TWI499158B - Multiple energy supply system - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種能源供應系統,特別是指一種可供應電力、高壓空氣、高壓氫氣等能源的能源供應系統。
目前世界各國重視環保節能議題,因此在交通工具方面,眾多單位發展出電動車(electric vehicle)、油電混和車(hybrid vehicle)、空氣車(compressed-air vehicle)、氫氣車(hydrogen vehicle)等有助於節能減碳的環保車輛。與目前主要由汽油、柴油作為燃料的車輛不同,上述環保車輛是藉由電力、高壓空氣或高壓氫氣的補充,以確保車輛的續航能力。但以目前的狀況來說,環保車輛的能源補充站功能較為單一,通常只能補充單一類型的能源,例如僅為充電站或僅為充氣站,如此不利於未來環保車輛的發展與普及化。
因此,本發明之目的,即在提供一種可提供多種能源的多重能源供應系統,該多重能源供應系統具有內
部電力配置的優化設計。
於是,本發明多重能源供應系統,包含一控制單元、一電源管理單元、一電力供應單元、一空氣供應單元及一氫氣供應單元。電源管理單元電連接於該控制單元,並受控於該控制單元而輸出電力。電力供應單元電連接於該控制單元與該電源管理單元,並受控於該控制單元,於接收該電源管理單元提供的電力後,轉換該電力而可調節地輸出於外。空氣供應單元電連接於該控制單元與該電源管理單元,並受控於該控制單元而產生高壓空氣,並可調節地將高壓空氣輸出於外。氫氣供應單元電連接於該控制單元與該電源管理單元,並受控於該控制單元而產生高壓氫氣,並可調節地將高壓氫氣輸出於外。
較佳地,多重能源供應系統還包含一太陽能電池裝置,該太陽能電池裝置電連接於該電源管理單元,並將其產生的電力輸出予該電源管理單元使用。其中,該電源管理單元包括一第一直流對直流轉換器及一直流對交流轉換器。該第一直流對直流轉換器電連接於該太陽能電池裝置、該電力供應單元及該直流對交流轉換器,且於接收該太陽能電池裝置提供的電力後,將該電力升壓而輸出予該直流對交流轉換器與該電力供應單元。該直流對交流轉換器電連接於該空氣供應單元與該氫氣供應單元,並於接收該第一直流對直流轉換器提供的電力後,將該電力轉換為交流電源而輸出予該空氣供應單元與該氫氣供應單元使用。
此外,多重能源供應系統還包含一燃料電池裝置,該燃料電池裝置電連接於該電源管理單元並連通於該氫氣供應單元,且於接收該氫氣供應單元輸出的氫氣後產生電力,並提供電力予該電源管理單元使用。其中,該電源管理單元包括一第二直流對直流轉換器及一直流對交流轉換器,該第二直流對直流轉換器電連接於該燃料電池裝置、該電力供應單元及該直流對交流轉換器,且於接收該燃料電池裝置提供的電力後,將該電力升壓而輸出予該直流對交流轉換器與該電力供應單元;該直流對交流轉換器電連接於該第二直流對直流轉換器、該空氣供應單元與該氫氣供應單元,並於接收該第二直流對直流轉換器提供的電力後,將該電力轉換為交流電源而輸出予該空氣供應單元與該氫氣供應單元使用。
另一方面,該多重能源供應系統主要是電連接於一提供交流電源的外部電源,且該電源管理單元還包括一交流對直流轉換器。該交流對直流轉換器電連接於該外部電源與該電力供應單元,並於接收該外部電源提供的電力後,將該電力轉換為直流電力而輸出予該電力供應單元使用;該空氣供應單元與該氫氣供應單元各電連接於該外部電源,並接收該外部電源提供的電力而運作。
較佳地,前述該電力供應單元包括一蓄電池、至少一電流控制器及一電力輸出線路,該蓄電池電連接於該電源管理單元與該電流控制器,其接收並儲存該電源管理單元提供的電力,並受控輸出電力予該電流控制器。該
電流控制器電連接於該蓄電池與該電力輸出線路,其接收該蓄電池提供的電力,並轉換為一具有特定電流值的電力後,藉由該電力輸出線路而輸出於外。
