TWI720670B - 用於動力載具之智能化電源管理裝置及其方法 - Google Patents
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Abstract
一種智能化電源管理裝置,包含一控制模組、一電瓶偵測模組、一觸發元件、一第一升壓電路、一限流模組、一雙電層電容組件與一第一繼電器。控制模組與電瓶偵測模組用以偵測一動力載具之一電瓶之一電瓶電壓。觸發元件用以供使用者加以觸發而進入一緊急充電模式。第一升壓電路在緊急充電模式下接收電瓶電壓,進行升壓以形成一額定充電電壓。限流模組接收額定充電電壓並產生一充電限制電流。雙電層電容組件接收充電限制電流進行充電,並在第一繼電器導通時輸出一啟動電壓,藉以輔助動力載具在發動瞬間達到一點火要求電壓,進而完成點火而發動。
Description
本發明係有關於一種裝置及方法,尤其是指一種用於動力載具之智能化電源管理裝置及其方法。
機車與汽車為現代人常使用的交通工具,可以不用侷限於大眾運輸工具所能到達的地點,也不用花費昂貴的計程車車資。
機車、汽車、卡車等動力載具,大部分皆需要利用電瓶、發電機、火星塞等裝置進行點火以發動。然而,在電瓶電壓過低時或環境溫度過低時,都有可能造成發動困難的問題,而動力載具無法發動後也會衍生出後續其他問題,例如:拖吊、接送、維修等。因此,急需一種用以解決動力載具發動困難問題的裝置。
請參閱第一圖,第一圖係顯示先前技術中動力載具在電瓶電壓過低時發動的電壓圖。如圖所示,動力載具在電瓶電壓過低時發動的其中一種電壓變化情形。由圖式可以明顯看出,電瓶電壓一直在低於初始值
的附近振盪,表示無法很順利地發動動力載具。而在振盪的同時,除了在浪費電瓶本身的電瓶電壓外,也在浪費油。幸運的話,電瓶電壓有可能在振盪的某個瞬間達到點火要求電壓,進而完成點火而發動動力載具。然而,絕大多數的情形是電瓶電壓不斷振盪,但是一直無法到達點火要求電壓,直到電瓶電壓幾乎歸零。此時,駕駛再按壓發動鍵,動力載具也不會有任何反應。
有鑒於在先前技術中,動力載具發動困難及其衍生出的種種問題。本發明之一主要目的係提供一種智能化電源管理裝置及其方法用以解決先前技術中的至少一個問題。
本發明為解決先前技術之問題,所採用之必要技術手段為提供一種用於動力載具之智能化電源管理裝置,係電性連接一動力載具之一電瓶與一發電機,當動力載具切換至一通電狀態時,係產生一通電信號,智能化電源管理裝置包含一控制模組、一電瓶偵測模組、一觸發元件、一第一升壓電路、一限流模組、一雙電層電容組件與一第一繼電器。
控制模組,係用以在接收到通電信號時,產生一啟動信號。電瓶偵測模組,係電性連接控制模組,用以在接收到啟動信號時,偵測電瓶之一電瓶電壓之一電瓶電壓值,並藉由控制模組在判斷出電瓶電壓值低於一啟動閾值時,產生一電瓶警示信息。觸發元件,係用
以供一使用者在獲悉電瓶警示信息後,加以觸發以產生一升壓啟動信號而進入一緊急充電模式。第一升壓電路,係電性連接電瓶,用以在緊急充電模式時對電瓶電壓進行升壓以形成一額定充電電壓。限流模組,係電性連接第一升壓電路,用以在接收到額定充電電壓後產生一充電限制電流。
雙電層電容組件,係電性連接限流模組,接收充電限制電流進行充電以輸出一電容電壓,其中,電容電壓之一電容電壓值係大於等於啟動閾值。第二繼電器,係電性連接控制模組與雙電層電容組件,用以在接收到控制模組偵測到動力載具受操作地發動時所產生之一載具發動信號時導通,使雙電層電容組件輸出電容電壓,藉以輔助動力載具在發動的瞬間達到一點火要求電壓,以完成點火而發動。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使智能化電源管理裝置,更包含一第二繼電器,第二繼電器係電性連接第一升壓模組、限流模組與控制模組,用以受操作地導通,使限流模組在緊急充電模式下與電瓶電壓高於等於啟動閾值之一普通充電模式下分別接收額定充電電壓與電瓶電壓,並據以產生充電限制電流。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使智能化電源管理裝置中之控制模組,包含一計時單元與一控制單元。計時單元,係在偵測到通電信號時,計算一延遲時間。控制單元,係
