DE10123531A1

DE10123531A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bildung einer mobilen AC-Energieversorgung

Info

Publication number: DE10123531A1
Application number: DE10123531A
Authority: DE
Inventors: Tammy M Griffey; Jerry W Ingram; Everett R Rogge; Randall F Brantley; Manu B Gidwani; Dane E Carter
Original assignee: Delphi Technologies Inc
Current assignee: Delphi Technologies Inc
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2001-11-29
Also published as: US6577098B2; US20010043052A1

Abstract

Es ist ein mobiles AC-Energiesystem vorgesehen, wobei der DC-Strom der Batterie durch einen Leistungswechselrichter umgewandelt wird, der elektrisch mit den Batterieanschlüssen gekoppelt ist, und wobei der Wechselrichter auch mechanisch mit der Batterie gekoppelt ist. Ein AC-Auslaß ist so positioniert, daß er eine Energiequelle vorsieht, und die Einheit weist einen Energieeingang auf, der derart konfiguriert ist, um einen Ladestrom für die Batterie aufnehmen zu können. Der AC-Auslaß ist deaktiviert, wenn der Energieeingang eine Ladung aufnimmt.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der Serien Nr. 60/204,688, die am 17. Mai 2000 eingereicht wurde.

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein tragbare Energiesysteme und insbesondere ein mobiles AC-Energiesystem zur Verwendung an abgele genen Orten.

Diese Erindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zur Verwendung mit einer Batterie und betrifft insbesondere eine Vorrichtung, die selektiv be treibbar ist, um das DC-Potential der Batterie in ein Wechselpotential um zuwandeln oder die Batterie zu laden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Der Bedarf an tragbarer Energie ist teilweise durch technologische Ent wicklungen und die Nachfrage nach Erholungsaktivitäten im Freien ge stiegen, bei denen der Zugriff auf eine AC-Energieversorgung für 115 Volt (d. h. allgemeine elektrische Haushaltsstandards) nicht vorhanden oder äußerst beschränkt ist.

Zusätzlich entladen sich typische Alkali-Batterien schnell und sind schwierig wieder aufzuladen. Demgemäß ist das wirksamste Mittel einer tragbaren elektrischen Versorgung eine DC-Batterie. Jedoch muß insbe sondere zur Lieferung eines AC-Stromes die Batterieladung umgewandelt werden.

Demgemäß besteht ein Bedarf nach einem mobilen Energiesystem, das handlich und tragbar ist und die Vorteile einer 12-Volt-DC-Batterie auf weist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein mobiles AC-Energiesystem eine Spannungsquelle für 115 Volt bilden, wobei ein DC/AC-Leistungswechselrichter vorgesehen ist.

Bei einer anderen Ausführungsform verhindert das mobile AC-Energie system eine Entladung, während es mit einer Wechselenergieversorgung zum Laden gekoppelt ist.

ZEICHNUNGSKURZBESCHREIBUNG

Die Erindung wird im folgenden nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1 eine perspektivische Frontansicht eines mobilen Energiesy stems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten mobilen Energiesy stems ist;

Fig. 3 eine andere perspektivische Frontansicht eines mobilen Ener giesystems gemäß der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 4 eine perspektivische Draufsicht auf ein mobiles Energiesystem ist;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer alternativen und bevor zugten Ausführungsform eines mobilen Energiesystems ist, das gemäß der vorliegenden Anmeldung aufgebaut ist;

Fig. 6 eine Frontansicht der Ausführungsform von Fig. 5 ist;

Fig. 7 eine Ansicht entlang der Linien 7-7 von Fig. 6 ist; und

Fig. 8 eine Ansicht entlang der Linien 8-8 von Fig. 6 ist.

BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

In den Fig. 1-4 ist ein mobiles AC-Energiesystem 10 (MACP-System) ge zeigt. Das mobile AC-Energiesystem 10 umfaßt eine Batterie 12 und eine Stromversorgungseinheit 14. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist die Batterie 12 eine 12-Volt-DC-Batterie, wie beispielsweise eine EEMS- Batterie von Delphi mit absorbierender Glasmatte (AGM) der Gruppe 65. Selbstverständlich ist beabsichtigt, daß auch andere Batterien in Verbin dung mit der vorliegenden Anmeldung verwendet werden können.

