TWI826232B - 電力匯流排設備及包含其之電力管理系統 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種電力匯流排設備及包含其之電力管理系統，電力匯流排設備包含電力匯流排、無熔絲斷路器以及電力網路連接器。電力匯流排連接於開關箱，無熔絲斷路器及電力網路連接器設置於開關箱。電力匯流排通過電力線接收電力訊號及資料訊號，無熔絲斷路器通過電力迴路電性連接於電力匯流排，並設置充電線以傳送電力訊號至電力裝置。電力網路連接器的電力單元電性連接於充電線，接收資料訊號並通過網路連接單元由資料線傳送資料訊號至電力裝置。

Description

電力匯流排設備及包含其之電力管理系統

本發明是關於一種電力匯流排設備及包含其之電力管理系統，特別是關於一種於開關箱內設置電力網路單元，藉此管理複數個電力裝置的資料訊號及反饋訊號的電力匯流排設備及包含其之電力管理系統。

隨著電力設備的日益發展，過往的輸配電設備功能已無法滿足現今的需求，當電力設備不斷的新增及擴展，設備的建置及管理成為發展面臨許多考驗，如何簡單整合場域中的電力設備，不花費高額的新增設備費用，成為許多電力設施建置時考量的重要目標。

現有使用匯流排槽的電力設備，當需要網路通訊時，需要另外佈設資訊線槽，由於電力與資訊線路會有干擾，因此兩者線路需要有間隔空間，無形中造成空間上的浪費。此外，使用資訊線槽的資訊線路路徑為一次性佈建，距離、資訊線路型號均為一次性使用，若電力設備及資訊設備需要移動或變更，都需要重新布建，增加設置成本。另一方面，資訊線路會有距離上的衰減，若電力設備與資訊源頭具有一定距離，容易造成線路不穩、傳輸品質不佳等問題。

綜觀前所述，本發明之發明者思索並設計一種電力匯流排設備及包含其之電力管理系統，以期針對習知技術之問題加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於先前技術所述之問題，本發明的目的在於提供一種電力匯流排設備及包含其之電力管理系統，解決電力匯流排設備建立資料傳輸線路時需要重新佈線而增加建置成本，並且難以達到優良傳輸效果的問題。

基於上述目的，本發明提供一種電力匯流排設備，是設置於開關箱，電力匯流排設備包含電力匯流排、無熔絲斷路器以及電力網路連接器。其中，電力匯流排是連接於開關箱，電力匯流排通過電力線接收電力訊號及資料訊號。無熔絲斷路器是設置於開關箱並通過電力迴路電性連接於電力匯流排，無熔絲斷路器設置充電線以傳送電力訊號至電力裝置。電力網路連接器是設置於開關箱，電力網路連接器包含電力單元及網路連接單元，電力單元電性連接於充電線，接收經由無熔絲斷路器傳送之資料訊號，網路連接單元設置資料線以傳送資料訊號至電力裝置。

較佳地，電力裝置可通過資料線傳送反饋資料至電力網路連接器，經由無熔絲斷路器回傳至電力匯流排，通過電力線輸出。

較佳地，電力匯流排可通過電力線電性連接電力供應源，接收電力供應源的電力訊號及資料訊號，且回傳反饋資料至電力供應源。

較佳地，電力供應源可通過外部電力網路連接器連接於網路供應源，電力供應源通過網路供應源接收資料訊號及輸出反饋資料。

較佳地，電力匯流排設備可進一步包含接地線連接單元，分別連接電力匯流排、電力網路連接器及電力裝置。

基於上述目的，本發明提供一種包含電力匯流排設備之電力管理系統，其包含電力供應源、電力匯流排、開關箱以及電力裝置。其中，電力供應源是提供電力訊號及資料訊號。電力匯流排是通過電力線連接電力供應源以接收電力訊號及資料訊號。開關箱是設置無熔絲斷路器及電力網路連接器，無熔絲斷路器通過電力迴路電性連接於電力匯流排，且無熔絲斷路器設置充電線，電力網路連接器連接於充電線，接收經由無熔絲斷路器傳送之資料訊號，且電力網路連接器設置資料線。電力裝置是藉由充電線連接於無熔絲斷路器以接收電力訊號，及藉由資料線連接於電力網路連接器以接收資料訊號。