電性連接計時單元,並在計時單元計算完延遲時間時,產生一導通第二繼電器之第一導通信號。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使智能化電源管理裝置,更包含一引擎偵測模組,引擎偵測模組係電性連接控制模組,用以偵測發電機,並在偵測出發電機處於一運轉狀態時,藉由控制模組使第一繼電器導通。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使智能化電源管理裝置,更包含一電容電壓偵測模組,電容電壓偵測模組係電性連接雙電層電容組件與控制模組,用以偵測雙電層電容組件之電容電壓。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使智能化電源管理裝置,更包含一電容電壓平衡模組,電容電壓平衡模組係電性連接雙電層電容組件與控制模組,用以受操作地平衡電容電壓。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使智能化電源管理裝置,更包含一電容溫度偵測模組,電容溫度偵測模組係用以偵測雙電層電容組件之一電容溫度,並在判斷出電容溫度高於一溫度上限值時,藉由控制模組斷開第一繼電器與第二繼電器,使雙電層電容組件不會接收充電限制電流進行充電也不會輸出電容電壓。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所
衍生之一附屬技術手段為使智能化電源管理裝置,更包含一顯示模組,顯示模組係電性連接控制模組,用以顯示電瓶警示信息。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使智能化電源管理裝置,更包含一操作介面,操作介面係電性連接控制模組,用以供使用者操作。
在上述必要技術手段的基礎下,本發明所衍生之一附屬技術手段為使智能化電源管理裝置,更包含一輸出介面,輸出介面係電性連接控制模組,用以輸出一電源資訊,其中,電源資訊包含電瓶電壓值、額定充電電壓與電容電壓中之至少一者。
在上述必要技術手段的基礎下,本創作所衍生之一附屬技術手段為使智能化電源管理裝置,更包含一固態開關,且固態開關係電性連接電瓶與控制模組。
本發明為解決先前技術之問題,所採用之必要技術手段為另外提供一種用於動力載具之智能化電源管理方法,並包含:(a)利用該控制模組,在接收到該通電信號時產生該啟動信號;(b)利用該電瓶偵測模組,偵測該電瓶電壓值,並在判斷出該電瓶電壓值低於該啟動閾值時,產生該電瓶警示信息;(c)利用該觸發元件,產生該升壓啟動信號而進入該緊急充電模式;(d)利用該第一升壓電路,對該電瓶電壓進行升壓以形成該額定充電電壓;(e)利用該限流模組,在接收該額定充電電壓後產生該充電限制電流;(f)利用該雙電層電容
組件,接收該充電限制電流進行充電以形成該啟動電壓;(g)利用該第一繼電器,導通該雙電層電容組件與該電瓶,使該雙電層電容組件輸出該啟動電壓。
本發明為解決先前技術之問題,所採用之必要技術手段為另外提供一種用於動力載具之智能化電源管理方法,並包含:(a)利用該計時單元,在該控制模組接收到該通電信號時,計算該延遲時間,利用第一升壓電路,接收電瓶電壓,並在普通充電模式下直接輸出電瓶電壓;(b)利用該控制單元,在該計時單元計算完該延遲時間時,產生該第一導通信號;(c)利用該第二繼電器,在接收該第一導通信號後導通該第一升壓模組與該限流模組;(d)利用該限流模組,在接收該電瓶電壓後產生該充電限制電流;(e)利用該雙電層電容組件,接收該充電限制電流進行充電以形成該啟動電壓;(f)利用該第一繼電器,導通該雙電層電容組件與該電瓶,使該雙電層電容組件輸出該啟動電壓。
