一種電量智能均衡的電動車的製作方法
2023-06-07 07:41:01
一種電量智能均衡的電動車的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電量智能均衡的電動車，其包括：車體，其上設有至少一個供電口；兩組供電電池，其固定在所述車體上並電連接至所述供電口，其中，每一組供電電池均由多個可充電電池單元構成，在每兩個電池單元之間都設有一個第一多繞組變壓器，每個電池單元在連接到該第一多繞組變壓器的線路上都設有一個第一雙向開關，在所述兩組供電電池之間設有一個第二多繞組變壓器，每一組供電電池在連接到該第二多繞組變壓器的線路上都設有一個第二雙向開關；啟動開關，其設置在所述車體上，用於啟動所述至少兩組供電電池同時為所述車體供電；控制器。本發明中通過控制器控制雙向開關以使電池之間的能量通過多繞組變壓器進行傳遞，進而實現電量的智能均衡。
【專利說明】—種電量智能均衡的電動車
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電動車，尤其涉及一種對電量能夠進行智能均衡的電動車。
【背景技術】
[0002]目前，隨著國家石油供應的緊缺和環境汙染的嚴重性，以電能作為能量供應的電動車在大街小巷隨處可見，大大改善了對環境的汙染程度。現有的電動車上有裝一組供電電池的，然後啟動電動車的時候就依靠該電池為電動車供電，雖然該供電電池都是由幾個低電壓小容量的電池單元串並聯到一起以獲得較高電壓和較大的容量，但是還是存在由於其所含電量有限，充一次電續行路程較短的問題，因此幾乎每天都要對該電池進行充電以滿足用戶需求。當然有人已經提出了採用兩組供電電池為電動車提供動力的方案，讓用戶在使用電動車的時候，先利用主供電電池裡面儲存的能量，待主供電電池中的能量過少不足以使電動車繼續前行時，通過開關控制，將能量供給切換到備用供電電池，讓電動車能繼續在備用供電電池的能量供給下繼續前行，以此來解決電動車用電續行路程短的問題。
[0003]但是，由於在電動車上安裝了兩組供電電池，而供電的往往只是其中一組供電電池，人們往往會習慣性地只為其中一組供電電池，為該組供電電池充電，卻忽略了對另一組電池充電，使得另一組電池因擱置時間過長，充電次數少而大大降低了壽命，也就使電動車失去了安裝兩組供電電池的意義。
[0004]再者，由於每一組供電電池均由多個小容量的電池單元串並聯而成，而這些電池單元在製造過程中，往往不可能具有一模一樣的性能，這些性能上的差異往往會隨著充放電的溫度變化等因素越發突出，進而使得電池在充放電的過程中，要麼存在低電量的電池單元過放電，而高電量的電池單元過充電的現象發生，要麼就會存在因任意一個電池單元電壓過低時,導致整組供電電池停止供電,任意一個電池單元電壓過高時,導致整組供電電池充電停止的現象，不管是哪種情況，都會影響到整組供電電池的使用容量及使用壽命。
【發明內容】
[0005]本發明的目的之一在於提供一種具備兩組供電電池且能同時供電的電動車，提高電動車的續行路程和時間，更使兩組供電電池都得到頻繁的使用；
[0006]本發明的又一目的在於提供一種具備兩組供電電池且能同時充電的電動車，其通過在電動車上安裝發電設備，並充分利用車輪轉動產生的機械能，進而避免兩組供電電池老是有一組充電被遺忘，而另一組過充電的現象發生；
[0007]本發明的又一目的在於提供一種在充放電過程中能智能均衡兩組供電電池中能量的電動車，以使兩組供電電池之間的能量總是保持在一個比較均衡的狀態，即便是用戶忘記了為其中一組供電電池充電，也會因電量均衡裝置的存在使得兩組供電電池中的能量得到平衡；
[0008]本發明的又一目的在於提供一種能智能均衡每一組供電電池中電池單元電量的電動車，以使每一組供電電池不會因其中的某一個電池單元充電飽和了而使得整組供電電池充電停止的現象發生，也不會因其中某一電池單元放電飽和了而使得整組供電電池放電停止的現象發生；
[0009]本發明的最後一個目的在於提供一種具備快速充電的供電電池的電動車，其通過設計的電量智能均衡裝置來實現。
[0010]本發明採取的技術方案如下:
[0011]—種電量智能均衡的電動車，其包括:
[0012]車體，其上設有至少一個供電口 ；
[0013]兩組供電電池，其固定在所述車體上並電連接至所述供電口，其中，
[0014]每一組供電電池均由多個可充電電池單元構成，在每兩個電池單元之間都設有一個第一多繞組變壓器，每個電池單元在連接到該第一多繞組變壓器的線路上都設有一個第一雙向開關，
