專利名稱：使用超級(jí)電容的汽車供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種供電裝置的設(shè)計(jì)，特別是關(guān)于一種使用超級(jí)電容的汽車供電裝置。
背景技術(shù)：
一般汽車內(nèi)部所需的工作電源是由汽車電池所提供，汽車電池是用來(lái)作為啟動(dòng)車輛引擎或是儲(chǔ)存電能及供應(yīng)電能的裝置，而汽車電池在實(shí)際應(yīng)用上即 為一般人所熟知的鉛酸電池。鉛酸電池是為一種歷史悠久的電池系統(tǒng)，因?yàn)樵撾姵鼐哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟與 價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，再加上好的循環(huán)壽命，使得此種電池的產(chǎn)量與產(chǎn)值在電池產(chǎn)出中具有相 當(dāng)重要的地位。過(guò)去一百年來(lái)，鉛酸電池一直是車用電池的標(biāo)準(zhǔn)配備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所欲解決的技術(shù)問(wèn)題然而，鉛酸電池有著極大的缺點(diǎn)，例如環(huán)保、重量及使用壽命等問(wèn)題。鉛酸電池所 分解出的重金屬和有毒廢液會(huì)對(duì)生態(tài)平衡和人體健康造成嚴(yán)重威脅，且電池中含有汞、鉛、 鎘、鉻、鎳、錳等金屬等電解質(zhì)溶液，一旦進(jìn)入人體，會(huì)損害神經(jīng)系統(tǒng)、造血功能、腎臟和骨 骼，對(duì)人的身體危害極大。此外，鉛酸電池在頻繁的大功率脈沖下會(huì)減少其電池的壽命，且鉛酸電池會(huì)有自 放電率高的問(wèn)題，若有深度放電的狀況(如大燈未關(guān)等情形)，則電池壽命更短，約1到2年 即須更換，且鉛酸電池如果電力減低，是無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)完成充電，因?yàn)榭焖俪潆娡斐?鉛酸電池?fù)p壞。再者，鉛酸電池的大電流放電能力不佳，為了達(dá)到瞬間大電流，通常必須加大電池 電容量(即增加重量)，此為鉛酸電池重量增加的原因，故因此造成車子的重量增加，必需 耗費(fèi)更大的能量才能使車子驅(qū)動(dòng)，且鉛酸電池的高功率輸出能力不好，故供電至汽車的電 力系統(tǒng)時(shí)，會(huì)有電壓不穩(wěn)定而造成汽車于行駛中產(chǎn)生不平穩(wěn)的缺點(diǎn)，而降低汽車系統(tǒng)的整 體效率。緣此，本發(fā)明的目的即是提供一種使用超級(jí)電容的汽車供電裝置，用以改善上述 鉛酸電池在車子應(yīng)用上的缺點(diǎn)。本發(fā)明解決問(wèn)題的技術(shù)手段本發(fā)明為解決已知技術(shù)的問(wèn)題所采用的技術(shù)手段是為一種使用超級(jí)電容的汽車 供電裝置，是在一汽車的電路系統(tǒng)中包括有一發(fā)電裝置、至少一超級(jí)電容及一電控模塊。發(fā) 電裝置與超級(jí)電容是經(jīng)由電控模塊對(duì)汽車電路負(fù)載供電，且發(fā)電裝置亦經(jīng)由電控模塊對(duì)超 級(jí)電容充電。其中電控模塊包括有一電壓檢測(cè)電路、一控制單元、一切換單元、一基準(zhǔn)電壓值、 一升壓電路及一穩(wěn)壓電路。電壓檢測(cè)電路用以檢測(cè)超級(jí)電容所輸出電壓的電壓值。當(dāng)超級(jí)電容輸出的電壓小于基準(zhǔn)電壓值時(shí)，電控模塊的控制單元控制切換單元切換超級(jí)電容輸出 的電壓經(jīng)由升壓電路升壓后，再由穩(wěn)壓電路輸出至汽車電路負(fù)載。當(dāng)超級(jí)電容輸出的電壓 大于或等于基準(zhǔn)電壓值時(shí)，電控模塊的控制單元控制切換單元切換超級(jí)電容輸出的電壓直 接經(jīng)由穩(wěn)壓電路輸出至汽車電路負(fù)載。本發(fā)明對(duì)照先前技術(shù)的功效經(jīng)由本發(fā)明所采用的技術(shù)手段，是由超級(jí)電容加電控模塊來(lái)取代傳統(tǒng)鉛酸電池作 為汽車用電的來(lái)源，由于超級(jí)電容的電轉(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)鉛酸電池高出許多，故超級(jí)電容在 短時(shí)間內(nèi)提供和回收能量的效率高，亦即能在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)充電與放電，且超級(jí)電容的 能量?jī)?chǔ)存過(guò)程與傳統(tǒng)鉛酸電池技術(shù)基于化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程相比較，沒(méi)有任何化學(xué)鍵的結(jié)合或 斷開(kāi)。