(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
蓄電池(BAT101)、電池の蓄電状態検知装置(BCD101)、第1電流測定装置(ID100)、第2電流測定装置(ID200)、補助電源(PS100)、第1整流装置(BR101)、磁場励磁制御装置(FEC101)、エンジン回転数検出装置(SPD101)、起動モータ(M100)、燃料供給サーボ機構(FC101)、燃料箱(TK101)、第1駆動制御装置(CD100)、第2駆動制御装置(CD101)、負荷モータ(M101)、補助電源端(B+)、中央制御ユニット(CCU101)、手動制御装置(MI101)、及び、調整装置(RG101)を備え、
前記蓄電池(BAT101)は、鉛酸、ニッケル・カドミウム、ニッケル水素、ニッケル亜鉛のいずれかのニッケル系蓄電池、リチウム系または亜鉛電池、またはほかの二次電池であって、バッテリを回路に固定設置するか、または迅速な組立または取外しを可能にするために、プラグ、ソケット、或いはコネクタに設け、
前記電池の蓄電状態検知装置(BCD101)は、前記蓄電池(BAT101)の端の電圧を、内部抵抗、容量、または比重などの測定値をパラメータとし、さらに充電、放電または静置に関連する負荷条件の誤差で修正することにより、連続または周期的に測定を行い、かつデジタル電気エネルギー信号、またはアナログ電気エネルギー信号に変換する測定回路装置であり、電気機械または固相電子素子のアナログ測定回路、またはマイクロプロセッサとソフトウェア関連とインタフェースの電子部品で構成したデジタル測定回路のうちいずれか一方により構成され、
前記第1電流測定装置(ID100)は、発電機(G101)、または交流電源を直流の充電エネルギーに変換する前記補助電源(PS100)の出力端に直列に接続され、抵抗式、誘導性或いは両者を組合せたリアクタンス素子或いは半導体降圧素子により構成される電流サンプリング素子であり、または磁気センサ素子或いはほかの熱蓄積型または電磁効果測定型の測定電流値によって、アナログ信号形成装置により構成され、前記発電機(G101)の出力電力値または特定状況下で入力電流値を検知することにより、前記調整装置(RG101)を制御するか、または前記中央制御ユニット(CCU101)への送信により前記発電機(G101)の作動状態を制御し、
前記第2電流測定装置(ID200)は、前記蓄電池(BAT101)の出力入端に直列に接続され、抵抗式、誘導性または両者を組合せたリアクタンス素子或いは半導体降圧素子により構成される電流サンプリング素子であり、または磁気センサ素子或いはほかの熱蓄積型または電磁効果測定型の測定電流値によって、アナログ信号形成装置により構成され、バッテリセットの出力または入力電流値を検知することにより、前記第2駆動制御装置(CD101)または前記中央制御ユニット(CCU101)を通じて前記蓄電池(BAT101)の出力力率を制御し、
前記補助電源(PS100)は、ガソリン、ディーゼル、ガスまたはほかの流体を燃焼させることにより機械的運動エネルギーを出力する回転式または往復式内燃のエンジンセット(ICE101)及び交流、直流、ブラシレスまたはブラシ回転構造から構成される前記発電機(G101)により駆動され、入力するエンジン回転運動エネルギーを直流電源に変換し、または交流の電気エネルギーを前記第1整流装置(BR101)により直流の電気エネルギーに整流し、または前記補助電源(PS100)が、交流電源への変換を実行するようにすることによって、負荷モータ(M101)またはほかの負荷を駆動し、バッテリを充電し、
前記第1整流装置(BR101)は、発電機(G101)が交流発電機であるとき、単相または多相交流の電気エネルギーを直流の電気エネルギーに整流し、
前記磁場励磁制御装置(FEC101)は、電気機械または固相回路素子により構成され、前記発電機(G101)の出力状態と前記手動制御装置(MI101)及び前記中央制御ユニット(CCU101)の設定値に従って、磁場励磁巻線を持つ交流または直流の前記発電機(G101)に発電された電気エネルギーを制御することにより、電圧、電流または力率を調整制御し、前記発電機(G101)の磁極が永久磁石構造であるとき、省略可能であり、
前記エンジン回転数検出装置(SPD101)は、アナログまたはデジタル式で、角変位量を相対する電気エネルギー信号に変換する電磁または光電の回転数検出装置であり、エンジン回転数信号を前記中央制御ユニット(CCU101)へ送信し、更に前記燃料供給サーボ機構(FC101)の前記エンジンセット(ICE101)に対する燃料供給量を制御し、信号値の代わりに前記発電機(G101)のアナログ電圧値または周波数値を使用可能であり、また、前記エンジン回転数検出装置(SPD101)は、また機械式、すなわち遠心力検知装置またはほかの機械的構造により構成可能であり、かつ前記燃料供給サーボ機構(FC101)と機械的相互作用により、前記エンジンセット(ICE101)の回転速度を一定に保つように制御可能であり、前記アナログ式またはデジタル式、或いは機械式の2つの形態は、システムの性質により選択可能であり、
前記起動モータ(M100)は、交流または直流、ブラシレスまたはブラシ、同期または非同期回転構造により構成され、入力電気エネルギーを受け、かつ回転運動エネルギーを形成することにより、前記エンジンセット(ICE101)を起動し、
前記燃料供給サーボ機構(FC101)は、電気エネルギーサーボ指令または機械的相互作用を受ける構造により、前記エンジンセット(ICE101)の燃料供給状態を制御し、電気エネルギーサーボ指令または機械的相互作用のいずれかの構造と形態は、システムの性質により選択可能であり、
前記燃料箱(TK101)は、エンジン燃料を貯蔵し、前記燃料箱(TK101)と前記エンジンセット(ICE101)との間は、燃料管路及び前記燃料供給サーボ機構(FC101)を経由することにより、前記エンジンセット(ICE101)に対する給油量を制御し、