相對應的,該電力供應單元可包括一第一電流控制器與一第二電流控制器,且該電力輸出線路具有一快充線路與一慢充線路,該第一電流控制器電連接於該蓄電池與該快充線路,並藉由該快充線路輸出一具有一第一電流值的電力於外。該第二電流控制器電連接於該蓄電池與該慢充線路,並藉由該慢充線路輸出一具有一第二電流值的電力於外,該第二電流值係小於該第一電流值。
或者是,該電源管理單元包括一直流對交流轉換器,該直流對交流轉換器電連接於該蓄電池、該空氣供應單元與該氫氣供應單元,並於接收該蓄電池提供的電力後,將該電力轉換為交流電力而提供予該空氣供應單元與該氫氣供應單元使用。
較佳地,該空氣供應單元包括一高壓空氣產生裝置,可受控產生大於一大氣壓的高壓空氣。該空氣供應單元還可進一步包括一空氣增壓裝置及一空氣儲存裝置,該空氣增壓裝置連通於該高壓空氣產生裝置與該空氣儲存裝置,其於接收該高壓空氣產生裝置產生的高壓空氣後,進一步提升高壓空氣的壓力,並輸出至該空氣儲存裝置。該空氣儲存裝置接收並儲存該空氣增壓裝置提供的高壓空氣,並受控讓高壓空氣輸出於外。此外,該電源管理單元包括一直流對交流轉換器,該直流對交流轉換器電連接於
該蓄電池、該空氣供應單元與該氫氣供應單元,並於接收該蓄電池提供的電力後,將該電力轉換為交流電力而提供予該空氣供應單元與該氫氣供應單元使用。
較佳地,該氫氣供應單元包括一氫氣產生裝置,該氫氣產生裝置可受控產生大於一大氣壓的高壓氫氣。該氫氣供應單元還可進一步包括一氫氣增壓裝置及一氫氣儲存裝置,該氫氣增壓裝置連通於該氫氣產生裝置與該氫氣儲存裝置,其於接收該氫氣產生裝置產生的高壓氫氣後,進一步提升高壓氫氣的壓力,並輸出至該氫氣儲存裝置。該氫氣儲存裝置接收並儲存該氫氣增壓裝置提供的高壓氫氣,並受控讓高壓氫氣輸出於外。
在較佳的實施態樣中,多重能源供應系統還包含一輸出能源監控單元,該輸出能源監控單元包括一輸出電源指示裝置、一輸出空氣指示裝置及一輸出氫氣指示裝置,該輸出電源指示裝置用於至少偵測該電力供應單元之輸出電力的電壓值、電流值或功率值,該輸出空氣指示裝置用於至少偵測該空氣供應單元之輸出空氣的壓力值或流量值,該輸出氫氣指示裝置用於至少偵測該氫氣供應單元之輸出氫氣的壓力值或流量值。
本發明之功效在於:多重能源供應系統藉由電力供應單元、空氣供應單元與氫氣供應單元的設置,可供使用者進行車輛的電力、高壓空氣或高壓氫氣的補充。此外,藉由電源管理單元的設計,多重能源供應系統可接收外部電源、太陽能電池裝置、燃料電池裝置所提供的交流
電源或直流電源,並於轉換配置後,將電力供給予多重能源供應系統運作所需。
100‧‧‧多重能源供應系統
101‧‧‧外部電源
1‧‧‧機櫃
11‧‧‧第一空間
12‧‧‧第二空間
13‧‧‧第三空間
2‧‧‧控制單元
3‧‧‧電源管理單元
31‧‧‧第一直流對直流轉換器
32‧‧‧第二直流對直流轉換器
33‧‧‧直流對交流轉換器
34‧‧‧交流對直流轉換器
4‧‧‧電力供應單元
41‧‧‧蓄電池
42‧‧‧電流控制器
43‧‧‧電力輸出線路
431‧‧‧快充線路
432‧‧‧慢充線路
44‧‧‧替換式蓄電池
5‧‧‧空氣供應單元
51‧‧‧高壓空氣產生裝置
52‧‧‧空氣增壓裝置
53‧‧‧空氣儲存裝置
54‧‧‧替換式空氣儲存裝置
55‧‧‧高壓空氣瓶
56‧‧‧空氣傳輸管路
57‧‧‧氣閥
58‧‧‧空氣輸出管路
581‧‧‧快充管路
582‧‧‧慢充管路
6‧‧‧氫氣供應單元
61‧‧‧氫氣產生裝置
62‧‧‧氫氣增壓裝置
63‧‧‧氫氣儲存裝置
64‧‧‧替換式氫氣儲存裝置
65‧‧‧高壓氫氣瓶
66‧‧‧氫氣傳輸管路
67‧‧‧氣閥
68‧‧‧氫氣輸出管路
681‧‧‧快充管路
682‧‧‧慢充管路
7‧‧‧輸出能源監控單元
71‧‧‧輸出電源指示裝置
711‧‧‧電流計
712‧‧‧電壓計
713‧‧‧燈號開關
72‧‧‧輸出空氣指示裝置
721‧‧‧壓力計
