CN101017987A - 车辆应急电源 - Google Patents

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CN101017987A CNA2007100001146A CN200710000114A CN101017987A CN 101017987 A CN101017987 A CN 101017987A CN A2007100001146 A CNA2007100001146 A CN A2007100001146A CN 200710000114 A CN200710000114 A CN 200710000114A CN 101017987 A CN101017987 A CN 101017987A
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Abstract

本发明提供了车辆应急电源。该车辆应急电源可在紧急情况下通过人力向车辆提供电力。所述应急电源包括手动发电机，其用来发电；充电电路，其用来控制从所述手动发电机接收到的电力，以将该电力转换为对电容器进行充电所需的电力；电容器单元，其设置有多个电容器，以将从所述充电电路施加的能量存储到所述多个电容器中；以及连接器，其用来将所述电容器单元连接到车辆电池。该应急电源无需任何复杂机械即可使用人力来产生应急电力，基本上无需维护其能量存储器即可永久地使用该应急电源。

Description

车辆应急电源
技术领域
本发明涉及车辆应急电源，更具体地涉及一种在紧急情况下可使用人力向车辆提供电力的车辆应急电源。
背景技术
通常，安装在车辆上的各种电子设备所消耗的电力是通过电池来提供的。在车辆运行的同时，通过连接到发动机的发电机可对该电池进行持续充电，因此基本上该电池可被永久使用。
然而，如果由于驾驶员的疏忽打开车辆的任何电子设备(例如，车内灯或指示灯)而不管电池，则电池可能完全放电，从而不能启动车辆。在这种情况中，用户一般使用外部线路将用尽的电池连接到另一车辆的电池(其为没有用尽的电池)，从而提供启动车辆需要的电力。因此，在没有另一车辆帮助的情况下，难以启动电池用尽的车辆。
为了解决这个问题，韩国专利公报No.10-2004-0029515公开了一种应急启动设备，当车辆的电池用尽时可以使用该设备。具体来说，参照图1，该应急启动设备通过利用驾驶员的手动操纵重复地操作离合器踏板2，使得油箱6中的油通过第二油路10移到液压泵18中。然后，液压发动机22通过液压泵18的抽吸操作而转动。另外，连接到液压发动机22的启动齿轮26将转动力传送给飞轮28。结果，通过利用飞轮28的转动力来驱动发动机从而启动车辆。该应急启动设备可在车辆的电池完全用尽时启动车辆。然而，为了使用液压泵强制运转飞轮，需要非常复杂的机械。
同时，韩国专利公报No.10-2005-004110公开了一种使用干电池的车辆应急启动电源。参照图2，应急启动电源50在壳体55内的干电池插槽(insert)56中插入有两个9V干电池54。另外，应急启动电源50包括用于串联连接这两个干电池的串联线52和从干电池54的未通过串联线52连接的电极引出的外部线51。
然而，用在应急启动电源50中的干电池54应具有很大的容量，才能驱动车辆的启动发动机。因此，问题在于，用在应急启动电源50中的干电池54体积很大，并需要持续的维护。
发明内容
本发明被设计用来解决现有技术的问题，因此，本发明的目的是提供一种设备，该设备可使用人力产生预定的电能，将产生的电能存储在超大电容器中，并在紧急情况下为车辆提供电力。
为了实现以上目的，本发明提供了一种连接到车辆电池的车辆应急电源，该应急电源包括：手动发电机，其用于发电；充电电路，其用来控制从所述手动发电机接收到的电力，以将该电力转换为对电容器进行充电所需要的电力；电容器单元，其设置有多个电容器，用于将从所述充电电路施加的能量存储到所述多个电容器中；以及连接器，其用来将所述电容器单元连接到车辆电池。
优选的是，电容器单元包括：平衡电路，其用来平衡所述多个电容器的充电电压；和输出电路，其用来将存储在所述多个电容器中的能量一起输出。
输出电路优选地包括用来防止反向连接的电路。
电容器单元还可以包括能够选择性地连接平衡电路和输出电路的切换装置。
优选的是，连接器是连接到车辆电池的点烟器(cigar jack)。
手动发电机可以是直流发电机或交流发电机。
附图说明
根据以下结合附图对实施例的描述，本发明的其他目的和方面将变得显见，附图中：
图1是示出了根据现有技术的应急启动设备的示意图；
图2是示出了根据现有技术的应急启动电源的剖面图；以及
图3是示出了根据本发明优选实施例的车辆应急电源的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细描述本发明的优选实施例。在进行描述之前，应该先了解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般的和字典中的意思，而应在允许发明者为了最佳地进行解释而适当地定义术语的原则的基础上，基于与本发明的技术方面相对应的意思和概念加以解释。因此，这里提及的描述仅仅是出于例示目的的优选示例，而非旨在限制发明的范围，所以应当理解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下，对本发明作出其他等同和修改。
图3是示出了根据本发明优选实施例的车辆应急电源的详细框图。参照图3，根据本实施例的车辆应急电源包括手动发电机100、充电电路200、电容器单元300以及连接器400。
手动发电机100具有普通的发电机结构，其包括外壳、安装在外壳中并在其中转动的磁体以及固定到外壳内侧以环绕磁体的发电线圈。磁体中央设置有转动轴，该转动轴的一端延伸并露出外壳以便由人力进行手动转动。为了手动转动，一转动手柄连接到延伸且露出的转动轴。