較佳地，電力裝置可通過資料線傳送反饋資料至電力網路連接器，經由無熔絲斷路器回傳至電力匯流排，通過電力線輸出。

較佳地，電力匯流排可回傳反饋資料至電力供應源。

較佳地，電力供應源可通過外部電力網路連接器連接於網路供應源，電力供應源通過網路供應源接收資料訊號及輸出反饋資料。

較佳地，包含電力匯流排設備之電力管理系統可進一步包含接地線連接單元，分別連接電力匯流排、電力網路連接器及電力裝置。

承上所述，依本發明之電力匯流排設備及包含其之電力管理系統，其可具有一或多個下述優點：

(1)此電力匯流排設備及包含其之電力管理系統能通過電力網路連接器連接電力線路以接收資料訊號，並通過資料線路傳送至電力裝置，取代 電力裝置需要重新佈設資料傳輸線路的設置方式，節省設備建置空間並增加設置彈性，同時降低設置成本。

(2)此電力匯流排設備及包含其之電力管理系統能通過電力線路進行雙向的資料訊號傳遞，通過電力網路連接器傳送控制及操作指令，並且上傳電力裝置的操作狀態，無須經由額外資料傳輸線路來管理電力裝置，增加操作上的便利性及管理效率。

(3)此電力匯流排設備及包含其之電力管理系統可將電力網路連接器設置於開關箱內，線路設置單純且不意受到外部其他裝置的訊號干擾，提升訊號傳輸品質並確保資料傳輸的穩定性。

11,21,31:電力匯流排

12,23,33:無熔絲斷路器

13,24,34:電力網路連接器

20,30,91:電力供應源

22,32,90:開關箱

25,35:外部電力網路連接器

26,36:網路供應源

37:接地線連接單元

38:中性線連接單元

41,441,451:第一充電樁

42,442,452:第二充電樁

43,443,453:第三充電樁

44,45:電力裝置

111,201,211,301,311:電力線

112,212,312:第一迴路

113,213,313:第二迴路

114,214,314:第三迴路

121,221,321:第一充電線

122,222,322:第二充電線

123,223,323:第三充電線

131,241,251,341,351:電力單元

132,242,252,342,352:網路連接單元

133,231,331:第一資料線

134,232,332:第二資料線

135,233,333:第三資料線

261,361:資料線

371:第一接地線

372:第二接地線

373:第三接地線

374,375:接地線

為使本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效更為顯而易見，茲將本發明配合以下附圖進行說明：第1圖係為本發明實施例之電力匯流排設備之方塊圖。

第2圖係為本發明實施例之充電管理系統之方塊圖。

第3圖係為本發明實施例之包含電力匯流排設備之電力管理系統之示意圖。

為利於瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比 例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

請參閱第1圖，第1圖係為本發明實施例之電力匯流排設備之方塊圖。如圖所示，電力匯流排設備包含電力匯流排11、無熔絲斷路器12以及電力網路連接器13，電力匯流排11連接於開關箱90，電力匯流排11是輸配電系統當中所使用的導電線路，其可連接於相同電壓線路。在本實施例中，電力匯流排11通過電力線111連接於電力供應源91，由電力供應源91提供電力裝置所需的電壓源，電力供應源91由電力線111傳送電力訊號及資料訊號，其中，資料訊號可以載波的方式通過電力線111來傳送，由電力匯流排11同時接收電力訊號及資料訊號。

