CN204750062U - 车辆电力控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆电力控制系统，用于控制供电单元对电力储存单元的电力输出，包含：控制单元，根据默认条件的满足与否产生对应的启闭讯号；及可控式电压调整器，设置在该供电单元的供电路径上，适用于调整该供电单元输出的电压，并根据该启闭讯号而能被致能或关闭，进而控制该供电单元对该电力储存单元的电力输出。据此，本实用新型利用能依实际状况(满足或不满足该预设条件)而被致能或关闭的可受控制的可控式电压调整器，在电压调整阶段就进行能源的管控，进而可完全关闭供电单元的运作而可提供一种低油耗的车辆电力控制系统。

Description

车辆电力控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种车辆电力控制系统；更具体的涉及具有可控式电压调整器的车辆电力控制系统。

背景技术

现有的车辆(例如汽机车)上一般配置有点火装置、启动装置、灯光装置、仪表装置等电装品(ElectricalParts)，一般来说，这些电装品所需要的电力多半由供电单元(例如发电机)及电力储存单元(电瓶)来提供。近年来，随着车用电子科技不断发展，车辆上的电装品日渐增加，使车辆整体的用电量也跟着提高，因此在传统的电力管理方式下，开始面临新的问题。

举例来说，如图1所示，为现有车辆电力管理系统的示意图，现有的车辆上配置有供电单元(例如发电机)11、至少一个负载12(例如上述的各类电装品)及电力储存单元(例如电瓶)13，由于车辆的供电单元(发电机)11是以定电压输出，当负载12的数量增加(例如车辆上并联更多电装品)时，所需电流将会增加，致使整体用电功率需求将会提高，此时，引擎每次转动所必须负担的阻力会被提高，才能使供电单元(例如发电机)11配合着制造更多电力，但也这意味着将耗费更多油料也容易导致能源多余的浪费，举例来说，若电力储存单元(例如电瓶)13此时刚好处于电力充足的状态，但现有技术却不能让电力储存单元(电瓶)13暂时进行电力供应，而仍然使供电单元持续运作着电力的产出程序，进而持续维持对引擎的负担，虽然此时的电力储存单元(电瓶)13可几乎处于饱满的状态，但供电单元的持续产出就造成能源的浪费，也增加油耗量。

此外，若使用者改变车辆上电装品而使得总需求电量增加时，现有技术下，引擎所负担的阻力也会自动不断调变(其效果类似于使用者在市区驾驶时不断加减速)，将导致油耗变差，而造成能源的浪费。

现有技术往往只是加装耦接在该电力储存单元(电瓶)13之前的过载保护单元80，该过载保护单元80会自动在该电力储存单元(电瓶)13电量充至满载临界时断开充电路径，也就是说，当该电力储存单元(电瓶)13充至满载临界时，随即断开充电路径，但一旦断开，该电力储存单元(电瓶)13立刻又被负载消耗到低于满载临界，此时即又导通充电路径，这样极短时间内的间断式不断地汲取供电单元(发电机)11所供应电力的方式，并无法使能源被有效利用，更无法节省油料。因此，有必要改善现有车辆电力管理系统的的缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于利用可受控制的电压调整器(又称电压调节器、稳压器)，其可根据实际状况而被致能或关闭，进而完全关闭供电单元的运作而可提供一种低油耗的车辆电力控制系统。

本实用新型的另一目的在于即便使用者改变车辆上电装品而使得总需求电量增加时，本实用新型的车辆电力控制系统仍可改善现有技术下因加大发电量而造成油耗变差的情形。

为达上述目的及其他目的，本实用新型提供一种车辆电力控制系统，用于控制以引擎动力作为发电源的供电单元对电力储存单元的电力输出，包含：控制单元，根据默认条件的满足与否产生对应的启闭讯号；及可控式电压调整器，设置在该供电单元的供电路径上，适用于调整该供电单元输出的电压，并根据该启闭讯号而被致能或关闭，进而控制该供电单元是否进行电力输出，其中该预设条件包括该电力储存单元的的电量阈值、与该供电单元连接的至少一个负载的电压阈值、该引擎的转速阈值、该引擎的温度阈值、该供电单元的温度阈值中至少一种。

在上述的车辆电力控制系统中，更包含感测单元，用来收集包括该供电单元、连接该供电单元的至少一个负载、及分别连接该供电单元与该负载的电力储存单元中至少一个的对应该默认条件的数据，该控制单元连接该感测单元，用以提供对应该默认条件的检测数据到该控制单元。

在上述的车辆电力控制系统中，当该可控式电压调整器根据该启闭讯号而关闭时，该供电单元即停止对该电力储存单元输出电力。

在上述的车辆电力控制系统中，该供电单元为飞轮发电机。

在上述的车辆电力控制系统中，该负载至少一个为车辆上的电装品。

在上述的车辆电力控制系统中，该电力储存单元为电瓶。

综上所述，本实用新型由能依实际状况(满足或不满足该预设条件)而致能或关闭的可受控制的可控式电压调整器，在电压调整阶段就进行能源的管控，进而可完全关闭供电单元的运作而可提供一种低油耗的车辆电力控制系统，此外，当用户不断改变车辆上电装品的所需的总电量时，本实用新型还可改善油耗变差的情形。