前記第1駆動制御装置(CD100)は、電気機械または固相力率素子及び関連回路により構成され、前記起動モータ(M100)の起動及び停止スイッチの機能を制御し、
前記第2駆動制御装置(CD101)は、電気機械または固相力率素子及び関連回路により構成され、前記負荷モータ(M101)の正逆回転、変速、起動及び停止の機能を制御し、
前記負荷モータ(M101)は、交流または直流、ブラシレスまたはブラシ、同期または非同期モータにより構成され、正逆回転、変速、作動及び停止の機能を形成することにより、負荷を駆動し、前記負荷モータ(M101)は、またほかの負荷により構成可能であり、またはほかの性質の負荷を代わりに設置可能であり、
前記補助電源端(B+)は、システムの中の前記蓄電池(BAT101)により補助電気エネルギーを供給し、または別に補助バッテリセットを配置することにより、補助電気エネルギーを供給し、または発電機の発電により補助電源を前記中央制御ユニット(CCU101)、前記手動制御装置(MI101)、前記負荷モータ(M101)の前記第2駆動制御装置(CD101)、前記起動モータ(M100)の前記第1駆動制御装置(CD100)、前記磁場励磁制御装置(FEC101)、前記調整装置(RG101)の少なくともいずれか一つの装置、またはほかの照明灯の負荷を稼動させるために必要な電気エネルギーを供給し、前記補助バッテリセットを設けるとき、発電機は電圧・電流容量により、相対する発電巻線を加設し、前記補助バッテリセットを充電し、
前記中央制御ユニット(CCU101)は、電気機械または固相電子素子により構成されるアナログ式またはデジタル式または両者を組合せた制御装置であり、またはソフトウェアを制御するマイクロプロセッサとデジタル−アナログ変換器とアナログ−デジタル変換器とほかの関連回路素子により構成され、前記手動制御装置(MI101)の指令またはフィードバック信号の内部に設定される制御モードに従って、更にシステムの中の前記発電機(G101)、または交流電源を直流の充電エネルギーに変換するよう構成した前記補助電源(PS100)と前記蓄電池(BAT101)と前記負荷モータ(M101)またはほかの負荷との相互作用を制御し、さらに各関連装置の作動を制御し、
前記手動制御装置(MI101)は、電気機械または固相回路素子により構成されるアナログ式またはデジタル式または両者を組合せた制御装置であり、前記中央制御ユニット(CCU101)を通じてシステムの作動を制御し、
前記調整装置(RG101)は、電気機械または固相電子素子により構成され、かつ能動的に前記発電機(G101)を参照し、または交流電源を直流の充電エネルギーに変換するよう構成した前記補助電源(PS100)の出力電圧・電流値であり、または受動的に前記中央制御ユニット(CCU101)の指令を受けることにより、前記発電機(G101)または交流電源を直流の充電エネルギーに変換するよう構成した前記補助電源(PS100)の出力力率へフィードバックして制御し、
前記補助電源(PS100)の出力電力は、電磁効果によって、その最大定格出力電力の設定、恒定電流、或いは、恒定電流に近い出力特性を持ち、上述の電流は最大出力電力よりも低い値を設定することができ、かつ出力端の電圧は任意に変化し、前記補助電源(PS100)の出力電力の稼動状態は、前記補助電源(PS100)が単独で出力し、電気エネルギーを提供してもよく、または前記補助電源(PS100)の最大定格出力電力を設定し、出力するとき、設定した恒定電流或いは恒定電流に近い出力が最大出力電力よりも低い値のもとにおいて、前記蓄電池(BAT101)と共同して負荷を駆動し、かつ負荷の重さに合わせて、バッテリ充電時の入力電流及び放電時の出力電力の大きさを変動させ、
負荷電流が前記補助電源(PS100)の定格最大電流より小さくなったとき、前記補助電源(PS100)により出力に設定した最大出力電力値を含む全負荷電流を供給し、設定値が最大出力電力の恒定電流または恒定電流に近い値より低いとき、前記蓄電池(BAT101)を充電または充電停止することにより、前記補助電源(PS100)が前記エンジンセット(ICE101)の正味燃料消費率を最高の状態、及び、比較的省エネのワークスペースのうち少なくとも一つの原則において、更に前記補助電源(PS100)の電流と負荷電流間の差を調整するように作動可能であり、
負荷電流が定常状態の定格電流より大きくなったとき、前記補助電源(PS100)により最大定格電流を出力し、または出力の設定が最大出力電力の恒定電流または恒定電流に近い値より低いとき、さらに前記補助電源(PS100)の出力電力が負荷電気エネルギーより小さくなったとき、前記蓄電池(BAT101)により負荷電流の不足分を出力し、
もし前記補助電源(PS100)がエンジン発電機セットであるとき、選ばれた発電機本体が電磁効果による制限によって最大出力電力を持ち、恒定電流或いは恒定電流に近い出力特性を持ち、最大出力電力よりも低い値に設定可能であり、負荷電流が大きくなったときを含み、前記発電機(G101)は励磁強度の低下に合わせて、出力電圧の減磁機能を低下させる特性を持つことにより、前記補助電源(PS100)の前記発電機(G101)の最大出力電力を制限し、前記発電機(G101)は交流または直流発電機により構成されてもよく、または前記発電機(G101)はその出力を最大出力電力よりも低い恒定電流或いは恒定電流に近い出力を制御可能な特性を持ち、
