[发明专利]结合超级电容及内燃机驱动发电的电动车电力供应装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种电力供应装置的设计，特别是关于一种结合超级电容及内燃机驱动发电的电动车电力供应装置。

背景技术

使用内燃机的车辆长久以来对世界运输的需求有着重要的贡献。不可避免的，蕴藏的石油量供应全球内燃机车辆做为燃料，将迟早递减至其燃料成本昂贵到无法为大众接受的程度。另一项因素使内燃机车辆的未来蒙上阴影的是对排放自这些车辆的废气有更严格的规定，由于汽机车数量快速增加，使得废气污染问题严重的影响到人们的生活品质并危害到人体的健康。这许多因素引起更多研究人员努力投注于发展一种商用可行的，以取代或辅助内燃机车辆，使用电动推进系统的交通工具，例如电动车。

电动车的基本原理是为利用外部电源将电力储存于蓄电池中，并将蓄电池的电能通过马达转变成机械能，使轮胎与地面产生相对运动。然而，由于蓄电池能量密度低，使得电动车行驶的距离无法达到人们的要求，以及每次充电所需的长时间等限制条件，故电动车始终无法取代现有内燃机车辆。

为解决电动车行驶里程数达不到实用目的的问题，便有了混合式电动车(Hybird Electric Vehicle)观念的提出。是在原本的电动车上加上一辅助内燃机充电系统，提供除电池外的额外电能，因而可延长电动车的行驶距离。

发明内容

本发明所欲解决的技术问题：

然而，已知混合式电动车在启动、加速、减速或爬坡时，电动车的蓄电池会随着车子的加减速而改变其输出电流的大小。根据蓄电池的特性，其端电压会随着输出电流的改变而变化，尤其当车子起步、加速或爬坡时需要大量电能，蓄电池的端电压就会频繁的上升及下降，在频繁的大功率脉冲下，会减少其蓄电池的寿命，以及造成电动车行驶中的不平稳。

况且，为了产生更多电能以提供给车子作为启动、加速、减速或爬坡，内燃机会因此而加速运转以提高转速，这样的运转方式会使得燃料在内燃机里燃烧不完全，产生的污染排放量反而会更多。

此外，蓄电池的大电流放电能力不佳，为了达到瞬间大电流，通常必须加大蓄电池电容量，此为蓄电池重量增加的原因，故因此造成电动车的总重量增加，必需耗费更大的电能才能使车子驱动。

缘此，本发明的目的即是提供一种结合超级电容及内燃机驱动发电的电动车电力供应装置，用以改善上述混合式电动车在应用上的缺点。

本发明解决问题的技术手段：

本发明为解决已知技术的问题所采用的技术手段是为一种结合超级电容及内燃机驱动发电的电动车电力供应装置。用以供应一电动车系统所需的电力，电动车系统包括有一马达及一传动机构，其中电力供应装置包括有一内燃机供电回路、一超级电容供电回路及一回路切换控制电路。

内燃机供电回路包括有一内燃机及一连接内燃机的发电装置，内燃机带动发电装置发电，以使发电装置产生一电力，并由发电装置的电力输出端将电力予以输出。超级电容供电回路则包括有至少一超级电容，其所供应的电力是经由超级电容供电回路输出。

回路切换控制电路连接于内燃机供电回路及超级电容供电回路，在回路切换控制电路的控制切换下，使内燃机供电回路与马达形成通路而由发电装置的电力输出端输出电力予马达，以及使超级电容供电回路与马达形成通路而由超级电容输出电力予马达，故电力供应装置能因应不同的电力需求，进而同时或分别与电动车系统的马达形成通路而将电力供应至马达。此外，回路切换控制电路还包括有一充电电路，能使发电装置的电力输出端输出的电力得以经由充电电路向超级电容进行充电。

本发明对照先前技术的功效：

经由本发明所采用的技术手段，是由超级电容作为储存电能的工具，由于超级电容的电转换效率比一般蓄电池高，故超级电容在短时间内提供和储存电能的效率比一般蓄电池好，亦即超级电容能在相当短的时间内充电与放电，且超级电容的能量储存过程与传统蓄电池基于化学反应的过程相比较，没有任何化学键的结合或断开。故超级电容具有循环寿命长、高能量密度、高功率输出能力及符合环保要求等优点，能有效改善已知混合式电动车在启动、加速、减速或爬坡时，因为频繁的大功率脉冲下，而减少其蓄电池的寿命，以及造成电动车于行驶中不平稳的缺点。

此外，由于超级电容具有轻量化、小体化的优点，比对传统蓄电池能有效改善其大重量以及必需耗费更大能量才能使车子驱动的问题。