[发明专利]限电流电源的电瓶充电及协力输出系统

摘要

一种限电流电源的电瓶充电及协力输出系统，为使用引擎发电机或市电交流电源，并特定具有藉电磁效应以限制最大输出电流，和/或具有可设定低于其最大输出电流的恒定电流或接近恒定电流输出特性，以对负载供电，及对蓄电瓶充电，或与蓄电瓶共同对负载供电，而于使用引擎发电机组为电源时，在运作中使引擎运转于制动燃料消耗比量(Brake Specific Fuel Consumption)中最佳和/或较佳节能转数及转矩区域。

主权项

一种限电流电源的电瓶充电及协力输出系统，其具有：蓄电瓶BAT101：为具有能够重复作充放电循环使用的铅酸、镍镉、镍氢、镍锌、镍系蓄电瓶或锂系或锌系电瓶或其他二次电瓶，此项电瓶为固定设置于电路或为设有插头或插座组或接头以作快速组合或取下；电瓶蓄电状态量测装置BCD101：为以蓄电瓶BAT101的端电压或以内阻或积量或比重的量测值为参数，及包括相关充电或放电或静置的负载条件的误差值作修正，以进行连续或周期性量测并转换为数字或模拟电能信号输出的量测电路装置，包括由机电或固态电子组件的模拟量测电路，或由微处理器及相关软件及接口电子组件构成的数字量测电路所构成，或两者混合构成，此项装置依需要选择性设置或不设置；电流检测装置ID100：为串设于发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成的辅助电源PS100的输出端，由电阻或电感式或两者混合型阻抗组件或半导体降压组件所构成的电流取样组件，或由磁场强度感测组件或其他能藉所量测电流值产生模拟信号的装置所构成，供检测发电机G101的输出电流值，以操控调节控制装置RG101或输往中央控制单元CCU101，进而操控发电机G101运转状态；此项装置依系统需要作选择性设置或不设置；电流检测装置ID200：为串设于蓄电瓶BAT101输出入端，为由电阻式或电感式或两者混合型阻抗组件或半导体降压组件所构成的电流取样组件，或由磁场强度感测组件或其他能藉所量测电流值产生模拟信号的装置所构成，供检测电瓶组的输出或输入电流值，以输往驱动控制器CD101或中央控制单元CCU101，进而操控蓄电瓶BAT101输出功率；此项装置依系统需要作选择性设置或不设置；辅助电源PS100：含由汽油或柴油或瓦斯或以其他流体为燃料转为机械动能输出的回转式或往复式内燃引擎组ICE101及所驱动的由交流或直流、无刷或有刷电机结构所构成的发电机G101，供将输入的引擎回转动能转为直流电源，或交流电能经整流装置BR101整流后的直流电能；或藉由交流市电转换为直流充电电能以构成辅助电源PS100，供驱动负载马达M101或其他负载及供对电瓶充电；整流装置BR101：于发电机为交流发电机时供将单相或多相交流电能整流为直流电能；此项装置依系统需要作选择性设置或不设置；磁场激磁控制装置FEC101：磁场激磁控制装置为由机电或固态电路组件所构成，供依发电机输出状态以及人工操控装置MI101及中央控制单元CCU101设定值，以操控具有磁场激磁绕组的交流或直流发电机的发电电能，作电压或电流或功率调控；若发电机磁极为永久磁铁式结构时，则省略不用；引擎转速检测装置SPD101：为模拟或数字式型态，能将角位移量转为相对电能信号电磁或光电转速检测装置，供将引擎转速信号输往中央控制单元CCU101，进而操控燃料供给伺服装置FC101对引擎组的燃料供给量，此项装置的信号值由发电机G101的模拟电压值或频率值以取代；引擎转速检测装置SPD101由机械式、或离心力式检测结构或其他机械式结构所构成，并与燃料供给伺服装置FC101呈机械性互动，以操控引擎组ICE101作定速运转，上述两种型态依系统性质而选用；此项装置依系统需要作选择性设置或不设置；启动马达M100：为由交流或直流、无刷或有刷、同步或异步电机结构所构成，供接受输入电能而产生回转动能启动引擎组ICE101；此项装置依系统需要作选择性设置或不设置；燃料供给伺服装置FC101：为接受电能伺服指令或接受机械性互动的结构型态，以操控对引擎组ICE101的燃料供给状态，进而操控引擎组ICE101转速及扭力，上述两种结构型态依系统性质而选用；此项装置依系统需要作选择性设置或不设置；燃料箱TK101：为供储存引擎燃料，燃料箱TK101与引擎组ICE101之间为经由燃料管路及燃料供给伺服装置FC101以操控对引擎组ICE101给油量；此项装置依系统需要作选择性设置或不设置；驱动控制器CD100：为由机电或固态功率组件及相关电路所构成，供控制启动马达M100作启动及停止开关功能；此项装置依系统需要作选择性设置或不设置；驱动控制器CD101：为由机电或固态功率组件及相关电路所构成，供操控负载马