发明名称 自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统
摘要 本项自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统,为揭示藉由人工操控装置作操控,或由控制单元依内部设定操控模式参照蓄电状态量测电路之检测信号值与前述操控或设定值作比较,再对引擎驱动发电机组或交流市电转换之直流电源构成之辅助电源作相对操控运转,并依应用需要选择性设置具有各种运转功能者。
申请公布号 TW563282 申请公布日期 2003.11.21
申请号 TW091105659 申请日期 2002.03.22
申请人 杨泰和 发明人 杨泰和
分类号 H02J7/00 主分类号 H02J7/00
代理机构 代理人
主权项 1.一种自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统,其主要构成含:--蓄电瓶BAT101:为具有可重覆作充放电循环使用之二次电瓶,如铅酸、镍镉、镍氢、镍锌等镍系蓄电瓶或锂系或锌系电瓶或其他二次电瓶者,此项电瓶可为固定设置于电路或为设有插头或插座组或接头以可作快速组合或取下者;--蓄电状态量测装置BCD101:为以蓄电瓶BAT101之端电压或以内阻或积量或比重等量测値为参数,及包括相关充电或放电或静置等负载条件之误差値作修正,以进行连续或周期性量测并转换为数位或类比电能信号输出之量测电路装置,包括由机电或固态电子元件之类比量测电路,或由微处理器及相关软体及介面电子元件构成之数位量测电路所构成,或两者混合构成者,此项装置可依需要选择性设置或不设置者;--调节控制装置RG101:为由机电或固态电子元件所构成,而主动参照发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100之输出电压电流値,或被动接受中央控制单元CCU101之指令,以回授操控发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100之输出功率者;此项装置可依系统需要作选择性之设置或不设置者;--电流检测装置ID100:为串设于发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100之输出端,由电阻或电感式或两者混合型阻抗元件或半导体降压元件所构成之电流取样元件,或由磁场强度感测元件或其他如积热型或电磁效应作用检测型等能藉所量测电流値产生类比信号之装置所构成,供检测发电机G101之输出电流値(或特定情况下之输入电流値),以操控调节控制装置RG101或输往中央控制单元CCU101,进而操控发电机G101之运转状态者;此项装置可依系统需要作选择性之设置或不设置者;--电流检测装置ID200:为串设于蓄电瓶BAT101输出入端与驱动控制器CD101或变流器IVT101之间,由电阻式或电感式或两者混合型阻抗元件或半导体降压元件所构成之电流取样元件,或由磁场强度感测元件或其他如积热型或电磁效应作用检测型等能藉所量测电流値产生类比信号之装置所构成,供检测电瓶组之输出或输入电流値,以输往驱动控制器CD101或中央控制单元CCU101,进而操控蓄电瓶BAT101之输出功率者;此项装置可依系统需要作选择性之设置或不设置者;--辅助电源PS100:含由汽油或柴油或瓦斯或以其他流体为燃料转为机械动能输出之回转式或往复式内燃引擎组ICE101及所驱动之由交流或直流、无刷或有刷电机结构所构成之发电机G101,供将输入之引擎回转动能转为直流电源,或交流电能经整流装置BR101整流后之直流电能;或藉由交流市电转换为直流充电电能以构成辅助电源PS100,供驱动负载马达M101或其他负载及供对电瓶充电者;--整流装置BR101:于发电机为交流发电机时供将单相或多相交流电能整流为直流电能者;此项装置可依系统需要作选择性之设置或不设置者;--磁场激磁控制装置FEC101:磁场激磁控制装置为由机电或固态电路元件所构成,供依发电机输出状态以及人工操控装置MI101及中央控制单元CCU101之设定値,以操控具有磁场激磁绕组之交流或直流发电机之发电电能,作电压或电流或功率之调控者;若发电机磁极为永久磁铁式结构时,则可省略不用者;--引擎转速检测装置SPD101:为类比或数位式型态,能将角位移量转为相对电能信号之电磁或光电等转速检测装置,供将引擎转速信号输往中央控制单元CCU101,进而操控燃料供给伺服装置FC101对引擎组之燃料供给量,此项装置之信号値亦可由发电机G101之类比电压値或频率値以取代者;引擎转速检测装置SPD101亦可由机械式如离心力式检测结构或其他机械式结构所构成,并与燃料供给伺服装置FC101呈机械性互动,以操控引擎组ICE101作定速运转者,上述两种型态可依系统性质而选用者;此项装置可依系统需要作选择性之设置或不设置者;--启动马达M100:为由交流或直流、无刷或有刷、同步或异步电机结构所构成,供接受输入电能而产生回转动能启动引擎组ICE101者;此项装置可依系统需要作选择性之设置或不设置者;--燃料供给伺服装置FC101:为接受电能伺服指令或接受机械性且动之结构型态,以操控对引擎组ICE101之燃料供给状态,进而操控引擎组ICE101转速及扭力者,上述两种结构型态可依系统性