CN104218629A - 电力供应系统及其中的电力变换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种电力供应系统及其中的电力变换方法。电力供应系统包含输入级转换电路、第一储能元件以及输出级转换电路，其中第一储能元件电性连接至输入级转换电路，而输出级转换电路电性连接至第一储能元件。输入级转换电路用以对第一储能元件进行充电，由第一储能元件储存一充电电能，输出级转换电路将充电电能转换为一输出电能以供电予一外部负载，其中输入级转换电路具有第一电功率，输出级转换电路具有第二电功率，第二电功率大于第一电功率。

Description

电力供应系统及其中的电力变换方法
技术领域
本发明是有关于一种电路结构及方法，且特别是有关于一种电力供应系统及其中的电力变换方法。
背景技术
随着石化能源的枯竭，国际油价逐渐上涨，民众驾驶汽机的花费日益增加。此外，在环保意识逐渐抬头的今日，汽机运行时所排放的废气亦为人所诟病。
因此，电动汽车应运而生，而随着电动汽车的发展，近来大功率电动巴士亦加入电动汽车的行列，电动汽车所需充电功率急遽增进。
为增进电动汽车的使用时间，一般而言，对电动汽车充电的时间较短，如此，需要提升充电功率才能在短时间内将电动汽车充满电力。
然而，若同时间有多部电动汽车需要进行充电，现有的电网无法承受如此巨大的输出功率，若要让现有的电网能够承受上述输出功率，则需要对整体电网进行重新改造，其改造所需的时间与费用十分庞大。
由此可见，上述现有的方式，显然仍存在不便与缺陷，而有待改进。为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来仍未发展出适当的解决方案。
发明内容
发明内容旨在提供本发明的简化摘要，以使阅读者对本发明具备基本的理解。此发明内容并非本发明的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。
本发明内容的一目的是在提供一种电力供应系统及其中的电力变换方法，借以改善先前技术所存在的问题。
为达上述目的，本发明内容的一技术方案是关于一种电力供应系统，其包含输入级转换电路、第一储能元件以及输出级转换电路。于结构上，第一储能元件电性连接至输入级转换电路，而输出级转换电路电性连接至第一储能元件。于操作上，输入级转换电路用以对第一储能元件进行充电，由第一储能元件储存充电电能，输出级转换电路将充电电能转换为输出电能以供电予外部负载，其中输入级转换电路具有第一电功率，输出级转换电路具有第二电功率，第二电功率大于第一电功率。
根据本发明一实施例，前述第一储能元件为一蓄电池或一超级电容。
根据本发明另一实施例，前述输入级转换电路对第一储能元件进行充电的时间为一第一时间，而输出级转换电路供电予外部负载的时间为一第二时间，其中第二时间小于第一时间。
根据本发明再一实施例，前述输出级转换电路间歇性地供电予外部负载。
根据本发明另一实施例，当输出级转换电路间歇性地供电予外部负载时，输入级转换电路停止对第一储能元件进行充电。
根据本发明又一实施例，电力供应系统还包括至少一辅助充电模块，通过该辅助充电模块及该输入级转换电路共同对第一储能元件进行充电。
根据本发明另一实施例，前述辅助充电模块包括太阳能发电模块、风力发电模块以及石化燃料发电模块的其中之一。
根据本发明再一实施例，前述第一储能元件包括第一端以及第二端，而输出级转换电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端。第一输入端电性连接至第一储能元件的第一端，第二输入端电性连接至第一储能元件的第二端，第一输出端电性连接至外部负载的一端，第二输出端电性连接至第一储能元件的第一端，而第一储能元件的第二端电性连接至外部负载的另一端。前述输出级转换电路的第二电功率小于外部负载所需功率。
根据本发明又一实施例，前述第一储能元件具有一第三电功率，通过输出级转换电路与第一储能元件共同对外部负载进行供电，外部负载所需功率等于该第三电功率。
