CN102638091A

CN102638091A - 节能型汽车供电装置

Info

Publication number: CN102638091A
Application number: CN2011100368240A
Authority: CN
Inventors: 张永昌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-02-12
Filing date: 2011-02-12
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2031-02-12
Also published as: CN102638091B

Abstract

本发明提供一种节能型汽车供电装置，包含一汽车发电机、一发电机控制器及一主电瓶；该发电机控制器检知该主电瓶电压高低状态，当该主电瓶电压在低的状态时，该发电机控制器自动控制汽车发电机对主电瓶充电，当该主电瓶电力饱满时，控制汽车发电机卸载，以节省燃油，避免主电瓶过度充电，增加电瓶寿命；本发明另装置备援电力，当汽车使用者忘记关灯或未发动引擎过度使用车上电器设备耗尽主电瓶电力时，可由一辅助电瓶提供电力来发动车子；此外，本发明装置一太阳能充电组连接主电瓶并对主电瓶充电，使该主电瓶保持电力饱满状态，利用太阳能供电以减少该汽车发电机供电时间，让汽车发电机的卸载时间更长，减少引擎对发电机的推力，节省燃油消耗。

Description

节能型汽车供电装置

技术领域

本发明是关于一种汽车供电装置，尤指一种节能型汽车供电装置，能节省发电机耗费燃油。

背景技术

当今国际原油价钱节节升高，油价已成为开车族的负担，不仅如此，大量消耗燃油造成全球性环境污染亦逐渐浮上台面，渐渐受到社会大众的重视，因此，汽车相关产业更必须研究车辆与环境的调和性，减少燃油的消耗，然而，现今汽车产业为求销售佳绩，皆不断扩充其汽车内的电器配备，如数字电视、DVD播放器、液晶显示器、卫星导航、DC 12V TO AC110V电源转换器、雾灯等大量消耗电瓶储能，在汽车上大量用电会消耗更多的燃油。

请参阅图4，现有的汽车供电装置包含有一汽车发电机80及一电瓶81；其中该电瓶81供车辆的一启动电机及汽车内电器配备的配电盘线路总成90连接，以供应该启动电机发动及配电盘线路总成电力，而该汽车发电机80连接至该电瓶81，并由引擎带动发电以对该电瓶81充电。如此，当车辆于行进时，即可对该电瓶81持续充电而维持于电力饱满的状态；然而，由上述说明目前汽车供电装置设计可知，该电瓶81于充饱电力后，只要引擎持续运转，该汽车发电机80对该电瓶81则会过度充电，不仅使引擎为推动该汽车发电机而造成更多燃油浪费，而且使电瓶寿命变短，不甚理想。

再者，由于许多驾驶人常因下车忘记关闭电源，或在车上未发动引擎使用电器设备造成该电瓶81电力耗尽，无法发动车子，驾驶人必须搭接他人汽车电瓶来发动自己的车子，搭接电瓶容易因接错正负极或产生火花引起爆炸或电线走火等意外；基于上数种种缺陷，实有发明一套节能型汽车供电装置的必要。

发明内容

有鉴于上述现有汽车供电装置的技术缺陷，本发明的主要目的是提出一种节能型汽车供电装置；

欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该节能型汽车供电装置包含有：

一主电瓶，供车辆的启动电机及汽车内电器配备的配电盘线路总成连接；

一汽车发电机，与该主电瓶连接，并供汽车引擎连接，由运转中汽车引擎推动运转而发电，以对该主电瓶充电，且具有一加卸载切换端；

一发电机控制器，与该汽车发电机的加卸载切换端及该主电瓶连接，且预设有一高电压临界值及一低电压临界值；其中该发电机控制器检知该主电瓶的电压后，与高及低电压临界值比对，若大于该高电压临界值时，则控制该汽车发电机的加卸载切换端，令汽车发电机卸载停止输出电力；若小于该低电压临界值时，则控制该汽车发电机的加卸载切换端，令汽车发电机加载输出电力；