722‧‧‧燈號開關
73‧‧‧輸出氫氣指示裝置
731‧‧‧壓力計
732‧‧‧燈號開關
81‧‧‧太陽能電池裝置
82‧‧‧燃料電池裝置
83‧‧‧散熱單元
本發明之其他的特徵及功效,將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現,其中:圖1是一立體示意圖,說明本發明多重能源供應系統的較佳實施例;圖2是該多重能源供應系統的整體系統方塊圖;圖3是該多重能源供應系統的局部系統方塊圖;及圖4與圖5是一空氣供應單元與一氫氣供應單元的實施態樣。
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1~圖3,為本發明多重能源供應系統100的較佳實施例。多重能源供應系統100可提供電動車、插電式油電混和車、空氣車、氫氣車等環保車輛所需的電力、高壓空氣、高壓氫氣等能源,並包含一機櫃1、一控制單元2、一電源管理單元3、一電力供應單元4、一空氣供應單元5、一氫氣供應單元6、一輸出能源監控單元7、一太陽能電池裝置81、一燃料電池裝置82及一散熱單元83。其中,電力供應單元4可提供電動車、插電式油電混和車進行電池充電或電池更換之功能,空氣供應單元5、氫氣供
應單元6可分別提供空氣車、氫氣車進行充氣或儲氣瓶更換之功能,其詳細內容將於後續段落說明。
以下說明多重能源供應系統100各構件的實施態樣。
多重能源供應系統100的機櫃1為裝設上述構件的外殼主體,大致呈長方體狀,且內部由左而右大致區分為一第一空間11、一第二空間12與一第三空間13。該等第一空間11、第二空間12與第三空間13分別主要供電力供應單元4、空氣供應單元5、氫氣供應單元6設置其中,此外亦提供其他構件的設置空間。然而,在不同的實施態樣中,機櫃1的外部形狀與空間配置可依需要而對應調整,不以此處揭露的實施態樣為限。
多重能源供應系統100的控制單元2設置於機櫃1中(本實施例其設置於機櫃1的第一空間11中,但不以此為限),其為控制多重能源供應系統100整體運作的中樞,並可採用微電腦系統(例如整合中央處理器、記憶體、各式傳輸埠與MATLAB軟體的MicroBox電腦系統,但不以此為限)進行各式資料處理與控制程序。
多重能源供應系統100的電源管理單元3設置於機櫃1中(本實施例其設置於機櫃1的第一空間11中,但不以此為限),其受控於控制單元2,並配合太陽能電池裝置81、燃料電池裝置82與一供應交流電源的外部電源101,提供控制單元2、電力供應單元4、空氣供應單元5、氫氣供應單元6、輸出能源監控單元7及散熱單元83所需的
電力。其中,太陽能電池裝置81裝設於機櫃1的頂面,且電連接於電源管理單元3,可將其接收光線而產生的電力提供予電源管理單元3配置使用。燃料電池裝置82設置於機櫃1中(本實施例其設置於機櫃1的第三空間13中,但不以此為限),其電連接於電源管理單元3並連通於氫氣供應單元6,於接收氫氣供應單元6輸出的氫氣後產生電力,並提供電力予該電源管理單元3使用。據此,氫氣供應單元6提供的氫氣不僅可以供應氫氣車的充氣所需,還可以進一步讓燃料電池裝置82供應多重能源供應系統100的運作動力。
本實施例中,多重能源供應系統100運作時所需的電力是由外部電源101、太陽能電池裝置81與燃料電池裝置82提供,外部電源101提供的電力為交流電,太陽能電池裝置81與燃料電池裝置82提供的電力為直流電。而另一方面,多重能源供應系統100的各構件分別需要直流電或交流電的供應,例如需要直流電供應的構件為電力供應單元4,而需要交流電供應的構件包括控制單元2、空氣供應單元5、氫氣供應單元6、輸出能源監控單元7與散熱單元83。因此,為了確保多重能源供應系統100的正常運作,電源管理單元3需要進行特定的電力轉換與配置,將外部電源101、太陽能電池裝置81與燃料電池裝置82提供的電力由其管理、轉換後,持續供給予控制單元2、電力供應單元4、空氣供應單元5、氫氣供應單元6、輸出能源監控單元7、散熱單元83使用,以確保系統穩定運作。