根据本发明再一实施例，前述电力供应系统还包括第二储能元件，第二储能元件包括第一端以及第二端，而第一储能元件包括第一端以及第二端。前述输出级转换电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端以及第二输出端。第一输入端电性连接至第一储能元件的第一端，第二输入端电性连接至第一储能元件的第二端，第一输出端电性连接至外部负载的一端，第二输出端电性连接至第二储能元件的第一端，而第二储能元件的第二端电性连接至外部负载的另一端。前述输出级转换电路的第二电功率小于外部负载所需功率。
根据本发明另一实施例，前述第二储能元件具有一第四电功率，通过输出级转换电路的第二电功率与第二储能元件的第四电功率共同对外部负载进行供电。
根据本发明再一实施例，当该外部负载所需功率恒定时，前述输出级转换电路的第二电功率根据第二储能元件的第四电功率而相应地进行调整。
根据本发明另一实施例，前述第一储能元件与第二储能元件电性隔离。
根据本发明再一实施例，前述第一储能元件的第二端电性连接至第二储能元件的第一端。
为达上述目的，本发明内容的另一技术方案是关于一种电力供应系统中的电力变换方法，电力供应系统包括输入级转换电路、第一储能元件以及输出级转换电路。电力变换方法包含以下步骤：
通过一输入级转换电路对第一储能元件进行充电，而由第一储能元件储存充电电能，其中输入级转换电路具有第一电功率；以及
通过输出级转换电路将充电电能转换为输出电能以供电予外部负载，其中输出级转换电路具有第二电功率；
其中第二电功率大于第一电功率。
根据本发明一实施例，前述第一储能元件为一蓄电池或一超级电容。
根据本发明另一实施例，对第一储能元件进行充电的时间为一第一时间，而通过输出级转换电路供电予外部负载的时间为一第二时间，其中第二时间小于第一时间。
根据本发明再一实施例，通过输出级转换电路将充电电能转换为输出电能以供电予外部负载步骤包含：
通过输出级转换电路间歇性地供电予外部负载。
根据本发明又一实施例，前述电力变换方法还包括：
通过至少一辅助充电模块对第一储能元件进行充电。
根据本发明再一实施例，前述电力变换方法还包括：
第一储能元件电性串接至输出级转换电路的输出端；以及
通过输出级转换电路和第一储能元件共同对外部负载进行供电
其中该输出级转换电路的该第二电功率小于该外部负载所需功率。
因此，根据本发明的技术内容，本发明实施例通过提供一种电力供应系统及其中的电力变换方法，借以改善电动汽车充电时需要巨大的充电功率，而导致现有的电网无法负荷的问题。
在参阅下文实施方式后，本发明所属技术领域中具有通常知识者当可轻易了解本发明的基本精神及其他发明目的，以及本发明所采用的技术手段与实施态样。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1是绘示依照本发明一实施例的一种电力供应系统的示意图；
图2A是绘示依照本发明另一实施例的一种电力供应系统的示意图；
图2B是绘示依照本发明又一实施例的一种电力供应系统的示意图；
图2C是绘示依照本发明再一实施例的一种电力供应系统的示意图；
图3是绘示依照本发明一实施例的一种电力供应系统的部分电路示意图；
图4是绘示依照本发明另一实施例的一种电力供应系统的部分电路示意图；
图5是绘示依照本发明又一实施例的一种电力供应系统的部分电路示意图；
图6是绘示依照本发明再一实施例的一种电力供应系统中储能元件的充电功率示意图；
图7是绘示依照本发明又一实施例的一种电力供应系统中输出级转换电路供电予负载的供电功率示意图；
图8是绘示依照本发明一实施方式的一种电力供应系统中的电力变换方法流程图。
根据惯常的作业方式，图中各种特征与元件并未依比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本发明相关的具体特征与元件。此外，在不同附图间，以相同或相似的元件符号来指称相似的元件/部件。
具体实施方式
为了使本发明的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其他具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
