節能型汽車供電裝置的製作方法
2023-08-05 15:25:51
專利名稱：節能型汽車供電裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種汽車供電裝置，尤指一種節能型汽車供電裝置，能節省發電機耗費燃油。
背景技術：
當今國際原油價錢節節升高，油價已成為開車族的負擔，不僅如此，大量消耗燃油造成全球性環境汙染亦逐漸浮上檯面，漸漸受到社會大眾的重視，因此，汽車相關產業更必須研究車輛與環境的調和性，減少燃油的消耗，然而，現今汽車產業為求銷售佳績，皆不斷擴充其汽車內的電器配備，如數位電視、DVD播放器、液晶顯示器、衛星導航、DC 12V TOACllOV電源轉換器、霧燈等大量消耗電瓶儲能，在汽車上大量用電會消耗更多的燃油。請參閱圖4，現有的汽車供電裝置包含有一汽車發電機80及一電瓶81 ;其中該電瓶81供車輛的一啟動電機及汽車內電器配備的配電盤線路總成90連接，以供應該啟動電機發動及配電盤線路總成電力，而該汽車發電機80連接至該電瓶81，並由引擎帶動發電以對該電瓶81充電。如此，當車輛於行進時，即可對該電瓶81持續充電而維持於電力飽滿的狀態；然而，由上述說明目前汽車供電裝置設計可知，該電瓶81於充飽電力後，只要引擎持續運轉，該汽車發電機80對該電瓶81則會過度充電，不僅使弓I擎為推動該汽車發電機而造成更多燃油浪費，而且使電瓶壽命變短，不甚理想。再者，由於許多駕駛人常因下車忘記關閉電源，或在車上未發動引擎使用電器設備造成該電瓶81電力耗盡，無法發動車子，駕駛人必須搭接他人汽車電瓶來發動自己的車子，搭接電瓶容易因接錯正負極或產生火花引起爆炸或電線走火等意外；基於上數種種缺陷，實有發明一套節能型汽車供電裝置的必要。
發明內容
有鑑於上述現有汽車供電裝置的技術缺陷，本發明的主要目的是提出一種節能型汽車供電裝置；欲達上述目的所使用的主要技術手段是令該節能型汽車供電裝置包含有一主電瓶，供車輛的啟動電機及汽車內電器配備的配電盤線路總成連接；一汽車發電機，與該主電瓶連接，並供汽車引擎連接，由運轉中汽車引擎推動運轉而發電，以對該主電瓶充電，且具有一加卸載切換端；一發電機控制器，與該汽車發電機的加卸載切換端及該主電瓶連接，且預設有一高電壓臨界值及一低電壓臨界值；其中該發電機控制器檢知該主電瓶的電壓後，與高及低電壓臨界值比對，若大於該高電壓臨界值時，則控制該汽車發電機的加卸載切換端，令汽車發電機卸載停止輸出電力；若小於該低電壓臨界值時，則控制該汽車發電機的加卸載切換端，令汽車發電機加載輸出電力；本發明是主要以發電機控制器檢知該主電瓶的電壓，並於檢知該主電瓶電壓大於該高電壓臨界值時，切換該汽車發電機卸載而停止供電；此時，該汽車發電機內部轉子線圈的激磁電流被切斷，使該汽車發電機的磁阻力為零，降低引擎推動該汽車發電機運轉所需動力，進而節省燃油消耗，且亦可增長該主電瓶的使用壽命；本發明另一目的是提供備援電力功能，避免駕駛人因下車忘記關掉電源而耗盡主電瓶儲能，為達此一目的本發明節能型汽車供電裝置進一步包含有一控制開關，供汽車鑰匙開關連接，以檢知汽車鑰匙開關啟閉切換狀態，並依汽車鑰匙開關啟閉狀態而自動啟閉；至少一個輔助電瓶，該(等)輔助電瓶連接至該汽車發電機，並通過該控制開關供與啟動電機及配電盤線路總成連接；上述該(等)輔助電瓶通過該控制開關連接至車輛的啟動電機及配電盤線路總成，該控制開關檢知汽車鑰匙開關的啟閉狀態，並自動切換導通或斷路，當駕駛人轉動汽車鑰匙開關於熄火(OFF)位置時，自動切換為斷路，使該輔助電瓶不再對該啟動電機及備電盤線路總成供電而保存電力，當駕駛人轉動汽車鑰匙開關而發動汽車的同時導通，該輔助電瓶即與主電瓶一起供電以啟動該啟動電機，除分擔主電瓶供應該啟動電機的啟動電流夕卜，並提供汽車的配電盤線路總成電力；再者，該輔助電瓶與該汽車發電機連接，故於平時亦可由該汽車發電機對該輔助電瓶充電，使其維持於電力飽滿狀態；本發明另一目的是更進一步減少燃油的消耗；故令該節能型汽車供電裝置進一步包含有一太陽能充電組，該太陽能充電組連接至該主電瓶；本發明的太陽能充電組連接該主電瓶，使該主電瓶經常保持於電力飽滿狀態，利用太陽能供電以減少該汽車發電機供電時間，如此，讓汽車發電機的卸載時間更長，減少引擎對發電機的推力，更能節省燃油消耗。
