TWM513805U - 電動車之供電系統 - Google Patents

Description

電動車之供電系統

本新型涉及一種供電系統，尤指一種電動車之供電系統。

一般車輛大都為使用石油做為動力來源，但隨著石油天然資源越來越缺乏，不斷的尋找其他替代能源作為車輛的動力來源，現有技術中發展出一種電動車，是以電池儲存電力，並以電力驅動引擎馬達帶動車輛行駛。

但現有電動車的電池容量有限，無法行駛長距離，與現有以石油為動力的車輛相比，續航力相差甚遠，因此每行駛一段短距離就必須找尋電源充電，造成現有電動車續航力不足，使用不便的缺點。

有鑑於現有電動車續航力甚差的缺點，本新型的主要目的提供一種電動車之供電系統，以改善電動車消耗電池電力的速度，增加電動車的續航力。

為達上述目的，本新型電動車之供電系統包含有：一風力發電裝置，設置於一電動車之前檔板，且包含有：一外殼，具有一容置空間及多個導風板，且該外殼之相對兩側分別形成有一第一開口及一第二開口以連通該容置空間，該些導風板為等間隔地呈放射狀設置於該容置空間，且該些呈放射狀導風板的放射中心具有一中心殼體， 該中心殼體與該些導風板固接，並具有一中心空間，且該中心殼體面向該容置空間一側形成有一開口以連通該中心空間；一扇葉，設置於該外殼之容置空間中，該扇葉中心具有一心軸，該心軸對準該中心殼體之開口；一加速單元，設置於該中心空間內，且具有一輸入端及一輸出端，該輸入端連接至該扇葉之心軸，該輸出端連接有一輸出軸，該加速單元由該心軸驅動而帶動該輸出軸產生旋轉，且該輸出軸之轉速不小於該心軸之轉速；及一發電機，設置於該中心空間內，且與該加速單元之輸出軸連接；一電力控制裝置，包含有：一電源輸入端，電連接至該風力發電裝置之發電機；一電源輸出端；多個充放電控制單元，各充放電控制單元分別具有一輸出端以電連接至該電源輸出端；至少一電池組，該電池組包含有多個充電電池，各充電電池分別一對一電連接至各個充放電控制單元；一輸出端量測單元，電連接至該電源輸出端，以量測該電源輸出端的一輸出電壓或一輸出電流；一處理單元，電連接至各充放電控制單元及該輸出端量測單元，控制其中一充放電控制單元令其對應之充電電池輸出電力至該電源輸出端，並接收該輸出端量測單元量測的該輸出電壓或該輸出電流；當該輸出電壓或該輸出電流低於一臨界值，停止充電電池輸出電力至該電源輸出端，該處理單元進一步控制另一個充放電控制單元令其對應的充電電池輸出電力至該電源輸出端並控制該風力發電裝置之發電機對已停止輸出電力之充電電池進行充電。

本新型藉由設置多個充電電池，並透過該處理單元控制其中一充電電池對引擎馬達進行供電，以驅動引擎馬達帶動車輛行駛。當該處理單元接收到該輸出端量測單元量測的輸出電壓或輸出電流低於該臨界值時，由該處理單元切換成另一充電電池供電至引擎馬達，且該風力發電裝置之發電機利用車輛行駛時產生的風力發電，對已停止輸出電力至該電源輸出端的充電電池充電，藉此進一步延長電動車的續航力。