除非本说明书另有定义，此处所用的科学与技术词汇的含义与本发明所属技术领域中具有通常知识者所理解与惯用的意义相同。此外，在不和上下文冲突的情形下，本说明书所用的单数名词涵盖该名词的复数型；而所用的复数名词时亦涵盖该名词的单数型。
另外，关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。
为解决先前技术所存在的问题，本发明提出一种创新的电力供应系统，此电力供应系统是绘示于图1。如图1所示，电力供应系统包含输入级转换电路110、第一储能元件120以及输出级转换电路130。
于结构上，第一储能元件120电性连接至输入级转换电路110，而输出级转换电路130电性连接至第一储能元件120。
于操作上，输入级转换电路110用以对第一储能元件120进行充电，由第一储能元件120储存充电电能。接着，输出级转换电路130将充电电能转换为输出电能以供电予外部负载600。其中输入级转换电路110具有第一电功率，输出级转换电路130具有第二电功率，第二电功率大于第一电功率。
于实现本发明时，输入级转换电路110可为交流对直流(AC/DC)转换电路，第一储能元件120可为蓄电池或超级电容，输出级转换电路130可为直流对直流(DC/DC)转换电路，充电电能可为第一储能元件120所储存的直流电。于操作上，AC/DC转换电路用以将来自电网500的三相交流电转换为直流电，而对蓄电池或超级电容进行充电。接着，DC/DC转换电路抽取蓄电池或超级电容所储存的直流电，并将前述直流电进行转换而输出一高功率直流电以供电予外部负载600。然本发明并不以此为限，本领域具有通常知识者当可选择性地采用适当的元件来实现本发明。
由此可知，即便电网500仅能提供固定的交流电，然而透过输入级转换电路110将交流电转换为直流电并储存于第一储能元件120中，输出级转换电路130即可将第一储能元件120所储存的充电电能转换为高功率的输出电能，以供电予外部负载600。如此一来，本发明所提出的电力供应系统可在不对电网500造成冲击的状况下，依然能够提供高功率的输出电能以供电予外部负载600。
在一实施例中，请看到图2A，其是绘示依照本发明另一实施例的一种电力供应系统的示意图。相较于图1，图2A中的电力供应系统还包含太阳能充电模块，通过太阳能充电模块与输入级转换电路110共同对第一储能元件120（包含电池背板142以及太阳能转换模块144）进行充电。
在另一实施例中，请看到图2B，其是绘示依照本发明另一实施例的一种电力供应系统的示意图。相较于图1，图2B中的电力供应系统还包含风力发电模块或石化燃料发电模块，通过风力发电模块或石化燃料发电模块及输入级转换电路110共同对第一储能元件120（包含输入源152以及AC/DC转换模块154）进行充电。
在任选的一实施例中，请看到图2C，其是绘示依照本发明另一实施例的一种电力供应系统的示意图。相较于图1，图2C中的电力供应系统还包含太阳能充电模块、风力发电模块及石化燃料发电模块，而能通过太阳能充电模块、风力发电模块及石化燃料发电模块的其中至少二者及输入级转换电路110共同对第一储能元件120进行充电。
在实现本发明时，若采用大功率的输出级转换电路130，除了成本较高外，输出级转换电路130的尺寸也会较大，因此，本发明更于电力供应系统中的第一储能元件120与输出级转换电路130之间，采用不同的配置方式，以降低输出级转换电路130的功率等级，前述配置方式绘示于图3中。
如图3所示，第一储能元件120包括第一端122以及第二端124，而输出级转换电路130包括第一输入端IN1、第二输入端IN2、第一输出端OUT1以及第二输出端OUT2。第一输入端IN1电性连接至第一储能元件120的第一端122，第二输入端IN2电性连接至第一储能元件120的第二端124。此外，第一输出端OUT1电性连接至外部负载600的一端，第二输出端OUT2电性连接至第一储能元件120的第一端122，而第一储能元件120的第二端124电性连接至外部负载600的另一端。
如此一来，输出级转换电路130的输出部分与第一储能元件120串接，因此，电力变换电路可同时透过输出级转换电路130与第一储能元件120来共同对负载600进行充电或供电，从而，输出级转换电路130的第二电功率不必等同于负载600所需功率，实际上，由于第一储能元件120提供了一部份电功率，输出级转换电路130的第二电功率小于负载600所需功率即可。因此，输出级转换电路130的功率等级得以降低，进而能降低输出级转换电路130的成本及尺寸。