质而选用者;此项装置可依系统需要作选择性之设置或不设置者;--燃料箱TK101:为供储存引擎燃料,燃料箱TK101与引擎组ICE101之间为经由燃料管路及燃料供给伺服装置FC101以操控对引擎组ICE101之给油量者;此项装置可依系统需要作选择性之设置或不设置者;--驱动控制器CD100:为由机电或固态功率元件及相关电路所构成,供控制启动马达M100作启动及停止之开关功能者;此项装置可依系统需要作选择性之设置或不设置者;--驱动控制器CD101:为由机电或固态功率元件及相关电路所构成,供操控负载马达M101作正反转、变速、启动及停止等功能,此项装置可依系统需求而选用其各别单项功能及设置数量者;或依电路需要选择设置或不设置者;--负载马达M101:为由交流或直流、无刷或有刷、同步或异步之马达所构成,供产生正反转、变速、运转及停止等功能以驱动负载者,负载马达M101亦可由其他负载所构成且可依系统需求而选用其设置数量者,或由其他性质负载所取代者;--辅助电源B+:为由系统中之蓄电瓶BAT101作为辅助电能之供给、或另行配置辅助电瓶组作为辅助电能之供给、或由发电机发电供应辅助电源,以提供中央控制单元CCU101.或人工操控装置MI101.或负载马达M101之驱动控制器CD101.或启动马达M100之驱动控制器CD100.或磁场激磁控制装置;FEC101.或调节控制装置RG101等装置、或其他如照明灯等负载运作所需之电能者;若设有辅助电瓶组时,发电机并可依所需要电压电流容量加设相对发电绕组以对辅助电瓶组进行充电者;此项装置可依系统需要选择性之设置或不设置者;--直流变交流之变流器IVT101:为由固态功率元件及相关电路所构成,供将直流电能变为交流电能以对交流负载供电者,此项装置可依系统需求而选用其设置数量者;并可依系统需要作选择性之设置或不设置者;--中央控制单元CCU101:为由机电或固态电子元件所构成之类比式或数位式或两者混合式控制装置,或含操控软体之微处理器及数位对类比转换器(D-ACONVERTER)及类比对数位转换器(A-D CONVERTER)及其他相关电路元件所构成,供依人工操控装置MI101之指令或回授讯号内部设定操控模式,进而操控系统中发电机G101.或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100与蓄电瓶BAT101及与负载马达M101(或其他负载)之互动关系,以及操控各相关装置之运转者;此项装置可依系统需要选择性之设置或不设置者;--人工操控装置MI101:为由机电或固态电路元件所构成之类比式或数位式或两者混合式操控装置,以输往中央控制单元进而操控系统运转者,此项装置可依系统需求而选用其设置数量者;以及依需要选择设置或不设置者。2.如申请专利范围第1项所述之自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统,为使用引擎发电机或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100,作为辅助电源PS100,以供驱动负载马达(或其他负载)及对静置型或车载型或携带型蓄电瓶进行适时辅助充电,以保持蓄电瓶于良好蓄电状态,该系统主要功能为由人工操控装置作操控,或由中央控制单元依内部设定操控模式参照蓄电状态量测电路之检测信号値与前述操控或设定値作比较,再对引擎驱动发电机组或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100作相对操控运转,并依应用需要选择性设置具有下列部份或全部运转功能者,各项运转功能包括:(1)不驱动负载时依检测蓄电瓶饱和状态于蓄电瓶蓄电量降低至设定値时,以人工启动或送电至引擎启动马达进而启动引擎及发电机组单独对蓄电瓶充电,或以交流市电转换为直流充电电能,对蓄电瓶充电而于蓄电瓶饱和时自动截止充电者;(2)驱动负载时依检测蓄电瓶饱和状态以和中央控制单元内部设定操控模式作比较,进而相对调控发电机或交流市电转换为直流充电电能构成辅助电源PS100,作定电流或可控电流或作定功率或可控功率之输出电能,而于负载所需电能大于辅助电源PS100时,由辅助电源PS100与蓄电瓶共同提供负载马达(或其他负载)所需电能;而于负载所需电能小于辅助电源PS100时,可对负载送电及同时对蓄电瓶输入电能,并于负载加大超过辅助电源PS100功率时自动转为功能(3),而于负载功率小于辅助电源PS100功率时转回本功能运转者;(3)依检测蓄电瓶蓄电量饱和状态,以相对操控发电机或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100,作定电流或可控电流或作定功率或可控功率之输出,以操控辅助电源PS100及蓄电瓶分别依辅助电源PS100功率及负载功率或两者电流作比例分配,而由辅助电源PS100及蓄电瓶共同驱动负载马达(或其他负载),并于负载减轻而负载功率小于辅助电源PS100功率时自动转为功能(2),而于负载功率大于辅助电源PS100功率时转为本功能运转者;(4)检测蓄电瓶单独驱动负载马达时负载马达之负荷电流状态,于负载马达(或其他负载)功率密度升高超过设定値时,辅助电源PS100依照中央控制单元内部设定操控模式之操控,作定电流或可控电流或作定功率或可控功率之输出,以和蓄电瓶电能