[0015]在所述兩組供電電池之間設有一個第二多繞組變壓器，每一組供電電池在連接到該第二多繞組變壓器的線路上都設有一個第二雙向開關；
[0016]啟動開關，其設置在所述車體上，用於啟動所述至少兩組供電電池同時為所述車體供電；
[0017]控制器，其通過電量檢測單元實時對所述兩組供電電池的總電量以及每一組供電電池中的電池單元進行電量檢測，並基於電量檢測結果對所述第一雙向開關和所述第二雙向開關進行切換控制，以完成所述兩組供電電池的總電量均衡以及每一組供電電池的電池單元的電量均衡；同時，
[0018]所述控制器還與所述啟動開關電連接，以使所述啟動開關啟動車體時，所述控制
器工作。
[0019]優選的是，所述的電量智能均衡的電動車還設有:
[0020]直流發電機，以及驅動所述直流發電機發電的驅動機構；其中，
[0021]所述直流發電機連接至一個儲能器和/或所述兩組供電電池，且在所述直流發電機與所述儲能器和所述兩組供電電池的連接線路上分別設有第一可控開關和第二可控開關，所述第一可控開關、第二可控開關與所述控制器電連接；
[0022]所述驅動機構連接在所述車體的車輪上，通過車輪的轉動使所述直流發電機發電。
[0023]優選的是，當所述控制器基於電量檢測單元完成所述兩組供電電池的總電量均衡時，再次通過電量檢測單元檢測所述兩組供電電池中的剩餘電量；若
[0024]所述剩餘電量均超過設定的第一閾值時，則控制打開第一可控開關，使所述直流發電機所產生的電能轉換到所述儲能器中進行儲存；
[0025]所述剩餘電量均不足設定的第二閾值時，則控制打開第二可控開關，使所述直流發電機所產生的電能直接轉換到所述兩組供電電池中，為其充電。
[0026]優選的是，在所述直流發電機為所述兩組供電電池中的電池單元充電的過程中，所述控制器還通過電量檢測單元實時檢測每一組供電電池中各個電池單元的充電情況；
[0027]當檢測到其中一個電池單元的電量充滿而其他電池單元的電量未滿時，則通過控制器控制第一雙向開關，使具有高電量的電池單元所具有的電量通過第一多繞組變壓器轉換到低電量的電池單元中，以防止所述直流發電機為該組充電電池的充電停止和/或所述其中一個電池單元過充電。
[0028]優選的是，所述的電量智能均衡的電動車還設有:
[0029]第三可控開關，其設置在所述儲能器和所述兩組供電電池之間，並與所述控制器電連接，用於接收所述控制器的指令將儲能器中的電能轉換到所述兩組供電電池中，同時為所述兩組供電電池充電。
[0030]優選的是，所述的電量智能均衡的電動車還設有:
[0031]轉速測量組件，其設置在所述車體上，用於檢測所述車輪的轉速，所述轉速測量組件與所述控制器電連接；其中，
[0032]當需要為所述兩組供電電池充電時，所述控制器通過轉速測量組件檢測到所述車輪的轉速，根據轉速檢測結果做出以下動作:
[0033]轉速超過設定的第一轉速閾值時，控制打開第二可控開關，使直流發電機所產生的電能之間轉換到所述兩組供電電池中，完成充電；
[0034]轉速低於設定的第二轉速閾值時，控制打開第三可控開關，使儲能器中儲存的電能轉換到所述兩組供電電池中，完成充電。
[0035]優選的是，所述控制器還通過外接小電池進行供電工作；其中，
[0036]當所述兩組供電電池剩餘電量不足設定的第二閾值時，控制器控制所述外接小電池為其通電，與此同時斷開所述啟動開關，使得兩組供電電池停止供電，而所述控制器能繼
續正常工作。
[0037]為了解決現有技術存在的諸多技術問題，本發明設計開發了一種電量智能均衡的電動車，該電動車不僅跟隨時代潮流具備兩組供電電池，提高了電動車的續行路程和時間，而且這兩組供電電池能夠同時被充電和放電,不會存在其中一組供電電池被擱置的現象發生，大大提高了電池壽命；再者本發明通過在兩組供電電池之間設計了電量智能均衡裝置(多繞組變壓器和雙向開關)，使得兩組供電電池的電量情況得到很好的均衡；進一步的，本發明還在每一組供電電池的各個電池單元之間設計電量均衡裝置，使得供電電池能夠被快速充電，提高供電電池的使用容量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1為本發明所述的電量智能均衡的電動車的簡單功能示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0040]如圖1所示，本發明提供一種電量智能均衡的電動車，其獨特之處在於，在現有的電動車上面設計了一套能對電池電量進行均衡的裝置，讓電動車所使用的電池能夠保持較長時間的好性能。該套對電池電量進行均衡的裝置實質上是利用了雙向開關的電流方向控制以及變壓器的儲能傳遞，讓具有高電量的電池能量能夠轉移到低電量的電池中去。