承上所述,本發明所提供之用於動力載具之智能化電源管理裝置及其方法,利用雙電層電容組件提供的啟動電壓,藉以輔助動力載具在發動的瞬間到達點火要求電壓,進而完成點火而發動,用以解決先前技術中電瓶電壓過低而無法發動動力載具及其所衍生出的種種問題。
1‧‧‧智能化電源管理裝置
11‧‧‧控制模組
111‧‧‧計時單元
112‧‧‧控制單元
12‧‧‧電瓶偵測模組
13‧‧‧觸發元件
14‧‧‧第一升壓電路
15‧‧‧限流模組
16‧‧‧雙電層電容組件
161‧‧‧雙電層電容
17‧‧‧第一繼電器
18‧‧‧第二繼電器
19‧‧‧引擎偵測模組
21‧‧‧電容電壓偵測模組
211‧‧‧電壓偵測電路
22‧‧‧電容電壓平衡模組
221‧‧‧電壓平衡電路
23‧‧‧電容溫度偵測模組
24‧‧‧顯示模組
25‧‧‧操作介面
26‧‧‧輸出介面
27‧‧‧固態開關
3‧‧‧電瓶
4‧‧‧發電機
5‧‧‧引擎
第一圖係顯示先前技術中動力載具在電瓶電壓過低時發動的電壓圖;
第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能化電源管理裝置之方塊圖;
第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能化電源管理裝置之部分之方塊圖;
第四圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能化電源管理方法在緊急充電模式下之流程圖;
第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能化電源管理方法在普通充電模式下之流程圖;以及
第六圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能化電源管理裝置電性連結動力載具並在電瓶電壓過低時發動的電壓圖。
下面將結合示意圖對本發明的具體實施方式進行更詳細的描述。根據下列描述和申請專利範圍,本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是,圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比例,僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
請參閱第二圖至第五圖,其中,第二圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能化電源管理裝置之方塊圖;第三圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能化電源管理裝置之部分之方塊圖;第四圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能化電源管理方法在緊急充電模
式下之流程圖;以及,第五圖係顯示本發明較佳實施例所提供之智能化電源管理方法在普通充電模式下之流程圖。如圖所示,一種智能化電源管理裝置1,係用於一動力載具,並係電性連接動力載具之一電瓶3與一發電機4。
動力載具可為機車、汽車、卡車、貨車、柴油車等具有內燃引擎的載具。當動力載具切換至一通電狀態時,會產生一通電信號。實務上,通電狀態就是一駕駛將動力載具的鑰匙插入鑰匙孔,並且旋轉至「on」時的狀態。內燃引擎包含汽油引擎、煤油引擎、柴油引擎與瓦斯引擎。