為了達成上述目的,本實施例中電源管理單元3設計為包括一第一直流對直流轉換器31、一第二直流對直流轉換器32、一直流對交流轉換器33及一交流對直流轉換器34。
第一直流對直流轉換器31電連接於太陽能電池裝置81、電力供應單元4及直流對交流轉換器33,其於接收該太陽能電池裝置81提供的直流電力後,對該直流電力進行穩壓、升壓處理,而輸出予直流對交流轉換器33與電力供應單元4使用。也就是說,本實施例中第一直流對直流轉換器31主要是對太陽能電池裝置81提供的直流電力進行轉換處理。
第二直流對直流轉換器32電連接於燃料電池裝置82、電力供應單元4及直流對交流轉換器33,其於接收燃料電池裝置82提供的直流電力後,對該電力進行穩壓、升壓處理,而輸出予直流對交流轉換器33與電力供應單元4使用。亦即,第二直流對直流轉換器32主要是對燃料電池裝置82提供的直流電力進行轉換處理。
然而,在不同的實施態樣中,電源管理單元3可以只設置一個直流對直流轉換器,該直流對直流轉換器可分別接收太陽能電池裝置81與燃料電池裝置82提供的電力,並於穩壓、升壓處理後,提供予直流對交流轉換器33與電力供應單元4使用。因此,電源管理單元3不限於要就太陽能電池裝置81與燃料電池裝置82分別設置直流對直流轉換器。
直流對交流轉換器33電連接於第一直流對直流轉換器31、第二直流對直流轉換器32、空氣供應單元5與氫氣供應單元6,並於接收第一直流對直流轉換器31、第二直流對直流轉換器32提供的電力後,將該電力轉換為交流電源而輸出予空氣供應單元5與氫氣供應單元6使用。也就是說,直流對交流轉換器33可將太陽能電池裝置81與燃料電池裝置82提供的直流電轉換為交流電後,提供予空氣供應單元5與氫氣供應單元6使用。
交流對直流轉換器34電連接於外部電源101與電力供應單元4,並於接收該外部電源101提供的電力後,將該電力轉換為直流電力而輸出予電力供應單元4使用。因此,電力供應單元4除了可接收第一直流對直流轉換器31、第二直流對直流轉換器32從太陽能電池裝置81、燃料電池裝置82轉換所得之直流電源外,還可以接收從外部電源101轉換所得之直流電源,此實施方式具有提升能源供應穩定性及彈性的優點。
根據前述內容,本實施例的電源管理單元3可進行各式電源的轉換與供應,使多重能源供應系統100能確實正常運作。然而,視實際需要,電源管理單元3還可以其他方式實施,例如控制單元2、空氣供應單元5、氫氣供應單元6、輸出能源監控單元7與散熱單元83所需的交流電源不限於是由直流對交流轉換器33輸出的電力提供,也可以直接由外部電源101輸入交流電源。此外,電源管理單元3提供予電力供應單元4的電力,也可以再回傳至
直流對交流轉換器33,供其轉換為交流電源後提供其他構件使用。因此,藉由各式電源配置方式,電源管理單元3可提供各式電能的循環利用,而提高其使用彈性。
以下說明多重能源供應系統100的電力供應單元4的實施態樣。如前述說明,電力供應單元4可供電動車、插電式油電混和車進行電力補充,其設置於機櫃1中(本實施例其設置於機櫃1的第一空間11,但不以此為限),並電連接於控制單元2與電源管理單元3,受控於控制單元2在接收電源管理單元3提供的直流電力後,轉換該電力而可調節地輸出於外。
具體來說,本實施例的電力供應單元4包括一蓄電池41、一電流控制器42、一電力輸出線路43及多個替換式蓄電池44。蓄電池41、電流控制器42、電力輸出線路43的配合可供使用者將電力補充於車輛中的蓄電池,而替換式蓄電池44可供使用者直接進行車輛中的蓄電池更換