[0041]本發明提供的電量智能均衡電動車，包括有:
[0042]車體，其上設有至少一個供電口【本發明中優選為有且只有一個】;
[0043]兩組供電電池，其固定在所述車體上並電連接至所述供電口，其中，每一組供電電池均由多個可充電電池單元構成(串聯和/或並聯方式)，在每兩個電池單元之間都設有一個第一多繞組變壓器，每個電池單元在連接到該第一多繞組變壓器的線路上都設有一個第一雙向開關【這裡雙向開關的作用是控制電池單元中的電流流向】，
[0044]在所述兩組供電電池之間設有一個第二多繞組變壓器，每一組供電電池在連接到該第二多繞組變壓器的線路上都設有一個第二雙向開關；
[0045]啟動開關，其設置在所述車體上，用於啟動所述至少兩組供電電池同時為所述車體供電；
[0046]控制器，其通過電量檢測單元實時對所述兩組供電電池的總電量以及每一組供電電池中的電池單元進行電量檢測，並基於電量檢測結果對所述第一雙向開關和所述第二雙向開關進行切換控制，以完成所述兩組供電電池的總電量均衡以及每一組供電電池的電池單元的電量均衡；同時，所述控制器還與所述啟動開關電連接，以使所述啟動開關啟動車體時，所述控制器工作。
[0047]本發明中進一步的是，提供的電量智能均衡的電動車上還設有:直流發電機，以及驅動所述直流發電機發電的驅動機構；其中，所述直流發電機連接至一個儲能器和/或所述兩組供電電池，且在所述直流發電機與所述儲能器和所述兩組供電電池的連接線路上分別設有第一可控開關和第二可控開關，所述第一可控開關、第二可控開關與所述控制器電連接；所述驅動機構連接在所述車體的車輪上，通過車輪的轉動使所述直流發電機發電。
[0048]當所述控制器基於電量檢測單元完成所述兩組供電電池的總電量均衡時，再次通過電量檢測單元檢測所述兩組供電電池中的剩餘電量；若
[0049]所述剩餘電 量均超過設定的第一閾值時，則控制打開第一可控開關，使所述直流發電機所產生的電能轉換到所述儲能器中進行儲存；
[0050]所述剩餘電量均不足設定的第二閾值時，則控制打開第二可控開關，使所述直流發電機所產生的電能直接轉換到所述兩組供電電池中，為其充電。
[0051 ] 在所述直流發電機為所述兩組供電電池中的電池單元充電的過程中，所述控制器還通過電量檢測單元實時檢測每一組供電電池中各個電池單元的充電情況:當檢測到其中一個電池單元的電量充滿而其他電池單元的電量未滿時，則通過控制器控制相應的第一雙向開關，使具有高電量的電池單元所具有的電量通過第一多繞組變壓器轉換到低電量的電池單元中，以防止所述直流發電機為該組充電電池的充電停止和/或所述其中一個電池單元過充電。
[0052]本發明中，提供的電量智能均衡的電動車還設有:第三可控開關，其設置在所述儲能器和所述兩組供電電池之間，並與所述控制器電連接，用於接收所述控制器的指令將儲能器中的電能轉換到所述兩組供電電池中，同時為所述兩組供電電池充電。
[0053]本發明中，提供的電量智能均衡的電動車還設有:轉速測量組件，其設置在所述車體上，用於檢測所述車輪的轉速，所述轉速測量組件與所述控制器電連接；其中，當需要為所述兩組供電電池充電時，所述控制器通過轉速測量組件檢測到所述車輪的轉速，根據轉速檢測結果做出以下動作:
[0054]轉速超過設定的第一轉速閾值時，控制打開第二可控開關，使直流發電機所產生的電能之間轉換到所述兩組供電電池中，完成充電；
[0055]轉速低於設定的第二轉速閾值時，控制打開第三可控開關，使儲能器中儲存的電能轉換到所述兩組供電電池中，完成充電。
[0056]以上值得注意的是，雖然本發明提供的電動車包含了兩組可同時為車體供電的以及同時被車體上發電設備所充電的供電電池，但是電池的充放電並非同時進行的，而為了保證控制器能夠在電池的充放電過程中，都能夠正常的發揮作用而進行控制，本發明優選的是，所述控制器還通過外接小電池進行供電工作。也就是說，當所述兩組供電電池剩餘電量足夠多時，就使啟動開關合上，讓供電電池為車體供電(也就是控制器得到供電)；而當控制器檢測到兩組供電電池剩餘電量不足設定的第二閾值時，此時就需要讓供電電池被充電了，因此控制器會接通外部的小電池繼續正常工作，與此同時斷開啟動開關使得兩組供電電池停止供電。這裡需要注意的是，本發明中附圖1僅僅指代的是簡單的信號連接以及能量流向示意圖，並不代表具體的電路設計圖，且其中的符號也僅僅是示意圖而已，並非元器件的實際標準符號。