前記エンジンセット(ICE101)で前記発電機(G101)を駆動し、前記補助電源(PS100)とするとき、前記エンジンセット(ICE101)で作動するトルクと駆動される前記発電機(G101)の出力電力に相対比のパラメータが形成され、かつ前記発電機(G101)の励磁磁場強度及び前記エンジンセット(ICE101)の回転数を調整制御することによって、駆動される前記発電機(G101)の出力電力は設定された最大出力電力値、及び/または設定された最大出力電力よりも低い恒定電流或いは恒定電流に近く、かつ特に前記エンジンセット(ICE101)の正味燃料消費率の中で、前記発電機(G101)を参照し、上述の電流値を出力するときのエンジントルクを参照し、及び前記エンジンセット(ICE101)が正味燃料消費率の中で、相対的な最高及び/または比較的省エネ効率の回転数をし、さらに前記発電機(G101)本体の電機特性によって、または前記磁場励磁制御装置(FEC101)の前記発電機(G101)の励磁強度を調整制御し、上述の三者をマッチ・調整することにより、前記補助電源(PS100)作動中に、前記エンジンセット(ICE101)の正味燃料消費率の最高の状態及び/または比較的省エネの回転数及びトルクレンジで作動可能であり、
交流電源を前記補助電源(PS100)とするとき、負荷電流が大きくなるのに合わせて、クロスリンクが増加する磁場励磁制御装置(CCT100)を採用することにより、その最大出力電力を制限することを特徴とする蓄電池充放電システム。
【発明を実施するための形態】
【0007】
(第1実施形態)
図1に本発明の第1実施形態による
蓄電池充放電システムのブロック図を示す。その主な構成は以下に説明する。以下、交流電源は、一般の市内電源を指すものとする。
蓄電池BAT101は、充放電を繰り返し、再び使用可能な二次電池であって、例えば鉛酸、ニッケル・カドミウム、ニッケル水素、ニッケル亜鉛等のニッケル系蓄電池またはリチウム系または亜鉛電池またはほかの二次電池である。本バッテリを回路に固定設置したり、または
迅速な組立または取外しを可能にするために、プラグ、ソケット、コネクタに設
ける。
【0008】
電池の蓄電状態検知装置BCD101は、蓄電池BAT101端の電圧は、内部抵抗、また
は比重等の測定値をパラメータとし、さらに充電、放電または静置等に関連する負荷条件の誤差で修正することにより、連続または周期的な測定を行う。さらに、デジタル
電気エネルギー信号、またはアナログ電気エネルギー
信号に
変換す
る測定回路装置であり、電気機械または固相電子素子のアナログ測定回路、またはマイクロプロセッサとソフトウェア関連とインタフェースの電子部品で構成したデジタル測定回路により構成され、または両者の組合せであってもよい。電池の蓄電状態検知装置BCD101は、ニーズに応じて設置または設置しないことを選択することができる。
【0009】
第1電流測定装置ID100は、発電機G101または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換する補助電源PS100の出力端に
直列に接続され、抵抗式、誘導性或いは両者を組合せたリアクタンス素子或いは半導体降圧素子により構成される電流サンプリング素子であり、または磁気センサ素子或いはほかの熱蓄積型または電磁効果測定型等の測定電流値によって、アナログ信号形成装置により構成される。発電機G101の出力電力値(または特定状況下で入力電流値)を検知することにより、調整装置RG101
を制御するか、または中央制御ユニットCCU101への
送信によ
り発電機G101の作動状態を制御する。第1電流測定装置ID100は、ニーズにより、設置または設置しないことを選択することができる。
【0010】
第2電流測定装置ID200は、蓄電池BAT101の出力入端に
直列に接続され、抵抗式、誘導性または両者を組合せたリアクタンス素子或いは半導体降圧素子により構成される電流サンプリング素子であり、または磁気センサ素子或いはほかの熱蓄積型または電磁効果測定型等の測定電流値によって、アナログ信号形成装置により構成さる。バッテリセットの出力または入力電流値を検知することにより、第2駆動制御装置CD101または中央制御ユニットCCU101
を通じて蓄電池BAT101の出力力率を制御する。第2電流測定装置ID200は、ニーズにより、設置または設置しないことを選択することができる。
【0011】
補助電源PS100は、ガソリン、ディーゼル、ガスまたはほかの流体を燃料とし、機械的運動エネルギーに転化して出力する回転式または往復式内燃エンジンセットICE101及び交流、直流、ブラシレスまたはブラシ回転構造から構成される発電機G101により駆動され、入力するエンジン回転運動エネルギーを直流電源に
変換し、または交流の電気エネルギーを第1整流装置BR101により直流の電気エネルギーに整流する。または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換し、補助電源PS100
が、交流電源への変換を実行するようにすることによって、負荷モータM101またはほかの負荷を駆動し、バッテリを充電する。
【0012】
第1整流装置BR101は、発電機G101が交流発電機であるとき、単相または多相交流の電気エネルギーを直流の電気エネルギーに整流する。第1整流装置BR101は、ニーズにより、設置または設置しないことを選択することができる。
磁場励磁制御装置FEC101は、電気機械または固相回路素子により構成され、発電機G101の出力状態と手動制御装置MI101と中央制御ユニットCCU101の設定値に従って、磁場励磁巻線を持つ交流または直流発電機に発電された電気エネルギーを制御することにより、電圧、電流または力率を調整制御する。もし発電機G101の磁極は永久磁石構造であるとき、省略することができる。
【0013】
エンジン回転数検出装置SPD101は、アナログまたはデジタル式で、角変位量を相対する電気エネルギー信号に
変換する電磁または光
電の回転数検出装置である。エンジン回転数信号を中央制御ユニットCCU101へ
送信し、更に燃料供給サーボ機構FC101がエンジンセットICE101に対して燃料供給量を制御する。エンジン回転数検出装置SPD101の信号値の代わりに発電機G101のアナログ電圧値または周波数値を使うこともできる。エンジン回転数検出装置SPD101はまた機械式、例えば遠心力検知装置またはほかの機械的構造により構成されることもでき、かつ燃料供給サーボ機構FC101と機械的相互作用により、エンジンセットICE101の回転速度を一定に保つように制御することができる。上述の2つの形態は、システムの性質により選択することができる。エンジン回転数検出装置SPD101は、対するニーズにより、設置または設置しないことを選択することができる。