Die Stromversorgungseinheit 14 besteht aus einem leichten Material, das nicht-leitend und leicht formbar ist, wie beispielsweise Kunststoff oder andere Polymere. Zusätzlich sieht die Einheit 14 eine Doppelfunktion vor, d. h. sie umfaßt einen Leistungswechselrichter, der DC-Strom in AC-Strom zur Bildung einer Energiequelle umwandelt, während sie auch als La dungsaufnahmeeinrichtung dient. Die Stromversorgungseinheit 14 ist lösbar mit einem Paar Batterieanschlüssen 16 gekoppelt. Ein Anschluß 16 ist ein positiver Anschluß der Batterie 12, während der andere ein negati ver Anschluß ist.

Ein Trageriemen oder -griff 18 ist an dem System 10 befestigt, damit ein Anwender das mobile AC-Energiesystem 10 schnell ergreifen und tragen kann. Das Gewicht der Einheit 14 ist ausreichend leicht genug, damit das System 10 ein Gesamtgewicht aufweist, das die Einheit tragbar macht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist das System 10 etwa 25 kg schwer, wobei die Batterie 12 20 kg wiegt, die Wechselrichterstromversor gung 14 4 kg wiegt und eine Lade-DC-Energieversorgung 1 kg wiegt.

Die Stromversorgungseinheit 14 ist von der Batterie 12 ablösbar ausgebil det. Zusätzlich ist die Stromversorgungseinheit 14 so ausgebildet, daß sie ohne den Gebrauch von Werkzeugen entfernt werden kann. Somit kann, insbesondere, wenn es Anwendungen erfordern, die Einheit 14 an der Batterie 12 befestigt und von dieser wieder getrennt werden. Alternativ da zu ist die Stromversorgungseinheit 14 dauerhaft an der Batterie 12 befe stigt.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform sollte die Eingangsspannung zu der Stromversorgungseinheit 14 von der Batterie 12 die Ausgangsspan nung der Batterie abzüglich des Spannungsabfalls in der Schaltung sein, die die Vorrichtungen miteinander verbindet. Die Anschlußspannung liegt allgemein zwischen 10,5 und 13,5 Volt, und die Anschlußspannung hängt von dem Ladungszustand (SOC) der Batterie ab. Die bevorzugte La despannung sollte für alle Variationen des Ladesystemes 15,1 +/- 0,3 Volt betragen. Jedoch kann die bevorzugte Ladespannung für kurze Perioden bis zu 16,00 Volt betragen. Der Ausgangswiderstand der Batterie sollte zwischen 5 Milliohm bis 14 Milliohm hauptsächlich abhängig von dem Alter, dem SOC und der Temperatur der Batterie liegen.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform sollte die AC-Ausgangsspan nung des Systems 10 115 Volt effektiv +/-10 Volt für einen DC-Ein gangsspannungsbereich von 11,0 bis 15,4 Volt DC und Ausgangslasten bis zu 280 Watt betragen. Für einen DC-Eingangsspannungsbereich von 10,2 bis 11,0 sollte die Ausgangsspannung nicht unterhalb 115 Volt ef fektiv AC liegen. Die obigen Bereiche zeigen lediglich einen bevorzugten Betriebsmodus und sind nicht als Beschränkungen zu verstehen.

Die Ausgangswellenform des Systems 10 sollte eine modifizierte Sinus welle sein (Rechteckwelle mit einem Bereich von 20-35 Grad, leistungsab hängig, Verweilzeit an der Null-Überkreuzung) und sollte eine normale Funktion von Lasten zulassen, wie beispielsweise den folgenden: TV's, Vi deorecordern, Spielen und Computern. Zusätzlich sollte die modifizierte Sinuswelle elektronische Ausstattung mit Schaltenergieversorgungen und anderen Wandlereingangsenergieversorgungen an den elektronischen Vor richtungen richtig betreiben.

Die Ausgangsfrequenz des Systems 10 sollte über den gesamten Bereich von Eingangs- und Ausgangsspannungen und -strömen während der Le bensdauer des mobilen AC-Energiesystems 60 Hertz +/-4,0 Hertz betra gen.

Der Ausgangsstrom des Systems 10 sollte kontinuierlich 2,4 Ampere ef fektiv mit der Spitze von 4,3 Ampere bei der Nennspannung von 115 Volt AC betragen.