附图说明

图1为现有车辆电力管理系统的示意图。

图2为本实用新型一实施例的车辆电力控制系统的示意图。

主要部件附图标记：

10车辆电力控制系统

11供电单元

12负载

13电力储存单元

14控制单元

15可控式电压调整器

16感测单元

80过载保护单元

90电压调整器

S1启闭讯号

S2数据讯号

具体实施方式

为充分了解本实用新型的目的、特征及功效，兹由下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本实用新型做一详细说明，说明如后：

首先，请参照图2，本实用新型一实施例中的车辆电力控制系统10的示意图，如图2所示，该车辆电力控制系统10包含供电单元11、至少一个负载12、电力储存单元13、控制单元14、可控式电压调整器15及感测单元16。

在本实施例中，该供电单元11可为交流发电机、飞轮发电机(但不以此为限)或其他发电机，发电机通常装设于车辆引擎的前端。当该交流发电机开启时，该交流发电机内的磁感应组件会在引擎上产生一个磁阻的力道进而提高引擎所负担的阻力，透过引擎的带动运转来将部分机械能透过磁感应组件转换为电能，并由该交流发电机(该供电单元11)供电给该负载12和/或电力储存单元13，以满足该负载12及电力储存单元13的电力需求。更具体地说，该交流发电机可为设置在引擎的飞轮发电机，并由引擎转动的动能带动该飞轮发电机高速旋转，而完成机械能到电能的转换(亦即发电)。

该负载12可为车辆上的任何被供电的装置，举例来说，该负载12可为装置在车辆上的点火装置(例如引擎)、启动装置(例如启动马达)、灯光装置(例如车灯)、仪表装置(例如仪表板)等电装品，该负载的数量可为二个或二个以上，而且可用并联方式相互连接。

该电力储存单元13可为装置在车辆上的电瓶或其他电力储存装置，由该电力储存单元13及该供电单元11间的电力储存路径而在充电时储存该供电单元11所提供的电力，并可在放电时提供电力予该负载12中的至少一个使用。

该控制单元14可为电子控制单元(ECU,ElectronicControlUnit)或车辆控制单元(VCU,VehicleControlUnit)，利用至少一个传感器作为感测单元16，并由该供电单元11、该负载12、该电力储存单元13或车辆上其他装置所收集的检测数据(例如温度、电量、转速、电压等等)，判断该检测数据是否符合默认条件，以产生启闭讯号S1并将其传送至该可控式电压调整器15。其中，该默认条件包括该电力储存单元13的电量阈值、与该供电单元11连接的至少一个负载12的电压阈值、引擎(图中未示出)的转速阈值、引擎的温度阈值、该供电单元11的温度阈值中至少一种。

该可控式电压调整器15可设置在该供电单元11供应电力至该负载12、该电力储存单元13、或其他装置间的供电路径上，在另一实施例中亦可组设在该供电单元11中。因此，该控制单元14可透过该启闭讯号S1控制该可控式电压调整器15的致能或关闭，而进一步决定该供电单元11是否进行电力输出，亦即是否对引擎产生磁阻而增加引擎负担。

详细说明，当该启闭讯号为致能指令时，接收该致能指令的可控式电压调整器15被致能且使供电单元11运作来产出电力，让该供电单元11对该电力储存单元13供电；当该启闭讯号为关闭指令时，接收该关闭指令的可控式电压调整器15被关闭且使供电单元11停止运作，让该供电单元11停止对该电力储存单元13供电。

就功能层面而言，当该控制单元14主动关闭该可控式电压调整器15时，该供电单元11会随着发电的电力需求消失而关闭，进而使引擎运作时可选择性地负担发电额外所需的阻力。更具体地说，当供电单元11为飞轮发电机且因该可控式电压调整器15的关闭而关闭时，飞轮发电机的磁场线圈消磁，此时，引擎每次转动所需负担的额外阻力(即飞轮发电机的磁场线圈的磁力对引擎运作所造成的额外负担)减少，所需的额外油耗也随之减少。

进一步而言，本实用新型可透过该启闭讯号S1来开启或关闭该可控式电压调整器15，因此可选择开启或关闭的适当时机，来达到节省油耗或其他目的。为达到上述目的，可由该预设条件作为开启或关闭的选择的判定基础。

就该预设条件具体的设定与判断方式，以下再透过举例的方式做详细说明。

例如，当该供电单元11为交流发电机时，该感测单元16所收集的检测信息为该交流发电机的温度，该控制单元14接收包含有该交流发电机的温度数据的数据讯号S2，并判断该交流发电机的温度是否符合默认条件，以产生该启闭讯号S1。