智能化電源管理裝置1包含一控制模組11、一電瓶偵測模組12、一觸發元件13、一第一升壓電路14、一限流模組15、一雙電層電容組件16、一第一繼電器17、一第二繼電器18與一引擎偵測模組19。
控制模組11用以在接收到通電信號後,產生一啟動信號,即為步驟S101。電瓶偵測模組12電性連接控制模組11,並在接收到啟動信號時,偵測電瓶3的一電瓶電壓,且得知電瓶電壓的一電瓶電壓值。電瓶偵測模組12在判斷出電瓶電壓值低於一啟動閾值時,產生一電瓶警示信息,即為步驟S102。其中,啟動閾值與動力載具是否可以點火發動有關,而當電瓶電壓值低於啟動閾值時,就表示電瓶電壓過低。
以動力載具中具有一個火星塞舉例說明,火星塞會具有一個火星塞要求電壓,當電瓶電壓超過火星塞要求電壓時,火星塞才可以點火以發動動力載
具;當電瓶電壓低於火星塞要求電壓時,火星塞便無法點火,動力載具便無法發動。火星塞要求電壓也可以視為是動力載具的點火要求電壓,因為在柴油車中,並不具備火星塞,但是柴油車仍需到達一個點火要求電壓才可以完成點火而發動。
觸發元件13電性連接控制模組11,用以在一使用者獲悉電瓶警示信息後,加以觸發而產生一升壓啟動信號,即為步驟S103。同時,智能化電源管理裝置1便進入一緊急充電模式。觸發元件13可為一按鈕、一拉柄、一推桿等可以供使用者觸發的元件。觸發元件13也可以是行動裝置上的觸控螢幕,供使用者遠端觸發。
第一升壓電路14電性連接電瓶3,用以在緊急充電模式下,接收電瓶電壓並對電瓶電壓進行升壓後,產生一額定充電電壓,即為步驟S104。因為電瓶電壓過低,可能無法發動動力載具也無法對雙電層電容組件16進行充電,故在緊急充電模式下,將過低的電瓶電壓升壓成額定充電電壓。第一升壓電路14可包含不同匝數的線圈,利用線圈的匝數比進行升壓,也可為包含半導體元件與儲能元件等電路的升壓變換器。
限流模組15電性連接第一升壓電路14,用以在接收到額定充電電壓後,產生一充電限制電流,即為步驟S105。雙電層電容組件16電性連接限流模組15,接收充電限制電流進行充電,藉以提升雙電層電容組件16的一電容電壓,即步驟S106與S205,並將雙電層電容組件16的電容電壓提升至一大於等於啟動閾值的一啟動
電壓。
更詳細的說明,限流模組15的功效在於限制對雙電層電容組件16充電的電流,避免電流忽大忽小造成對雙電層電容組件16損壞。尤其在雙電層電容組件16初始電壓為0的情況下,充電的電流值不能過高。因此,不論限流模組15接收到的電壓的電壓值大小,都會產生固定的充電限制電流以對雙電層電容組件16進行穩定的充電,也可避免損壞雙電層電容組件16,進而延長雙電層電容組件16的壽命。
第一繼電器17電性連接控制模組11與雙電層電容組件16,用以受操作地導通。更詳細的說明,當控制模組11偵測到動力載具被發動的瞬間,會產生一載具發動信號。第一繼電器17接收到載具發動信號時,便會導通,使得雙電層電容組件16可以輸出啟動電壓。而雙電層電容組件16所輸出的啟動電壓得以輔助動力載具,使得動力載具在發動的瞬間達到點火要求電壓,進而完成點火而發動,即步驟S107與步驟S206。
因此,本發明所提供之智能化電源管理裝置1,可以在電瓶電壓過低時,利用過低的電瓶電壓額外提供啟動電壓,使得動力載具在電瓶電壓過低的情況下,仍然可以點火發動。
當電瓶電壓高於等於啟動閾值,且觸發元件13並未被觸發時,智能化電源管理裝置1處於一普通充電模式。在普通充電模式下,第一升壓電路14接收電瓶電壓後,會直接輸出電瓶電壓,而不會對電瓶電壓進行
升壓。限流模組15會直接接收電瓶電壓,並產生上述充電限制電流,進而對雙電層電容組件16進行充電,即步驟S204。
較佳者,智能化電源管理裝置1利用第二繼電器18電性連接第一升壓電路14與限流模組15,且為了避免在電性連接電瓶3的瞬間電路導通產生火花,造成使用者的危險,控制模組11更包含一計時單元111與一控制單元112。