本发明是主要以发电机控制器检知该主电瓶的电压，并于检知该主电瓶电压大于该高电压临界值时，切换该汽车发电机卸载而停止供电；此时，该汽车发电机内部转子线圈的激磁电流被切断，使该汽车发电机的磁阻力为零，降低引擎推动该汽车发电机运转所需动力，进而节省燃油消耗，且亦可增长该主电瓶的使用寿命；

本发明另一目的是提供备援电力功能，避免驾驶人因下车忘记关掉电源而耗尽主电瓶储能，为达此一目的本发明节能型汽车供电装置进一步包含有：

一控制开关，供汽车钥匙开关连接，以检知汽车钥匙开关启闭切换状态，并依汽车钥匙开关启闭状态而自动启闭；

至少一个辅助电瓶，该(等)辅助电瓶连接至该汽车发电机，并通过该控制开关供与启动电机及配电盘线路总成连接；

上述该(等)辅助电瓶通过该控制开关连接至车辆的启动电机及配电盘线路总成，该控制开关检知汽车钥匙开关的启闭状态，并自动切换导通或断路，当驾驶人转动汽车钥匙开关于熄火(OFF)位置时，自动切换为断路，使该辅助电瓶不再对该启动电机及备电盘线路总成供电而保存电力，当驾驶人转动汽车钥匙开关而发动汽车的同时导通，该辅助电瓶即与主电瓶一起供电以启动该启动电机，除分担主电瓶供应该启动电机的启动电流外，并提供汽车的配电盘线路总成电力；再者，该辅助电瓶与该汽车发电机连接，故于平时亦可由该汽车发电机对该辅助电瓶充电，使其维持于电力饱满状态；

本发明另一目的是更进一步减少燃油的消耗；故令该节能型汽车供电装置进一步包含有一太阳能充电组，该太阳能充电组连接至该主电瓶；

本发明的太阳能充电组连接该主电瓶，使该主电瓶经常保持于电力饱满状态，利用太阳能供电以减少该汽车发电机供电时间，如此，让汽车发电机的卸载时间更长，减少引擎对发电机的推力，更能节省燃油消耗。

附图说明

图1为本发明的电路功能方块图。

图2为本发明发电机控制器的电路功能方块图。

图3为图2的详细电路图。

图4为现有的汽车供电装置的电路功能方块图。

具体实施方式

以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

请参阅图1，本发明节能型汽车供电装置包含有：

一主电瓶10，供车辆的启动电机及汽车内电器配备的配电盘线路总成连接；

至少一辅助电瓶20，于本实施例，以一辅助电瓶20为例；

一汽车发电机30，与该主电瓶10及该辅助电瓶20连接，并供汽车引擎连接，由运转中汽车引擎推动运转而发电，以对该主电瓶10及该辅助电瓶20充电，且具有一加卸载切换端；于本实施例，该主电瓶10及该汽车发电机30连接至一大功率二极管D1的阳极，且该辅助电瓶20连接至该大功率二极管D1的阴极，使该汽车发电机30通过该大功率二极管D1连接至该辅助电瓶20；

一发电机控制器40，与该汽车发电机30及该主电瓶10连接，且预设有一高电压临界值及一低电压临界值；其中该发电机控制器40检知该主电瓶10电压后，与高及低电压临界值比对，若大于该高电压临界值时，则控制该汽车发电机30的加卸载切换端，令汽车发电机30卸载停止输出电力；若小于该低电压临界值时，则控制该汽车发电机30的加卸载切换端，令汽车发电机30加载输出电力；

一控制开关50，连接该辅助电瓶20及车辆的启动电机及配线盘线路总成70之间，并供汽车钥匙开关连接，以检知汽车钥匙开关启闭切换状态，并依汽车钥匙开关启闭状态而自动启闭，于本实施例，检知该汽车钥匙开关关闭后，自动切换为断路，而该汽车钥匙开关开启后，自动切换为导通状态；

一太阳能充电组60，具有一太阳能光电板61及一太阳能控制器62，于本实施例，以一太阳能充电组60连接至该主电瓶10，并又额外增加一太阳能充电组60连接至该辅助电瓶20；又各太阳能充电组的太阳能控制器62为一脉宽度调变电路(Pulse Width Modulation；PWM)，以提高该太阳能光电板61的充电效率。