【0014】
起動モータM100は、交流または直流、ブラシレスまたはブラシ、同期または非同期回転構造により構成され、入力電気エネルギーを受け、かつ回転運動エネルギーを形成することにより、エンジンセットICE101を起動する。起動モータM100は、ニーズにより、設置または設置しないことを選択することができる。
燃料供給サーボ機構FC101は、電気エネルギーサーボ指令または機械的相互作用
を受ける構
造により、エンジンセットICE101の燃料供給状態を制御し、更にエンジンセットICE101の回転数及びトルクを制御する。上述の両種の構造と形態は、システムの性質により選択することができる。燃料供給サーボ機構FC101は、ニーズにより、設置または設置しないことを選択することができる。
【0015】
燃料箱TK101は、エンジン燃料を貯蔵し、燃料箱TK101とエンジンセットICE101との間は、燃料管路及び燃料供給サーボ機構FC101を経由することにより、エンジンセットICE101に対して給油量を制御する。燃料箱TK101は、ニーズにより、設置または設置しないことを選択することができる。
第1駆動制御装置CD100は、電気機械または固相力率素子及び関連回路により構成され、起動モータM100の起動及び停止スイッチの機能を制御する。第1駆動制御装置CD100は、ニーズにより、設置または設置しないことを選択することができる。または回路に対するニーズにより、設置または設置しないことを選択する。
【0016】
第2駆動制御装置CD101は、電気機械または固相力率素子及び関連回路により構成され、負荷モータM101の正逆回転、変速、起動及び停止等の機能を制御する。第2駆動制御装置CD101は、ニーズにより、1つの機能及び設置数量を選択することができる。または回路に対するニーズにより、設置または設置しないことを選択する。
負荷モータM101は、交流または直流、ブラシレスまたはブラシ、同期または非同期モータにより構成され、正逆回転、変速、作動及び停止等の機能を形成することにより、負荷を駆動する。負荷モータM101はまたほかの負荷により構成されることができる。負荷モータM101は、ニーズにより、その設置数量選択し、またはほかの性質の負荷を代わりに設置することができる。
【0017】
補助電源端B+は、システムの中の蓄電池BAT101により補助電気エネルギーを供給し、または別に補助バッテリセットを配置することにより、補助電気エネルギーを供給し、または発電機の発電により補助電源を中央制御ユニットCCU101、手動制御装置MI101、負荷モータM101の第2駆動制御装置CD101、起動モータM100の第1駆動制御装置CD100、磁場励磁制御装置FEC101、調整装置RG101等の装置、またはほかの照明灯等の負荷を稼動させるために必要な電気エネルギーを供給する。もし補助バッテリセットを設けるとき、発電機は電圧・電流容量のニーズにより、相対する発電巻線を加設し、補助バッテリセットを充電する。補助電源端B+は、ニーズにより、設置または設置しないことを選択することができる。
【0018】
中央制御ユニットCCU101は、電気機械または固相電子素子により構成されるアナログ式またはデジタル式または両者を組合せた制御装置であり、またはソフトウェアを制御するマイクロプロセッサとデジタル−アナログ変換器(D−A CONVERTER)とアナログ−デジタル変換器(A−D CONVERTER)とほかの関連回路素子により構成され、手動制御装置MI101の指令またはフィードバック信号の内部に設定される制御モードに従って、更にシステムの中の発電機G101、または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100と蓄電池BAT101と負荷モータM101(またはほかの負荷)の相互作用を制御し、さらに各関連装置の作動を制御する。中央制御ユニットCCU101は、ニーズにより、設置または設置しないを選択することができる。
【0019】
手動制御装置MI101は、電気機械または固相回路素子により構成されるアナログ式またはデジタル式または両者を組合せた制御装置であり、中央制御ユニット
を通じてシステムの作動を制御する。手動制御装置MI101は、ニーズにより、設置数量を選択することができ、さらに設置または設置しないことを選択する。
調整装置RG101は、電気機械または固相電子素子により構成され、かつ能動的に発電機G101を参照し、または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100の出力電圧・電流値であり、または受動的に中央制御ユニットCCU101の指令を受けることにより、発電機G101または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100の出力力率へフィードバックして制御する。調整装置RG101は、ニーズにより、設置または設置しないことを選択する。
【0020】
本発明の第1実施形態による
蓄電池充放電システムの作動の主な特徴において、補助電源PS100の出力電力は、電磁効果によって、その最大定格出力電力の設定及び/または恒定電流或いは恒定電流に近い出力特性を持ち、上述の電流は最大出力電力よりも低い値を設定することができ、かつ出力端の電圧は任意に変化する。上述の補助電源PS100の出力電力の稼動状態は、補助電源PS100が単独で出力し、電気エネルギーを提供することを含み、または補助電源PS100の最大定格出力電力を設定し、及び/または出力するとき、設定した恒定電流或いは恒定電流に近い出力が最大出力電力よりも低い値のもとにおいて、蓄電池BAT101と共同して負荷を駆動する。かつ負荷の重さに合わせて、バッテリ充電時の入力電流及び放電時の出力電力の大きさを変動させる。