計時單元111會在偵測到通電信號時,計算一延遲時間,延遲時間可為30秒、40秒或是其他足夠使用者安裝智能化電源管理裝置1的時間,即步驟S201。控制單元112電性連接計時單元111,並且會在普通充電模式下,且計時單元111計算完延遲時間時,產生一第一導通信號,即步驟S202。
第二繼電器18接收到第一導通信號後才導通,即步驟S203,限流模組15才得以藉由第二繼電器18接收第一升壓電路14輸出的電瓶電壓,即步驟S204。而在第二繼電器18接收到第一導通信號之前,整個電路為斷路,不會有電流通過,故不會產生火花。較佳者,智能化電源管理裝置1更包含一固態開關27。固態開關27電性連接控制模組11,並跨接於第一繼電器17,具有高度隔離的功效,使得第一繼電器17導通的瞬間也不會產生火花,達到確保安全的功效。
此外,本發明所提供之智能化電源管理裝置1是利用導線電性連接電瓶3,故不須改裝動力載具或
是破壞原廠線路設置,只需簡單步驟即可安裝於動力載具上。
引擎偵測模組19電性連接控制模組11,用以偵測一電性連接發電機4的引擎5。當偵測到引擎5處於一運轉狀態時,藉由控制模組11控制第一繼電器17導通,使得雙電層電容組件16電性連接電瓶3與發電機4。
當引擎5處於運轉狀態時,表示動力載具已完成發動,可能在移動,也可能是靜止怠速。此時,發電機4便會同時對雙電層電容組件16與電瓶3進行充電,而不再是由電瓶3對雙電層電容組件16進行充電。而動力載具上的電力則由雙電層電容組件16提供。雙電層電容組件16在動力載具發動的瞬間,會與電瓶3一起提供電壓;在動力載具發動後,雙電層電容組件16會並聯發電機4提供電壓。因此,本發明所提供之智能化電源管理裝置1,可以減少原有電瓶3的負擔,進而延長電瓶3與的壽命。此外,發電機4也不用提供整個動力載具的電力,只需提供對雙電層電容組件16充電的電力即可,故發電機4的壽命也可以被延長。
而當引擎5處於一停止狀態,控制模組11便不會導通第一繼電器17,藉此避免雙電層電容組件16在無關緊要的狀況下一直提供電容電壓,以保存電容電壓在需要的狀況下得以提供給動力載具。一般來說,引擎5處於運轉狀態時,發電機4也會隨之運轉;引擎5處於停止狀態時,發電機4也會隨之停止,但是,目前已有部分動力載具在引擎5處於運轉狀態時會關閉發電機4,故
智能化電源管理裝置1直接偵測引擎5的狀態,可以避免誤判的可能發生。
不論智能化電源管理裝置1處於緊急充電模式還是普通充電模式,第一升壓電路14都會接收電瓶3的電瓶電壓。只是在緊急充電模式下時,第一升壓電路14會將電瓶電壓升壓以形成額定充電電壓;在普通充電模式下,第一升壓電路14便不會對電瓶電壓升壓,而是直接輸出電瓶電壓。限流模組15在緊急充電模式下會接收額定充電電壓,在普通充電模式下則會接收電瓶電壓,但是不論哪種模式,限流模組15都會依據接收到的額定充電電壓或電瓶電壓而產生充電限制電流。
在本實施例中,智能化電源管理裝置1更包含一電容電壓偵測模組21、一電容電壓平衡模組22、一電容溫度偵測模組23、一顯示模組24、一操作介面25與一輸出介面26。而雙電層電容組件16包含複數個雙電層電容161,在本實施例中為六個雙電層電容161,且每個雙電層電容161的電容電壓的最大值為2伏特。
電容電壓偵測模組21電性連接雙電層電容組件16與控制模組11,用以偵測雙電層電容組件16的電容電壓。當電容電壓偵測模組21偵測到電容電壓達到上限時,也就是雙電層電容組件16已經充電完成,便會藉由控制模組11斷開第二繼電器18,使得電瓶3不會再對雙電層電容組件16進行充電。電容電壓偵測模組21包含複數個對應雙電層電容161的電壓偵測電路211。每個電壓偵測電路211係偵測每個雙電層電容161的電容電壓。
電壓偵測電路211可為光電耦合電路,藉以將光訊號與電訊號分離。