再请进一步参阅图2及图3，为本发明的发电机控制器40的电路功能方块图及电路图，其中该发电机控制器40包含有：

一第一电压检测单元41，包含有一比较器411、一继电器412及一晶体管Q1，该比较器411输出端连接至该晶体管Q1的基极，一第一电压检测单元，包含有一比较器、一晶体管及一继电器；于本实施例，该比较器411反向输入端连接主电瓶10，正向输入端连接至一产生低电压临界值的参考电压，其输出端连接至该晶体管Q1的基极，该继电器411具有一激磁线圈及一切换开关，该切换开关包含一共同端(Common)、一常开端(Normal Open)及一常闭端(Normal Close)；其中该激磁线圈串接于晶体管Q1与一直流电源之间，该共同端连接至该直流电源，而该常闭端为空接；当该比较器411比较该主电瓶10电压小于该低电压临界值时，输出高电位使晶体管Q1导通，令继电器412激磁线圈通入电流而将切换开关的共同端自常闭端切换至常开端，而使该第一电压检测单元41输出高电位；反之，当该主电瓶10电压大于该低电位临界值时，该继电器412的共同端仍维持与常闭端连接，而使该第一电压检测单元41输出低电位；

一第二电压检测单元42，包含有一比较器421、一晶体管Q2及一继电器422；该比较器412正向输入端连接主电瓶10，反向输入端连接至一产生高电压临界值的参考电压，其输出端连接至该晶体管Q2的基极，该继电器422具有一激磁线圈及一切换开关，该切换开关包含一共同端、一常开端及一常闭端；其中该激磁线圈串接于晶体管与一直流电源之间，该共同端连接至该直流电源，而该常闭端为空接；当该比较器421比较该主电瓶10电压大于该高电压临界值时，输出高电位使晶体管Q2导通，令继电器422激磁线圈通入电流而将切换开关的共同端自常闭端切换至常开端，而使该第二电压检测单元42输出高电位；反之，当该主电瓶10电压小于该高电位临界值时，该继电器422的共同端仍维持与常闭端连接，而使该第二电压检测单元42输出低电位；

一逻辑电路43，连接至该第一电压检测单元41的继电器412的切换开关的常开端，及该第二电压检测单元42的继电器422的切换开关的常开端，并于该第一电压检测单元41输出高电位时，切换输出高电位；而于该第二电压检测单元42输出高电位时，切换输出低电位；

一控制单元44，包含有一晶体管Q3及一继电器441，该晶体管Q3的基极连接至该逻辑电路43的输出端，且该继电器441具有一激磁线圈及一切换开关，该切换开关包含一共同端、一常开端及一常闭端；其中该激磁线圈串接于晶体管与一直流电源之间，该共同端连接至该直流电源，而该常闭端为空接，而该常闭端连接至汽车发电机30的加卸载切换端，当逻辑电路43输出高电位时，晶体管Q3导通使激磁线圈输入电流，令切换开关的共同端自常闭端切换至常开端，以将该汽车发电机30的加卸载切换端连接至该直流电源，使该汽车发电机加载供电；当逻辑电路43输出低电位，晶体管Q3不导通而常开端不再与直流电源连接，使该汽车发电机30内部转子线圈失去激磁电流而卸载。

又于本实施例，上述直流电源由该主电瓶10提供。

上述发电机控制器40于该主电瓶10电压小于低电压临界值时，由该第一电压检测单元41检知，并通过该逻辑电路43输出高电位，触发该控制单元44的晶体管Q3切换该继电器441输出高电位，进而使该汽车发电机30对该主电瓶10及该(等)辅助电瓶20充电；又，于该主电瓶10电压大于高电压临界值时，由该第二电压检测单元42检知，并通过该逻辑电路43输出低电位，触发该控制单元44的晶体管Q3切换该继电器441断路，进而切断该汽车发电机30内部转子线圈激磁电流，而使该汽车发电机30卸载；