详细而言，前述第一储能元件120具有第三电功率，由于第三电功率中的一部分功率作为输出级转换电路130的输入功率，另一部分功率与输出级转换电路130的输出功率一起对外部负载600进行供电，因此，该第一储能元件120的第三电功率等于外部负载600所需的供电功率。
同样地，为了降低输出级转换电路130的成本与尺寸，本发明更于电力供应系统中采用另一种不同的配置方式，以降低输出级转换电路130的功率等级，此处的配置方式绘示于图4中。
如图4所示，电力供应系统还包括第二储能元件160，第二储能元件160包括第一端162以及第二端164，而第一储能元件120包括第一端122以及第二端124。前述输出级转换电路130包括第一输入端IN1、第二输入端IN2、第一输出端OUT1以及第二输出端OUT2。第一输入IN1电性连接至第一储能元件120的第一端122，第二输入端IN2电性连接至第一储能元件120的第二端124，第一输出端OUT1电性连接至外部负载600的一端，第二输出端OUT2电性连接至第二储能元件160的第一端162，而第二储能元件160的第二端164电性连接至外部负载600的另一端。
如此一来，输出级转换电路130的输出部分与第二储能元件160串接，因此，电力变换电路可同时透过输出级转换电路130与第二储能元件160来共同对负载600进行充电，从而，输出级转换电路130的第二电功率不必等同于负载600所需功率，实际上，由于第二储能元件160提供了一部份电功率，输出级转换电路130的第二电功率小于负载600所需功率即可。因此，输出级转换电路130的功率等级得以降低，而能降低输出级转换电路130的成本及尺寸。
详细而言，前述第二储能元件160具有第四电功率，通过输出级转换电路130的第二电功率与第二储能元件160的第四电功率共同对外部负载600进行供电，输出级转换电路130不需独自提供外部负载600所需功率。亦即，第二储能元件160的第四电功率与输出级转换电路130的第二电功率之和等于该外部负载600所需功率。
图5是绘示依照本发明再一实施例的一种电力供应系统的部分电路示意图。相较于图4，图5所示的第一储能元件120的第二端124是电性连接至第二储能元件160的第一端126，亦即，第一储能元件120与第二储能元件160采用电性非隔离的方式。此外，请一并参照图4与图5，得以看出两者的差别在于图4的第一储能元件120与第二储能元件160电性隔离。
为使本发明的精神更易于理解，请参照图6与图7。图6是绘示依照本发明又一实施例的一种电力供应系统中储能元件的充电功率示意图。如图所示，于时间t1至t2间，输入级转换电路对储能元件(第一储能元件120或第二储能元件160)进行充电，其充电持续时间为T1。此外，于时间t2至t3间，输出级转换电路通过储能元件所对应的充电电能对外部负载进行供电，其供电持续时间为T2。由此，可以清楚地看出输出级转换电路130供电予外部负载600的第二时间T2小于输入级转换电路110对储能元件进行充电的持续时间T1，亦即，本发明的电力供应系统通过输出级转换电路130可缩短外部负载的充电时间。
此外，图7是绘示依照本发明又一实施例的一种电力供应系统中输出级转换电路供电予负载的供电功率示意图。如图所示，于时间t4至t5间以及时间t6至t7间，输出级转换电路130供电予负载600，其持续时间分别为T2。由本图得以看出输出级转换电路130是间歇性地供电予外部负载600。在一实施方式中，当输出级转换电路130间歇性地供电予外部负载600时，输入级转换电路110停止对第一储能元件120进行充电。
图8是绘示依照本发明另一实施方式的一种电力供应系统中的电力变换方法流程图，其中电力供应系统包括输入级转换电路、第一储能元件以及输出级转换电路。如图所示，电力变换方法800包含以下步骤：
步骤810：通过输入级转换电路对第一储能元件进行充电，而由第一储能元件储存充电电能，其中输入级转换电路具有第一电功率；以及