電容電壓平衡模組22電性連接雙電層電容組件16與控制模組11,並包含複數個對應雙電層電容161的電壓平衡電路221。當控制模組11判斷出雙電層電容161中至少有兩者的電容電壓不同時,便藉由電壓平衡電路221去平衡每個雙電層電容161的電容電壓。電壓平衡電路221可為至少包含一電晶體的電路。
電容溫度偵測模組23電性連接控制模組11,用以偵測雙電層電容組件16之一電容溫度,並在判斷出電容溫度高於一溫度上限值時,藉由控制模組11斷開第二繼電器18與第一繼電器17。此時,表示雙電層電容組件16的溫度異常,繼續運作可能會有風險。因此,控制模組11便會斷開第二繼電器18與第一繼電器17,進而使得雙電層電容組件16不會接收到充電限制電流而進行充電,也不會提供啟動電壓而放電,藉以降低發生危險的可能。
顯示模組24、操作介面25與輸出介面26皆電性連接控制模組11。顯示模組24可以用來顯示電瓶警示信息,也可以用以顯示上述所出現過的電壓值、電流值、緊急充電模式與普通充電模式等資訊。操作介面25用以供使用者進行操作,觸發元件13便可設置於操作介面25上。輸出介面26則是用以輸出一電源資訊,其中,電源資訊至少包含電瓶電壓值、額定充電電壓、電容電壓、啟動電壓或上述所出現過的資料數據。輸出介面26
可以通信連接一電腦、一手機或一雲端資料庫等。
本發明較佳實施例所另外提供之一種智能化電源管理方法,利用如第一圖所示之智能化電源管理裝置1加以實施,並在緊急充電模式下,包含以下步驟S101至S107。
步驟S101:利用控制模組,在接收到通電信號時產生啟動信號。
步驟S102:利用電瓶偵測模組,偵測電瓶電壓值,並在判斷出電瓶電壓值低於啟動閾值時,產生電瓶警示信息。
步驟S103:利用觸發元件,產生升壓啟動信號而進入緊急充電模式。
步驟S104:利用第一升壓電路,對電瓶電壓進行升壓以形成額定充電電壓。
步驟S105:利用限流模組,在接收額定充電電壓後產生充電限制電流。
步驟S106:利用雙電層電容組件,接收充電限制電流進行充電以形成啟動電壓。
步驟S107:利用第一繼電器,導通雙電層電容組件與電瓶,使雙電層電容組件輸出啟動電壓。
並在普通充電模式下,包含以下步驟S201至S206。
步驟S201:利用計時單元,在控制模組接收到通電信號時,計算延遲時間,利用第一升壓電路,接收電瓶電壓,並在普通充電模式下直接輸出電瓶電壓。
步驟S202:利用控制單元,在計時單元計算完延遲時間時,產生第一導通信號。
步驟S203:利用第二繼電器,在接收第一導通信號後導通第一升壓模組與限流模組。
步驟S204:利用限流模組,在接收電瓶電壓後產生充電限制電流。
步驟S205:利用雙電層電容組件,接收充電限制電流進行充電以形成啟動電壓。
步驟S206:利用第一繼電器,導通雙電層電容組件與電瓶,使雙電層電容組件輸出啟動電壓。
各個步驟皆於上述相關段落內容中提及,故不予以贅述。
最後,請參閱第六圖,第六圖係顯示本創作較佳實施例所提供之智能化電源管理裝置電性連結動力載具並在電瓶電壓過低時發動的電壓圖。智能化電源管理裝置1在電瓶電壓過低的情況下電性連接動力載具,發動的瞬間電瓶電壓的電壓圖如圖所示。
從圖示可以明顯看出,相較於先前技術,電瓶電壓可以有效的提升,使得動力載具在電瓶電壓過低時,輔助動力載具在發動的順間達到點火要求電壓,進而完成點火而發動。
此外,因為雙電層電容組件16的特性,除了在緊急充電模式時可以有效提升動力載具過低的電瓶電壓而完成點火發動外,在普通充電模式下也具有多項功效。
雙電層電容組件16具有高達1000W/kg的功率密度、高達至少50萬次的充放電循環週期、低於1分鐘的充電時間與擁有攝氏溫度-40度至70度的正常工作溫度範圍等特性。