共同驱动负载,并于负载马达(或其他负载)功率密度回归正常时,由辅助电源PS100继续对负载马达(或其他负载)输送电能者;(5)接受人工操控装置之操控以驱动引擎及发电机或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100,含藉由辅助电源PS100之输出电能单独驱动负载马达(或其他负载),以及在负载马达之负荷昇高时,蓄电瓶电能即时与辅助电源PS100之电能共同驱动负载,并在马达负荷回归正常时蓄电瓶停止输出电能而由辅助电源PS100之电能继续输往负载者;(6)接受人工操控装置之操控以启动引擎及发电机或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100,作定电流或可控电流或作定功率或可控功率之输出,以依负载功率或电流作比例分配驱动负载马达及对蓄电瓶充电,并于负载加大超过充电电源供电功率时自动转为功能(7),而于负载功率小于充电电源之供电功率时转回本功能运转者;(7)接受人工操控装置之操控以启动引擎及发电机或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100,作定电流或可控电流或作定功率或可控功率之输出,以和蓄电瓶依发电功率及负载功率或两者电流作比例分配,而由辅助电源PS100及蓄电瓶共同驱动负载马达(或其他负载),并于负载减轻而负载功率小于辅助电源PS100功率时自动转为功能(6),而于负载功率大于辅助电源PS100功率时转为本功能运转者;(8)接受人工操控装置之操控,以启动引擎及发电机或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100单独对蓄电瓶充电者;(9)前述(1)(8)项充电运转中依检测蓄电瓶蓄电量饱和状态,于蓄电瓶到达设定饱和値时停止充电者;(10)前述(2)(6)项之充电运转中依检测蓄电瓶蓄电量饱和状态,于蓄电瓶达到设定饱和値时,藉由人工操控装置之操控或中央控制单元操控,停止对蓄电瓶充电而不停止辅助电源PS100对马达或其他负载输出电能者;(11)前述(2)(6)项之充电运转中依检测蓄电瓶蓄电量饱和状态,于蓄电瓶达到设定饱和値时,藉由人工操控装置之操控或中央控制单元操控,停止辅助电源PS100之供电而由蓄电瓶对马达或其他负载输出电能者;(12)前述(2)(6)项之充电运转中依检测蓄电瓶蓄电量饱和状态,于蓄电瓶达到设定饱和値时,藉由人工操控装置之操控或中央控制单元操控,使引擎发电机组或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100继续运转而蓄电瓶由充电状态转为与辅助电源PS100共同对马达或其他负载输入电能者。3.如申请专利范围第1项所述之自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统,若由发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100之电能与蓄电瓶BAT101呈直接并联,则因蓄电瓶饱和状态不同,于蓄电瓶容量较低时,发电机G101对蓄电瓶BAT101形成涌浪充电,可藉下列电路装置以操控之,操控电路装置含:--蓄电瓶BAT101输出端顺向串联阻隔二极体CR101,再与发电机G101之直流或交流整流后之直流输出端,或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100作并联输出,而阻隔二极体CR101两端并联调节控制装置RG101,而由调节控制装置RG101,调控发电机,或调整交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100对电瓶之充电电能者;调节控制装置RG101亦可进一步为接受中央控制单元CCU101依蓄电状态量测装置BCD101之检测値所发出之操控信号,作充电电能之功率或电流之调控,以及充电功能之开始及停止等充电时机之操控者。4.如申请专利范围第1项所述之自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统,若由发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100之电能与蓄电瓶BAT101呈直接并联,则因蓄电瓶饱和状态不同,于蓄电瓶容量较低时,发电机G101对蓄电瓶BAT101形成涌浪充电,可藉下列电路装置以操控之,操控电路装置含:--蓄电瓶BAT101输出端顺向串联阻隔二极体CR101,再与发电机G101之直流或交流整流后之直流输出端,或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100作并联输出者。5.