詳細來說,蓄電池41電連接於電源管理單元3(第一直流對直流轉換器31、第二直流對直流轉換器32、交流對直流轉換器34、直流對交流轉換器33)與電流控制器42,其接收並儲存電源管理單元3提供的電力,並受控輸出電力予電流控制器42,以供電動車充電使用。此外,蓄電池41還可提供儲備電力予直流對交流轉換器33,以供應空氣供應單元5、氫氣供應單元6等構件運作所需。電流控制器42電連接於該蓄電池41與該電力輸出線路43,其接
收蓄電池41提供的電力,並轉換為一具有特定電流值的電力後,藉由該電力輸出線路43而輸出於外。替換式蓄電池44收容於機櫃1的第一空間11中,其可接收電源管理單元3或蓄電池41提供的電力而蓄電,並儲存於機櫃1中,供使用者急需時進行車輛中的蓄電池更換。
本實施例中,若要讓電力輸出線路43具有快速充電功能與慢速充電功能,則電力供應單元4可設計為具有兩個電流控制器42(以下稱為第一電流控制器與第二電流控制器,圖中未繪製),且電力輸出線路43可設計為具有一快充線路431與一慢充線路432。該第一電流控制器電連接於蓄電池41與快充線路431,並藉由快充線路431輸出一具有一第一電流值的電力於外。該第二電流控制器電連接於該蓄電池41與慢充線路432,並藉由該慢充線路432輸出一具有一第二電流值的電力於外,其中該第二電流值係小於該第一電流值。據此,使用者可根據其需要而選用快充線路431或慢充線路432進行車輛之蓄電池的快速充電或慢速充電。而在不同的實施態樣中,電力輸出線路43也可以直接使用一具有多重電流輸出值與及輸出端的電流控制器42,不限於要使用兩個電流控制器42來實現快速充電與標準充電的功能。
參照圖1~圖4,以下說明多重能源供應系統100的空氣供應單元5的實施態樣。如前述說明,空氣供應單元5可供空氣車進行高壓空氣的補充,其設置於機櫃1中(本實施例其設置於機櫃1的第二空間12中,但不以此為限
),並電連接於控制單元2與電源管理單元3,受控於控制單元2而產生高壓空氣,並可調節地將高壓空氣輸出於外。
具體來說,空氣供應單元5包括一高壓空氣產生裝置51、一空氣增壓裝置52、一空氣儲存裝置53、多個替換式空氣儲存裝置54、一高壓空氣瓶55、多條空氣傳輸管路56、多個氣閥57及一空氣輸出管路58。高壓空氣產生裝置51、空氣增壓裝置52、空氣儲存裝置53、空氣輸出管路58等構件的配合,可供使用者將高壓空氣補充於車輛中的儲氣瓶;而替換式空氣儲存裝置54可供使用者直接進行車輛中的儲氣瓶的更換。
高壓空氣產生裝置51可以是如空氣壓縮機(air compressor)的裝置,其受控產生遠大於一大氣壓的高壓空氣,並藉由一空氣傳輸管路56而與空氣增壓裝置52連通,將高壓空氣輸往空氣增壓裝置52,其中的氣體流動可藉由氣閥57控制。
空氣增壓裝置52可以是如增壓缸(booster pump)的裝置,並分別藉由空氣傳輸管路56連通於高壓空氣產生裝置51與空氣儲存裝置53,其於接收高壓空氣產生裝置51產生的高壓空氣後,可進一步提升高壓空氣的壓力,並輸出至空氣儲存裝置53進行儲存。
空氣儲存裝置53可以是如儲氣鋼瓶(gas cylinder)的裝置,其藉由空氣傳輸管路56連通於空氣增壓裝置52與空氣輸出管路58,可接收並儲存經由空氣增壓裝
置52再增壓的高壓空氣,並受控讓高壓空氣經由空氣輸出管路58而輸出於外。
因此,根據上述高壓空氣產生裝置51、空氣增壓裝置52與空氣儲存裝置53的設置,本實施例的空氣供應單元5可確實地提供空氣車所需的高壓空氣。而在不同的實施態樣中,高壓空氣產生裝置51、空氣增壓裝置52與空氣儲存裝置53的配置可根據需要而對應調整,例如空氣供應單元5可以採用輸出空氣壓力較高的高壓空氣產生裝置51,此時空氣供應單元5即可省略空氣增壓裝置52的設置;或者是,空氣供應單元5可以不設置空氣儲存裝置53,此都為空氣供應單元5可據以實施的方式。
