壓電流，對主電池供電進行電量管理；(c)依據備用電池的電壓電流、主電池是否停止供電，對備用電池進行電量管理。
3.一種車輛電池電力管理裝置，用所述的車輛電池電力管理方法進行管理，其特征在于，其是并聯于具有引擎發動機裝置的車輛單一主電池上，或多數彼此相連接的電池組所組成的主電池或備用電池上；其包含一用以保護該裝置電路與組件的保護電路；一用以偵測具有引擎發動機裝置的車輛啟動或停止的車輛啟動停止偵測電路；一用以偵測連接電路的電壓與環路電流的電壓電流偵測電路；一用以分析輸入信號與產生信號的中央處理器；一用以保護外接電器的電壓保護電路；一用以對主電池或備用電池連接或切離的輸出控制電路；一用以可設定至少二組以上時間的定時器；一用以顯示狀態的單一或多數LED顯示器；一用以發出單一或多數頻率聲響的蜂鳴器；其中該保護電路為具有短路保護電路與反極性保護電路，以保護車輛電池電力管理裝置內部電路及電氣組件免受因短路造成電流過大及因電極反向造成損壞；該中央處理器為可接收電壓電流偵測電路輸出的電壓與電流數值；可接收車輛啟動停止偵測電路輸出的電源噪聲與背景噪聲特性數值；可對輸入數值進行分析，并可接收定時器信號，依據程序判斷輸出信號給輸出控制電路；輸出頻率信號給蜂鳴器；輸出顯示信號給顯示器；輸出計時重置信號給定時器；該電壓保護電路為具有過壓保護電路與低電壓保護電路，以保護外接設備免受過電壓及低電壓損壞；藉此，可由并聯的車輛主電池正負電源端，偵測判斷車輛是否啟動及是否正常對電池充電，當車輛停止時可以管理主電池或備用電池供給外接電器使用，避免因電池電力耗盡損壞電池，并可依據電池電量與時間管理用電供應，以保留部份電量供車輛再次啟動之用，并將用電狀況以顯示與警報提醒車輛使用。
4.一種車輛電池電力管理裝置，其特征在于，其是并聯于具有以電池為動力的車輛單一主電池，或多數彼此相連接的電池組所組成的主電池或備用電池上；其包含一單一電池或多數彼此相連接的電池組為備用電池；一用以保護該裝置電路與組件的保護電路；一用以偵測具有電動裝置的車輛啟動或停止的車輛啟動停止偵測電路；一用以偵測連接電路的電壓與環路電流的電壓電流偵測電路；一用以分析輸入信號與產生信號的中央處理器；一用以保護外接電器的電壓保護電路；一用以對主電池或備用電池連接或切離的輸出控制電路；一用以可設定至少二組以上時間的定時器；一用以顯示狀態的單一或多數LED顯示器；一用以發出單一或多數頻率聲響的蜂鳴器；其中該保護電路為具有短路保護電路與反極性保護電路，以保護車輛電池電力管理裝置內部電路及電氣組件免受因短路造成電流過大及因電極反向造成損壞；該中央處理器為可接收電壓電流偵測電路輸出的電壓與電流數值；可接收車輛啟動停止偵測電路輸出的電源噪聲與背景噪聲特性數值；可對輸入數值進行分析，并可接收定時器信號，依據程序判斷輸出信號給輸出控制電路27；輸出頻率信號給蜂鳴器；輸出顯示信號給顯示器；輸出計時重置信號給定時器；該電壓保護電路具有過壓保護電路與低電壓保護電路，以保護外接設備免受過電壓及低電壓損壞；藉此，可由并聯的車輛主電池正負電源端，偵測判斷車輛是否啟動是否正常對電池充電，當車輛停止時可以管理主電池或備用電池供給外接電器使用，避免因電池電力耗盡損壞電池，并可依據電池電量與時間管理用電供應，以保留部份電量供車輛再次啟動之用，并將用電狀況以顯示與警報提醒車輛使用。
5.一種車輛電池電力管理裝置，其特征在于，其是并聯于具有引擎發動機裝置的車輛單一電池或多數彼此相連接的電池組上，其包含一用以保護該裝置電路與組件的保護電路；一用以偵測具有引擎發動機裝置的車輛啟動或停止的車輛啟動停止偵測電路；一用以偵測連接電路的電壓與環路電流的電壓電流偵測電路；一用以分析輸入信號與產生信號的中央處理器；一用以保護外接電器的電壓保護電路；一用以對電池連接或切離的輸出控制電路；一用以可設定至少二組以上時間的定時器；一用以顯示狀態的單一或多數LED顯示器；一用以發出單一或多數頻率聲響的蜂鳴器；其中該保護電路為具有短路保護電路與反極性保護電路，以保護車輛電池電力管理裝置內部電路及電氣組件免受因短路造成電流過大及因電極反向造成損壞；該中央處理器為可接收電壓電流偵測電路輸出的電壓與電流數值；可接收車輛啟動停