Demgemäß sollte insbesondere bei einer beispielhaften Ausführungsform unter allen Bedingungen der Eingangs- und Ausgangsspannung eine kontinuierliche Ausgangsleistung des Systems 10 bei einer Umge bungstemperatur von 25 Grad Celsius oder darunter 280 Watt betragen, die Ausgangsnennleistung über fünf Minuten sollte 300 Watt betragen und die minimale Spitzenausgangsleistung sollte 500 Watt betragen. Die maximale Leistungsspitze sollte eine Periode sein, die lang genug ist, um praktisch alle Lasten mit einer Nennleistung entsprechend der kontinu ierlichen Ausgangsleistung oder darunter zu betreiben, wobei diese Spitze nur zu Beginn eines Betriebszyklus auftreten sollte. Die kontinuierliche Ausgangsnennleistung verringert sich mit Temperaturen oberhalb 25 Grad Celsius mit einer Rate von 8,7 Watt pro Grad Celcius. Die Aus gangsleistung bei der maximalen Betriebstemperatur von 40 Grad Celsius sollte zumindest 150 Watt kontinuierliche AC-Leistung sein.

Der Wechselrichter sollte einen minimalen Wirkungsgrad (Umwandlung von DC-Leistung zu AC-Leistung) von 80% über den gesamten Bereich von DC-Eingangs- und AC-Ausgangsbedingungen aufweisen.

Die minimale Spitzenausgangsleistung sollte dem 1,66-fachen der konti nuierlichen Nennleistung entsprechen.

Der Wechselrichter sollte zulassen, daß die Batterie mit nicht mehr als 2 Miniampere beladen wird, während der Wechselrichter ausgeschaltet ist. Dies verhindert höhere parasitäre Lasten auf die Batterie, die die Ladung der Batterie innerhalb einer kurzen Zeit abreichern können.

Die Lagertemperatur sollte für bis zu einem Jahr ohne Systemverschlech terung zwischen -20 Grad Celsius und 52 Grad Celsius liegen.

Die Stromversorgungseinheit 14 weist eine Innenfläche 20 und eine Au ßenfläche 22 auf. Die Innenfläche 20 ist derart ausgebildet, daß sie eine Form aufweist, die im wesentlichen ähnlich zu einer Seitenwand und zu einem Abschnitt des oberen Bereiches der Batterie 12 ist. Bei einer bei spielhaften Ausführungsform ist die Innenfläche 20 derart ausgebildet, daß sie eine umgedrehte "L"-Form aufweist. Alternativ dazu, und wenn eine Batteriebefestigung verwendet wird, ist die Innenfläche 20 zur Befe stigung an der Batteriebefestigung ausgebildet.

Die Stromversorgungseinheit 14 ist so ausgebildet, daß sie nur eine Erhö hung der Gesamthöhe der Batterie 12 um 30 mm und eine Erhöhung der Breite der Batterie um 65 mm beiträgt. Demgemäß ist das Profil der Ein heit 14 in dem an der Batterie 12 befestigten Zustand nicht größer als die Batterie selbst. Zusätzlich ist der obere Abschnitt der Einheit 14 so aus gebildet, daß die Entlüftung der Batterie nicht blockiert wird. Zusätzlich verhindert die Ausbildung der Einheit 14, daß die Elektronik des Wechsel richters und der Einheit den Gasen und Dämpfen ausgesetzt wird, die aus der Entlüftung der Batterie 12 austreten können.

Die Außenfläche 22 ist mit einem Bedienfeldabschnitt 24 ausgebildet. An dem Bedienfeldabschnitt 24 ist ein Ein-/Aus-Schalter 26 angeordnet. Der Schalter 26 verbindet elektrisch die Stromversorgungseinheit 14 mit der Batterie 12. Eine Leuchte einer LED-Anzeigeeinrichtung 28 leuchtet und sieht eine Anzeige vor, daß die Stromversorgungseinheit 14 elektrisch mit der Batterie 12 über den Schalter 26 verbunden worden ist. Die Leuchte der LED-Anzeigeeinrichtung 28 kann eine grüne Beleuchtung, wenn die Energie angeschaltet ist, und eine rote Beleuchtung vorsehen, um anzu geben, daß die DC-Spannung unterhalb eines gegebenen Wertes liegt, nämlich einer Spannung, die ausreichend ist, um eine angemessene Spannung zu liefern.

Die LED 28 leuchtet bei Anzeige, daß der Wechselrichter angeschaltet ist (d. h. AC-Energie an der Systemausgangsbuchse 30 verfügbar ist), grün. Die LED 28 leuchtet bei Anzeige eines "Fehlerzustandes" rot (d. h. Über last, Übertemperatur und DC-Unterspannung), der den Wechselrichter abschalten kann.