如申请专利范围第1项所述之自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统,若由发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100之电能与蓄电瓶BAT101呈直接并联,则因蓄电瓶饱和状态不同,于蓄电瓶容量较低时,发电机G101对蓄电瓶BAT101形成涌浪充电,可藉下列电路装置以操控之,操控电路装置含:--蓄电瓶BAT101输出端顺向串联阻隔二极体CR101,再与发电机G101之直流或交流整流后之直流输出端,或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100作并联输出,而阻隔二极体CR101两端可并联电阻性或电感性或两者混合之阻抗元件Z101,以取代调节控制装置RG101之功能,供限制辅助电源PS100对电瓶之充入电流者。6.如申请专利范围第1项所述之自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统,若由发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100之电能与蓄电瓶BAT101呈直接并联,则因蓄电瓶饱和状态不同,于蓄电瓶容量较低时,发电机G101对蓄电瓶BAT101形成涌浪充电,可藉下列电路装置以操控之,操控电路装置含:--蓄电瓶BAT101输出端顺向串联阻隔二极体CR101,再与发电机G101之直流或交流整流后之直流输出端,或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100作并联输出,而阻隔二极体CR101两端进一步可并联机电式或固态可操控双向开关SSW101,以供操控蓄电瓶BAT101与辅助电源PS100之输出端之间,直接作开路或闭路之操控,以取代调节控制装置RG101之功能,进而操控由发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100,对蓄电瓶BAT101之充电状态及蓄电瓶BAT101对负载马达M101之输出状态者。7.如申请专利范围第1项所述之自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统,若由发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100之电能与蓄电瓶BAT101呈直接并联,则因蓄电瓶饱和状态不同,于蓄电瓶容量较低时,发电机G101对蓄电瓶BAT101形成涌浪充电,可藉下列电路装置以操控之,操控电路装置含:--蓄电瓶BAT101输出端供顺向串联阻隔二极体CR101及调节控制装置RG101(或同功能之阻抗元件Z101或可操控双向开关SSW101),而发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成之辅助电源PS100所供给直流电源,与蓄电瓶BAT101所顺向串联二极体CR101输出端,及调节控制装置RG101(或同功能之阻抗元件Z101或可操控双向开关SSW101)输入端三者呈同极性,而与机电或固态开关元件所构成之可操控C接点开关SSW102连接,其中来自辅助电源PS100之电能之一端连接于可操控C接点开关SSW102之共同点(COM),二极体CR101之输出端及调节控制装置RG101之输入端,可依电路需求之选择分别连接于可操控C接点开关SSW102之常开点(NO),及常闭点(NC)或两者对调,以供操控辅助电源PS100对蓄电瓶之充电状态,及蓄电瓶对负载马达M101(或其他负载)之输出状态者;前述蓄电瓶可为固定设置于电路装置,或为可藉由插头或插座组或其他连接结构以构成可随机取下或结合于本电路装置者,由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电者;由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电以及供电输往负载者;由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电及蓄电瓶BAT101共同供电输往负载者;由蓄电瓶BAT101单独对外供电输往负载者;由蓄电瓶BAT101构成滤波功能者;而其通往负载侧之输出端可依需要选择设置或不设置驱动控制器CD101以调控输出电压或输出电流或输出极性或过载保护等驱动控制电路功能者。8.如申请专利范围第1项所述之自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统,其以交流市电转换为直流充电电能构成之辅助电源PS100为将交流电源经串联阻抗装置或截波电路装置Z201,再经整流装置BR201输出后,分别为直接提供作为马达或其他负载之电源VM+,以及经串联调节控制装置后作为蓄电瓶BAT101之充电电源者VB+,两者共同构成辅助电源PS100,而串联于交流侧(或直流输出侧)之阻抗装置或截波电路装置Z201,为供作为限流功能,而串联于辅助电源直流输出端之调节控制装置RG101,为由类比或截波式电路所构成,供限制对蓄电瓶BAT101之充电电流者,其输出正端VB+经顺向串设二极体CR201供通往马达之电源端VM+者;前述蓄电瓶可为固定设置于电路装置,或为可藉由插头或插座组或其他连接结构以构成可随机取下或结合于本电路装置者,由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电者;由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电以及供电输往负载者;由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电及蓄电瓶BAT101共同供电输往负载者;由蓄电瓶BAT101单独对外供电输往负载者;由蓄电瓶BAT101构成滤波功能者;而其通往负载侧之输出端可依需要选择设置或不设置驱动控制器CD101以调控输出电压或输出电流或输出极性或过载保护等驱动控制电路功能者。