10‧‧‧風力發電裝置

11‧‧‧外殼

111‧‧‧容置空間

112‧‧‧導風板

113‧‧‧第一開口

114‧‧‧第二開口

115‧‧‧中心殼體

116‧‧‧中心空間

12‧‧‧扇葉

121‧‧‧心軸

13‧‧‧加速單元

131‧‧‧輸出軸

14‧‧‧發電機

15‧‧‧防塵網

20‧‧‧電力控制裝置

21‧‧‧電源輸入端

22‧‧‧電源輸出端

23‧‧‧充放電控制單元

231‧‧‧第一充放電控制單元

232‧‧‧第二充放電控制單元

24‧‧‧輸出端量測單元

25‧‧‧處理單元

26‧‧‧充電電池

261‧‧‧第一充電電池

262‧‧‧第二充電電池

30‧‧‧電動車

31‧‧‧前檔板

40‧‧‧市電電源

50‧‧‧引擎馬達

圖1為本新型較佳實施例設置於一電動車上之示意圖。

圖2為本新型較佳實施例之方塊示意圖。

圖3為本新型較佳實施例風力發電裝置之分解示意圖。

圖4為本新型較佳實施例風力發電裝置之剖面示意圖。

圖5為本新型較佳實施例電力控制裝置之方塊示意圖。

圖6為本新型較佳實施例電力控制裝置之電路示意圖。

圖7為本新型較佳實施例之第一充電電池充電示意圖。

圖8為本新型較佳實施例之第一充電電池放電示意圖。

以下配合圖式及本新型之較佳實施例，進一步闡述本新型為達成預定新型目的所採取的技術手段。

請參閱圖1所示，本新型為一電動車之供電系統，該電動車供電系統包含有一風力發電裝置10及一電力控制裝置20，且該風力發電裝置10設置於一電動車30之前檔板31上。

請參閱圖2至圖4所示，該風力發電裝置10包含有一外殼11、一扇葉12、一加速單元13及一發電機14。

該外殼11具有一容置空間111及多個導風板112，且該外殼11之相對兩側分別形成有一第一開口113及一第二開口114以連通該容置空間111。該些導風板112為等間隔地呈放射狀設置於該容置空間111，且該些呈放射狀的導風板112的放射中心具有一中心殼體115。該中心殼體115與該些導風板112固接，且具有一中心空間116，該中心殼體115面向該第二開口114之一側形成有一開口117以連通該中心空間116。該扇葉12設置於該外殼11之容置空間111中，且該扇葉12中心具有一心軸121。

該加速單元13設置於該中心空間116內，且具有一輸入端及一輸出端，該輸入端連接至該扇葉12之心軸121，該輸出端連接有一輸出軸131。該發電機14設置於該中心空間116內，且與該加速單元13之輸出軸131連接，隨著該輸出軸131旋轉帶動該發電機14發電。在本較佳實施例中，該加速單元13由一齒輪組(如行星齒輪組)構成，該齒輪組由該心軸121驅動而帶動該輸出軸131產生旋轉，且該輸出軸131的轉速不低於該心軸121之轉速。

當騎乘該電動車30前進而產生風力時，風力即可由該外殼11之第一開口113進入該外殼11之容置空間111中，令該扇葉12的旋轉帶動該心軸121轉動，並透過該加速單元13連動該心軸121及輸出軸131，令該輸出軸131的轉速不小於該心軸121的轉速，即該輸出軸131之轉速不小於該扇葉12的轉速。在本較佳實施例中，該心軸121之轉速與該輸出軸131之轉速比為1：3，也就是說，每當該扇葉12帶動該心軸121轉動一圈，該輸出軸131透過該加速單元13連動而轉了三圈。因此，當該扇葉12於低轉速時，即可透過該加速單元13加速該輸出軸131的轉速，以提早達到足夠令該發電機14產生電力的轉速。因此當騎乘該電動車30前進時，該發電機14即可發電產生電力。

此外，該風力發電裝置10還包含有一防塵網15，該防塵網15設置於該外殼11之第一開口113，且與該外殼11固接。藉此防止異物進入該外殼11內的容置空間111。

請參閱圖2所示，該電力控制裝置20包含有一電源輸入端21、一電源輸出端22、多個充放電控制單元23、至少一電池組、一輸出端量測單元24及一處理單元25，該電池組包含有多個充電電池26。在其他較佳實施例中，可具有多組電池組，在本較佳實施例中，以一電池組為例說明。

該電源輸入端21電連接至該風力發電裝置10之發電機14，以接收該發電機14產生之電力。各充放電控制單元23分別具有一輸出端以電連接至該電源輸出端22。各充電電池26分別一對一電連接至各充放電控制單元23。

