TWM475025U - 結合穩壓整流模組（逆電流）及二次鋰電池之汽車供電裝置 - Google Patents

Description

結合穩壓整流模組(逆電流)及二次鋰電池之汽車供電裝置

本創作係與車用電池有關，特別是有關於一種改良式的汽車供電裝置，藉由二次鋰離子電池的優異特性：無記憶性，高能量密度比，大電流放電特性佳，環保性佳等優勢，結合穩壓整流模組後可提供穩定電源對汽車啟動馬達提供所需電能，及對汽車點火系統和車上所有電器系統改善電源的ripple以提供一高品質的穩定電源，來達到提升引擎效率，節能，省油，與環保的目的。

隨著工業科技迅速發展，連帶刺激經濟成長與社會繁榮，國民所得普遍提高，生活消費水準亦隨之提高，尤其食衣住行各種生活必需消費支出更是因此有著顯著的進步。就行的方面來說，於主計處99年家庭收支調查中指出，57.8%的台灣家庭有汽車。相對的，汽車相關產品的市場即因此更為擴大，各式車用產品不斷推陳出新，不論是結構上的改良或外型上的變化，皆使消費者更加受益；但在工業科技發展一日千里的情況下，雖然多數產品皆已達成熟階段，卻仍有可發揮改良的空間。由此，相關產業業者唯有不斷地研發及改進，才不致成為明日的追隨者。

鑑於上述，汽車在現代人們生活之中，已經成為一個不可或缺的代步工具，因此，不管是上下班，亦或是週休假日出外遊玩，皆少不了利用到汽車之便捷性，由於一般汽車內部所需之工作電源係由汽車電池所提供，汽車電池係用來作為啟動車 輛引擎或是儲存電能及供應電能之裝置，而汽車電池在實際應用上即為一般人所熟知的鉛酸電池。鉛酸電池係為一種歷史悠久的電池系統，其具有結構簡單、技術成熟及價格低廉等優勢，故過去一百年來，鉛酸電池一直是車用電池之標準配備。

然而，鉛酸電池有著極大的缺點，例如環保、重量及使用壽命等問題。鉛酸電池所分解出的重金屬和有毒廢液會對生態平衡和人體健康造成嚴重威脅，且電池中含有汞、鉛、鎘、鎳和錳金屬等電解質溶液，一旦進入體恐損害神經系統、造血功能、腎臟和骨骼等器官，對人體有極大的危害。此外，傳統鉛酸電池因帶電面積及碳素薄膜關係，通常需花費較長之充電時間，且若電池放電至50%以上無法馬上進行充電時，則會導致電池壽命急遽下降尤其是當汽車內部之電瓶無法供電時，更是造成駕駛人之一大困擾。因此，本創作人便係要設計一種改良式的汽車供電裝置，以穩定供應車輛所需之電力。

有鑑於上述習知技藝之問題，本創作之目的就是在提供一種可穩定供應車輛所需電力：可提供穩定電壓對汽車啟動馬達提供所需電能，及對汽車點火系統和車上所有電器系統改善電源的ripple以提供一高品質的穩定電源，來達到提升引擎效率，節能，省油，與環保的目的，以取代傳統車用之鉛酸電池，因不適合大電流放電及回覆時間長等問題，導致怠速時汽車大燈忽明忽暗，引擎燃燒不佳車子抖動，冷氣不冷等問題，另藉此避免車用電池過度充電或放電之問題，並可延長電池使用壽命之汽車供電裝置。

根據本創作之目的，提出一種運用二次鋰電結合穩壓整流模組(逆電流)供應穩定電源的汽車供電裝置。此汽車供電裝置包含一穩壓整流模組，一保護及平衡電路模組及一電源模組。穩壓整流模組係接收一發電機裝置所提供之電力，並將所接收之 電力經過穩壓整流後之一穩定電源經由保護及平衡電路模組供給電源模組予以儲存，且當欲啟動汽車時穩壓整流模組更用以提供汽車引擎的啟動馬達所需之電力，引擎運轉後同時也對汽車點火系統和車上所有電器系統改善電源的ripple以提供一高品質的穩定電源，來達到提升引擎效率，節能，省油，與環保的目的。電源模組係經由多顆二次鋰離子電池芯以多串聯及多並聯組合應用後，接收經由穩壓整流模組及保護及平衡電路模組所提供之電力，並將所接收之電力予以儲存，且當欲啟動汽車時電源模組更用以提供穩壓整流模組輔助電力已達到對汽車引擎的啟動馬達所需之電力。保護及平衡電路模組係連接電源模組及穩壓整流模組，保護及平衡電路模組係包含一控制單元，用以控制該電源模組及監控電源模組之一電力狀態值，避免該二次鋰電池過度充電，過度放電，過電流，短路或溫度保護，及提供一低電壓啟閉機制，還可用以平衡電池經過多串並連使用後，電池內部因個別內阻阻抗不同及外部電路等影響，造成電壓差及縮短電池壽命。