電力匯流排11連接於開關箱90，開關箱90當中設置無熔絲斷路器12以及電力網路連接器13，無熔絲斷路器12是通過複數個電力迴路電性連接於電力匯流排11，在本實施例中，電力匯流排11為三向的電力迴路，分別為第一迴路112、第二迴路113及第三迴路114，電力供應源91提供的電力分別由第一迴路112、第二迴路113及第三迴路114傳送至無熔絲斷路器12。無熔絲斷路器12是一種保護裝置，當電力線路過電流或短路時，能切斷電路來避免裝置設備發生起火或燒毀的風險。無熔絲斷路器12將第一迴路112、第二迴路113及第三迴路114分別耦接於第一充電線121、第二充電線122及第三充電線123，通過充電線路將電力傳送至電力裝置進行充電。在本實施例中，以對電動汽車、電動機車充電的充電樁作為電力裝置進行說明，分別為第一充電樁41、第二充電樁42及第三充電樁43，但本揭露不侷限於此，其他需要電力供應的電力裝置，例如伺服器等電腦系統，亦適用於本實施例的電力匯流排設備來提供所需電力。

在本實施例中，電力匯流排11為3向的電力迴路，分別在經由無熔絲斷路器12後供應3個充電樁所需的電路，但本揭露不侷限於此，在其他實施例中，電力匯流排11也可僅提供單一電力迴路或者三個以上的電力迴路，經由無熔絲斷路器12供應單一充電樁或是三個以上的充電樁。電力匯流排11設置的數量或輸出迴路的數量，可依據電力裝置數量來調整。

在第一充電樁41、第二充電樁42及第三充電樁43對車輛或設備進行充電程序時，使用者希望能對各個充電裝置進行調整或設定，並且取得各個充電裝置的操作狀態，例如充電電壓、充電時間等，但要進行這些操作控制及取得這些資訊，往往要額外設置資料傳輸的線路來連接外部裝置，增加設置上的成本及困難度。因此，在本實施例中，在開關箱90中設置電力網路連接器13，電力網路連接器13包含電力單元131及網路連接單元132，電力單元131電性連接於第一充電線121，當電力供應源91由電力線111傳送電力訊號及資料訊號時，電力單元131能通過第一充電線121接收資料訊號，再經由網路連接單元132，分別由第一資料線133、第二資料線134及第三資料線135傳送至第一充電樁41、第二充電樁42及第三充電樁43。針對各個充電裝置的設定指令、控制指令或操作指令，可通過開關箱90內設置的電力網路連接器13來傳送，無須對各充電裝置增加額外的資料傳輸線路。在另一實施例中，電力網路連接器13可連接於網路集線器，通過集線器再分別由第一資料線133、第二資料線134及第三資料線135傳送至第一充電樁41、第二充電樁42及第三充電樁43。前述的設定指令、控制指令或操作指令，通過電力網路連接器13後，經由網路集線器分別由不同資料線路傳送至各個電力裝置。

當第一充電樁41、第二充電樁42及第三充電樁43在運轉時，實際操作的狀態資料，也可通過第一資料線133、第二資料線134及第三資料線135將反饋資料回傳至電力網路連接器13的網路連接單元132，再接著由電力單元131將反饋資料由第一充電線121經由無熔絲斷路器12回傳至電力匯流排11，最後通過電力線111輸出。通過本揭露所設置的資料雙向傳輸架構，可避免額外安裝資料傳輸線路的問題，減少電力裝置設置所需空間，當電力裝置位置需要調整或移動時，也可降低線路布建所需耗費的成本。另外，設置於開關箱90內的電力網路連接器13，也可避免在資料傳輸時受到外部高頻訊號干擾而影響資料傳輸品質，增加資料傳輸的穩定性。

請參閱第2圖，第2圖係為本發明實施例之充電管理系統之方塊圖。如圖所示，充電管理系統包含電力供應源20、電力匯流排21、開關箱22以及複數個電力裝置44。電力供應源20提供電力裝置44所需的電壓源，電力供應源20由電力線211傳送電力訊號及資料訊號至電力匯流排21，其中，電力訊號提供充電所需之電壓源，資料訊號則以載波的方式傳送電力裝置44的設定指令、調整指令或控制指令。