亦即，当该预设条件设定为该交流发电机的温度低于摄氏100度时，若该感测单元16所收集的交流发电机的温度低于摄氏100度，则该控制单元14判断符合该默认条件，而控制该可控式电压调整器15为致能；反之，若感测单元16所收集的交流发电机的温度不低于摄氏100度，则该控制单元14判断不符合该预设条件，而控制该可控式电压调整器15为关闭。也就是说，此例中，根据该交流发电机的温度是否低于摄氏100度或其他默认值，来决定致能或关闭该可控式电压调整器15。此外，该温度亦可为引擎的温度而对引擎进行温度监控而执行上述的感测与判断机制。

在另一例中，当该电力储存单元13为电瓶时，该感测单元16所收集的操作信息可为该电瓶的电量状况，该控制单元14收集包含该电瓶的电量状况数据的数据讯号S2，并判断电瓶的电量状况是否符合预设条件，以产生该启闭讯号S1。

亦即，当该预设条件设定为电瓶的电量状况低于该电瓶的最大电力容量的70％时，若该感测单元16所收集的电瓶的电量状况低于或不低于该电瓶的最大电力容量的70％，则该控制单元14判断符合或不符合该预设条件，而透过产生该启闭讯号S1控制该可控式电压调整器15为致能或关闭。

虽然于上述的两个例子中，该感测单元16所收集的数据分别为该交流发电的温度及该电瓶的电量状况，并将预设条件分别设定成该交流发电机的温度为摄氏100度及该电瓶的电量状况为70％，以方便进行说明，但本领域具有通常知识者应该理解的是，该感测单元16所收集的数据的数量与种类、该预设条件的设定及设定的数值皆不限于这两个例子。

例如，在其他可能的例子中，该感测单元16所收集的检测信息亦可为包含该负载12的电压数据的数据讯号S2，来判断符合或不符合该预设条件，而透过产生该启闭讯号S1控制该可控式电压调整器15为致能或关闭。

例如，该感测单元16的传感器的数量可为二个，分别设置在该交流发电机及该电瓶中，同时，该预设条件可设定为满足该交流发电机的温度低于摄氏80度，且该电瓶的电量状况低于80％的条件时，可控式电压调整器由该启闭讯号致能该供电单元。上述判断机制在以复数条件作为联合判断的情况时，该预设条件的满足与否即是取决于是否同时符合这些复数条件。

也就是说，凡是根据本实用新型而进行该感测单元16的传感器的数量的简单调整、传感器的位置或所收集的检测数据的简单改变、及预设条件与设定数值的简单变化等等，都仍涵盖在本实用新型的范畴内。

此外，虽然在上述的例子中，该控制单元14皆由判断该操作数据是否符合该默认条件来产生该启闭讯号S1，但这并非意味该启闭讯号S1仅能由此方式产生。例如，该启闭讯号S1可由用户主动决定。

此外，当该可控式电压调整器15关闭时，若用户不断改变该负载12(车辆上电装品)的所需的总电量，则因这些电装品的电力由该电力储存单元13暂时提供，因此将不会如现有技术般导致引擎负担的额外阻力的大小不断来回变化，致使油耗变差。

综合上述，本实用新型由可受控制的电压调整器，其能依实际状况而被致能或关闭，进而提供一种低油耗的车辆电力控制系统。此外，当使用者不断改变车辆上电装品的所需的总电量时，可改善油耗变差的情形。

本实用新型在上文中已以较佳实施例揭露，然而本领域技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本实用新型，而不应解读为限制本实用新型的范围。应注意的是，凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本实用新型的范畴内。因此，本实用新型的保护范围当以权利要求所限定的内容为准。

Claims (6)

1.一种车辆电力控制系统，用于控制以引擎动力作为发电源的供电单元对电力储存单元的电力输出，其特征在于，包含：

控制单元，根据默认条件的满足与否产生对应的启闭讯号；及

可控式电压调整器，设置在该供电单元的供电路径上，适用于调整该供电单元输出的电压，并根据该启闭讯号而被致能或关闭，进而控制该供电单元是否进行电力输出，

其中该默认条件包括该电力储存单元的电量阈值、与该供电单元连接的至少一个负载的电压阈值、该引擎的转速阈值、该引擎的温度阈值、该供电单元的温度阈值中至少一种。

2.如权利要求1所述的车辆电力控制系统，其特征在于，还包含感测单元，用来收集该供电单元、连接该供电单元的至少一个负载、及分别连接该供电单元与该负载的电力储存单元中的至少一个的对应该默认条件的数据，该控制单元连接该感测单元，用以提供对应该默认条件的检测数据到该控制单元。

3.如权利要求1或2所述的车辆电力控制系统，其特征在于，当该可控式电压调整器根据该启闭讯号而关闭时，该供电单元停止对该电力储存单元输出电力。

4.如权利要求2所述的车辆电力控制系统，其特征在于，该供电单元为飞轮发电机。

5.如权利要求2所述的车辆电力控制系统，其特征在于，该负载至少一个为车辆上的电装品。

6.如权利要求2所述的车辆电力控制系统，其特征在于，该电力储存单元为电瓶。