而另一方面,前述的高壓空氣瓶55可以是一替換式的高容量儲氣鋼瓶,其可作為高壓空氣的備用供應來源;抑或高壓空氣瓶55可儲存壓力高於空氣儲存裝置53內存空氣的更高壓空氣,此時空氣輸出管路58可設計為具有一快充管路581及一慢充管路582,快充管路581連通於高壓空氣瓶55,而慢充管路582連通於空氣儲存裝置53,使用者可根據其需要選擇氣壓較高的快充管路581進行快速空氣填充,或選擇氣壓較低的慢充管路582進行標準的空氣填充。此外,使用者還可直接以存放於機櫃1中的替換式空氣儲存裝置54更換車上的儲氣瓶,此等方式都可以達成補充空氣車中的高壓空氣的效果。
要補充說明的是,於上述說明內容中,空氣供應單元5是藉由額外設置的高壓空氣瓶55提供較高壓的供
氣,以實現快速空氣填充的功能。而在其他實施態樣中,空氣供應單元5也可設置不同規格的高壓空氣產生裝置51、空氣增壓裝置52、空氣儲存裝置53等裝置,以提供不同壓力之高壓氣體的輸出供應。因此本實施例的空氣供應單元5的實施態樣可根據需要而對應調整,不以特定型態為限。
參閱圖1~圖3以及圖5,以下說明多重能源供應系統100的氫氣供應單元6的實施態樣。如前述說明,氫氣供應單元6可供氫氣車進行高壓氫氣的填充,其設置於機櫃1中(本實施例其設置於機櫃1的第三空間13中,但不以此為限),並電連接於控制單元2與電源管理單元3,受控於控制單元2而產生高壓氫氣,並可調節地將高壓氫氣輸出於外。
具體來說,氫氣供應單元6包括一氫氣產生裝置61、一氫氣增壓裝置62、一氫氣儲存裝置63、多個替換式氫氣儲存裝置64、一高壓氫氣瓶65、多條氫氣傳輸管路66、多個氣閥67與一氫氣輸出管路68。氫氣產生裝置61、氫氣增壓裝置62、氫氣儲存裝置63、氫氣輸出管路68等構件的配合,可供使用者將高壓氫氣補充於氫氣車中的儲氣瓶,而替換式氫氣儲存裝置64可供使用者直接進行車輛中的儲氣瓶的更換。
氫氣產生裝置61可以是藉由電解水以產生氫氣的氫氣產生器(hydrogen generator),其受控產生高壓(例如高於一大氣壓)氫氣,並分別藉由氫氣傳輸管路66連通於
氫氣增壓裝置62,將產生的氫氣輸往氫氣增壓裝置62。
氫氣增壓裝置62藉由氫氣傳輸管路66連通於氫氣儲存裝置63,其於接收氫氣產生裝置61產生的高壓氫氣後,進一步提升高壓氫氣的壓力,並輸出至氫氣儲存裝置63。氫氣儲存裝置63接收並儲存氫氣增壓裝置62提供的高壓氫氣,並受控讓高壓氫氣輸出於外。
類似於前述高壓空氣瓶55,高壓氫氣瓶65可用作備用的氫氣供應源,或提供更高壓的高壓氫氣。而氫氣輸出管路68也可以設計為具有一快充管路681及一慢充管路682,供使用者進行快速氫氣填充或標準氫氣填充程序。此外,氫氣供應單元6也可以省略氫氣增壓裝置62或氫氣儲存裝置63的設置,此等都是本實施例可據以實施的態樣。
根據前述說明內容,使用者可根據其需要,從電力供應單元4、空氣供應單元5、氫氣供應單元6進行其車輛所需的能源補充。而進一步來說,多重能源供應系統100的輸出能源監控單元7可提供使用者與系統管理者所需的能源補充相關資訊。
例如,本實施例的輸出能源監控單元7設計為包含一輸出電源指示裝置71、一輸出空氣指示裝置72及一輸出氫氣指示裝置73。輸出電源指示裝置71可偵測電力供應單元4之輸出電力的電壓值、電流值或功率值,其包括多個電流計711、電壓計712與燈號開關713,電流計711、電壓計712可偵測、顯示使用者藉由快充線路431進行
快速充電或藉由慢充線路432進行慢速充電時的電壓值、電流值或功率值,並將相關資訊回傳至控制單元2儲存分析;而燈號開關713可供使用者於按壓後啟動或關閉充電程序,並於充電程序進行時呈現亮燈或閃爍燈號顯示,且於充電程序結束時關閉燈號。而輸出空氣指示裝置72、輸出氫氣指示裝置73則分別包括多個壓力計721、731與燈號開關722、732,可偵測、顯示使用者進行高壓空氣或高壓氫氣補充時的氣體壓力值或氣體流量值,並將相關資訊回傳至控制單元2。因此,根據上述輸出能源監控單元7的設置,系統管理者可得知多重能源供應系統100的實際運作狀態,使用者可得知其為車輛補充能源的用量資訊,而輸出能源監控單元7的控制單元2可據以自動調節各種能源的產生程序與輸出程序,並可藉由電力、高壓空氣、高壓氫氣的用量資訊計算相關費用,而藉由自動化的收費裝置(未圖示)或人工收費方式,供使用者繳交藉由多重能源供應系統100補充能源的費用。