該輸出端量測單元24電連接至該電源輸出端22，以量測該電源輸出端22之一輸出電壓或一輸出電流。該處理單元25電連接至各充放電控制單元23及該輸出端量測單元24，控制其中一充放電控制單元23令其對應的充電電池26輸出電力至該電源輸出端22，並接收該輸出端量測單元24量測的該輸出電壓或該輸出電流。當該輸出電壓或該輸出電流低於一臨界值，停止充電電池26輸出電力至該電源輸出端22，該處理單元25控制進一步控制另一個充放電控制單元23令其對應的充電電池26輸出電力至該電源輸出端22並控制該風力發電裝置10之發電機14對已停止輸出電力之充電電池26進行充電。

請參閱圖5所示，舉例來說，該些充放電控制單元23包含一第一充放電控制單元231及一第二充放電控制單元232，而該些充電電池26包含一第一充電電池261及一第二充電電池262。該第一充電電池261電連接至該第一充放電控制單元231，該第二充電電池262電連接至該第二充放電控制單元232。該處理單元25先控制該第一充放電控制單元231以該第一充電電池261之電力輸出至該電源輸出端22，當該輸出電壓或輸出電流低於該臨界值，該處理單元25 控制該第一充放電控制單元231以該風力發電裝置10之發電機14之電力充電該第一充電電池261，並控制該第二充放電控制單元232輸出該第二充電電池262之電力至該電源輸出端22。當該第二充電電池262沒電時，該處理單元25再切換回該第一充電電池261供電，並對該第二充電電池262充電。

如此一來，便可藉由切換該第一、第二充電電池261、262輪流供電及透過該風力發電裝置10產生電力充電，增加電動車的續航力，讓使用者能駕駛電動車行駛更長遠的距離。但充電速度小於放電速度，因此並無法無間斷的續航，仍會有所有電池電力皆釋放完畢的時候，此時，便需找尋適當的電源對各個充電電池26充電。該電力控制裝置20進一步包含有一電源轉換單元27及一升壓單元28，該電源轉換單元27之一輸出端電連接至該電源輸入端21，該升壓單元28電連接至該電源輸出端22。因此，當該第一、第二充電電池261、262皆放電完畢時，進一步將該電源轉換單元27之一輸入端電連接至一市電電源40以獲取電能，充電該第一、第二充電電池261、262，且透過該電源轉換單元27將該市電電源40提供之電力經過整流變壓後，供該電力控制裝置20使用，而該升壓單元28將該第一充電電池261或該第二充電電池262提供之電力升壓後，供給至一引擎馬達50，以驅動該引擎馬達50。

舉例來說，該市電電源40提供220V的交流電，經過該電源轉換單元27整流及變壓後，輸出14.8V的直流電至該第一充電電池261及該第二充電電池262。該第一充電電池261及該第二充電電池262輸出一12V的直流電至該升壓單元28，並透過該升壓單元28升壓後，產生220V的直流電供給至該引擎馬達50，以正常驅動該引擎馬達。

該處理單元25透過該第一充放電控制單元231先以該第一充電電池261的電力驅動該引擎馬達50帶動車輛行駛，該處理單元25判斷出該輸出端量測單元24量測到的輸出電壓或輸入電流小於該臨界值時，得知該第一充電電 池261的剩餘電力不足，該處理單元25控制該第一充放電控制單元231以該風力發電裝置10之發電機14產生的電力充電該第一充電電池261，同時控制該第二充放電控制單元232以該第二充電電池262之電力輸出至該電源輸出端22。

請參閱圖6所示，該第一、第二充放電控制單元231、232分別具有一第一光耦合器OC11~OC21、一第二光耦合器OC12~OC22、一第一電晶體Q11~Q21、一第二電晶體Q12~Q22、一第一電阻R11~R21、一第二電阻R12~R22、一第三電阻R13~R23及一第四電阻R14~R24。在本較佳實施例中，該些第一電晶體Q11~Q21及該些第二電晶體Q12~Q22是P型金屬氧化物半導體場效電晶體(PMOS)，該處理單元25是一積體電路，且其型號為STC15W4K56S4。