再者，本发明的主电瓶10直接连接至汽车内的启动电机及配电盘线路总成70，而该辅助电瓶20通过该控制开关50连接至该启动电机及配电盘线路总成70；如此，该控制开关50于驾驶人关闭汽车钥匙开关时自动切换为断路，故，若驾驶人忘记关闭启动电机及配电盘线路总成70的电源时，仅由该主电瓶10提供电力，保留该(等)辅助电瓶20的电力，并于再次启动汽车时，该控制开关50自动切换为导通，若此时该主电瓶10电力已耗尽，则可由该(等)辅助电瓶20提供电力以启动该启动电机，避免造成因主电瓶10耗尽电力而无法启动汽车的窘境；再者，本发明是由该主电瓶10及该(等)辅助电瓶20分担该启动电机及配电盘线路总成所需的电力，实际启动车辆瞬间所需总电流为178安培，启动电机瞬间启动会使该主电瓶10电压自12.5V瞬间下降至9.2V，此时，因有该辅助电瓶20分担电流39安培，故使该主电瓶10负担减为139安培而能快速回升到正常电压12.5V；当汽车发动后，引擎处于怠速状态，此怠速约指引擎转速在800-900RPM左右，此时发电机尚未满载发电，若将大灯、冷气打开，将使汽车发电机30无法提供足够电力，汽车行车电脑侦测此状况后，将提升引擎转速使发电机供应稳定电力，提升转速即是浪费燃油；由于本发明加入有该(等)辅助电瓶20与主电瓶10共同输出电力，故可提供稳定电力，行车电脑侦测电力稳定则不提升转速，如此，避免提高引擎转速，进而节省燃油；

除此之外，本发明的太阳能充电组60是将太阳能转成电能并采用脉宽度调变电路(Pulse Width Modulation；PWM)高效率化对该主电瓶10及该(等)辅助电瓶20充电，使该主电瓶10及该(等)辅助电瓶20电力处于饱满状态，让该发电机控制器40检知该主电瓶10电压经常维持高电位，控制汽车发电机30经常在卸载状态，以减少汽车引擎出力，达成节省燃油消耗，节能减碳的目的；

综上所述，本发明具有自动切换汽车发电机自动加载卸载功能，使该汽车发电机得以间歇性加载，节省引擎推动发电机的燃油消耗，适时将发电机卸载可避免主电瓶及辅助电瓶过度充电并可延长其寿命；且又设置有该辅助电瓶以达救援功能，若驾驶人下车忘记关灯或使用电器产器耗尽主电瓶电能时，能以该辅助电瓶发动汽车；此外，本发明利用太阳能供电，经控制后可节省燃油的消耗，减少对环境污染；故本发明确实可达到节省燃油消耗、节约能源并达成节能减碳目的，且具有备援电力功能，不但增加汽车的可靠度与实用性外，而且可延长主电瓶寿命；

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种节能型汽车供电装置，其特征在于，所述的节能型汽车供电装置包含有：

一汽车发电机，与所述主电瓶连接，并供汽车引擎连接，由运转中汽车引擎带动运转而发电，以对所述主电瓶充电，且具有一加卸载切换端；

一发电机控制器，与所述汽车发电机的加卸载切换端及所述主电瓶连接，且预设有一高电压临界值及一低电压临界值；其中所述发电机控制器检知所述主电瓶的电压后，与高及低电压临界值比对，若大于所述高电压临界值时，控制所述汽车发电机的加卸载切换端，令汽车发电机卸载停止输出电力；若小于所述低电压临界值时，控制所述汽车发电机的加卸载切换端，令汽车发电机加载输出电力。

2.根据权利要求1所述的节能型汽车供电装置，其特征在于，所述的节能型汽车供电装置进一步包含有：

一控制开关，供汽车钥匙开关连接，以检知汽车钥匙开关启闭切换状态，并于汽车钥匙开关开启后，自动切换为导通状态；于汽车钥匙开关关闭时，自动切换为关闭状态；

至少一个辅助电瓶，所述辅助电瓶连接至所述汽车发电机，并通过所述控制开关供与启动电机及配电盘线路总成连接。

3.根据权利要求2所述的节能型汽车供电装置，其特征在于，所述主电瓶及所述汽车发电机连接至一大功率二极管的阳极，且所述辅助电瓶连接至所述大功率二极管的阴极，使所述汽车发电机通过所述大功率二极管连接至所述辅助电瓶。