因此,雙電層電容組件16在低溫時也可正常運作,解決部分動力載具在低溫難以發動的問題。雙電層電容組件16快速充放電、提供瞬間大電流的特性,可以提供發電機4啟動瞬間所需的大電流,提高啟動性能,縮短啟動時間,並且降低瞬間的大電流對於電瓶造成的傷害。雙電層電容組件16的容量極大可達,15F/20F以上,可以在動力載具發動後有效地抑制與穩定發電機4回沖的脈衝電壓與電流,藉以提供穩定的電壓給動力載具上的電子裝置。此外,雙電層電容組件16可以提供瞬間的大電流,可以讓供油、點火、發動、排檔、油門反應都更為順暢且直接,也可以使得動力載具的油耗更為理想。
綜上所述,本發明所提供之用於動力載具之智能化電源管理裝置及其方法,可以在動力載具的電瓶電壓過低而不足以發動時,利用過低的電瓶電壓產生啟動電壓,藉以輔助動力載具之火星塞在發動的瞬間達到火星塞要求電壓,進而完成點火並發動動力載具。也可在溫度過低時,輔助發動動力載具。此外,在電瓶電壓正常時,也可直接藉由電瓶電壓對雙電層電容組件充電,並在發動的瞬間,提供啟動電壓。
本發明也可利用計時單元與控制單元,延
遲第二繼電器的導通時間以及固態開關跨接於第二繼電器,避免在安裝的瞬間因為電路導通產生火花而造成危險。另外,本發明也會藉由偵測發電機、雙電層電容組件的電壓、雙電層電容組件的溫度,進而控制第一繼電器與第二繼電器的導通與斷開,降低發生危險的可能。
藉由以上較佳具體實施例之詳述,係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神,而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地,其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
1‧‧‧智能化電源管理裝置
11‧‧‧控制模組
111‧‧‧計時單元
112‧‧‧控制單元
12‧‧‧電瓶偵測模組
13‧‧‧觸發元件
14‧‧‧第一升壓電路
15‧‧‧限流模組
16‧‧‧雙電層電容組件
17‧‧‧第一繼電器
18‧‧‧第二繼電器
19‧‧‧引擎偵測模組
21‧‧‧電容電壓偵測模組
22‧‧‧電容電壓平衡模組
23‧‧‧電容溫度偵測模組
24‧‧‧顯示模組
25‧‧‧操作介面
26‧‧‧輸出介面
27‧‧‧固態開關
3‧‧‧電瓶
4‧‧‧發電機
5‧‧‧引擎
Claims (13)
- 一種用於動力載具之智能化電源管理裝置,係電性連接一動力載具之一電瓶與一發電機,當該動力載具切換至一通電狀態時,係產生一通電信號,該智能化電源管理裝置包含:一控制模組,係用以在接收到該通電信號時,產生一啟動信號;一電瓶偵測模組,係電性連接該控制模組,用以在接收到該啟動信號時,偵測該電瓶之一電瓶電壓之一電瓶電壓值,並藉由該控制模組在判斷出該電瓶電壓值低於一啟動閾值時,產生一電瓶警示信息;一觸發元件,係用以供一使用者在獲悉該電瓶警示信息後,加以觸發以產生一升壓啟動信號而進入一緊急充電模式;一第一升壓電路,係電性連接該電瓶,用以在該緊急充電模式時對該電瓶電壓進行升壓以形成一額定充電電壓;一限流模組,係電性連接該第一升壓電路,用以在接收到該額定充電電壓後產生一充電限制電流;一雙電層電容組件,係電性連接該限流模組,接收該充電限制電流進行充電,藉以將該雙電層電容組件之一電容電壓提升至一大於等於該啟動閾值之啟動電壓;以及一第一繼電器,係電性連接該控制模組與該雙電層電容組件,用以在接收到該控制模組偵測到該動力載具受 操作地發動時所產生之一載具發動信號時導通,使該雙電層電容組件輸出該啟動電壓,藉以輔助該動力載具在發動的瞬間達到一點火要求電壓,以完成點火而發動。
- 如申請專利範圍第1項所述之智能化電源管理裝置,更包含一第二繼電器,該第二繼電器係電性連接該第一升壓模組、該限流模組與該控制模組,用以受操作地導通該第一升壓模組與該限流模組,使該限流模組在該緊急充電模式下與該電瓶電壓值高於該啟動閾值之一普通充電模式下分別接收該額定充電電壓與該電瓶電壓,並據以產生該充電限制電流。