該第一至第二充放電控制單元231~232中的各個電子元件之連接方式皆相同，現以第一充放電控制單元231為例說明。該第一電晶體Q11及該第二電晶體Q12分別具有一汲極、一源極及一閘極。該第一光耦合器OC11及該第二光耦合器OC12分別具有一輸入端及一輸出端。該第一光耦合器OC11之輸入端陽極透過該第一電阻R11電連接至一參考電源端VR，而該第一光耦合器OC11之輸入端陰極電連接至該處理單元25，該第一光耦合器OC11之輸出端電連接於該第一電晶體Q11之閘極及一接地端之間。該第二光耦合器OC12之輸入端陽極透過該第二電阻R12電連接至該參考電源端VR，而該第二光耦合器OC12之輸入端陰極電連接至該處理單元25，該第二光耦合器OC12之輸出端電連接於該第二電晶體Q12之閘極及該接地端之間。該第三電阻R13電連接於該第一電晶體Q11之源極及閘極之間。該第四電阻R14電連接於該第二電晶體Q12之源極及閘極之間。

該處理單元25藉由控制該第一光耦合器OC11之輸入端陰極的電壓以及該第二光耦合器OC12之輸入端陰極的電壓即可控制該第一充電電池261的充放電。

如圖7所示，舉例來說，當該第一充電電池261充電時，該處理單元25控制該第一光耦合器OC11之輸入端陰極電壓為低電壓，使該第一光耦合器OC11之輸入端有電流流經，並耦合至該第一光耦合器之輸出端，令耦合電流流經該第三電阻R13，因而導通該第一電晶體Q11之源極及汲極，因此該風力發電裝置10之發電機14之電力便可輸出至該第一充電電池261之正極，以充電該第一充電電池261。且該處理單元25控制該第二光耦合器OC12之輸入端陰極電壓為高電壓，使該第二光耦合器OC12之輸入端不具有電流，進而使該第二光耦合器OC12之輸出端不具有耦合電流，令該第二電晶體Q12不導通。

如圖8所示，當該第一充電電池261放電時，該處理單元25控制該第一光耦合器OC11輸入端陰極電壓為高電壓，使該第一光耦合器OC11之輸入端不具有電流，進而使該第一光耦合器OC11之輸出端不具有耦合電流，令該第一電晶體Q11不導通。且該處理單元25控制該第二光耦合器OC12之輸入端陰極電壓為低電壓，使該第二光耦合器OC12之輸入端有電流流經，並耦合至該第二光耦合器OC12之輸出端，令耦合電流流經該第四電阻R14，因而導通該第二電晶體Q12之源極及汲極，因此該第一充電電池261即可輸出電力至該電源輸出端22。

同理，該第二充放電控制單元232也是依照此方式控制該第二充電電池262的充放電。

本新型藉由該處理單元25控制該第一充電電池261輸出電力以驅動該引擎馬達50。且當該第一充電電池261放電到剩餘電量低於一臨界值時， 由該處理單元25控制該第二充電電池262放電，並且以該風力發電裝置10之發電機14產生的電力對該第一充電電池261充電，藉此延長電動車的續航力。

以上所述僅是本新型的較佳實施例而已，並非對本新型做任何形式上的限制，雖然本新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本新型技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本新型技術方案的內容，依據本新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本新型技術方案的範圍內。

10‧‧‧風力發電裝置

12‧‧‧扇葉

13‧‧‧加速單元

14‧‧‧發電機

20‧‧‧電力控制裝置

21‧‧‧電源輸入端

22‧‧‧電源輸出端

23‧‧‧充放電控制單元

24‧‧‧輸出端量測單元

25‧‧‧處理單元

26‧‧‧充電電池

Claims (7)