故超級(jí)電容具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度區(qū)域?qū)?、高能量密度、高功率輸出能力、安全?性佳及符合環(huán)保要求等優(yōu)點(diǎn)。此外，由于超級(jí)電容的組成材料并不罕見(jiàn)，其碳纖極材具有輕量化、小體化的優(yōu) 點(diǎn)，比對(duì)傳統(tǒng)鉛酸電池能有效改善其大重量以及必需耗費(fèi)更大能量才能使車子驅(qū)動(dòng)的問(wèn) 題。再者，經(jīng)由結(jié)合電控模塊的技術(shù)手段，能改善現(xiàn)有汽車電力系統(tǒng)的電壓不穩(wěn)定、功 率低的缺點(diǎn)，提升汽車于行駛中的平穩(wěn)性及舒適性，增加汽車系統(tǒng)的整體效率。


本發(fā)明所采用的具體實(shí)施例，將由以下的實(shí)施例及附圖作進(jìn)一步的說(shuō)明，其中圖1是顯示本發(fā)明的使用超級(jí)電容的汽車供電裝置的電路方塊圖；圖2是顯示本發(fā)明的使用超級(jí)電容的汽車供電裝置的立體示意圖。
具體實(shí)施例方式同時(shí)參閱圖1與圖2所示，圖1是顯示本發(fā)明的使用超級(jí)電容的汽車供電裝置的 電路方塊圖。圖2是顯示本發(fā)明的使用超級(jí)電容的汽車供電裝置的立體示意圖。凡具有通 常知識(shí)者皆能輕易得知，汽車系統(tǒng)簡(jiǎn)單包含了有一啟動(dòng)開(kāi)關(guān)2、一啟動(dòng)馬達(dá)3、一發(fā)動(dòng)機(jī)4、 一發(fā)電裝置5及一汽車電路負(fù)載6。本發(fā)明的使用超級(jí)電容的汽車供電裝置1是在汽車的電路系統(tǒng)中包括有一發(fā)電 裝置5、至少一超級(jí)電容11及一電控模塊12。當(dāng)開(kāi)啟汽車的啟動(dòng)開(kāi)關(guān)2時(shí)，超級(jí)電容11是 供給啟動(dòng)馬達(dá)3 —預(yù)定大小的啟動(dòng)電壓，使得啟動(dòng)馬達(dá)3啟動(dòng)，并且?guī)?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn)，而 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)4開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，便會(huì)同時(shí)帶動(dòng)發(fā)電裝置5作動(dòng)，并產(chǎn)生電力經(jīng)由電控模塊12的一 開(kāi)關(guān)單元128a供應(yīng)至汽車電路負(fù)載6，其中電控模塊12包括有一回充電路129，當(dāng)發(fā)電裝 置5供電時(shí)，其所產(chǎn)生的部份電力會(huì)經(jīng)由回充電路129回充至超級(jí)電容11。當(dāng)發(fā)電裝置5停止供電至汽車電路負(fù)載6或者在于汽車耗電量大，導(dǎo)致其供電量 不足時(shí)，超級(jí)電容11便會(huì)經(jīng)由電控模塊12供電至汽車電路負(fù)載6。如圖所示，本發(fā)明的汽車供電裝置1的電控模塊12包括有一整流器120、一濾波 器121、一切換單元122、一電壓檢測(cè)電路123、一控制單元124、一升壓電路126、一穩(wěn)壓電 路127及一開(kāi)關(guān)單元128a、128b。當(dāng)超級(jí)電容11供電時(shí)，其經(jīng)由電壓輸出端111所輸出的 電壓會(huì)經(jīng)由整流器120整流后，再經(jīng)由濾波器121濾除其所夾帶的噪聲，并在經(jīng)過(guò)切換單元122之前，經(jīng)由電壓檢測(cè)電路123檢測(cè)其輸出的超級(jí)電容電壓值V，并產(chǎn)生一代表超級(jí)電容 電壓值V的電壓檢測(cè)信號(hào)S1傳遞至控制單元124?？刂茊卧?24接受電壓檢測(cè)電路123所產(chǎn)生的電壓檢測(cè)信號(hào)S1，并依據(jù)一基準(zhǔn)電 壓值125判斷超級(jí)電容11輸出的電壓的電壓值V大小。