步骤820：通过输出级转换电路将充电电能转换为输出电能以供电予外部负载，其中输出级转换电路具有第二电功率；其中第二电功率大于第一电功率。
为使本发明实施例的电力供应系统中的电力变换方法更易于理解，请一并参照图1与图8，以例示性地阐释本发明实施例的精神。在步骤810中，对第一储能元件120进行充电的步骤可通过输入级转换电路110来实现。接着，请参照步骤820，通过输出级转换电路130将充电电能转换为输出电能以供电予外部负载600。
由此可知，即便电网500仅能提供固定的交流电，然而透过第一储能元件120来储存充电电能，即可通过输出级转换电路130将第一储能元件120所储存的充电电能转换为高功率的输出电能，以供电予外部负载600。如此一来，通过本发明所提出的电力供应系统中的电力变换方法800可在不对电网500造成冲击的状况下，依然能够提供高功率的输出电能以供电予外部负载600。
请继续参照图1与图8，在一实施例中，第一储能元件120可为一蓄电池或一超级电容。在另一实施例中，请一并看到图6，于时间t1至t2间，对储能元件(第一储能元件120)进行充电，其充电持续时间为T1。此外，于时间t2至t3间，通过输出级转换电路130供电予外部负载600，其供电持续时间为T2。由此，可以清楚地看出第二时间T2小于第一时间T1。此外，请一并看到图7，由图7可知电力变换方法800可通过输出级转换电路130间歇性地供电予外部负载600。
请继续参照图1与图8，在一实施例中，电力变换方法800还包括通过至少一辅助充电模块对第一储能元件120进行充电。
为了降低输出级转换电路130的成本与尺寸，本发明实施例的电力变换方法800还包含将第一储能元件120电性串接至输出级转换电路130的输出端，接着，通过该输出级转换电路130和该第一储能元件120共同对该外部负载600进行供电，其中该输出级转换电路130的该第二电功率小于该外部负载600所需功率。在本实施例中，第一储能元件120的输出功率为第三电功率，外部负载600所需功率等于第三电功率。
如此一来，输出级转换电路130仅需提供外部负载600所需功率中的部分功率，因此，输出级转换电路130的功率等级得以降低，而能降低输出级转换电路130的成本及尺寸。
同样地，为了降低输出级转换电路130的成本与尺寸，本发明实施例的电力变换方法800还包含将第二储能元件160电性串接至输出级转换电路130的输出端，接着，通过该输出级转换电路130和该第二储能元件160共同对该外部负载600进行供电。在本实施例中，第二储能元件160的输出功率为第四电功率，第二电功率与第二储能元件160的第四电功率的和为外部负载600所需功率。
如此一来，输出级转换电路130仅需提供外部负载600所需功率中的部分功率，因此，输出级转换电路130的功率等级得以降低，而能降低输出级转换电路130的成本及尺寸。
如上所述的电力供应系统中的电力变换方法800皆可由软件、硬件与/或固件来执行。举例来说，若以执行速度及精确性为首要考量，则基本上可选用硬件与/或固件为主；若以设计弹性为首要考量，则基本上可选用软件为主；或者，可同时采用软件、硬件及固件协同作业。应了解到，以上所举的这些例子并没有所谓孰优孰劣之分，亦并非用以限制本发明，熟悉此项技艺者当视当时需要弹性设计。
再者，所属技术领域中具有通常知识者当可明白，电力供应系统中的电力变换方法800中的各步骤依其执行的功能予以命名，仅是为了让本案的技术更加明显易懂，并非用以限定该等步骤。将各步骤予以整合成同一步骤或分拆成多个步骤，或者将任一步骤更换到另一步骤中执行，皆仍属于本发明的实施方式。
由上述本发明实施方式可知，应用本发明具有下列优点。本发明实施例通过提供一种电力供应系统及其中的电力变换方法800，借以改善电动汽车充电时需要巨大的充电功率，而导致现有的电网无法负荷的问题。
详细而言，通过本发明实施例的一种电力供应系统及其中的电力变换方法800，即便电网500仅能提供固定的交流电，然而透过输入级转换电路110将交流电转换为直流电并储存于第一储能元件120中，输出级转换电路130即可将第一储能元件120所储存的充电电能转换为高功率的输出电能，以供电予外部负载600。如此一来，本发明所提出的电力供应系统可在不对电网500造成冲击的状况下，依然能够提供高功率的输出电能以供电予外部负载600。