1. 一種電動車之供電系統，包含有：一風力發電裝置，設置於一電動車之前檔板，且包含有：一外殼，具有一容置空間及多個導風板，且該外殼之相對兩側分別形成有一第一開口及一第二開口以連通該容置空間，該些導風板為等間隔地呈放射狀設置於該容置空間，且該些呈放射狀導風板的放射中心具有一中心殼體，該中心殼體與該些導風板固接，並具有一中心空間，且該中心殼體面向該容置空間一側形成有一開口以連通該中心空間；一扇葉，設置於該外殼之容置空間中，該扇葉中心具有一心軸，該心軸對準該中心殼體之開口；一加速單元，設置於該中心空間內，且具有一輸入端及一輸出端，該輸入端連接至該扇葉之心軸，該輸出端連接有一輸出軸，該加速單元由該心軸驅動而帶動該輸出軸產生旋轉，且該輸出軸之轉速不小於該心軸之轉速；及一發電機，設置於該中心空間內，且與該加速單元之輸出軸連接；一電力控制裝置，包含有：一電源輸入端，電連接至該風力發電裝置之發電機；一電源輸出端；多個充放電控制單元，各充放電控制單元分別具有一輸出端以電連接至該電源輸出端；至少一電池組，該電池組包含有多個充電電池，各充電電池分別一對一電連接至各個充放電控制單元；一輸出端量測單元，電連接至該電源輸出端，以量測該電源輸出端的一輸出電壓或一輸出電流； 一處理單元，電連接至各充放電控制單元及該輸出端量測單元，控制其中一充放電控制單元令其對應之充電電池輸出電力至該電源輸出端，並接收該輸出端量測單元量測的該輸出電壓或該輸出電流；當該輸出電壓或該輸出電流低於一臨界值，停止充電電池輸出電力至該電源輸出端，該處理單元進一步控制另一個充放電控制單元令其對應的充電電池輸出電力至該電源輸出端並控制該風力發電裝置之發電機對已停止輸出電力之充電電池進行充電。
2. 如請求項1所述之電動車之供電系統，其特徵在於，其中該風力發電裝置進一步包含有：一防塵網，設置於該外殼之第一開口，且與該外殼固接。
3. 如請求項1所述之電動車之供電系統，其中該電力控制裝置進一步包含有：一電源轉換單元，電連接至該電源輸入端，以轉換一交流電為一直流電並輸出該直流電至該電源輸入端。
4. 如請求項1所述之電動車之供電系統，其中該電力控制裝置進一步包含有：一升壓單元，電連接至該電源輸出端，以將充電電池輸出之電力升壓後輸出。
5. 如請求項1所述之電動車之供電系統，其中：該電力控制裝置之該些多個充放電控制單元至少包含有一第一及一第二充放電控制單元，且該些多個充電電池至少包含有一第一及一第二充電電池；該第一充放電控制單元電連接至該第一充電電池、該風力發電裝置之發電機及該處理單元； 該第二充放電控制單元電連接至該第二充電電池、該風力發電裝置之發電機及該處理單元；該處理單元控制該第一充放電控制單元以該第一充電電池之電力輸出至該電源輸出端，並接收該輸出端量測單元量測的輸出電壓或輸出電流；當該輸出電壓或該輸出電流低於該臨界值，該處理單元控制該第一充放電控制單元以該風力發電裝置之發電機之電力充電該第一充電電池，並控制該第二充放電控制單元輸出該第二充電電池之電力至該電源輸出端。
6. 如請求項1至5中任一項所述之電動車之供電系統，其中該電力控制裝置之各充放電控制單元包含有：一第一電晶體，具有一汲極、一源極及一閘極；一第一光耦合器，具有一輸入端及一輸出端，該第一光耦合器之輸入端陽極透過一第一電阻電連接至一參考電源端，而該第一光耦合器之輸入端陰極電連接至該處理單元，該第一光耦合器之輸出端電連接於該第一電晶體之閘極及一接地端之間；一第二電晶體，具有一汲極、一源極及一閘極；一第二光耦合器，具有一輸入端及一輸出端，該第二光耦合器之輸入端陽極透過一第二電阻電連接至該參考電源端，而該第二光耦合器之輸入端陰極電連接至該處理單元，該第二光耦合器之輸出端電連接於該第二電晶體之閘極及該接地端之間；一第三電阻，電連接於該第一電晶體之源極及閘極之間；及一第四電阻，電連接於該第二電晶體之源極及閘極之間。
7. 如請求項1至5中任一項所述之電動車之供電系統，其中該電力控制裝置之處理單元是一積體電路，且其型號為STC15W4K56S4。