而另一方面,多重能源供應系統100的散熱單元83裝設於機櫃1的外壁,其可藉由風扇、水冷或氣冷等方式對機櫃1的內部空間提供散熱功能,避免機櫃1內的各裝置因過熱而產生異常、故障。
綜合上述說明內容,本發明多重能源供應系統100藉由電力供應單元4、空氣供應單元5、氫氣供應單元6的整合設置,能提供電力、高壓空氣與高壓氫氣等多種能源,且各種能源都具有供使用者進行快速能源補充、標準
能源補充或更換蓄電池(儲氣瓶)的設計。
此外,多重能源供應系統100實現高度彈性的內部電力配置,其藉由電源管理單元3的設置,於一般情況下由交流外部電源101(例如110V的市電)供應多重能源供應系統100整體運作所需電力,在具有陽光的情況下可藉由太陽能電池裝置81提供部分電力,且在氫氣供應單元6內存的氫氣尚有餘裕時,由氫氣供應單元6供應氫氣予燃料電池裝置82,由燃料電池裝置82將氫氣供應單元6產生的氫氣再度轉換為可供多重能源供應系統100運作使用的電力。因此,視各種狀況,多重能源供應系統100都可由其控制單元2自動管控內部電力配置運作,而實現各式能源轉換運用的操作配置。
因此,本發明多重能源供應系統100確實能達成本發明之目的。惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不能以此限定本發明的實施範圍,即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
100‧‧‧多重能源供應系統
1‧‧‧機櫃
11‧‧‧第一空間
12‧‧‧第二空間
13‧‧‧第三空間
43‧‧‧電力輸出線路
431‧‧‧快充線路
432‧‧‧慢充線路
44‧‧‧替換式蓄電池
54‧‧‧替換式空氣儲存裝置
581‧‧‧快充管路
582‧‧‧慢充管路
64‧‧‧替換式氫氣儲存裝置
681‧‧‧快充管路
682‧‧‧慢充管路
71‧‧‧輸出電源指示裝置
711‧‧‧電流計
712‧‧‧電壓計
713‧‧‧燈號開關
72‧‧‧輸出空氣指示裝置
721‧‧‧壓力計
722‧‧‧燈號開關
73‧‧‧輸出氫氣指示裝置
731‧‧‧壓力計
732‧‧‧燈號開關
81‧‧‧太陽能電池裝置
83‧‧‧散熱單元
Claims (14)
- 一種多重能源供應系統,包含:一控制單元;一電源管理單元,電連接於該控制單元,並受控於該控制單元而輸出電力;一電力供應單元,電連接於該控制單元與該電源管理單元,並受控於該控制單元,於接收該電源管理單元提供的電力後,轉換該電力而可調節地輸出於外;一空氣供應單元,電連接於該控制單元與該電源管理單元,並受控於該控制單元而產生高壓空氣,並可調節地將高壓空氣輸出於外;及一氫氣供應單元,電連接於該控制單元與該電源管理單元,並受控於該控制單元而產生高壓氫氣,並可調節地將高壓氫氣輸出於外。
- 如請求項1所述的多重能源供應系統,還包含一太陽能電池裝置,該太陽能電池裝置電連接於該電源管理單元,並將其產生的電力輸出予該電源管理單元使用。
- 如請求項2所述的多重能源供應系統,其中,該電源管理單元包括一第一直流對直流轉換器及一直流對交流轉換器,該第一直流對直流轉換器電連接於該太陽能電池裝置、該電力供應單元及該直流對交流轉換器,且於接收該太陽能電池裝置提供的電力後,將該電力升壓而輸出予該直流對交流轉換器與該電力供應單元;該直流對交流轉換器電連接於該空氣供應單元與該氫氣供應單元 ,並於接收該第一直流對直流轉換器提供的電力後,將該電力轉換為交流電源而輸出予該空氣供應單元與該氫氣供應單元使用。