當(dāng)超級(jí)電容11輸出的電壓的電壓 值V小于基準(zhǔn)電壓值125時(shí)，控制單元124是傳送一回路切換控制信號(hào)S2至切換單元122。 在本實(shí)施例中，切換單元具有一共同端122a、一升壓回路端122b及一穩(wěn)壓回路端122c，共 同端122a是耦接超級(jí)電容11的電壓輸出端111，升壓電路126連接于切換單元122的升壓 回路端122b，而穩(wěn)壓電路127連接于切換單元122的穩(wěn)壓回路端122c。切換單元122依據(jù) 回路切換控制信號(hào)S2切換超級(jí)電容11的電壓輸出端111經(jīng)由共同端122a連接至升壓回 路端122b，使得超級(jí)電容11輸出電壓是經(jīng)由升壓電路126升壓，再經(jīng)由穩(wěn)壓電路127穩(wěn)壓 后，輸出至汽車電路負(fù)載6。當(dāng)超級(jí)電容11輸出電壓的電壓值V等于基準(zhǔn)電壓值125時(shí)，控制單元124是傳送 回路切換控制信號(hào)S2至切換單元122，切換單元122再依據(jù)回路切換控制信號(hào)S2切換超級(jí) 電容11的電壓輸出端111經(jīng)由共同端122a連接至穩(wěn)壓回路端122c，使得輸出電壓直接經(jīng) 由穩(wěn)壓電路127輸出至汽車電路負(fù)載6。當(dāng)超級(jí)電容11輸出電壓的電壓值V大于基準(zhǔn)電壓值125時(shí)，控制單元124是傳送 回路切換控制信號(hào)S2至切換單元122，切換單元122再依據(jù)回路切換控制信號(hào)S2切換超級(jí) 電容11的電壓輸出端111經(jīng)由共同端122a連接至穩(wěn)壓回路端122c，使得輸出電壓V直接 經(jīng)由穩(wěn)壓電路127輸出至汽車電路負(fù)載6。如圖所示，在發(fā)電裝置5與汽電路負(fù)載6之間連接有開(kāi)關(guān)單元128a，在穩(wěn)壓電路 127與汽電路負(fù)載6之間連接有開(kāi)關(guān)單元128b?？刂茊卧?24控制開(kāi)關(guān)單元128a、128b的 開(kāi)關(guān)狀態(tài)，當(dāng)發(fā)電裝置5供電至汽電路負(fù)載6時(shí)，控制單元124分別產(chǎn)生一控制信號(hào)S3至 開(kāi)關(guān)單元128a及一控制信號(hào)S4至開(kāi)關(guān)單元128b，此時(shí)開(kāi)關(guān)單元128a依據(jù)控制信號(hào)S3而 開(kāi)啟，發(fā)電裝置5便可經(jīng)由開(kāi)關(guān)單元128a供電至汽電電路負(fù)載6，同時(shí)，開(kāi)關(guān)單元128b依據(jù) 控制信號(hào)S4而關(guān)閉，則超級(jí)電容11便不會(huì)經(jīng)由開(kāi)關(guān)單元128b供電至汽電電路負(fù)載6。同樣地，當(dāng)超級(jí)電容11供電至汽電路負(fù)載6時(shí)，控制單元124亦分別產(chǎn)生控制信 號(hào)S3至開(kāi)關(guān)單元128a及控制信號(hào)S4至開(kāi)關(guān)單元128b，此時(shí)開(kāi)關(guān)單元128a依據(jù)控制信號(hào) S3而關(guān)閉，發(fā)電裝置5便不會(huì)經(jīng)由開(kāi)關(guān)單元128a供電至汽電電路負(fù)載6，同時(shí)，開(kāi)關(guān)單元 128b依據(jù)控制信號(hào)S4而開(kāi)啟，則超級(jí)電容11便會(huì)經(jīng)由開(kāi)關(guān)單元128b供電至汽電電路負(fù)載 6。在本實(shí)施例中，前述開(kāi)關(guān)單元128a、128b中可包括有整流元件，以限定電流流向。由以上的電路架構(gòu)可知，本發(fā)明的汽車供電裝置1結(jié)合有超級(jí)電容11及電控模塊 12的供電儲(chǔ)電特性，加上超級(jí)電容11本身就具有的優(yōu)點(diǎn)，故能供應(yīng)汽車電路負(fù)載6 —穩(wěn)定 優(yōu)良的電力。由以上的實(shí)施例可知，本發(fā)明所提供的使用超級(jí)電容的汽車供電裝置確具產(chǎn)業(yè)上 的利用價(jià)值，故本發(fā)明業(yè)已符合于專利的條件。惟以上的敘述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例說(shuō) 明，凡精于此項(xiàng)技術(shù)者當(dāng)可依據(jù)上述的說(shuō)明而作其它種種的改良，惟這些改變?nèi)詫儆诒景l(fā) 明的發(fā)明精神及以下所界定的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