【0021】
負荷電流が補助電源PS100の定格最大電流より小さくなったとき、補助電源PS100により出力に設定した最大出力電力値を含む全負荷電流を供給し、及び/または設定値が最大出力電力の恒定または恒定電流に近い値より低いとき、蓄電池BAT101を充電または充電を停止することにより、補助電源PS100がエンジンセットICE101の正味燃料消費率を最高の状態及び/または比較的省エネのワークスペースの原則において、更に補助電源PS100の電流と負荷電流間の差を調整するように作動させることができる。
【0022】
負荷電流が定常状態の定格電流より大きくなったとき、補助電源PS100により最大定格電流を出力し、または出力の設定が最大出力電力の恒定または恒定電流に近い値より低いとき、かつもし補助電源PS100の出力電力が負荷電気エネルギーより小さくなったとき、蓄電池BAT101により負荷電流の不足分を出力する。
本発明の第1実施形態による
蓄電池充放電システムにより電気エネルギーの出力方式は、
もし補助電源PS100
がエンジン発電機セットであるとき、
選ばれた発電機本体
が電磁効果
による限制
によって最大出力電力を
持つ。さらに/または恒定電流或いは恒定電流に近い出力特性を持ち、最大出力電力よりも低い値に設定することができ、負荷電流が大きくなったときを含む。発電機G101は励磁強度の低下に合わせて、出力電圧の減磁機能を低下させる特性を持つことにより、補助電源PS100の発電機G101の最大出力電力を限制し、発電機G101は交流または直流発電機により構成されることを含む。または発電機G101はその出力を最大出力電力よりも低い恒定電流或いは恒定電流に近い出力を制御できる特性を持つ。
【0023】
さらに/または、エンジンセットICE101で発電機G101を駆動し、補助電源PS100とするとき、エンジンセットICE101で作動するトルクと駆動される発電機G101の出力電力に相対比のパラメータが形成され、かつ発電機G101の励磁磁場強度及びエンジンセットICE101の回転数を調整制御することによって、駆動される発電機G101の出力電力は設定された最大出力電力値、あらに/または設定された最大出力電力よりも低い恒定電流或いは恒定電流に近く、かつ特にエンジンセットICE101の正味燃料消費率の中で、発電機G101を参照し、上述の電流値を出力するときのエンジントルクを参照し、さらにエンジンセットICE101が正味燃料消費率の中で、相対的な最高及び/または比較的省エネ効率の回転数をし、さらに発電機G101本体の電機特性によって、または磁場励磁制御装置FEC101の発電機G101の励磁強度を調整制御し、上述の三者をマッチ・調整することにより、補助電源PS100作動中に、エンジンセットICE101の正味燃料消費率の最高の状態及び/または比較的省エネの回転数及びトルクレンジで作動することができる。
【0024】
さらに/または、交流電源を補助電源PS100とするとき、負荷電流が大きくなるのに合わせて、クロスリンクが増加する磁場励磁制御装置CCT100を採用することにより、その最大出力電力を制限する。
本発明の第1実施形態による
蓄電池充放電システムは、発電機G101または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100を補助電源PS100とすることにより、負荷モータM101(またはほかの負荷)を駆動する。さらに、
設置型、車載型または携帯型の蓄電池BAT101に対して適時に補充電することにより、蓄電池BAT101を良好な蓄電状態に保たせ、該当システムの主な機能は手動制御装置により制御される。または、中央制御ユニットCCU101は、内部に設定される制御モードに従って、電池の蓄電状態検知装置BCD101の測定信号値を参照し、前述
の制御または設定値と比較してから、再び発電機G101または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100と互い制御することにより作動する。さらに、応用に対するニーズにより、下記の一部または全部
の機能を持つものを選択して設置する。各項目
の機能は下記を含む。
【0025】
(1)負荷を駆動しないとき、蓄電池BAT101の飽和状態を測定し、蓄電池BAT101の蓄電量が設定値より低くなったとき、手動起動またはエンジンセットICE101へ送電して起動モータM100を起動してから、更にエンジンセットICE101を起動し、されに発電機G101が単独で蓄電池BAT101を充電し、または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換し、蓄電池BAT101を充電し、かつ蓄電池BAT101が飽和になったとき、自動的に充電を停止する。
【0026】
(2)負荷を駆動するとき、蓄電池BAT101の飽和状態を測定し、中央制御ユニットCCU101の内部に設定される制御モードと比較してから、更に相対する発電機G101を調整し、または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換し、補助電源PS100を構成することにより、定電流、制御電流、定力率または制御力率の出力電気エネルギーを出力し、かつ負荷が必要とする電気エネルギーが、補助電源PS100より大きくなったとき、補助電源PS100と蓄電池BAT101が共同して、負荷モータM101(またはほかの負荷)が必要とする電気エネルギーを提供する。さらに、負荷が必要とする電気エネルギーが補助電源PS100より小さくなったとき、負荷へ送電すると同時に、蓄電池BAT101に対して、電気エネルギー入力する。かつ負荷が大きくなり、補助電源PS100の力率を超えたとき、自動的に機能(3)に切換え、かつ負荷力率が補助電源PS100の力率により小さくなったとき、本機能の作動に戻ることができる。
【0027】