較佳的，穩壓整流模組利用內部的電容器，電感，IC等零件，將電力續存於電容器內，利用電容器的充放電速度比蓄電池較快的特性來改善電源ripple，經由不同容量之電容器來針對各轉速域進行蓄電與放電，並將電壓及電流修飾的更加平順，以提供電力穩壓至一特定額度之穩定電源。

較佳地，當控制單元判斷電源模組之電力狀態值小於保護值時，控制單元係執行一保護程序，以停止電源模組之供電。待使用者須緊急使用時可透過回復按鍵，輸入重啟指令至控制單元，以啟動低電壓啟閉機制，使停止供電之電源模組重新供給緊急電源予汽車引擎，藉此改善傳統鉛酸蓄電池缺點須透過外力救援。

較佳地，本創作所述之汽車供電裝置，其更包含一殼體，以容置電源模組、保護及平衡電路模組及穩壓整流模組。

承上所述，本創作之汽車供電裝置，可作為一般汽 車之電瓶使用，或是運用於電動車中。此汽車供電裝置主要係使用由複數個二次鋰電結合穩壓整流模組作為電力系統以供給電力予汽車或電動車，以取代習知所使用之鉛酸電池，藉以改善鉛酸電池所產生之問題。另外，本創作之汽車供電裝置係設置有保護及平衡電路模組，可提供電源模組於過電流或短路、過電壓或過溫度、電壓過低時之保護，以停止供電給車輛，藉此避免車用電池過度充電或放電，而若要再次重新供電予行動載具，使用者僅需按壓輸入鈕即可達成，相較於習知技術。再者，本創作之汽車供電裝置相較於習知之電瓶裝置，更具有節能環保、無鉛、重量輕及斷電重啟快速方便等優點。

100‧‧‧汽車供電裝置

1‧‧‧殼體

2‧‧‧穩壓整流模組

3‧‧‧保護及平衡電路模組

31‧‧‧控制單元

4‧‧‧電源模組

200‧‧‧發電機裝置

300‧‧‧行動載具

第1圖 係為本創作之汽車供電裝置之第一示意圖。

第2圖 係為本創作之汽車供電裝置之第二示意圖。

為利 貴審查員瞭解本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合附圖，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，未必為本創作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、侷限本創作於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

請參閱第1圖及第2圖，其分別係為本創作之汽車供電裝置之第一示意圖及第二示意圖。圖中，此汽車供電裝置100主要包含有殼體1、穩壓整流模組2、保護及平衡電路模組3及電源模組4。穩壓整流模組2、保護及平衡電路模組3及電源模組4係設置於殼體1中，且保護及平衡電路模組3係連接電源模組4及穩壓整流模組2。更進一步，此保護及平衡電路模組3係包含有控制單元31。此汽車供電裝置100可為車用電瓶或是作為電動車 之蓄電池，可適用於機車、汽車、電動車等行動載具300之中。

上述中，電源模組4可由複數個二次鋰電池串聯和並聯組成，可用以接收一發電機裝置200經由穩壓整流模組2所提供之電力，並將所接收之電力儲存下來，亦可經由穩壓整流模組2提供電力給行動載具300。保護及平衡電路模組3可為微控制電路，用以控制電源模組4，並用以監控電源模組4之電力狀態，且具備有電池容量顯示，避免該二次鋰電池過度充電、過度放電、過電流、，短路或溫度過高，進而控制停止發電機裝置200所提供之電力供電至電源模組4或控制電源模組4提供電力至行動載具300之作用，同時用以平衡電池經過多串並連使用後，電池內部因個別內阻阻抗不同及外部電路等影響，造成電壓差及縮短電池壽命。其中，當發電機裝置200對汽車供電裝置100供電時，控制單元31係控制電源模組4進行電力儲存，當汽車供電裝置100未接收到發電機裝置200供電或發電機裝置200提供電力不足時，控制單元31則控制電源模組4供電至行動載具300。