[0057]儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。
【權利要求】
1.一種電量智能均衡的電動車,其特徵在於,包括: 車體，其上設有至少一個供電口； 兩組供電電池，其固定在所述車體上並電連接至所述供電口，其中， 每一組供電電池均由多個可充電電池單元構成，在每兩個電池單元之間都設有一個第一多繞組變壓器，每個電池單元在連接到該第一多繞組變壓器的線路上都設有一個第一雙向開關， 在所述兩組供電電池之間設有一個第二多繞組變壓器，每一組供電電池在連接到該第二多繞組變壓器的線路上都設有一個第二雙向開關； 啟動開關，其設置在所述車體上，用於啟動所述至少兩組供電電池同時為所述車體供電； 控制器，其通過電量檢測單元實時對所述兩組供電電池的總電量以及每一組供電電池中的電池單元進行電量檢測，並基於電量檢測結果對所述第一雙向開關和所述第二雙向開關進行切換控制，以完成所述兩組供電電池的總電量均衡以及每一組供電電池的電池單元的電量均衡；同時， 所述控制器還與所述啟動開關電連接，以使所述啟動開關啟動車體時，所述控制器工作。
2.如權利要求1所述的電量智能均衡的電動車，其特徵在於，還設有: 直流發電機，以及驅動所述直流發電機發電的驅動機構；其中， 所述直流發電機連接至一個儲能器和/或所述兩組供電電池，且在所述直流發電機與所述儲能器和所述兩組供電電池的連接線路上分別設有第一可控開關和第二可控開關，所述第一可控開關、第二可控開關與所述控制器電連接； 所述驅動機構連接在所述車體的車輪上，通過車輪的轉動使所述直流發電機發電。
3.如權利要求2所述的電量智能均衡的電動車，其特徵在於，當所述控制器基於電量檢測單元完成所述兩組供電電池的總電量均衡時，再次通過電量檢測單元檢測所述兩組供電電池中的剩餘電量；若 所述剩餘電量均超過設定的第一閾值時，則控制打開第一可控開關，使所述直流發電機所產生的電能轉換到所述儲能器中進行儲存； 所述剩餘電量均不足設定的第二閾值時，則控制打開第二可控開關，使所述直流發電機所產生的電能直接轉換到所述兩組供電電池中，為其充電。
4.如權利要求3所述的電量智能均衡的電動車，其特徵在於，在所述直流發電機為所述兩組供電電池中的電池單元充電的過程中，所述控制器還通過電量檢測單元實時檢測每一組供電電池中各個電池單元的充電情況； 當檢測到其中一個電池單元的電量充滿而其他電池單元的電量未滿時，則通過控制器控制第一雙向開關，使具有高電量的電池單元所具有的電量通過第一多繞組變壓器轉換到低電量的電池單元中，以防止所述直流發電機為該組充電電池的充電停止和/或所述其中一個電池單元過充電。
5.如權利要求4所述的電量智能均衡的電動車，其特徵在於，還設有: 第三可控開關，其設置在所述儲能器和所述兩組供電電池之間，並與所述控制器電連接，用於接收所述控制器的指令將儲能器中的電能轉換到所述兩組供電電池中，同時為所述兩組供電電池充電。
6.如權利要求5所述的電量智能均衡的電動車，其特徵在於，還設有: 轉速測量組件，其設置在所述車體上，用於檢測所述車輪的轉速，所述轉速測量組件與所述控制器電連接；其中， 當需要為所述兩組供電電池充電時，所述控制器通過轉速測量組件檢測到所述車輪的轉速，根據轉速檢測結果做出以下動作: 轉速超過設定的第一轉速閾值時，控制打開第二可控開關，使直流發電機所產生的電能之間轉換到所述兩組供電電池中，完成充電； 轉速低於設定的第二轉速閾值時，控制打開第三可控開關，使儲能器中儲存的電能轉換到所述兩組供電電池中，完成充電。
7.如權利要求1-6任一項所述的電量智能均衡的電動車，其特徵在於，所述控制器還通過外接小電池進行供電工作；其中， 當所述兩組供電電池剩餘電量不足設定的第二閾值時，控制器控制所述外接小電池為其通電，與此同時斷開所述啟動開關，使得兩組供電電池停止供電，而所述控制器能繼續正常工作。
【文檔編號】H02J7/14GK103986202SQ201410127792
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月31日 優先權日:2014年3月31日
【發明者】張怡 申請人:國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司濱海縣供電公司, 濱海強源電氣實業有限公司