具多组电池的电动车供电系统的制作方法
【专利摘要】本发明为一种具多组电池的电动车供电系统，该供电系统包括多组电池甚或备用电池，当第一电池电量用尽时，自动无缝切换至第二电池甚或备用电池，第一、第二电池可交换供电、交换充电而使电动车继续行驶。以避免行驶中电动车失灯、失控而造成意外事故的危险；且一电池充电时另一电池继续供电，可忽略电动车电池长时间充电时，车辆无法继续行使的不便。
【专利说明】
具多组电池的电动车供电系统
技术领域
[0001]本发明是关于一种具多组电池的电动车供电系统，当电动车的第一电池电量用尽时，可自动无缝切换至第二电池甚或备用的第三电池，且第一、第二电池可交换供电、交换充电继续供电给电动马达运转。
【背景技术】
[0002]电力电池是发展电动车最主要的瓶颈，又电池系统、充换电站所、方便友善的用车环境，尤其重要。一般电动车辆在电池的电量用尽时，电池保护电路便直接切断电源，使行驶中电动汽、机车瞬间断电停止行驶并完全失灯，甚至惊慌失控，或造成意外事故的危险；因断电，车辆无法行驶，造成不便与困扰，而必需推车或求助吊车拖吊，即花钱又浪费时间。故电池供电系统的改善仍有很大的空间。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于提供一种具多组电池的电动车供电系统，在第一电池电量用尽时，驾驶人不必作任何操作即可自动无缝切换至第二电池甚或至备用的第三电池继续供电给电动马达运转，使电动车能继续行驶。
[0004]本发明的另一目的在于提供一种具多组电池的电动车供电系统，将主电池一分为二或多个电池，以减少单一电池的体积、重量；尤其是用于电动机车可携式电池，携带安装较轻、较方便。
[0005]本发明的又一目的在于提供一种具多组电池的电动车供电系统，将电池控制装置与各自的电池管理系统整并，共享零件及电路板，而达到精简电路、免配线、减少体积、降低成本、耐振、可靠、达到精简的电池控制暨管理系统装置的目的。
[0006]本发明为达上述目的所采用技术手段为一种具多组电池的电动车供电系统，该供电系统做为一马达驱动控制器的电源，该马达驱动控制器连接至一电动车马达，该供电系统包括:一电池控制电路；一第一电池与一第二电池；一第一功率晶体与一第二功率晶体，该第一功率晶体串联于该第一电池并为其开关元件，该第二功率晶体串联于该第二电池并为其开关元件；在用车时，该第一电池与该第二电池皆充满电，该电池控制电路只择一做为电力输出使该电动车辆启动行驶；若开始选用该第一电池待其电量用尽时，切换至该第二电池继续供电以继续行驶。
[0007]所述的电池控制电路包括一第一集成电路、一第二集成电路与一第三集成电路分别用为电压侦测，且该第一集成电路与该第二集成电路组成互斥连锁电路，当该第一集成电路输出为低电位的状态，则该第二集成电路输出为高电位的状态，该第一功率晶体为导通状态，使该第一电池输出，使电动车启动行驶；当该第一电池用尽时，自动无缝切换至该第二电池继续供电。
[0008]所述的第一电池或第二电池的任何一个电池电量用尽时，该电池控制电路发出告警、欠电信号。
[0009]所述的第一电池用尽时，切换至该第二电池继续供电，该第一电池则携出充电，待充满回置后仍由第二电池继续供电，直到该电第二电池用尽时，再切换至该第一电池继续供电，以供循环交换供电充电，而使电动车能继续行驶。
[0010]所述的供电系统进一步包括一供电转换器并联一大容量的电容器后再串联一防逆流二极体，做为电装品的电源供给，使该电装品电源装置于电力电池的切换期间，仍可不中断地供电，是为无缝切换的装置。
[0011]本发明为达上述目的所采用的另一技术手段为一种具多组电池的电动车供电系统，该供电系统做为马达驱动控制器的电源，该马达驱动控制器连接有一电动车马达，该供电系统包括:一第一电池及与其串联的一第一功率晶体，该第一功率晶体为该第一电池的开关元件；一第二电池及与其串联的一第二功率晶体，该第二功率晶体为该第二电池的开关元件；一第三电池及与其串联的一第三功率晶体，该第三功率晶体为该第三电池的开关元件；一电池控制电路；在用车时，该第一电池、该第二电池、该第三电池皆充满电，该电池控制电路只选择第一电池、第二电池中的其中一个做为电力输出，使该电动车启动行驶；若开始选用该第一电池，待第一电池用尽时，转换至该第二电池继续供电给该电动车继续行驶，而该第一电池携出充电，待充满回置后仍由第二电池继续供电，直到该电第二电池用尽时，再切换至该第一电池继续供电，以循环交换供电、充电，而使电动车继续行驶，若该第一电池及该第二电池皆忘了充电而都失电时，则切换至该第三电池接续而使电动车继续行驶。