(3)蓄電池BAT101の蓄電量の飽和状態を測定し、相対的に発電機G101または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100を制御し、定電流、制御電流、定力率または制御力率を出力することにより、補助電源PS100及び蓄電池BAT101が別々に補助電源PS100の力率及び負荷力率または二者の電流によって比
例配分を制御する。さらに、補助電源PS100及び蓄電池BAT101が共同して負荷モータM101(またはほかの負荷)を駆動するとき、負荷が軽減され、かつ負荷力率が補助電源PS100の力率より小さくなったとき、自動的機能(2)に切換え、また負荷力率が補助電源PS100の力率より大きくなったとき、本機能の作動に切換える。
【0028】
(4)蓄電池BAT101が単独で負荷モータM101を駆動するとき、負荷モータM101の負荷電流の状態を測定し、負荷モータM101(またはほかの負荷)の
力率が上昇し、設定値を超えたとき、補助電源PS100が中央制御ユニットCCU101の内部に設定される制御モードの制御によって、定電流、制御電流、定力率または制御力率を出力することにより、蓄電池BAT101の電気エネルギーと共同して負荷を駆動する。さらに、負荷モータM101(またはほかの負荷)の
力率が正常に戻ったとき、補助電源PS100により持続して負荷モータM101(またはほかの負荷)に対して電気エネルギーを
送る。
【0029】
(5)手動制御装置MI101の制御を受けることにより、エンジンセットICE101及び発電機G101を駆動し、または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換することにより補助電源PS100を構成し、補助電源PS100により、電気エネルギーを出力し、単独で負荷モータM101(またはほかの負荷)を駆動することを含む。さらに負荷モータM101の負荷が上昇するとき、蓄電池BAT101の電気エネルギーを即時に補助電源PS100の電気エネルギーと共同して負荷を駆動する。かつモータ負荷が正常に戻ったとき、蓄電池BAT101が電気エネルギーの出力を停止し、かつ補助電源PS100の電気エネルギーを持続して負荷へ
送る。
【0030】
(6)手動制御装置MI101の制御を受けることにより、エンジンセットICE101及び発電機G101または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100が定電流、制御電流、定力率または制御力率の出力により、負荷力率または電流によって比
例配分を駆動するとき、負荷モータM101及び蓄電池BAT101への充電を起動し、かつ負荷が大きくなり、充電電源の給電力率を超えたとき、自動的に機能(7)に切換え、かつ負荷力率が充電電源の給電力率より小さくなったとき、本機能の作動に戻る。
【0031】
(7)手動制御装置MI101の制御を受けることにより、エンジンセットICE101及び発電機G101または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100が定電流、制御電流、定力率または制御力率の出力により、蓄電池BAT101は発電力率及び負荷力率または二者の電流によって比例し
て配分し、かつ補助電源PS100及び蓄電池BAT101が共同して負荷モータM101(またはほかの負荷)を駆動し、負荷が軽減され、かつ負荷力率が補助電源PS100の力率より小さくなったとき、自動的に機能(6)に切換え、また負荷力率が補助電源PS100の力率より大きくなったとき、本機能の作動に切換える。
【0032】
(8)手動制御装置MI101の制御を受けることにより、エンジンセットICE101及び発電機G101または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100を起動し、単独で蓄電池BAT101を充電する。
(9)前述の(1)(8)項の充電中に、蓄電池BAT101の蓄電量の飽和状態を測定し、蓄電池BAT101が設定飽和値に到達するとき、充電を停止する。
【0033】
(10)前述の(2)(6)項の充電中に、蓄電池BAT101の蓄電量の飽和状態を測定し、蓄電池BAT101が設定飽和値に到達するとき、手動制御装置MI101の制御または中央制御ユニットCCU101の制御によって、蓄電池BAT101への充電を停止するが、補助電源PS100が負荷モータM101またはほかの負荷へ
の電気エネルギー
の出力を停止しない。
【0034】
(11)前述の(2)(6)項の充電中に、蓄電池BAT101の蓄電量の飽和状態を測定し、蓄電池BAT101が設定飽和値に到達するとき、手動制御装置MI101の制御または中央制御ユニットCCU101の制御によって、補助電源PS100への給電を停止するが、蓄電池BAT101により負荷モータM101またはほかの負荷へ電気エネルギーを出力する。
【0035】
(12)前述の(2)(6)項の充電中に、蓄電池BAT101の蓄電量の飽和状態を測定し、蓄電池BAT101が設定飽和値に到達するとき、手動制御装置MI101の制御または中央制御ユニットCCU101の制御によって、エンジンセットICE101または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100を持続して作動し、かつ蓄電池BAT101は充電状態から、補助電源PS100と共同して負荷モータM101またはほかの負荷へ電気エネルギーを
送る。
【0036】
本発明の第1実施形態による
蓄電池充放電システムが、(2)(6)の機能を作動するとき、もし発電機G101または交流電源により、直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100の電気エネルギーと蓄電池BAT101を直接並列接続するとき、蓄電池BAT101の飽和状態が異なり、蓄電池の容量が比較的低いとき、発電機G101が蓄電池BAT101に対して
急速充電を実現するために、下記の回路装置によって、制御することができる。下記には制御回路装置を含む。