此外，由于输出级转换电路130的输出部分与第一储能元件120串接，因此，电力变换电路可同时透过输出级转换电路130与第一储能元件120来对负载600进行充电，从而，输出级转换电路130的功率等级得以降低，而能降低输出级转换电路130的成本及尺寸。
虽然上文实施方式中揭露了本发明的具体实施例，然其并非用以限定本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不悖离本发明的原理与精神的情形下，当可对其进行各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当以附随权利要求书所界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种电力供应系统，其特征在于，包括：
一输入级转换电路；
一第一储能元件，电性连接至该输入级转换电路，其中该输入级转换电路用以对该第一储能元件进行充电，而由该第一储能元件储存一充电电能；以及
一输出级转换电路，电性连接至该第一储能元件，该输出级转换电路将该充电电能转换为一输出电能以供电予一外部负载；
其中该输入级转换电路具有一第一电功率，该输出级转换电路具有一第二电功率，该第二电功率大于该第一电功率。
2.根据权利要求1所述的电力供应系统，其特征在于，该第一储能元件为一蓄电池或一超级电容。
3.根据权利要求1所述的电力供应系统，其特征在于，该输入级转换电路对该第一储能元件进行充电的时间为一第一时间，而该输出级转换电路供电予该外部负载的时间为一第二时间，其中该第二时间小于该第一时间。
4.根据权利要求1所述的电力供应系统，其特征在于，该输出级转换电路间歇性地供电予该外部负载。
5.根据权利要求4所述的电力供应系统，其特征在于，当该输出级转换电路间歇性地供电予该外部负载时，该输入级转换电路停止对该第一储能元件进行充电。
6.根据权利要求1所述的电力供应系统，其特征在于，该电力供应系统还包括至少一辅助充电模块，通过该辅助充电模块及该输入级转换电路共同对该第一储能元件进行充电。
7.根据权利要求6所述的电力供应系统，其特征在于，该辅助充电模块包括一太阳能发电模块、一风力发电模块以及一石化燃料发电模块的其中之一。
8.根据权利要求1所述的电力供应系统，其特征在于，该第一储能元件包括一第一端以及一第二端，而该输出级转换电路包括：
一第一输入端，电性连接至该第一储能元件的该第一端；
一第二输入端，电性连接至该第一储能元件的该第二端；
一第一输出端，电性连接至该外部负载的一端；以及
一第二输出端，电性连接至该第一储能元件的该第一端，其中该第一储能元件的该第二端电性连接至该外部负载的另一端；
其中该输出级转换电路的该第二电功率小于该外部负载所需功率。
9.根据权利要求8所述的电力供应系统，其特征在于，该第一储能元件具有一第三电功率，该第三电功率等于该外部负载的供电功率。
10.根据权利要求1所述的电力供应系统，其特征在于，该电力供应系统还包括一第二储能元件，该第二储能元件包括一第一端以及一第二端，而该第一储能元件包括一第一端以及一第二端，其中该输出级转换电路包括：
一第一输入端，电性连接至该第一储能元件的该第一端；
一第二输入端，电性连接至该第一储能元件的该第二端；
一第一输出端，电性连接至该外部负载的一端；以及
一第二输出端，电性连接至该第二储能元件的该第一端，其中该第二储能元件的该第二端电性连接至该外部负载的另一端；
其中该输出级转换电路的该第二电功率小于该外部负载所需功率。
11.根据权利要求10所述的电力供应系统，其特征在于，该第二储能元件具有一第四电功率，通过该输出级转换电路的该第二电功率与该第二储能元件的该第四电功率共同对该外部负载进行供电。
12.根据权利要求11所述的电力供应系统，其特征在于，当该外部负载所需功率恒定时，该输出级转换电路的该第二电功率根据该第二储能元件的该第四电功率而相应地进行调整。
13.根据权利要求10所述的电力供应系统，其特征在于，该第一储能元件与该第二储能元件电性隔离。
14.根据权利要求10所述的电力供应系统，其特征在于，该第一储能元件的该第二端电性连接至该第二储能元件的该第一端。