[0012]所述的电池控制电路包括一第一集成电路、一第二集成电路、一第三集成电路，用为电压侦测，且该第一集成电路与该第二集成电路组成互斥连锁电路，当该第一集成电路输出为低电位的状态，该第二集成电路输出为高电位的状态，该第一功率晶体为导通状态，使该第一电池输出电力，使电动车启动行驶；当该第一电池电力用尽时，该第二集成电路输出转为低电位的状态，该第一功率晶体转为关闭状态，该第一集成电路输出为高电位的状态，使该第二功率晶体转为导通状态而切换至该第二电池接续供电使电动车继续行驶，该第一电池携出充电、待充满电再回置后，仍由该第二电池继续供电，及至该第二电池电能放尽，取下该第二电池充电，由满电的第一电池接续供电；当该第一电池、该第二电池都忘了充电，以致同时失电，则该第三集成电路转为高电位的状态，该第三功率晶体转为导通状态，由容量较小的备用的第三电池供电，仍能做短暂行驶。
[0013]所述的第一电池、第二电池都失电时，该电池控制电路发出告警及欠电信号。
[0014]所述的第三电池设置有专属备用的一充电器，用以对该第三电池充电，使该第三电池保持满额电量而不必外充。
[0015]所述的供电系统进一步包括一供电转换器并联一大容量的电容器后再串联一防逆流二极体，做为电装品的电源供给，使该电装品电源装置于电力电池的切换期间，仍可不中断地供电，是为无缝切换的装置。
【附图说明】
[0016]图1为本发明第一实施例的控制电路图；
[0017]图2为本发明第二实施例的控制电路图。
【具体实施方式】
[0018]有关本发明的技术内容及详细说明，配合如下附图的实施例说明。
[0019]如图1所示，为本发明的第一实施例的控制电路，包括电池控制电路30、第一电池BI及与其串联的第一功率晶体Q1、第二电池B2及与其串联的第二功率晶体Q2、供电转换器(DC/DC CONVERTER) 20、马达驱动控制器(DC/AC INVERTER) 10 及电动马达 PM。
[0020]第一功率晶体Q1、第二功率晶体Q2已备于各自的电池管理系统(图中未示)中。供电转换器(DC/DC CONVERTER) 20将动力电源(48V、60V、72V?650V等多种规格)转换为直流电12V(或24V)以供电给电动车辆各电装品(各种灯具、仪表、电子设备……)使用，马达驱动控制器(DC/AC INVERTER) 10是将直流电的动力电源转换为交流三相电压供给电动马达PM使用。
[0021]第一转换器CONVl及第二转换器C0NV2分别为电池控制电路30及为各自第一电池BI及第二电池B2的电池管理系统(图中未示)供给电源，且在电池控制电路30中用以侦测各别第一电池BI及第二电池B2是否有电。
[0022]电池控制电路30中，第一集成电路ICl、第二集成电路IC2、第三集成电路IC3为电压侦测使用；且第一集成电路ICl与第二集成电路IC2组成互斥连锁电路，电池控制电路30藉光耦合器OPC的交连做为电导性隔离，使其二次侧输出欠电警示S0C、缺电告警信号。
[0023]当第一电池B1、第二电池B2都有电的情况下，第一转换器C0NV1、第二转换器C0NV2的输出皆为15V，电池控制电路30的A、B两点电压约为15V(皆为高电位的状态)。
[0024]因第一集成电路ICl与第二集成电路IC2所组成的互斥连锁电路，该互斥连锁电路有两种可能的状态，其一，若第一集成电路ICl输出为低电位的状态，则第二集成电路IC2输出为高电位的状态；则第一功率晶体Ql为导通状态，使第一电池BI输出；此时第二功率晶体Q2为关闭状态，第二电池B2不能输出。用车时，无熔丝开关NFB送电，由第一电池BI供电，经马达驱动控制器10转换为三相交流电供电动马达PM输出动力运转车辆。
[0025]当第一电池BI用尽时，第一转换器CONVl无输出，电池控制电路30的A点为低电位的状态，此时因第二电池B2有电，则B点为高电位的状态。因第一集成电路IC1、第二集成电路IC2互斥连锁的原因，将使第一集成电路ICl输出转为高电位的状态，第二功率晶体Q2转为导通状态，由第二电池B2接替输出电力。第二集成电路IC2输出为低电位的状态，此时第一功率晶体Ql呈关闭状态，将失电的第一电池BI隔离，待携出充满电再回置。