圖I為本發明的電路功能方塊圖。圖2為本發明發電機控制器的電路功能方塊圖。圖3為圖2的詳細電路圖。圖4為現有的汽車供電裝置的電路功能方塊圖。
具體實施例方式以下配合圖式及本發明的較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。請參閱圖1，本發明節能型汽車供電裝置包含有一主電瓶10，供車輛的啟動電機及汽車內電器配備的配電盤線路總成連接；至少一輔助電瓶20，於本實施例，以一輔助電瓶20為例；一汽車發電機30，與該主電瓶10及該輔助電瓶20連接，並供汽車引擎連接，由運轉中汽車弓I擎推動運轉而發電，以對該主電瓶10及該輔助電瓶20充電，且具有一加卸載切換端；於本實施例，該主電瓶10及該汽車發電機30連接至一大功率二極體Dl的陽極，且該輔助電瓶20連接至該大功率二極體Dl的陰極，使該汽車發電機30通過該大功率二極體Dl連接至該輔助電瓶20 ；一發電機控制器40，與該汽車發電機30及該主電瓶10連接，且預設有一高電壓臨、界值及一低電壓臨界值；其中該發電機控制器40檢知該主電瓶10電壓後，與高及低電壓臨界值比對，若大於該高電壓臨界值時，則控制該汽車發電機30的加卸載切換端，令汽車發電機30卸載停止輸出電力；若小於該低電壓臨界值時，則控制該汽車發電機30的加卸載切換端，令汽車發電機30加載輸出電力；一控制開關50，連接該輔助電瓶20及車輛的啟動電機及配線盤線路總成70之間，並供汽車鑰匙開關連接，以檢知汽車鑰匙開關啟閉切換狀態，並依汽車鑰匙開關啟閉狀態而自動啟閉，於本實施例，檢知該汽車鑰匙開關關閉後，自動切換為斷路，而該汽車鑰匙開 關開啟後，自動切換為導通狀態；—太陽能充電組60,具有一太陽能光電板61及一太陽能控制器62,於本實施例，以一太陽能充電組60連接至該主電瓶10，並又額外增加一太陽能充電組60連接至該輔助電瓶20;又各太陽能充電組的太陽能控制器62為一脈寬度調變電路(Pulse WidthModulation ；PWM)，以提高該太陽能光電板61的充電效率。再請進一步參閱圖2及圖3，為本發明的發電機控制器40的電路功能方塊圖及電路圖，其中該發電機控制器40包含有—第一電壓檢測單兀41,包含有一比較器411、一繼電器412及一電晶體Ql,該比較器411輸出端連接至該電晶體Ql的基極，一第一電壓檢測單兀，包含有一比較器、一電晶體及一繼電器；於本實施例，該比較器411反向輸入端連接主電瓶10,正向輸入端連接至一產生低電壓臨界值的參考電壓，其輸出端連接至該電晶體Ql的基極，該繼電器411具有一激磁線圈及一切換開關，該切換開關包含一共同端(Common)、一常開端(Normal Open)及一常閉端(Normal Close);其中該激磁線圈串接於電晶體Ql與一直流電源之間，該共同端連接至該直流電源，而該常閉端為空接；當該比較器411比較該主電瓶10電壓小於該低電壓臨界值時，輸出高電位使電晶體Ql導通，令繼電器412激磁線圈通入電流而將切換開關的共同端自常閉端切換至常開端，而使該第一電壓檢測單元41輸出高電位；反之，當該主電瓶10電壓大於該低電位臨界值時，該繼電器412的共同端仍維持與常閉端連接，而使該第一電壓檢測單兀41輸出低電位；一第二電壓檢測單元42，包含有一比較器421、一電晶體Q2及一繼電器422 ;該比較器412正向輸入端連接主電瓶10，反向輸入端連接至一產生高電壓臨界值的參考電壓，其輸出端連接至該電晶體Q2的基極，該繼電器422具有一激磁線圈及一切換開關，該切換開關包含一共同端、一常開端及一常閉端；其中該激磁線圈串接於電晶體與一直流電源之間，該共同端連接至該直流電源，而該常閉端為空接；當該比較器421比較該主電瓶10電壓大於該高電壓臨界值時，輸出高電位使電晶體Q2導通，令繼電器422激磁線圈通入電流而將切換開關的共同端自常閉端切換至常開端，而使該第二電壓檢測單元42輸出高電位；反之，當該主電瓶10電壓小於該高電位臨界值時，該繼電器422的共同端仍維持與常閉端連接，而使該第二電壓檢測單元42輸出低電位；一邏輯電路43，連接至該第一電壓檢測單元41的繼電器412的切換開關的常開端，及該第二電壓檢測單元42的繼電器422的切換開關的常開端，並於該第一電壓檢測單兀41輸出高電位時,切換輸出高電位；而於該第二電壓檢測單兀42輸出高電位時,切換輸出低電位；一控制單元44，包含有一電晶體Q3及一繼電器441，該電晶體Q3的基極連接至該邏輯電路43的輸出端，且該繼電器441具有一激磁線圈及一切換開關，該切換開關包含一共同端、一常開端及一常閉端；其中該激磁線圈串接於電晶體與一直流電源之間，該共同端連接至該直流電源，而該常閉端為空接，而該常閉端連接至汽車發電機30的加卸載切換端，當邏輯電路43輸出高電位時，電晶體Q3導通使激磁線圈輸入電流，令切換開關的共同端自常閉端切換至常開端，以將該汽車發電機30的加卸載切換端連接至該直流電源，使該汽車發電機加載供電；當邏輯電路43輸出低電位，電晶體Q3不導通而常開端不再與直流電源連接，使該汽車發電機30內部轉子線圈失去激磁電流而卸載。又於本實施例，上述直流電源由該主電瓶10提供。上述發電機控制器40於該主電瓶10電壓小於低電壓臨界值時，由該第一電壓檢測單元41檢知，並通過該邏輯電路43輸出高電位，觸發該控制單元44的電晶體Q3切換該 繼電器441輸出高電位，進而使該汽車發電機30對該主電瓶10及該(等)輔助電瓶20充電；又，於該主電瓶10電壓大於高電壓臨界值時，由該第二電壓檢測單元42檢知，並通過該邏輯電路43輸出低電位，觸發該控制單元44的電晶體Q3切換該繼電器441斷路，進而切斷該汽車發電機30內部轉子線圈激磁電流，而使該汽車發電機30卸載；再者，本發明的主電瓶10直接連接至汽車內的啟動電機及配電盤線路總成70，而該輔助電瓶20通過該控制開關50連接至該啟動電機及配電盤線路總成70 ;如此，該控制開關50於駕駛人關閉汽車鑰匙開關時自動切換為斷路，故，若駕駛人忘記關閉啟動電機及配電盤線路總成70的電源時，僅由該主電瓶10提供電力，保留該(等)輔助電瓶20的電力，並於再次啟動汽車時，該控制開關50自動切換為導通，若此時該主電瓶10電力已耗盡，則可由該(等)輔助電瓶20提供電力以啟動該啟動電機，避免造成因主電瓶10耗盡電力而無法啟動汽車的窘境；再者，本發明是由該主電瓶10及該(等)輔助電瓶20分擔該啟動電機及配電盤線路總成所需的電力，實際啟動車輛瞬間所需總電流為178安培，啟動電機瞬間啟動會使該主電瓶10電壓自12. 5V瞬間下降至9. 2V，此時，因有該輔助電瓶20分擔電流39安培，故使該主電瓶10負擔減為139安培而能快速回升到正常電壓12. 