與前述實施例類似，電力匯流排21連接於開關箱22，開關箱22當中設置無熔絲斷路器23以及電力網路連接器24，無熔絲斷路器23通過第一迴路212、第二迴路213及第三迴路214電性連接於電力匯流排21，並將第一迴路212、第二迴路213及第三迴路214分別耦接於第一充電線221、第二充電線222及第三充電線223，通過充電線路將電力傳送至電力裝置44進行充電。在本實施例中，電力裝置44可為對電動汽車、電動機車充電的充電樁，分別為第一充電樁441、第二充電樁442及第三充電樁443。在其他實施例中，電力裝置44可為其他需要 電力供應以驅動的電力設備，電力裝置44的數量也可僅為單一設備或兩個以上的複數個電力設備，電力迴路及充電線路的數量也可依據電力裝置44的數量進行調整。

電力網路連接器24包含電力單元241及網路連接單元242，電力單元241電性連接於第一充電線221，當電力供應源20由電力線211傳送電力訊號及資料訊號時，電力單元241能通過第一充電線221接收資料訊號，再經由網路連接單元242，分別由第一資料線231、第二資料線232及第三資料線233傳送至第一充電樁441、第二充電樁442及第三充電樁443。電力裝置44的設定指令、控制指令或操作指令，可通過開關箱22內設置的電力網路連接器24來傳送，無須對各電力裝置增加額外的資料傳輸線路。在另一實施例中，電力網路連接器24可連接於網路集線器，通過集線器再分別由第一資料線231、第二資料線232及第三資料線233傳送至第一充電樁441、第二充電樁442及第三充電樁443。前述的設定指令、控制指令或操作指令，通過電力網路連接器24後，經由網路集線器分別由不同資料線路傳送至各個電力裝置44。

當第一充電樁441、第二充電樁442及第三充電樁443在運轉時，實際操作的狀態資料，也可通過第一資料線231、第二資料線232及第三資料線233將反饋資料回傳至電力網路連接器24的網路連接單元242，再接著由電力單元241將反饋資料由第一充電線221經由無熔絲斷路器23回傳至電力匯流排21，最後通過電力線211輸出至電力供應源20。通過本揭露所設置的資料雙向傳輸架構，可避免額外安裝資料傳輸線路的問題，減少電力裝置44設置所需空間，當電力裝置44位置需要調整或移動時，也可降低線路布建所需耗費的成本。另外， 設置於開關箱22內的電力網路連接器24，也可避免在資料傳輸時受到外部高頻訊號干擾而影響資料傳輸品質，增加資料傳輸的穩定性。

電力供應源20進一步連接於外部電力網路連接器25，外部電力網路連接器25包含電力單元251及網路連接單元252，電力單元251通過電力線201耦接於電力供應源20，網路連接單元252則通過資料線261耦接於網路供應源26。網路供應源26可為系統廠商建置的網路通訊系統，使用者可通過這些網路通訊系統將電力裝置44所需要的資料訊號傳送到網路連接單元252，在由電力單元251轉為載波形式由電力線201傳送到電力供應源20，由電力供應源20發送電力訊號及資料訊號至電力匯流排21。電力供應源20接收的反饋資料，則通過電力線201傳送到外部網路連接器25的電力單元251，通過網路連接單元252發送至網路供應源26，使用者通過網路供應源26接收反饋資料，監控電力裝置44的操作狀態，達到遠端管理的效果。

在本實施例中，電力網路連接器24及外部電力網路連接器25為相同或類似的裝置，均可接收電力線路當中所包含的資料訊號，再經由網路連接單元傳送資料訊號當中的訊息或指令。由於電力網路連接器24是連接複數個電力裝置44，其可為一對多的接口，接口數量可依據電力裝置44的數量來調整，外部電力網路連接器25主要連接於網路供應源26，其可為一對一的接口，或者連接一對多的其中一個接口來進行資料傳輸。

請參閱第3圖，第3圖係為本發明實施例之包含電力匯流排設備之電力管理系統之示意圖。如圖所示，充電管理系統包含電力供應源30、電力匯流排31、開關箱32以及複數個電力裝置45。電力供應源30提供電力裝置45所需的電壓源，電力供應源30由電力線311傳送電力訊號及資料訊號至電力匯流排 31，其中，電力訊號提供充電所需之電壓源，資料訊號則以載波的方式傳送電力裝置45的設定指令、調整指令或控制指令。