4.根据权利要求1所述的节能型汽车供电装置，其特征在于，所述的节能型汽车供电装置进一步包含有：

一太阳能充电组，所述太阳能充电组连接至所述主电瓶，且具有一太阳能光电板及一太阳能控制器。

5.根据权利要求2所述的节能型汽车供电装置，其特征在于，所述的节能型汽车供电装置进一步包含有：

二太阳能充电组，分别连接至所述主电瓶及所述辅助电瓶，且各太阳能充电组具有一太阳能光电板及一太阳能控制器。

6.根据权利要求3所述的节能型汽车供电装置，其特征在于，所述的节能型汽车供电装置进一步包含有：

7.根据权利要求5所述的节能型汽车供电装置，其特征在于，太阳能控制器为脉波宽度调变电路。

8.根据权利要求6所述的节能型汽车供电装置，其特征在于，太阳能控制器为脉波宽度调变电路。

9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的节能型汽车供电装置，其特征在于，所述发电机控制器包含有：

一第一电压检测单元，包含有一比较器、一晶体管及一继电器；所述比较器反向输入端连接主电瓶，正向输入端连接至一产生低电压临界值的参考电压，其输出端连接至所述晶体管的基极，所述继电器具有一激磁线圈及一切换开关，所述切换开关包含一共同端、一常开端及一常闭端；其中所述激磁线圈串接于晶体管与一直流电源之间，所述共同端连接至所述直流电源，而所述常闭端为空接；当所述比较器比较所述主电瓶电压小于所述低电压临界值时，输出高电位使晶体管导通，令继电器激磁线圈通入电流而将切换开关的共同端自常闭端切换至常开端，而使所述第一电压检测单元输出高电位；反之，当所述主电瓶电压大于所述低电位临界值时，所述继电器的共同端仍维持与常闭端连接，而使所述第一电压检测单元输出低电位；

一第二电压检测单元，包含有一比较器、一晶体管及一继电器；所述比较器正向输入端连接主电瓶，反向输入端连接至一产生高电压临界值的参考电压，其输出端连接至所述晶体管的基极，所述继电器具有一激磁线圈及一切换开关，所述切换开关包含一共同端、一常开端及一常闭端；其中所述激磁线圈串接于晶体管与一直流电源之间，所述共同端连接至所述直流电源，而所述常闭端为空接；当所述比较器比较所述主电瓶电压大于所述高电压临界值时，输出高电位使晶体管导通，令继电器激磁线圈通入电流而将切换开关的共同端自常闭端切换至常开端，而使所述第二电压检测单元输出高电位；反之，当所述主电瓶电压小于所述高电位临界值时，所述继电器的共同端仍维持与常闭端连接，而使所述第二电压检测单元输出低电位；

一逻辑电路，连接至所述第一电压检测单元的继电器的切换开关的常开端，及所述第二电压检测单元的继电器的切换开关的常开端，并于所述第一电压检测单元输出高电位时，切换输出高电位；而于所述第二电压检测单元输出高电位时，切换输出低电位；

一控制单元，包含有一晶体管及一继电器，所述晶体管的基极连接至所述逻辑电路的输出端，且所述继电器具有一激磁线圈及一切换开关，所述切换开关包含一共同端、一常开端及一常闭端；其中所述激磁线圈串接于晶体管与一直流电源之间，所述共同端连接至所述直流电源，而所述常闭端为空接，而所述常闭端连接至汽车发电机的加卸载切换端，当逻辑电路输出高电位时，晶体管导通使激磁线圈输入电流，令切换开关的共同端自常闭端切换至常开端，以将所述汽车发电机的加卸载切换端连接至所述直流电源，使所述汽车发电机加载；当逻辑电路输出低电位，晶体管不导通而继电器常开端不再与直流电源连接，使所述汽车发电机转子线圈失去激磁电流而卸载。

10.根据权利要求9所述的节能型汽车供电装置，其特征在于，所述直流电源由所述主电瓶提供。