止偵測電路輸出的電源噪聲與背景噪聲特性數值；可對輸入數值進行分析，并可接收定時器信號，依據程序判斷輸出信號給輸出控制電路；輸出頻率信號給蜂鳴器；輸出顯示信號給顯示器；輸出計時重置信號給定時器；該電壓保護電路為具有過壓保護電路與低電壓保護電路，以保護外接設備免受過電壓及低電壓損壞；藉此，可由并聯的車輛電池正負電源端，偵測判斷車輛是否啟動是否正常對電池充電，當車輛停止時可以管理電池供給外接電器使用，避免因電池電力耗盡損壞電池，并可依據電池電量與時間管理用電供應，以余留部份電量供車輛再次啟動之用，并將用電狀況以顯示與警報提醒車輛使用。
6.一種車輛電池電力管理裝置，其特征在于，其是并聯于具有以電池為動力的車輛單一主電池，或多數彼此相連接的電池組所組成的主電池或備用電池上，其包含一用以保護該裝置電路與組件的保護電路；一用以偵測具有電動裝置的車輛啟動或停止的車輛啟動停止偵測電路；一用以偵測連接電路的電壓與環路電流的電壓電流偵測電路；一用以分析輸入信號與產生信號的中央處理器；一用以保護外接電器的電壓保護電路；一用以對主電池或備用電池連接或切離的輸出控制電路；一用以可設定至少二組以上時間的定時器；一用以顯示狀態的單一或多數LED顯示器；一用以發出單一或多數頻率聲響的蜂鳴器；其中該保護電路具有短路保護電路與反極性保護電路，以保護車輛電池電力管理裝置內部電路及電氣組件免受因短路造成電流過大及因電極反向造成損壞；該中央處理器可接收電壓電流偵測電路輸出的電壓與電流數值；可接收車輛啟動停止偵測電路輸出的電源噪聲與背景噪聲特性數值；可對輸入數值進行分析，并可接收定時器信號，依據程序判斷輸出信號給輸出控制電路；輸出頻率信號給蜂鳴器；輸出顯示信號給顯示器；輸出計時重置信號給定時器；該電壓保護電路其特征為具有過壓保護電路與低電壓保護電路，以保護外接設備免受過電壓及低電壓損壞；藉此，可由并聯的車輛主電池正負電源端，偵測判斷車輛是否啟動是否正常對電池充電，當車輛停止時可以管理主電池供給外接電器使用，避免因電池電力耗盡損壞電池，并可依據電池電量與時間管理用電供應，以余留部份電量供車輛再次啟動之用，并將用電狀況以顯示與警報提醒車輛使用者。
7.如權利要求1所述的車輛電池電力管理方法，其特征在于，該設定定時器的計時時間，包括主電池供電設定時間Tsetm，及備用電池供電設定時間Tsetb，其中，該Tsetm與Tsetb可依下列方式計算后的容許范圍值Tsetm＝(Cpm-Ck)/∑Ai及Tsetb＝(Cpb-Ck)/∑Ai
8.如權利要求3所述的車輛電池電力管理裝置，其特征在于，該備用電池裝設于車輛上。
9.如權利要求4所述的車輛電池電力管理裝置，其特征在于，該備用電池裝設于車輛上。
10.如權利要求3所述的車輛電池電力管理裝置，其特征在于，該顯示器是由液晶屏幕顯示器顯示電池電力管理狀態。
11.如權利要求4所述的車輛電池電力管理裝置，其特征在于，該顯示器是由液晶屏幕顯示器顯示電池電力管理狀態。
12.如權利要求5所述的車輛電池電力管理裝置，其特征在于，該顯示器是由液晶屏幕顯示器顯示電池電力管理狀態。
13.如權利要求6所述的車輛電池電力管理裝置，其特征在于，該顯示器是由液晶屏幕顯示器顯示電池電力管理狀態。
全文摘要
本發明涉及一種車輛電池電力管理方法及其裝置，其是利用一車輛電池電力管理程序、一用以保護該裝置電路與組件的保護電路、一用以偵測具有引擎發動機裝置的車輛啟動/停止的車輛啟動停止偵測電路、一用以偵測連接電路的電壓與環路電流的電壓電流偵測電路、一用以分析輸入信號與產生信號的中央處理器、一用以保護外接電器的電壓保護電路、一用以對電池連接或切離的輸出控制電路、一用以可設定時間的定時器、一用以顯示狀態的顯示器、及一用以發出聲響的蜂鳴器，以構成一車輛電池電力管理裝置，再利用該管理裝置并聯于車輛主電池與備用電池的電極端，并藉電量偵測與計時時間來管理車輛電池與車內電器之間的連接或切斷及電池堪用狀況。
文檔編號H02J7/14GK1956287SQ200510114658
公開日2007年5月2日 申請日期2005年10月25日 優先權日2005年10月25日
發明者王錦樹, 江又斌, 程愷 申請人:杰生自動技術有限公司