15.一种电力供应系统中的电力变换方法，其特征在于，该电力供应系统包括一输入级转换电路、一第一储能元件以及一输出级转换电路，其中该电力变换方法包括：
通过一输入级转换电路对一第一储能元件进行充电，而由该第一储能元件储存一充电电能，其中该输入级转换电路具有一第一电功率；以及
通过一输出级转换电路将该充电电能转换为一输出电能以供电予一外部负载，其中该输出级转换电路具有一第二电功率；
其中该第二电功率大于该第一电功率。
16.根据权利要求15所述的电力变换方法，其特征在于，该第一储能元件为一蓄电池或一超级电容。
17.根据权利要求15所述的电力变换方法，其特征在于，对该第一储能元件进行充电的时间为一第一时间，而通过该输出级转换电路供电予该外部负载的时间为一第二时间，其中该第二时间小于该第一时间。
18.根据权利要求15所述的电力变换方法，其特征在于，通过该输出级转换电路将该充电电能转换为该输出电能以供电予该外部负载步骤包含：
通过该输出级转换电路间歇性地供电予该外部负载。
19.根据权利要求15所述的电力变换方法，其特征在于，还包括：
通过至少一辅助充电模块对该第一储能元件进行充电。
20.根据权利要求15所述的电力变换方法，其特征在于，还包括：
将该第一储能元件电性串接至该输出级转换电路的输出端；以及
通过该输出级转换电路和该第一储能元件共同对该外部负载进行供电，其中该输出级转换电路的该第二电功率小于该外部负载所需功率。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6101108A (en) * 1997-06-06 2000-08-08 Technical Witts, Inc. Regulated input current, regulated output voltage power converter
CN101309017A (zh) * 2008-07-11 2008-11-19 中国科学院电工研究所 一种基于超级电容器蓄电池混合储能的风力发电、光伏发电互补供电系统
CN101401277A (zh) * 2006-03-15 2009-04-01 日本电气株式会社 充电设备和充电/放电设备
CN102088198A (zh) * 2009-12-04 2011-06-08 三星Sdi株式会社 能量存储系统
CN202042922U (zh) * 2011-05-09 2011-11-16 上海三玖电气设备有限公司 一种采用超级电容构成的快速充电系统
DE102010062362A1 (de) * 2010-12-02 2012-06-06 Siemens Aktiengesellschaft Schnellladestation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6101108A (en) * 1997-06-06 2000-08-08 Technical Witts, Inc. Regulated input current, regulated output voltage power converter
CN101401277A (zh) * 2006-03-15 2009-04-01 日本电气株式会社 充电设备和充电/放电设备
CN101309017A (zh) * 2008-07-11 2008-11-19 中国科学院电工研究所 一种基于超级电容器蓄电池混合储能的风力发电、光伏发电互补供电系统
CN102088198A (zh) * 2009-12-04 2011-06-08 三星Sdi株式会社 能量存储系统
DE102010062362A1 (de) * 2010-12-02 2012-06-06 Siemens Aktiengesellschaft Schnellladestation
CN202042922U (zh) * 2011-05-09 2011-11-16 上海三玖电气设备有限公司 一种采用超级电容构成的快速充电系统

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