- 如請求項1所述的多重能源供應系統,還包含一燃料電池裝置,該燃料電池裝置電連接於該電源管理單元並連通於該氫氣供應單元,且於接收該氫氣供應單元輸出的氫氣後產生電力,並提供電力予該電源管理單元使用。
- 如請求項4所述的多重能源供應系統,其中,該電源管理單元包括一第二直流對直流轉換器及一直流對交流轉換器,該第二直流對直流轉換器電連接於該燃料電池裝置、該電力供應單元及該直流對交流轉換器,且於接收該燃料電池裝置提供的電力後,將該電力升壓而輸出予該直流對交流轉換器與該電力供應單元;該直流對交流轉換器電連接於該第二直流對直流轉換器、該空氣供應單元與該氫氣供應單元,並於接收該第二直流對直流轉換器提供的電力後,將該電力轉換為交流電源而輸出予該空氣供應單元與該氫氣供應單元使用。
- 如請求項1所述的多重能源供應系統,其中,該多重能源供應系統電連接於一提供交流電源的外部電源,且該電源管理單元包括一交流對直流轉換器,該交流對直流轉換器電連接於該外部電源與該電力供應單元,並於接收該外部電源提供的電力後,將該電力轉換為直流電力而輸出予該電力供應單元使用;該空氣供應單元與該氫氣供應單元各電連接於該外部電源,並接收該外部電源 提供的電力而運作。
- 如請求項1所述的多重能源供應系統,其中,該電力供應單元包括一蓄電池、至少一電流控制器及一電力輸出線路,該蓄電池電連接於該電源管理單元與該電流控制器,其接收並儲存該電源管理單元提供的電力,並受控輸出電力予該電流控制器;該電流控制器電連接於該蓄電池與該電力輸出線路,其接收該蓄電池提供的電力,並轉換為一具有特定電流值的電力後,藉由該電力輸出線路而輸出於外。
- 如請求項7所述的多重能源供應系統,其中,該電力供應單元包括一第一電流控制器與一第二電流控制器,且該電力輸出線路具有一快充線路與一慢充線路,該第一電流控制器電連接於該蓄電池與該快充線路,並藉由該快充線路輸出一具有一第一電流值的電力於外;該第二電流控制器電連接於該蓄電池與該慢充線路,並藉由該慢充線路輸出一具有一第二電流值的電力於外,該第二電流值係小於該第一電流值。
- 如請求項7所述的多重能源供應系統,其中,該電源管理單元包括一直流對交流轉換器,該直流對交流轉換器電連接於該蓄電池、該空氣供應單元與該氫氣供應單元,並於接收該蓄電池提供的電力後,將該電力轉換為交流電力而提供予該空氣供應單元與該氫氣供應單元使用。
- 如請求項1所述的多重能源供應系統,其中,該空氣供 應單元包括一高壓空氣產生裝置,可受控產生大於一大氣壓的高壓空氣。
- 如請求項10所述的多重能源供應系統,其中,該空氣供應單元還包括一空氣增壓裝置及一空氣儲存裝置,該空氣增壓裝置連通於該高壓空氣產生裝置與該空氣儲存裝置,其於接收該高壓空氣產生裝置產生的高壓空氣後,進一步提升高壓空氣的壓力,並輸出至該空氣儲存裝置;該空氣儲存裝置接收並儲存該空氣增壓裝置提供的高壓空氣,並受控讓高壓空氣輸出於外。
- 如請求項1所述的多重能源供應系統,其中,該氫氣供應單元包括一氫氣產生裝置,該氫氣產生裝置可受控產生大於一大氣壓的高壓氫氣。
- 如請求項12所述的多重能源供應系統,其中,該氫氣供應單元還包括一氫氣增壓裝置及一氫氣儲存裝置,該氫氣增壓裝置連通於該氫氣產生裝置與該氫氣儲存裝置,其於接收該氫氣產生裝置產生的高壓氫氣後,進一步提升高壓氫氣的壓力,並輸出至該氫氣儲存裝置;該氫氣儲存裝置接收並儲存該氫氣增壓裝置提供的高壓氫氣,並受控讓高壓氫氣輸出於外。
- 如請求項1所述的多重能源供應系統,還包含一輸出能源監控單元,該輸出能源監控單元包括一輸出電源指示裝置、一輸出空氣指示裝置及一輸出氫氣指示裝置,該輸出電源指示裝置用於至少偵測該電力供應單元之輸出電力的電壓值、電流值或功率值,該輸出空氣指示裝置 用於至少偵測該空氣供應單元之輸出空氣的壓力值或流量值,該輸出氫氣指示裝置用於至少偵測該氫氣供應單元之輸出氫氣的壓力值或流量值。
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