【0037】
蓄電池BAT101の出力端に順方向に隔離用ダイオードCR101を直列接続してから、再び発電機G101の直流または交流の整流した直流出力端または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100と並列出力する。さらに、隔離用ダイオードCR101の両端に調整装置RG101を並列接続し、かつ調整装置RG101により発電機G101を調整する。または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100により、バッテリに充電された電気エネルギーを調整制御する。調整装置RG101を更に一歩進んで、中央制御ユニットCCU101が電池の蓄電状態検知装置BCD101により出す測定値の制御信号を受け、充電される電気エネルギーの力率または電流を調整制御し、及び充電機能を開始及び停止等の充電時機を制御する。
【0038】
蓄電池BAT101の出力端に順方向に隔離用ダイオードCR101を直列接続してから、再び発電機G101の直流または交流に整流する直流出力端、または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100と並列出力する(
図1参照)。
本発明の第1実施形態による
蓄電池充放電システムにおいて、蓄電池BAT101の出力端に順方向に隔離用ダイオードCR101を直列接続してから、再び発電機G101の直流または交流に整流する直流出力端、または直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100と並列出力する。かつ隔離用ダイオードCR101の両端に並列接続する抵抗性、誘導性または両者を組合せたインピーダンス素子Z101が代わって調整装置RG101の機能を有してもよく、補助電源PS100からバッテリに流れ込む電流を制限する(
図2参照)。
【0039】
本発明の第1実施形態による
蓄電池充放電システムにおいて、蓄電池BAT101の出力端に順方向に隔離用ダイオードCR101を直列接続してから、再び発電機G101の直流または交流に整流する直流出力端、または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100と並列出力する。かつ隔離用ダイオードCR101の両端を更に一歩進んで、電気機械式または固相制御可能な2方向スイッチSSW101を並列接続してもよく、蓄電池BAT101と補助電源PS100の出力端との間を制御し、直接開路または閉路を制御することにより、調整装置RG101の機能を取り替え、更に発電機G101または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100を制御し、また蓄電池BAT101の充電状態及び蓄電池BAT101の負荷モータM101の出力状態を制御する(
図3参照)。
【0040】
蓄電池BAT101の出力端に順方向に隔離用ダイオードCR101及び調整装置RG101(または同機能のインピーダンス素子Z101または制御可能な2方向スイッチSSW101)を直列接続し、かつ発電機G101または交流電源を直流の充
電エネルギーに
変換するよう構成
した補助電源PS100により、直流電源を供給する。蓄電池BAT101に順方向に二極体CR101の出力端、及び調整装置RG101(または同機能のインピーダンス素子Z101または制御可能な2方向スイッチSSW101)の入力端の三者を同極性に直列接続し、かつ電気機械または固相スイッチ素子により構成される制御可能なC接点スイッチSSW102に連接してもよい。その中の補助電源PS100から流れて来る電気エネルギーの一端を制御可能なC接点スイッチSSW102の共同点(COM)に連接し、二極体CR101の出力端及び調整装置RG101の入力端は、回路の必要性により、別々に制御可能なC接点スイッチSSW102の常開点(NO)、常閉点(NC)または二者を入れ替えるように連接することを選択し、補助電源PS100から蓄電池BAT101に対する充電状態、及び蓄電池BAT101から負荷モータM101(またはほかの負荷)への出力状態を制御することができる(
図4参照)。
【0041】
前述の蓄電池BAT101を回路装置に固定設置することができ、またはプラグ、ソケット或いはほかの連接構造により、本発明の第1実施形態の回路装置から随時に取外すまたは結合可能な構造を構成することができる。本発明の第1実施形態のシステムは、(1)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電するか、(2)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電し、及び負荷に給電するか、(3)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電し、及び蓄電池BAT101と共同して負荷に給電するか、(4)蓄電池BAT101が単独で外部に対して負荷に給電するか、(5)蓄電池BAT101によりフィルタ機能を構成する。かつ負荷側へ通じる出力端は、ニーズに応じて第2駆動制御装置CD101を設置または設置しないことを選択することにより、出力電圧、出力電力、出力極性またはオーバーロード保護等の駆動制御回路機能を調整制御する。
【0042】
(第2実施形態)
図5に本発明の第2実施形態による
蓄電池充放電システムにおいて、交流電源を直流電源の充
電エネルギーに
変換し、補助電源PS100を構成する回路を示すブロック図を示す。