一種使用超級(jí)電容的汽車供電裝置，是在一汽車的電路系統(tǒng)中包括有一發(fā)電裝置、至少一超級(jí)電容及一電控模塊，在該電控模塊的控制下，用以供應(yīng)電能至該電路系統(tǒng)中的汽車電路負(fù)載，該電控模塊包括有一電壓檢測(cè)電路，用以檢測(cè)該超級(jí)電容的電壓輸出端所輸出的超級(jí)電容電壓值，并產(chǎn)生一代表該超級(jí)電容電壓值的電壓檢測(cè)信號(hào)；一控制單元，耦接該電壓檢測(cè)電路，該控制單元接受該電壓檢測(cè)電路產(chǎn)生的電壓檢測(cè)信號(hào)，并與一基準(zhǔn)電壓值進(jìn)行比對(duì)后，據(jù)以產(chǎn)生一回路切換控制信號(hào)；一切換單元，具有一共同端、一升壓回路端及一穩(wěn)壓回路端，其中該共同端是耦接該超級(jí)電容的電壓輸出端，該切換單元在該控制單元所產(chǎn)生的回路切換控制信號(hào)的控制下，切換該超級(jí)電容的電壓輸出端經(jīng)由該共同端連接至該升壓回路端或穩(wěn)壓回路端；一升壓電路，連接于該切換單元的升壓回路端；一穩(wěn)壓電路，連接于該切換單元的穩(wěn)壓回路端；當(dāng)該超級(jí)電容的電壓輸出端所輸出的超級(jí)電容電壓值小于該基準(zhǔn)電壓值時(shí)，該切換單元在該回路切換控制信號(hào)的控制下，切換該超級(jí)電容的電壓輸出端經(jīng)由該升壓回路端送至該升壓電路，由該升壓電路升壓后，供應(yīng)至該汽車電路負(fù)載；當(dāng)該超級(jí)電容的電壓輸出端所輸出的超級(jí)電容電壓值大于或等于該基準(zhǔn)電壓值時(shí)，該切換單元在該回路切換控制信號(hào)的控制下，切換該超級(jí)電容的電壓輸出端經(jīng)由該穩(wěn)壓回路端送至該穩(wěn)壓電路，由該穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后，供應(yīng)至該汽車電路負(fù)載。
2.如權(quán)利要求1所述的使用超級(jí)電容的汽車供電裝置，其中該超級(jí)電容的電壓輸出端 與該切換單元的共同端之間還包括有一整流器及一濾波器。
3.如權(quán)利要求1所述的使用超級(jí)電容的汽車供電裝置，其中該穩(wěn)壓電路與該汽車電路 負(fù)載之間還包括有一開(kāi)關(guān)單元，該開(kāi)關(guān)單元是受該電控模塊的控制單元所控制。
4.如權(quán)利要求1所述的使用超級(jí)電容的汽車供電裝置，其中該發(fā)電裝置與該負(fù)載之間 還包括有一開(kāi)關(guān)單元，該開(kāi)關(guān)單元是受該電控模塊的控制單元所控制。
5.如權(quán)利要求1所述的使用超級(jí)電容的汽車供電裝置，其中該電控模塊還包括有一回 充電路，以使該發(fā)電裝置所產(chǎn)生的部份電力經(jīng)由該回充電路回充至該超級(jí)電容。
6.如權(quán)利要求1所述的使用超級(jí)電容的汽車供電裝置，其中該超級(jí)電容的電壓輸出端 所輸出的超級(jí)電容電壓值經(jīng)過(guò)該升壓電路升壓，更經(jīng)由該穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓后，再供應(yīng)至該汽 車電路負(fù)載。
全文摘要
一種使用超級(jí)電容的汽車供電裝置，是在一汽車的電路系統(tǒng)中包括有一發(fā)電裝置、至少一超級(jí)電容及一電控模塊。在電控模塊的控制下，用以供應(yīng)電能至電路系統(tǒng)中的汽車電路負(fù)載。其中電控模塊包括有一基準(zhǔn)電壓值、一升壓電路及一穩(wěn)壓電路。當(dāng)超級(jí)電容輸出的電壓小于基準(zhǔn)電壓值時(shí)，電控模塊控制超級(jí)電容輸出的電壓經(jīng)由升壓電路升壓后，再由穩(wěn)壓電路輸出至汽車電路負(fù)載。當(dāng)超級(jí)電容輸出的電壓大于或等于基準(zhǔn)電壓值時(shí)，電控模塊控制超級(jí)電容輸出的電壓經(jīng)由穩(wěn)壓電路輸出至汽車電路負(fù)載。
文檔編號(hào)H02J15/00GK101800444SQ200910005740
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者曾碧珠, 楊亮達(dá) 申請(qǐng)人:皆盈綠電池股份有限公司