Ein AC-Auslaß 30 ist so positioniert, daß er von dem Bedienfeld 24 er reichbar ist. Ein Auslaß 30 ist elektrisch mit der Stromversorgungseinheit 14 gekoppelt und sieht ein Mittel zur Kopplung eines Steckers eines Zu behörs mit einer Quelle eines AC-Stromes vor. Der Auslaß 30 ist eine ein zelne nordamerikanische Steckerbuchse für 3 Stifte.

Eine Abdeckplatte 32 ist schwenkbar an dem Bedienfeld 24 befestigt. Die Abdeckplatte 32 schwenkt von einer geschlossenen Stellung (Fig. 1), in der ein Auslaß 30 abgedeckt ist, in eine offene Stellung (Fig. 2), in der Zugang zu dem Auslaß 30 geschaffen wird. Wenn die Abdeckplatte 32 in einer ge schlossenen Stellung ist, ist der Auslaß 30 vor Schmutzstoffen, wie bei spielsweise Schmutz, Staub und Wasser geschützt, die die Komponenten des MACP 10 beschädigen oder kurzschließen könnten.

Zusätzlich ist die Abdeckplatte 32 derart ausgebildet, daß sie einen vorra genden Abschnitt 34 aufweist. Der vorragende Abschnitt 34 sieht einen Bereich vor, den ein Anwender ergreifen und damit die Abdeckplatte 32 von der offenen Stellung in die geschlossene Stellung schwenken kann. Alternativ dazu sind die Abdeckplatte 32 oder der Schalter 26 oder beide mit einem Sicherheitsmerkmal ausgerüstet, über das ein Zugang auf den Auslaß 30 oder ein Betrieb des Schalters 26 durch einen Kindersiche rungsschalter verhindert wird.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist der AC-Auslaß 30 der Stromversorgungseinheit 14 mit einem Schaltungsunterbrechungsmecha nismus ausgerüstet, mit dem der Strom zu dem Auslaß 30 unterbrochen wird, um einen Kurzschluß zu verhindern.

Eine DC-Eingangsbuchse 36 ist auch an dem Bedienfeld 24 positioniert. Die DC-Eingangsbuchse 36 ist derart ausgebildet, um einen DC-Strom von einer externen Energieversorgung 44 aufnehmen zu können, die durch die 110 Volt eines üblichen Haushaltes bereitgestellt wird. Eine Ab deckplatte 38 ist schwenkbar an dem Bedienfeld 24 befestigt. Die Abdeck platte 38 schwenkt von einer geschlossenen Stellung (Fig. 1), in der die Buchse 36 abgedeckt ist, zu einer offenen Stellung (Fig. 3), in der ein Zu gang zu der Buchse 36 vorgesehen wird. Wenn sich die Abdeckplatte 38 in einer geschlossenen Stellung befindet, ist die Buchse 36 vor Schmutzstof fen, wie beispielsweise Schmutz, Staub und Wasser geschützt, die die Komponenten des MACP 10 beschädigen oder kurzschließen können.

Die Abdeckplatte 38 weist einen vorragenden Abschnitt 40 auf, der einen Bereich vorsieht, unter den ein Anwender seine Finger schieben kann, um die Abdeckplatte 38 zu schwenken und damit die DC-Eingangsbuchse 36 freizulegen.

Eine LED-Anzeigeleuchte 42 wird beleuchtet, wenn das mobile AC- Energiesystem einen Strom durch Buchse 36 aufnimmt.

Die LED 42 ist bernsteinfarben/grün, wenn die Zustände "geladen" bzw. "vollständig geladen" angegeben werden. Die LED 42 ist gelb, wenn der Zustand "Batterie muß geladen werden" angegeben wird. Beispielsweise, wenn die Batterieanschlussspannung bei oder unterhalb 11,0 +/-0,3 V (Einheit zu Einheit) liegt und der Wechselrichter sich selbst abschaltet, wenn ungeachtet des DC-Stromabfalls die Batterieanschlußspannung auf 10,5 +/-0,3 V (Einheit zu Einheit) gelangt. Die Differenz zwischen diesen beiden Spannungen beträgt 0,5 +/-0,3 Volt für jedes System 10.

In Summe weist das Elektronikpaket vier LED-Anzeigen von LEDS 28 und 42 auf, die den Betriebsstatus der Elektronik angeben.

Demgemäß wird, insbesondere, wenn das System 10 eine Wiederaufla dung erfordert, ein DC-Strom in die Buchse 36 eingegeben, um zu ermög lichen, daß die Batterie 12 wieder aufgeladen wird.