9.如申请专利范围第1项所述之自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统,其以交流市电转换为直流充电电能构成之辅助电源PS100之电路为以同电压交流电源及两组整流电路及各别独立之调节控制装置以分别供作为马达驱动电源或蓄电瓶充电电源之电路,主要为设有两组交流经整流装置BR201及BR202为直流之辅助电源,其中一组供作为驱动马达或其他负载之电源VM+,另一组供作为蓄电瓶BAT101之充电电源VB+,整流装置BR201与交流电源间串有阻抗装置或截波电路装置Z201,以供限制对马达或其他负载之输出电流;整流装置BR202与交流电源之间串有阻抗装置或截波电路装置Z202,以供限制对蓄电瓶BAT101之充电电流者,其输出正端VB+经顺向串设二极体CR201供通往马达之电源端VM+者;上述阻抗装置或截波电路装置Z201.Z202除可供设置于交流电源与整流装置BR201.BR202之间外,亦可依需要选择为串联设置于整流装置BR201.BR202之直流输出端者;交流电源可为单相或多相交流电源直接输入或经变压器变压再输入者;前述蓄电瓶可为固定设置于电路装置,或为可藉由插头或插座组或其他连接结构以构成可随机取下或结合于本电路装置者,由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电者;由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电以及供电输往负载者;由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电及蓄电瓶BAT101共同供电输往负载者:由蓄电瓶BAT101单独对外供电输往负载者;由蓄电瓶BAT101构成滤波功能者;而其通往负载侧之输出端可依需要选择设置或不设置驱动控制器CD101以调控输出电压或输出电流或输出极性或过载保护等驱动控制电路功能者。10.如申请专利范围第1项所述之自动监控运转之蓄电瓶辅助充电系统,其以交流市电转换为直流充电电能构成之辅助电源PS100之电路为以不同电压电源及各别整流器组及个别调节控制装置,以分别供作为马达驱动电源或蓄电瓶充电电源之电路,为电路以直接或经变压器之独立二次绕组或抽头绕组以供给之不同电压交流电源及两组整流电路及各别独立之调节控制装置,以分别供作为马达驱动电源或蓄电瓶充电电源之电路,主要为设有两组交流经整流装置BR201及BR202为直流之辅助电源,其中一组供作为驱动马达或其他负载之电源VM+,另一组供作为蓄电瓶BAT101之充电电源VB+,整流装置BR201与交流电源间串有阻抗装置或截波电路装置Z201,以供限制对马达或其他负载之输出电流;整流装置BR202与交流电源之间串有阻抗装置或截波电路装置Z202,以供限制对蓄电瓶BAT101之充电电流者,其输出正端VB+经顺向串设二极体CR201供通往马达之电源端VM+者;上述阻抗装置或截波电路装置Z201.Z202,除可供设置于交流电源与整流装置BR201.BR202之间外,亦可做需要选择为串联设置于整流装置BR201.BR202之直流输出端者;交流电源可为单相或多相交流电源直接输入或经变压器变压再输入者;前述蓄电瓶可为固定设置于电路装置,或为可藉由插头或插座组或其他连接结构以构成可随机取下或结合于本电路装置者,由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电者:由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电以及供电输往负载者;由交流转直流电源对蓄电瓶BAT101充电及蓄电瓶BAT101共同供电输往负载者;由蓄电瓶BAT101单独对外供电输往负载者;由蓄电瓶BAT101构成滤波功能者;而其通往负载侧之输出端可依需要选择设置或不设置驱动控制器CD101以调控输出电压或输出电流或输出极性或过载保护等驱动控制电路功能者。图式简单说明:图1所示系本发明之系统方块图。图2所示系本发明系统中设有阻隔二极体CR101及阻抗元件Z101以操控电瓶电能与发电电能之方块图。图3所示系本发明系统中设有阻隔二极体CR101及可操控双向开关SSW101以操控电瓶电能与发电电能之方块图。图4所示系本发明系统中设有阻隔二极体CR101及调节控制装置RG101以操控C接点开关SSW102进而操控电瓶电能与辅助电源间互动操作之方块图。图5所示系本发明以或交流市电转换为直流充电电能构成之辅助电源PS100之电路方块示意图。图6所示系本发明以同电压交流电源及两组整流电路及各别独立之调节控制装置以分别供作为马达驱动电源或蓄电瓶充电电源之电路方块示意图。图7所示系本发明以不同电压电源及各别整流器组及个别调节控制装置以分别供作为马达驱动电源或蓄电瓶充电电源之电路方块示意图。
地址 彰化县溪湖镇中兴八街五十九号