5V ;當汽車發動後，引擎處於怠速狀態，此怠速約指引擎轉速在800-900RPM左右，此時發電機尚未滿載發電，若將大燈、冷氣打開，將使汽車發電機30無法提供足夠電力，汽車行車電腦偵測此狀況後，將提升引擎轉速使發電機供應穩定電力，提升轉速即是浪費燃油；由於本發明加入有該(等)輔助電瓶20與主電瓶10共同輸出電力，故可提供穩定電力，行車電腦偵測電力穩定則不提升轉速，如此，避免提高引擎轉速，進而節省燃油；除此之外，本發明的太陽能充電組60是將太陽能轉成電能並採用脈寬度調變電路(Pulse Width Modulation ；PWM)高效率化對該主電瓶10及該(等)輔助電瓶20充電，使該主電瓶10及該(等)輔助電瓶20電力處於飽滿狀態，讓該發電機控制器40檢知該主電瓶10電壓經常維持高電位，控制汽車發電機30經常在卸載狀態，以減少汽車引擎出力，達成節省燃油消耗，節能減碳的目的；綜上所述，本發明具有自動切換汽車發電機自動加載卸載功能，使該汽車發電機得以間歇性加載，節省引擎推動發電機的燃油消耗，適時將發電機卸載可避免主電瓶及輔助電瓶過度充電並可延長其壽命；且又設置有該輔助電瓶以達救援功能，若駕駛人下車忘記關燈或使用電器產器耗盡主電瓶電能時，能以該輔助電瓶發動汽車；此外，本發明利用太陽能供電，經控制後可節省燃油的消耗，減少對環境汙染；故本發明確實可達到節省燃油消耗、節約能源並達成節能減碳目的，且具有備援電力功能，不但增加汽車的可靠度與實用性外，而且可延長主電瓶壽命；以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上 實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種節能型汽車供電裝置，其特徵在於，所述的節能型汽車供電裝置包含有 一主電瓶，供車輛的啟動電機及汽車內電器配備的配電盤線路總成連接； 一汽車發電機，與所述主電瓶連接，並供汽車引擎連接，由運轉中汽車引擎帶動運轉而發電，以對所述主電瓶充電，且具有一加卸載切換端； 一發電機控制器，與所述汽車發電機的加卸載切換端及所述主電瓶連接，且預設有一高電壓臨界值及一低電壓臨界值；其中所述發電機控制器檢知所述主電瓶的電壓後，與高及低電壓臨界值比對，若大於所述高電壓臨界值時，控制所述汽車發電機的加卸載切換端，令汽車發電機卸載停止輸出電力；若小於所述低電壓臨界值時，控制所述汽車發電機的加卸載切換端，令汽車發電機加載輸出電力。
2.根據權利要求I所述的節能型汽車供電裝置，其特徵在於，所述的節能型汽車供電裝置進一步包含有 一控制開關，供汽車鑰匙開關連接，以檢知汽車鑰匙開關啟閉切換狀態，並於汽車鑰匙開關開啟後，自動切換為導通狀態；於汽車鑰匙開關關閉時，自動切換為關閉狀態； 至少一個輔助電瓶，所述輔助電瓶連接至所述汽車發電機，並通過所述控制開關供與啟動電機及配電盤線路總成連接。
3.根據權利要求2所述的節能型汽車供電裝置，其特徵在於，所述主電瓶及所述汽車發電機連接至一大功率二極體的陽極，且所述輔助電瓶連接至所述大功率二極體的陰極，使所述汽車發電機通過所述大功率二極體連接至所述輔助電瓶。
4.根據權利要求I所述的節能型汽車供電裝置，其特徵在於，所述的節能型汽車供電裝置進一步包含有 一太陽能充電組，所述太陽能充電組連接至所述主電瓶，且具有一太陽能光電板及一太陽能控制器。
5.根據權利要求2所述的節能型汽車供電裝置，其特徵在於，所述的節能型汽車供電裝置進一步包含有 二太陽能充電組，分別連接至所述主電瓶及所述輔助電瓶，且各太陽能充電組具有一太陽能光電板及一太陽能控制器。
6.根據權利要求3所述的節能型汽車供電裝置，其特徵在於，所述的節能型汽車供電裝置進一步包含有 二太陽能充電組，分別連接至所述主電瓶及所述輔助電瓶，且各太陽能充電組具有一太陽能光電板及一太陽能控制器。
7.根據權利要求5所述的節能型汽車供電裝置，其特徵在於，太陽能控制器為脈波寬度調變電路。