Zusätzlich und insbesondere als ein Sicherheitsmerkmal verhindert die Stromversorgungseinheit 14 einen Fluß an AC-Strom durch Auslaß 30, wenn ein DC-Strom durch Buchse 36 aufgenommen wird.

Eine DC-Energieversorgung 44 kann so konfiguriert werden, daß sie di rekt in einen Wandauslaß gesteckt werden kann, um einen DC-Ladestrom von 3,0 Ampere an das System 10 zu liefern. Die Batterie 12 kann ein AGM-Typ mit einer Kapazität von 60 Ampere-Stunden bei einer 20- stündigen DC-Entladungsrate oder 130 Minuten bei 25 Ampere (etwa 54 Ampere-Stunden) sein.

Die Ladespannung an den Batterieanschlüssen kann maximal 15,1 +/-0,3 Volt bei der anfänglichen strombegrenzten Phase des Ladezyklus be tragen. Diese Phase dauert an, bis die Spannung die maximale Spannung erreicht (bei einer beispielhaften Ausführungsform tritt dies nach 26 Stunden oder weniger auf. Dann fällt die Spannung auf 13,3 +/-0,3 Volt als eine Erhaltungsladespannung ab, wobei die Erhaltungsladezeitperiode keine Zeitgrenze aufweist. Dieser Ladezyklus wird jedesmal wiederholt, wenn die DC-Energieversorgung in das System 10 gesteckt wird. Die Be ladungseinheit kann die Batterie von einem Zustand mit 0% Ladung (10,5 Volt bei 3 Milliampere Stromabfall) auf einen Ladungszustand von 97% (60 Ampere-Stunden plus Ladungswirkungsgrad) innerhalb 26 Stunden laden. Die Definition eines Ladungszustandes von 0% bei 25 Ampere ist ein BCI-Standard. Der Ladungszustand von 100% ist als der Strom in der Batterie deiniert, wenn die Anschlußspannung 15,1 +/-0,3 Volt bei 0,200 Ampere Ladestrom beträgt.

Die Beladungseinrichtung muß keinen Steuerschalter erfordern. Diese Funktion kann mit den Verbindern der Stromversorgungseinheit 14 an den Anschlüssen der Batterie 12 erreicht werden.

Der DC-Eingang zu dem Wechselrichter der Stromversorgungseinheit 14 ist durch eine Sicherung geschützt. Der Auslösepunkt liegt um eine Größe über dem maximalen Spitzeneingangsstrom, die einen guten Kurzschluß schutz für den Wechselrichter vorsieht.

Wie insbesondere in Fig. 4 gezeigt ist, ist ein Zugang zu den Anschlüssen 16 der Batterie 12 vorgesehen. Der Zugangsbereich ist ausreichend genug, um eine elektrische Verbindung mit dem DC-Ausgang der Anschlüsse 16 zu ermöglichen, um Starthilfe (Überbrücken) für eine andere Batterie zu geben.

Alternativ dazu ist das mobile AC-Energiesystem 10 ohne Zugang zu den Anschlüssen 16 konfiguriert, oder ein entfernbarer Abdeckabschnitt 46 ist so positioniert, um einen Zugang auf den Anschluß der Batterie 12 zuzu lassen. Der entfernbare Abdeckabschnitt 46 besteht aus Kunststoff oder einem anderen nichtleitenden Material, das verhindert, daß die Anschlüs se 16 der Batterie 12 einen elektrischen Kontakt mit Metallobjekten her stellen können. Der entfernbare Abdeckabschnitt 46 und die Einheit 14 sind derart ausgebildet, daß der entfernbare Abdeckabschnitt 46 leicht entfernt und/oder wieder aufgesetzt (d. h. mittels Schnapppassung) wer den kann.

Die Vorrichtung sieht eine tragbare Quelle für 120 Volt AC-Energie unter Verwendung einer 12-Volt-Batterie als DC-Energiequelle vor. Die Vor richtung enthält eine Batterieladeeinrichtung, die zum Laden der System batterie verwendet wird. Die Energiequelle der Ladungseinrichtung ist 120 Volt AC. Die Vorrichtung umfaßt Sicherheitsmerkmale, wie beispielsweise einen Ein-/Aus-Schalter, einen Sicherungsschutz auf der DC-Seite und einen kindersicheren AC-Auslaß. Die Vorrichtung umfaßt herkömmliche Merkmale, wie beispielsweise einen Tragegriff, eine abnehmbare Ladeein richtung und LED-Anzeigeleuchten zum Laden und für AC im Gebrauch. Alternativ dazu kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, um eine Ladung zu verhindern, wenn eine Anwendung den AC-Auslaß der Vorrichtung verwendet.