與前述實施例類似，電力匯流排31連接於開關箱32，開關箱32當中設置無熔絲斷路器33以及電力網路連接器34，無熔絲斷路器33通過第一迴路312、第二迴路313及第三迴路314電性連接於電力匯流排31，並將第一迴路312、第二迴路313及第三迴路314分別耦接於第一充電線321、第二充電線322及第三充電線323，通過充電線路將電力傳送至電力裝置45進行充電。在本實施例中，電力裝置45可為對電動汽車、電動機車充電的充電樁，分別為第一充電樁451、第二充電樁452及第三充電樁453。在其他實施例中，電力裝置45可為其他需要電力供應以驅動的電力設備，電力裝置45的數量也可僅為單一設備或兩個以上的複數個電力設備，電力迴路及充電線路的數量也可依據電力裝置45的數量進行調整。

電力網路連接器34包含電力單元341及網路連接單元342，電力單元341電性連接於第一充電線321，當電力供應源30由電力線311傳送電力訊號及資料訊號時，電力單元341能通過第一充電線321接收資料訊號，再經由網路連接單元342，分別由第一資料線331、第二資料線332及第三資料線333傳送至第一充電樁451、第二充電樁452及第三充電樁453。電力裝置45的設定指令、控制指令或操作指令，可通過開關箱32內設置的電力網路連接器34來傳送，無須對各電力裝置增加額外的資料傳輸線路。在另一實施例中，電力網路連接器34可連接於網路集線器，通過集線器再分別由第一資料線331、第二資料線332及第三資料線333傳送至第一充電樁451、第二充電樁452及第三充電樁453。前述的 設定指令、控制指令或操作指令，通過電力網路連接器34後，經由網路集線器分別由不同資料線路傳送至各個電力裝置45。

當第一充電樁451、第二充電樁452及第三充電樁453在運轉時，實際操作的狀態資料，也可通過第一資料線331、第二資料線332及第三資料線333將反饋資料回傳至電力網路連接器34的網路連接單元342，再接著由電力單元341將反饋資料由第一充電線321經由無熔絲斷路器33回傳至電力匯流排31，最後通過電力線311輸出至電力供應源30。通過本揭露所設置的資料雙向傳輸架構，可避免額外安裝資料傳輸線路的問題，減少電力裝置45設置所需空間，當電力裝置45位置需要調整或移動時，也可降低線路布建所需耗費的成本。另外，設置於開關箱32內的電力網路連接器34，也可避免在資料傳輸時受到外部高頻訊號干擾而影響資料傳輸品質，增加資料傳輸的穩定性。

電力供應源30進一步連接於外部電力網路連接器35，外部電力網路連接器35包含電力單元351及網路連接單元352，電力單元351通過電力線301耦接於電力供應源30，網路連接單元352則通過資料線361耦接於網路供應源36。網路供應源36可為系統廠商建置的網路通訊系統，使用者可通過這些網路通訊系統將電力裝置45所需要的資料訊號傳送到網路連接單元352，在由電力單元351轉為載波形式由電力線301傳送到電力供應源30，由電力供應源30發送電力訊號及資料訊號至電力匯流排31。電力供應源30接收的反饋資料，則通過電力線301傳送到外部網路連接器35的電力單元351，通過網路連接單元352發送至網路供應源36，使用者通過網路供應源36接收反饋資料，監控電力裝置45的操作狀態，達到遠端管理的效果。

包含電力匯流排設備之充電管理系統可進一步包含接地線連接單元37，設置於開關箱32，接地線連接單元37分別通過第一接地線371、第二接地線372及第三接地線373連接第一充電樁451、第二充電樁452及第三充電樁453，並通過接地線374連接電力匯流排31，通過接地線375連接電力網路連接器34。通過接地線連接單元37可確保開關箱32當中的元件，以及連接的電力匯流排31與電力裝置45在使用上的安全性。另外，電力網路連接器34可連接於中性線連接單元38。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