上述中，當控制單元31判斷電源模組4之電力狀態值小於保護值時，或是判斷電源模組4之溫度過高時，控制單元31將會執行一保護程序，以停止電源模組4供電給行動載具300。而當控制單元31接收到一重啟指令時，控制單元31可再次啟動電源模組4以提供電力至行動載具300；例如電瓶之電壓若低到一定伏特數便自我保護，而不會再供電，當電瓶上之緊急按鈕經使用者按壓後，則可產生重啟指令至控制單元31，如此可再發動電瓶之供電作用。

且本創作之汽車供電裝置100設置有保護及平衡電路模組3，可作為提供電源模組4於過電流短路、過電壓溫度過高、電壓過低時之保護之用。更可避免電源模組4過度的充電或放電，以解決機能(使用壽命)急遽下降之問題。

上述中，當發電機裝置200輸出電力至電源模組4時，將先透過穩壓整流模組2將發電機裝置200所輸出之電力穩 壓至一特定額度以形成一穩定電源，再提供給電源模組4。其中，穩壓整流模組2可由多個電解電容串聯或並聯所組成。

綜合上述，本創作之汽車供電裝置係利用二次鋰電結合穩壓整流模組供應穩定電源給行動載具，以取代習知所常用之鉛酸電池，具有改善電源的ripple提高點火效率及節能環保、無鉛及重量輕等功效。

綜觀上述，可見本創作在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，再者，本創作申請前未曾公開，且其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件創作專利申請案，以勵創作，至感德便。

以上所述之實施例僅係為說明本創作之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以之限定本創作之專利範圍，即大凡依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。

100‧‧‧汽車供電裝置

1‧‧‧殼體

2‧‧‧穩壓整流模組

3‧‧‧保護及平衡電路模組

31‧‧‧控制單元

4‧‧‧電源模組

200‧‧‧發電機裝置

300‧‧‧行動載具

Claims (6)

1. 一種運用二次鋰電結合穩壓整流模組以穩定供應車用電源之汽車供電裝置，該汽車供電裝置包含一穩壓整流模組、一保護及平衡電路模組及一電源模組；該穩壓整流模組係接收一發電機裝置所提供之電力，並將所接收之電力經過穩壓整流後之一穩定電源經由該保護及平衡電路模組供給該電源模組予以儲存，且該穩壓整流模組更用以提供汽車引擎啟動時馬達所需之電力；該電源模組係由多顆二次鋰離子電池芯以串聯、並聯或其組合方式組成，用以儲存電力並供電至汽車馬達；該保護及平衡電路模組係連接該電源模組及該穩壓整流模組，該保護及平衡電路模組係包含一控制單元，用以控制該電源模組之供電及監控該電源模組之一電力狀態值，且用以平衡該電源模組內部各電池之內阻阻抗不同所產生之電壓差。
2. 如申請專利範圍第1項所述之汽車供電裝置，其中該穩壓整流模組係利用內部的電容器、電感及IC零件，將電力續存於電容器內，經由不同容量之電容器容量來針對各轉速域進行蓄電與放電，並修飾電壓及電流以提供電力穩壓至一特定額度之該穩定電源。
3. 如申請專利範圍第1項所述之汽車供電裝置，其中該保護及平衡電路模組作為提供該電源模組於過電流短路、過電壓，溫度過高、電壓過低時之保護之用。
4. 如申請專利範圍第1項所述之汽車供電裝置，其中當該控制單元判斷該電源模組之該電力狀態值小於一保護值時，該控制單元係執行一保護程序，以停止該電源模組之供電。
5. 如申請專利範圍第4項所述之汽車供電裝置，控制單元其中當該控制單元接收一重啟指令時，該控制單元係控制停止供電之該電源模組重新提供電力。
6. 如申請專利範圍第1項所述之汽車供電裝置，其更包含一殼體，用以容置該電源模組、該保護及平衡電路模組及該穩壓整流模組。