Die Größe der Kraft, die erforderlich ist, um die Stromversorgungseinheit 14 von der Batterie 12 zu entfernen und/oder diese an dieser zu befesti gen, kann leicht durch die Hände eines Anwenders aufgebracht werden. Demgemäß sind keine Werkzeuge erforderlich, um die Einheit 14 an der Batterie 12 zu befestigen und/oder diese von dieser zu entfernen.

Der Leistungswechselrichter 38 ist mit einem herkömmlichen Auslaß 30 mit drei Stiften ausgerüstet. Der Auslaß 30 ermöglicht, daß der Anwender eine elektrische Energievorrichtung mit der Ladung der Batterie 12 an treiben kann.

Diese Kombination sieht ein schnelles und geeignetes Mittel zur Bereit stellung einer entfernten Energieversorgung vor.

Beispielsweise kann insbesondere bei Aktivitäten im Freien, wie beispiels weise Camping und/oder marinen Anwendungen die Batterie 12 eine Energiequelle vorsehen.

Die tragbare Konfiguration kann als ein Energiepaket verwendet werden, wobei die Batterie 12 elektrische Energie vorsieht, die von einem Anwen der beispielsweise über den Auslaß 30 abgegriffen werden kann.

In den Fig. 6-8 ist eine alternative und beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Hier sind Komponententeile, die ähnliche oder analoge Funktionen ausführen, in Mehrfachen von 100 beziffert. Bei dieser Ausführungsform ist die Stromversorgungseinheit 114 mit einem AC-Auslaß 130 ausgebildet, der entlang eines Seitenabschnittes der Stromversorgungseinheit 114 positioniert ist. Zusätzlich ist auch eine DC- Eingangsbuchse 136, ein Schalter 126 und ein Paar LED-Anzeigeleuchten 120 und 142 entlang eines Seitenabschnittes der Stromversorgungseinheit 114 positioniert.

Die Stromversorgungseinheit 114 ist auch derart ausgebildet, daß sie ei nen ausgesparten Bereich 115 aufweist, in welchem der AC-Auslaß 130, die DC-Eingangsbuchse 136, der Schalter 126 und LED-Anzeigeleuchten 120 und 142 angeordnet sind.

Eine flexible Abdeckung 132 ist an der Stromversorgungseinheit 114 befe stigt und derart ausgebildet, um den Auslaß 130 abzudecken, wenn dieser nicht in Gebrauch steht. Bei einer beispielhaften Ausführungsform be steht die flexible Abdeckung 132 aus einem nichtleitenden flexiblen Mate rial, wie beispielsweise Polyethylen. Die Abdeckung 132 ist mit einem En de an dem Wechselrichter 114 befestigt und derart ausgebildet, um ein Paar von Elementen aufzuweisen, die in den Auslaß 130 aufgenommen werden. Zusätzlich ist die Abdeckung 132 so konfiguriert, daß sie einen Laschenabschnitt 133 aufweist. Der Laschenabschnitt 133 sieht einen Be reich vor, der durch die Finger eines Anwenders ergriffen werden kann, um die Abdeckung 132 von dem Auslaß 130 zu entfernen. Selbstver ständlich können auch andere nichtleitende Materialien, wie beispielswei se Gummi, verwendet werden.

Der ausgesparte Bereich 115 weist einen überdachten Abschnitt 117 auf, der den Auslaß 130, den Ein-/Aus-Schalter 126, die LED-Anzeigeleuchten 120 und 142 und die DC-Eingangsbuchse 136 vor den Elementen, wie beispielsweise Regen, Schnee und anderen Niederschlägen schützt.

Ein paar entfernbarer Abdeckabschnitte 146 erlauben einen Zugang auf die Anschlüsse der Batterie 112. Der entfernbare Abdeckabschnitt 146 ist so ausgebildet, daß er leicht entfernt und/oder wieder aufgesetzt werden kann (d. h. mittels Aufschnappen). Alternativ dazu ist ein Paar flexibler Verbinder 148 mit einem Ende an dem Wechselrichter 114 und mit dem anderen an einem der entfernbaren Abdeckabschnitte 146 befestigt. Dies erlaubt, daß der Abdeckabschnitt 146 entfernt werden kann, während er immer noch an dem Wechselrichter 114 befestigt ist, was ein Wiederauf setzen erleichtert und die Gefahr eines Verlustes des abnehmbaren Ab deckabschnittes 146 verringert. Zusätzlich sind die entfernbaren Abdeck abschnitte 146 und der Wechselrichter 114 so ausgebildet, daß, wenn Ab schnitte 146 entfernt werden, die Anschlüsse 116 der Batterie 12 leicht zugänglich sind. Dies ermöglicht eine Vereinfachung des Wiederaufladens der Batterie 112 durch eine herkömmliche Batterieladeeinrichtung wie auch der Verwendung einer Einheit 110 für eine Starthilfe (Überbrücken) eines Fahrzeugs. Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind die flexi blen Verbinder 148 aus Polyethylen hergestellt. Selbstverständlich können auch andere flexible nichtleitende Materialien, wie beispielsweise Gummi, verwendet werden.