8.根據權利要求6所述的節能型汽車供電裝置，其特徵在於，太陽能控制器為脈波寬度調變電路。
9.根據權利要求I至8中任一權利要求所述的節能型汽車供電裝置，其特徵在於，所述發電機控制器包含有 一第一電壓檢測單兀，包含有一比較器、一電晶體及一繼電器；所述比較器反向輸入端連接主電瓶，正向輸入端連接至一產生低電壓臨界值的參考電壓，其輸出端連接至所述電晶體的基極，所述繼電器具有一激磁線圈及一切換開關，所述切換開關包含一共同端、一常開端及一常閉端；其中所述激磁線圈串接於電晶體與一直流電源之間，所述共同端連接至所述直流電源，而所述常閉端為空接；當所述比較器比較所述主電瓶電壓小於所述低電壓臨界值時，輸出高電位使電晶體導通，令繼電器激磁線圈通入電流而將切換開關的共同端自常閉端切換至常開端，而使所述第一電壓檢測單元輸出高電位；反之，當所述主電瓶電壓大於所述低電位臨界值時，所述繼電器的共同端仍維持與常閉端連接，而使所述第一電壓檢測單元輸出低電位； 一第二電壓檢測單兀，包含有一比較器、一電晶體及一繼電器；所述比較器正向輸入端連接主電瓶，反向輸入端連接至一產生高電壓臨界值的參考電壓，其輸出端連接至所述電晶體的基極，所述繼電器具有一激磁線圈及一切換開關，所述切換開關包含一共同端、一常開端及一常閉端；其中所述激磁線圈串接於電晶體與一直流電源之間，所述共同端連接至所述直流電源，而所述常閉端為空接；當所述比較器比較所述主電瓶電壓大於所述高電壓 臨界值時，輸出高電位使電晶體導通，令繼電器激磁線圈通入電流而將切換開關的共同端自常閉端切換至常開端，而使所述第二電壓檢測單元輸出高電位；反之，當所述主電瓶電壓小於所述高電位臨界值時，所述繼電器的共同端仍維持與常閉端連接，而使所述第二電壓檢測單元輸出低電位； 一邏輯電路，連接至所述第一電壓檢測單元的繼電器的切換開關的常開端，及所述第二電壓檢測單元的繼電器的切換開關的常開端，並於所述第一電壓檢測單元輸出高電位時，切換輸出高電位；而於所述第二電壓檢測單兀輸出高電位時，切換輸出低電位； 一控制單元，包含有一電晶體及一繼電器，所述電晶體的基極連接至所述邏輯電路的輸出端，且所述繼電器具有一激磁線圈及一切換開關，所述切換開關包含一共同端、一常開端及一常閉端；其中所述激磁線圈串接於電晶體與一直流電源之間，所述共同端連接至所述直流電源，而所述常閉端為空接，而所述常閉端連接至汽車發電機的加卸載切換端，當邏輯電路輸出高電位時，電晶體導通使激磁線圈輸入電流，令切換開關的共同端自常閉端切換至常開端，以將所述汽車發電機的加卸載切換端連接至所述直流電源，使所述汽車發電機加載；當邏輯電路輸出低電位，電晶體不導通而繼電器常開端不再與直流電源連接，使所述汽車發電機轉子線圈失去激磁電流而卸載。
10.根據權利要求9所述的節能型汽車供電裝置，其特徵在於，所述直流電源由所述主電瓶提供。
全文摘要
本發明提供一種節能型汽車供電裝置，包含一汽車發電機、一發電機控制器及一主電瓶；該發電機控制器檢知該主電瓶電壓高低狀態，當該主電瓶電壓在低的狀態時，該發電機控制器自動控制汽車發電機對主電瓶充電，當該主電瓶電力飽滿時，控制汽車發電機卸載，以節省燃油，避免主電瓶過度充電，增加電瓶壽命；本發明另裝置備援電力，當汽車使用者忘記關燈或未發動引擎過度使用車上電器設備耗盡主電瓶電力時，可由一輔助電瓶提供電力來發動車子；此外，本發明裝置一太陽能充電組連接主電瓶並對主電瓶充電，使該主電瓶保持電力飽滿狀態，利用太陽能供電以減少該汽車發電機供電時間，讓汽車發電機的卸載時間更長，減少引擎對發電機的推力，節省燃油消耗。
文檔編號H02J7/14GK102638091SQ20111003682
公開日2012年8月15日 申請日期2011年2月12日 優先權日2011年2月12日
發明者張永昌 申請人:張永昌