达M101作正反转、变速、启动及停止功能，此项装置依系统需求而选用其个别单项功能及设置数量；或依电路需要选择设置或不设置；负载马达M101：为由交流或直流、无刷或有刷、同步或异步的马达所构成，供产生正反转、变速、运转及停止功能以驱动负载，负载马达M101也能够由其他负载所构成并依系统需求而选用其设置数量，或由其他性质负载所取代；辅助电源B+：为由系统中的蓄电瓶BAT101作为辅助电能的供给、或另行配置辅助电瓶组作为辅助电能的供给、或由发电机发电供应辅助电源，以提供中央控制单元CCU101、或人工操控装置MI101、或负载马达M101的驱动控制器CD101、或启动马达M100的驱动控制器CD100、或磁场激磁控制装置FEC101、或调节控制装置RG101的装置、或其他负载运作所需电能；若设有辅助电瓶组时，发电机并依所需要电压电流容量加设相对发电绕组以对辅助电瓶组进行充电；此项装置依系统需要选择性设置或不设置；中央控制单元CCU101：为由机电或固态电子组件所构成的模拟式或数字式或两者混合式控制装置，或含操控软件的微处理器及数字对模拟转换器及模拟对数字转换器及其他相关电路组件所构成，供依人工操控装置MI101的指令或回授讯号内部设定操控模式，进而操控系统中发电机G101、或交流市电转换为直流充电电能所构成的辅助电源PS100与蓄电瓶BAT101及与负载马达M101的互动关系，以及操控各相关装置运转；此项装置依系统需要选择性设置或不设置；人工操控装置MI101：为由机电或固态电路组件所构成的模拟式或数字式或两者混合式操控装置，以输往中央控制单元进而操控系统运转，此项装置依系统需求而选用其设置数量；以及依需要选择设置或不设置；调节控制装置RG101：为由机电或固态电子组件所构成，而主动参照发电机G101或交流市电转换为直流充电电能所构成的辅助电源PS 100的输出电压电流值，或被动接受中央控制单元CCU101的指令，以回授操控发电机G101或交流市电转换为直流充电电能构成的辅助电源PS100输出功率；此项装置依系统需要选择设置或不设置；所述限电流电源的电瓶充电及协力输出系统，其特征在于：辅助电源PS100的输出电流，为藉电磁效应设定其额定最大输出电流，和/或设定低于其最大输出电流的恒定电流或接近恒定电流，而输出端电压则为随机变化；所述辅助电源输出电流的运作状态，包括由辅助电源PS100独立输出提供电能，或在设定辅助电源的额定最大输出电流，和/或在输出所设定低于其最大输出电流的恒定电流或接近恒定电流的基础上，与蓄电瓶BAT101共同驱动负载，而随负载轻重而变动电瓶的充电输入电流及放电输出电流大小；于负载电流小于辅助电源PS100的额定最大电流时，则由辅助电源PS100供应负载的全部电流，包括输出所设定的最大输出电流值，和/或所设定低于其最大输出电流的恒定或接近恒定电流值，而对蓄电瓶BAT101作充电或停止充电，以在能使辅助电源PS100运转在引擎的制动燃料消耗比量中最佳和/或较佳能源效率的工作区的原则下，进而调辅助电源PS100的电流与负载电流间差值；于负载电流大于常态额定电流时，则由辅助电源输出其最大之额定电流，或输出所设定低于最大输出电流的恒定或接近恒定的电流值，而若辅助电源PS100的输出电流小于负载电能，则不足的负载电流为由蓄电瓶BAT101作放电输出；所述限电流电源的电瓶充电及协力输出系统输出电能的方式，包括以引擎发电机组为辅助电源PS100时，选用发电机本身电机特性为具有藉电磁效应限制最大输出电流，和/或具有可设定低于其最大输出电流的恒定电流或接近恒定电流输出特性，包括具有于负载电流加大时，发电机具有可随之降低激磁强度以降低输出电压的差激功能特性，以限制辅助电源PS100的发电机最大输出电流，发电机包括由交流或直流发电机所构成；或为发电机具有可操控其输出为低于最大输出电流的恒定电流或接近恒定电流输出特性，和/或于使用引擎驱动发电机为辅助电源PS100时，以引擎运转的转矩与所驱动发电机输出电流建立相对比例参数，而藉调控发电机激磁磁场强度及调控引擎的转速，使其所驱动的发电机的输出电流为所设定最大输出电流值，和/或所设定低于最大输出电流的恒定电流或接近恒定电流值，并特别针对引擎的制动燃料消耗比量中，参照发电机作上述电流值输出时的引擎转矩，以及引擎在制动燃料消耗比量中相对最佳和/或较佳的节能效率的转速，以及藉发电机本身电机特性，或由磁场激磁控制装置FEC101调控发电机的激磁强度，藉上述三者之匹配调整以使辅助电源PS100运转中，能使引擎运转于制动燃料消耗比量中的最佳和/或较佳节能转数及转矩区域，和/或于藉交流电源为辅助电源PS100时，则采用随负载电流加大而增加交连磁通漏磁量的漏磁变压器CCT100以限制其最大输出电流。