Die Batterie 112 ist auch mit einem Paar von Sekundär- oder Marine- Anschlüssen 119 ausgerüstet, mit denen die Einheit 114 elektrisch befe stigt ist. Die Marine-Anschlüsse 119 sind mit einem Gewindeabschnitt versehen, der erlaubt, daß der Wechselrichter 114 an den positiven und negativen Anschlüssen der Batterie 112 befestigt werden kann. Demge mäß wird die Elektronik des Wechselrichters 114 an den Anschlüssen der Batterie 112 befestigt. Zusätzlich und insbesondere mit dieser Konfigura tion wird der Wechselrichter 114 an den Anschlüssen 119 befestigt, wäh rend auch ein Zugang auf Anschlüsse 116 erlaubt ist. Bei einer beispiel haften Ausführungsform sind die Anschlüsse 116 herkömmliche Kraft fahrzeugbatterieanschlüsse.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform und insbesondere unter Bezug nahme auf die Fig. 6 und 8 beträgt die Gesamtbreite der Einheit 303 mm und die Gesamthöhe der Einheit beträgt 202,3 mm. Die Dicke der Einheit von vorn nach hinten beträgt 248,3 mm. Selbstverständlich und insbe sondere, wenn es Anwendungen erfordern, können diese Abmessungen variieren.

Bei einer beispielhaften Ausführungsform und insbesondere unter Bezug nahme auf Fig. 7 ist die Abmessung zwischen dem Zentrum der Batterie anschlüsse 119 164,2 mm, die Gesamttiefe der Einheit 244,3 mm und die Tiefe der Einheit von hinten zu dem Zentrum der Anschlüsse 119 139,5 mm. Selbstverständlich, und insbesondere, wenn es Anwendungen erfor dern, können diese Abmessungen auch variieren.

Die Gesamtkonfiguration des Wechselrichters 114 ändert das Gesamtpro fil und die Gesamtkonfiguration der Einheit 110 nicht wesentlich. Zusätz lich wird der Wechselrichter 114 an dem oberen Abschnitt der Batterie 112 über seine Verbindung mit den Anschlüssen 119 befestigt. Alternativ dazu ist der Wechselrichter 114 derart ausgebildet, daß er an dem Boden abschnitt der Batterie 112 befestigt werden kann. Demgemäß kann der Wechselrichter 114 derart ausgebildet sein, daß er ein Befestigungsmittel zum Aufschnappen an den Bodenabschnitt der Batterie 112 aufweist.

Zusätzlich und alternativ dazu kann der Rückabschnitt des Wechselrich ters 114 derart ausgebildet sein, daß er eine Oberflächenkonfiguration aufweist, die mit der Oberflächenkonfiguration der Seite der Batterie 112 übereinstimmt, an der dieser befestigt wird. Dies sieht eine starrere Befe stigung des Wechselrichters 114 an der Batterie 112 wie auch die Ausbil dung eines gleichförmigeren Aussehens vor.

Zusätzlich kann die Außenfläche des Wechselrichters 114 derart ausge bildet sein, um eine Konstruktion oder Konfiguration der Seitenwände der Batterie 12 fortzusetzen. Beispielsweise können die horizontalen Linien, die in der Oberfläche des Wechselrichters 114 in Fig. 5 gezeigt sind, eine Fortsetzung der horizontalen Linien an den Seitenwänden der Batterie 112 sein.

Als ein alternatives Mittel zur Befestigung des Wechselrichters 114 an der Batterie 112 ist ein Befestigungselement (nicht gezeigt) an der Batterie 112 befestigt und sieht ein Mittel zur Befestigung des Wechselrichters 114 vor.