充电电路200将从手动发电机100施加的交变电流转换为对电容器进行充电所需的直流电流，然后将其施加给电容器单元300。
电容器单元300从充电电路200接收直流电流，然后将其存储为对车辆电池500进行充电所需的能量。
连接器400用于将电容器单元300的输出端子电连接到车辆电池500的输入端子。
优选的是，连接器400是通常设置在车辆上的点烟器，以防止由于电池端子与金属车体之间的接触而发生的任何短路。
在本实施例中，连接器400被示例性地解释为点烟器。然而，本发明并不限于此。因此，连接器400可以采用能够将电容器单元300的输出端子电连接到车辆电池500的端子的任何结构。
在下文中，将更详细地描述充电电路200和电容器单元300。
首先，充电电路200包括整流电路210、恒压/恒流电路220、控制电路230以及指示灯240。
整流电路210将从手动发电机100输入的交变电流转换为直流电流。另外，整流电路210将电流整流为一定电平的直流电流，然后将其输送到恒压/恒流电路220。
恒压/恒流电路220以恒压/恒流模式将充电电力提供给电容器单元300。也就是说，在电容器单元300的初始充电点，保持恒流模式，然后，如果电容器单元300的充电电压饱和，则切换到恒压模式。
控制电路230是一种微处理器，其监视充电电流和充电电压，然后据此来控制恒压/恒流电路220，从而适当地切换恒压模式和恒流模式。
另外，如果控制电路230在监视电容器单元300的充电电压的同时确定充电过程完成，则控制电路230打开指示灯240，随后告知用户电容器单元300被完全充电。
电容器单元300包括平衡电路310、多个电容器320以及输出电路330。
平衡电路310对分配给各个电容器320的充电电力进行平衡，以使从充电电路200输入的充电电力均匀地充入各个电容器320中。
电容器320接收充电电力并将其作为电能存储。优选的是，电容器320是能够存储大量充入能量的EDLC(双电层电容器)，但并不限于此。
输出电路330串联连接设置在多个电容器320上的电极，并通过一对电极(+、-)向外输送充入的电力。
在设置在输出电路330上的电极(+、-)反向连接到车辆电池的端子的情况下，存储在多个电容器320中的能量会被完全释放。因此，优选的是，输出电路330设置有能够防止反向连接的电路。
电容器320的充电和放电是通过电极对(+、-)来进行的。因此，电容器单元300优选地进一步包括能够选择性地连接平衡电路310和输出电路330的切换器(未示出)。该切换器通过利用控制电路230的操作来选择性地将电容器320的电极(+、-)连接到平衡电路310或连接到输出电路330。
在下文中，将参照以上组件来描述根据本发明实施例的车辆应急电源的操作。
首先，通过手动操纵而使手动发电机100工作以产生感生交变电流。
通过整流电路210将产生的感生交变电流转换为一定电平的直流电流，然后将其输出。通过恒压/恒流电路220将从整流电路210输出的直流电流施加到平衡电路310。此时，控制电路230以常规方式监视恒压/恒流电路220的输出电压和输出电流以控制驱动模式(恒压模式或恒流模式)。另外，控制电路230参照监视到的电压和电流值来检测电容器单元300的充电状态。然后，控制电路230通过指示灯等输出充电状态。
之后，平衡电路310考虑电容器320的充电状态来分配施加的充电电力，使得多个电容器320可相同地保持其充电电压。
如果所有的电容器320都完全充电并且由此使得从恒压/恒流电路220施加到平衡电路310的电流减小，则控制电路230检测到此情况，随后中断平衡电路310与电容器320之间的连接。然后，控制电路230将输出电路330连接到电容器320。
如果电池被完全放电，则连接器400连接到电池。然后，通过输出电路330将存储在多个电容器320中的充入能量施加给电池500。如果在这种状态下启动车辆，则启动发送机通过利用存储在电容器单元300中的能量来转动，因此启动了车辆。
在本发明的实施例中，交流发电机被示例性地解释为手动发电机100。鉴于这种考虑，充电电路200设置有用于将交变电流转换为直流电流的整流电路210。然而，也可以采用直流发电机作为交流发电机的另行选择。在这种情况下，可去除设置于充电电路200中的整流电路210。
已详细描述了本发明。然而，应当理解，表示本发明的优选实施例的详细描述和具体示例仅仅是通过例示的方式给出的，这是因为对于本领域技术人员来说，显然可以根据该详细描述在本发明的精神和范围内进行各种修改和变型。
工业适用性
根据本发明，通过采用手动发电机，无需任何复杂的机械，仅仅使用人力即可产生应急电力。
另外，因为能量存储在具有优异电能存储能力的EDLC(双电层电容器)中并从其使用能量，所以本发明的应急电源基本上无需任何其他能量存储器就可以永久地使用。
另外，因为采用小尺寸的EDLC作为能量存储器，所以可以实现重量轻的应急电源。

Claims (6)

1.一种连接到车辆电池的车辆应急电源，该车辆应急电源包括：
手动发电机，其用来发电；
充电电路，其用来控制从所述手动发电机接收到的电力，以将该电力转换为对电容器进行充电所需的电力；
电容器单元，其设置有多个电容器，以将从所述充电电路施加的能量存储到所述多个电容器中；以及
连接器，其用来将所述电容器单元连接到车辆电池。
2.根据权利要求1所述的车辆应急电源，其中，所述电容器单元包括：
平衡电路，其用来平衡所述多个电容器的充电电压；和
输出电路，其用来将存储在所述多个电容器中的能量一起输出。
3.根据权利要求2所述的车辆应急电源，
其中，所述输出电路包括用来防止反向连接的电路。
4.根据权利要求2所述的车辆应急电源，
其中，所述电容器单元还包括能够选择性地连接所述平衡电路和所述输出电路的切换装置。
5.根据权利要求1所述的车辆应急电源，
其中，所述连接器是连接到车辆电池的点烟器。
6.根据权利要求1所述的车辆应急电源，
其中，所述手动发电机是直流发电机或交流发电机。
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