図5において、主に交流電源が磁気漏れ変圧器CCT100を経て出力端へ出力し、再び第2整流装置BR201より出力してから、別々に直接モータまたはほかの負荷の電源端VM+に提供し、さらに蓄電池BAT101の充電電源端VB+に提供し、二者により共同して補助電源PS100を構成する。さらに、補助電源PS100の直流出力端の調整装置RG101は、アナログまたは裁断式回路により構成され、蓄電池BAT101の充電電流を制限し、その出力の正端の充電電源端VB+を経て、順方向に二極体CR201を一連に設置し、モータの電源端VM+へ通じる。前述の蓄電池BAT101を回路装置に固定設置することができ、またはプラグ、ソケット或いはほかの連接構造により、本発明の第2実施形態の回路装置から随時取外しまたは結合可能な構造を構成することができる。本発明の第2実施形態のシステムは、(1)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電するか、(2)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電し、さらに負荷に給電するか、(3)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電し、さらに蓄電池BAT101と共同して負荷に給電するか、(4)蓄電池BAT101が単独で外部に対して負荷に給電するか、(5)蓄電池BAT101によりフィルタ機能を構成する。さらに、負荷側へ通じる出力端は、ニーズに応じて第2駆動制御装置CD101を設置または設置しないことを選択することにより、出力電圧、出力電力、出力極性またはオーバーロード保護等の駆動制御回路機能を調整制御する。
【0043】
(第3実施形態)
図6に本発明の第3実施形態による
蓄電池充放電システムにおいて、同じ電圧の磁気漏れ変圧器CCT100及び2セットの整流回路により、別々にモータの駆動電源または蓄電池の充電電源とする回路のブロック図を示す。
図6において、主に補助電源PS100に2セットの交流を直流に
変換する第2整流装置BR201及び第3整流装置BR202を設け、その中の1セットによりモータまたはほかの負荷の電源端VM+を駆動し、もう1セットは蓄電池BAT101の充電電源端VB+を駆動する。第2整流装置BR201と交流電源の間に磁気漏れ変圧器CCT100を設けることにより、モータまたはほかの負荷の出力電力を制限する。第3整流装置BR202と交流電源の間に磁気漏れ変圧器CCT100を設けることにより、蓄電池BAT101の充電電流を制限し、その出力の正端の充電電源端VB+を経て順方向に二極体CR201を一連に設置し、モータの電源端VM+へ通じる。前述の蓄電池BAT101を回路装置に固定設置することができ、またはプラグ、ソケット或いはほかの連接構造により、本発明の第3実施形態の回路装置から随時取外しまたは結合可能な構造を構成することができる。本発明の第3実施形態のシステムは、(1)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電するか、(2)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電し、さらに負荷に給電するか、(3)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電し、さらに蓄電池BAT101と共同して負荷に給電するか、(4)蓄電池BAT101が単独で外部に対して負荷に給電するか、(5)蓄電池BAT101によりフィルタ機能を構成する。さらに、負荷側へ通じる出力端は、ニーズに応じて第2駆動制御装置CD101を設置または設置しないことを選択することにより、出力電圧、出力電力、出力極性またはオーバーロード保護等の駆動制御回路機能を調整制御する。
【0044】
(第4実施形態)
図7に本発明の第4実施形態による
蓄電池充放電システムにおいて、異なる電圧電源及び各整流器セット及び個別の磁気漏れ変圧器CCT100により、別々にモータの駆動電源または蓄電池の充電電源とする回路のブロック図を示す。
図7に示す回路は、磁気漏れ変圧器CCT100の単独二次巻線またはタップ巻線を経て、異なる電圧の交流電源が供給され、さらに2セットの整流回路及びそれぞれ単独の調整装置を別々にモータの駆動電源または蓄電池の充電電源とする。
図7において、補助電源PS100に主に2セットの交流を直流に
変換する第2整流装置BR201及び第3整流装置BR202を設ける。その中の1セットによりモータまたはほかの負荷の電源端VM+を駆動し、もう1セットは蓄電池BAT101の充電電源端VB+を駆動する。第2整流装置BR201と交流電源の間に磁気漏れ変圧器CCT100を設けることにより、モータまたはほかの負荷の出力電力を制限する。その出力の正端の充電電源端VB+を経て順方向に二極体CR201を一連に設置し、モータの電源端VM+へ通じる。交流電源は単相または多相交流電源が磁気漏れ変圧器CCT100を経て、再び入力することができる。前述の蓄電池BAT101を回路装置に固定設置することができ、またはプラグ、ソケット或いはほかの連接構造により、本回路装置から随時に取外すまたは結合可能な構造を構成することができる。本発明の第4実施形態のシステムは、(1)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電するか、(2)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電し、さらに負荷に給電するか、(3)交流から直流電源に
変換し、蓄電池BAT101を充電し、さらに蓄電池BAT101と共同して負荷に給電するか、(4)蓄電池BAT101が単独で外部に対して負荷に給電するか、(5)蓄電池BAT101によりフィルタ機能を構成する。さらに、負荷側へ通じる出力端は、ニーズに応じて第2駆動制御装置CD101を設置または設置しないことを選択することにより、出力電圧、出力電力、出力極性またはオーバーロード保護等の駆動制御回路機能を調整制御する。
本発明の実施形態による
蓄電池充放電システムによって、蓄電池セットの電気エネルギーをより良い蓄電状態にすることができ、負荷システムの稼動に有利になるだけではなく、またバッテリセットの極度の深放電も避けられ、バッテリセットの寿命を更に延長する。