Zusammengefaßt ist ein mobiles AC-Energiesystem vorgesehen, wobei der DC-Strom der Batterie durch einen Leistungswechselrichter umgewandelt wird, der elektrisch mit den Batterieanschlüssen gekoppelt ist, und wobei der Wechselrichter auch mechanisch mit der Batterie gekoppelt ist. Ein AC-Auslaß ist so positioniert, daß er eine Energiequelle vorsieht, und die Einheit weist einen Energieeingang auf, der derart konfiguriert ist, um ei nen Ladestrom für die Batterie aufnehmen zu können. Der AC-Auslaß ist deaktiviert, wenn der Energieeingang eine Ladung aufnimmt.

Claims

1. Mobiles AC-Energiesystem mit:

a) einer 12-Volt-Batterie;
b) einem Leistungswechselrichter, der elektrisch mit einem Paar von Batterieanschlüssen der Batterie gekoppelt ist, wobei der Leistungswechselrichter auch mechanisch mit der Batterie gekoppelt ist; und
c) einem AC-Auslaß, der an dem Wechselrichter positioniert ist.

2. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 1, ferner mit:

a) einem Energieeingang, der derart ausgebildet ist, um einen Ladestrom für die Batterie aufnehmen zu können, wobei der Ladestrom den Ladezustand der Batterie erhöht.

3. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 2, wobei der AC-Auslaß deaktiviert ist, wenn der Energieeingang eine Ladung aufnimmt.

4. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 3, ferner mit:

a) einem Bedienfeld, das an der Außenfläche des Wechselrichters positioniert ist, wobei das Bedienfeld den AC-Auslaß und den Energieeingang aufnimmt.

5. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 4, ferner mit:

a) einem Paar Abdeckplatten, von denen jede schwenkbar an dem Bedienfeld befestigt ist, wobei eine der Abdeckplatten derart konfiguriert, bemessen und positioniert ist, um eine Schutzabdeckung des AC-Auslasses zu schaffen, während die andere eine Schutzabdeckung des Energieeinganges vorsieht.

6. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 5, ferner mit:

a) einer LED-Anzeigeleuchte zur Lieferung eines Betriebsstatus des Systems.

7. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 4, wobei der Leistungs wechselrichter fest an einem Paar von Anschlüssen der Batterie be festigt ist.

8. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 7, wobei der Leistungs wechselrichter das Paar von Anschlüssen der Batterie umhüllt.

9. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 8, wobei der Leistungs wechselrichter derart ausgebildet ist, daß er eine erste Abmessung aufweist, die nicht größer als die Gesamtabmessung zwischen dem Bodenabschnitt der Batterie und dem oberen Abschnitt des Paares von Anschlüssen ist.

10. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 9, wobei der Leistungs wechselrichter derart ausgebildet ist, daß er eine zweite Abmessung aufweist, die nicht größer als die Abmessung zwischen den Seiten wänden der Batterie ist.

11. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 5, ferner mit:

a) einem Tragegriff, der an der Batterie befestigt ist.

12. Mobiles AC-Energiesystem mit:

a) einer 12-Volt DC-Batterie;
b) einem Leistungswechselrichter, der elektrisch mit einem Paar von Batterieanschlüssen der Batterie gekoppelt ist, wobei der Leistungswechselrichter auch mechanisch mit der Batterie gekoppelt ist;
c) einem AC-Auslaß, der an einer Fläche des Leistungswechsel richters positioniert ist;
d) einem DC-Energieeingang, der derart ausgebildet ist, daß er einen Ladestrom zum Laden der Batterie aufnimmt;
e) einem Bedienfeld, das an der Außenfläche des Wechselrichters positioniert ist, wobei das Bedienfeld den AC-Auslaß und den Energieeingang aufnimmt; und
f) einem Schutzelement, das derart konfiguriert, bemessen und positioniert ist, um eine Schutzabdeckung des AC-Auslasses vorzusehen.

13. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 12, ferner mit:

a) einem Paar von Schutzelementen, die derart konfiguriert, be messen und positioniert sind, um die Anschlüsse der Batterie abzudecken.

14. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 13, wobei das Paar von Schutzelementen entfernbar an den Anschlüssen befestigt ist.

15. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 14, ferner mit:

a) einem Paar flexibler Verbinder, die mit einem Ende an dem Leistungswechselrichter und mit einem anderen an einem des Paares von Schutzelementen befestigt ist.

16. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 12, wobei das Schutz element aus nichtleitfähigem Material besteht.

17. Mobiles AC-Energiesystem nach Anspruch 12, ferner mit:

a) einem Ein-/Aus-Schalter zur Verbindung des Leistungswech selrichters mit den Anschlüssen der Batterie.