11:電力匯流排

12:無熔絲斷路器

13:電力網路連接器

41:第一充電樁

42:第二充電樁

43:第三充電樁

90:開關箱

91:電力供應源

111:電力線

112:第一迴路

113:第二迴路

114:第三迴路

121:第一充電線

122:第二充電線

123:第三充電線

131:電力單元

132:網路連接單元

133:第一資料線

134:第二資料線

135:第三資料線

Claims (10)

1. 一種電力匯流排設備，包含：一電力匯流排，係連接於一電力線及複數個電力迴路之間，該電力匯流排通過該電力線接收一電力訊號及一資料訊號，並將該電力訊號分別耦接至該複數個電力迴路，且將該資料訊號耦接至該複數個電力迴路中的其中一個；一無熔絲斷路器，係設置於一開關箱，並通過該複數個電力迴路電性連接於該電力匯流排，該無熔絲斷路器對應該複數個電力迴路設置複數個充電線，以分別傳送該電力訊號至一電力裝置；以及一電力網路連接器，係設置於該開關箱，該電力網路連接器包含一電力單元及一網路連接單元，該電力單元電性連接於耦接有該資料訊號的該充電線，以接收經由該無熔絲斷路器傳送之該資料訊號，該網路連接單元設置一資料線，該資料線與該電力裝置連接以傳送該資料訊號至該電力裝置。
2. 如請求項1所述之電力匯流排設備，其中該電力裝置通過該資料線傳送一反饋資料至該電力網路連接器，經由該無熔絲斷路器回傳至該電力匯流排，通過該電力線輸出。
3. 如請求項2所述之電力匯流排設備，其中該電力匯流排通過該電力線電性連接一電力供應源，接收該電力供應源的該電力訊號及該資料訊號，且回傳該反饋資料至該電力供應源。
4. 如請求項3所述之電力匯流排設備，其中該電力供應源通過一外部電力網路連接器連接於一網路供應源，該電力供應源 通過該網路供應源接收資料訊號及輸出該反饋資料。
5. 如請求項1所述之電力匯流排設備，進一步包含一接地線連接單元，分別連接該電力匯流排、該電力網路連接器及該電力裝置。
6. 一種電力管理系統，其包含：一電力供應源，係提供一電力訊號及一資料訊號；一電力匯流排，係連接於一電力線及複數個電力迴路之間，該電力匯流排通過該電力線連接該電力供應源以接收該電力訊號及該資料訊號，並將該電力訊號分別耦接至該複數個電力迴路，且將該資料訊號耦接至該複數個電力迴路中的其中一個；一開關箱，係設置有一無熔絲斷路器及一電力網路連接器，該無熔絲斷路器通過該複數個電力迴路電性連接於該電力匯流排，且該無熔絲斷路器對應該複數個電力迴路設置複數個充電線，該電力網路連接器連接於耦接有該資料訊號的該充電線，以接收經由該無熔絲斷路器傳送之該資料訊號，且該電力網路連接器設置一資料線；以及一電力裝置，係藉由該複數個充電線的其中之一連接於該無熔絲斷路器以接收該電力訊號，及藉由該資料線連接於該電力網路連接器以接收該資料訊號。
7. 如請求項6所述之電力管理系統，其中該電力裝置通過該資料線傳送一反饋資料至該電力網路連接器，經由該無熔絲斷路器回傳至該電力匯流排，通過該電力線輸出。
8. 如請求項7所述之電力管理系統，其中該電力匯流排回傳該 反饋資料至該電力供應源。
9. 如請求項8所述之電力管理系統，其中該電力供應源通過一外部電力網路連接器連接於一網路供應源，該電力供應源通過該網路供應源接收該資料訊號及輸出該反饋資料。
10. 如請求項6所述之電力管理系統，進一步包含一接地線連接單元，分別連接該電力匯流排、該電力網路連接器及該電力裝置。

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