- 如申請專利範圍第2項所述之智能化電源管理裝置,其中,該控制模組包含:一計時單元,係在偵測到該通電信號時,計算一延遲時間;以及一控制單元,係電性連接該計時單元,並在該計時單元計算完該延遲時間時,產生一導通該第二繼電器之第一導通信號。
- 如申請專利範圍第1項所述之智能化電源管理裝置,更包含一引擎偵測模組,該引擎偵測模組係電性連接該控制模組,用以偵測一電性連接該發電機之引擎,並在偵測出該引擎處於一運轉狀態時,藉由該控制 模組使該第一繼電器導通。
- 如申請專利範圍第1項所述之智能化電源管理裝置,更包含一電容電壓偵測模組,該電容電壓偵測模組係電性連接該雙電層電容組件與該控制模組,用以偵測該雙電層電容組件之該電容電壓。
- 如申請專利範圍第1項所述之智能化電源管理裝置,更包含一電容電壓平衡模組,該電容電壓平衡模組係電性連接該雙電層電容組件與該控制模組,用以受操作地平衡該電容電壓。
- 如申請專利範圍第1項所述之智能化電源管理裝置,更包含一電容溫度偵測模組,該電容溫度偵測模組係用以偵測該雙電層電容組件之一電容溫度,並在判斷出該電容溫度高於一溫度上限值時,藉由該控制模組斷開該第一繼電器與該第二繼電器,使該雙電層電容組件不會接收該充電限制電流進行充電也不會輸出該啟動電壓。
- 如申請專利範圍第1項所述之智能化電源管理裝置,更包含一顯示模組,該顯示模組係電性連接該控制模組,用以顯示該電瓶警示信息。
- 如申請專利範圍第1項所述之智能化電源管 理裝置,更包含一操作介面,該操作介面係電性連接該控制模組,用以供該使用者操作。
- 如申請專利範圍第1項所述之智能化電源管理裝置,更包含一輸出介面,該輸出介面係電性連接該控制模組,用以輸出一電源資訊,其中,該電源資訊包含該電瓶電壓值、該額定充電電壓與該電容電壓中之至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述之智能化電源管理裝置,更包含一固態開關,且該固態開關係電性連接該控制模組並跨接於該第一繼電器,藉以避免該第一繼電器導通時產生火花。
- 一種用於動力載具之智能化電源管理方法,係利用如申請專利範圍第1項所述之智能化電源管理裝置加以實施,並包含:(a)利用該控制模組,在接收到該通電信號時產生該啟動信號;(b)利用該電瓶偵測模組,偵測該電瓶電壓值,並在判斷出該電瓶電壓值低於該啟動閾值時,產生該電瓶警示信息;(c)利用該觸發元件,產生該升壓啟動信號而進入該緊急充電模式;(d)利用該第一升壓電路,對該電瓶電壓進行升壓以形 成該額定充電電壓;(e)利用該限流模組,在接收該額定充電電壓後產生該充電限制電流;(f)利用該雙電層電容組件,接收該充電限制電流進行充電以形成該啟動電壓;以及(g)利用該第一繼電器,導通該雙電層電容組件與該電瓶,使該雙電層電容組件輸出該啟動電壓。
- 一種用於動力載具之智能化電源管理方法,係利用如申請專利範圍第3項所述之智能化電源管理裝置加以實施,並包含:(a)利用該計時單元,在該控制模組接收到該通電信號時,計算該延遲時間,利用該第一升壓電路,接收該電瓶電壓,並在該普通充電模式下直接輸出該電瓶電壓;(b)利用該控制單元,在該計時單元計算完該延遲時間時,產生該第一導通信號;(c)利用該第二繼電器,在接收該第一導通信號後導通該第一升壓模組與該限流模組;(d)利用該限流模組,在接收該電瓶電壓後產生該充電限制電流;(e)利用該雙電層電容組件,接收該充電限制電流進行充電以形成該啟動電壓;以及(f)利用該第一繼電器,導通該雙電層電容組件與該電瓶,使該雙電層電容組件輸出該啟動電壓。
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