[0026]第二电池B2仍继续供电至失电时，再次轮到已充满电再回置的第一电池BI接续供电。如此任一个电力电池的电能放尽取出充电期间，由另一个满电的电池接续供电；如此两组电力电池交换供电、交换充电，使不影响电动车的使用。
[0027]当第一电池B1、第二电池B2有任一个处于失电的情况下，其相对的电池控制电路30的A点或B点的一为低电位的状态，则第三集成电路IC3的输出为高电位的状态，藉光耦合器OPC的交连使其二次侧欠电警示SOC发出告警信号以提醒用车人要立即充电，并于充满电后再回置备用。
[0028]图1中供电转换器20用以为电装品供给电源，防逆流二极体Dl及该供电转换器20并联的电容器Cl所构成的电路，于电池交换瞬间，能使供电转换器20的电源供应连续不中断；使电池切换期间各种灯具、仪表、电子设备的供电不中断的无缝切换设施，以免造成车辆瞬间失灯、失控的危险。
[0029]如图2所示，为本发明的第二实施例的控制电路，包括电池控制电路31、第三转换器C0NV3、第一电池B1、第二电池B2，另外增设备用的第三电池B3 ;而第一电池B1、第二电池B2、备用的第三电池B3各自串联第一功率晶体Ql、第二功率晶体Q2、第三功率晶体Q3，供电转换器20，马达驱动控制器10，电动马达PM及另外增设充电控制电路41的第四功率晶体Q4。
[0030]该第一功率晶体Q1、第二功率晶体Q2、第三功率晶体Q3已备于各自的电池管理系统中。另第三转换器C0NV3将第三电池B3转变为直流电15V为电池控制电路31的电源供给。
[0031]电池控制电路31以第一集成电路ICl、第二集成电路IC2、第三集成电路IC3组成电压侦测电路，且其中第一积体路ICl与第二集成电路IC2组成互斥连锁电路，另第一光耦合器OPCl及第二光耦合器0PC2可做为电导性隔离，用以各别侦测第一电池BI及第二电池B2是否有电。若第一电池B1、第二电池B2、第三电池B3三个都充满电，于电池控制电路31中藉第一光耦合器OPCl及第二光耦合器0PC2的交连使相对应的A、B两点都为高电位的状
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[0032]该第一集成电路IC1、第二集成电路IC2所组成的互斥连锁电路中，有两种可能的状态，其一，若第一集成电路ICl输出为低电位的状态，则第二集成电路IC2输出为高电位的状态，于是第一功率晶体Ql为导通状态，则使第一电池BI输出电力；第一集成电路ICl输出则为低电位的状态，第二功率晶体Q2为关闭状态，第二电池Β2不输出。
[0033]当第一电池BI失电时，电池控制电路31的A点呈低电位的状态，第二集成电路IC2输出为低电位的状态，第一功率晶体Ql为关闭状态，第一电池BI隔离输出；同时第二电池Β2满电，故电池控制电路31的B点呈高电位的状态，第一集成电路ICl输出为高电位的状态，第二功率晶体Q2转为导通状态，使第二电池Β2接续输出电力。
[0034]第一电池BI携出充电，车子可继续行驶。待第一电池BI充满电再回置后，仍由第二电池Β2继续供电，及至第二电池Β2电能放尽，由满电的第一电池BI接续供电，并取下第二电池Β2充满电再回置。如此于第一电池B1、第二电池Β2任一个电池的电能放尽取出充电期间，由另一满电的电力电池可接续供电；即第一电池B1、第二电池Β2可交互供电、交互充电，不影响车子的使用。
[0035]第一电池B1、第二电池Β2只要其中的一个电池有电，电池控制电路31的C点呈高电位的状态，则第三光耦合器0PC3 二次侧为导通状态，输出T点呈低电位的状态、充电控制电路41的第四功率晶体Q4为导通状态，内部充电器40对第三电池Β3充电，让电池随时保持满电状态，不必外充。本实施例的电池控制电路31是否采用第三光耦合器0PC3做为电路隔离，需视各电力电池的电池管理系统是否需要决定。
[0036]第一电池B1、第二电池Β2同时失电时，电池控制电路31的C点呈低电位的状态，第三光耦合器0PC3 二次侧呈关闭状态，输出T点使充电控制电路41的第四功率晶体Q4为关闭，切断备用的第三电池Β3的充电回路。同时第三集成电路IC3的输出点D呈高电位的状态，第四光耦合器0PC4经其二次侧欠电警示SOC发出告警信号，以提醒用车的人尽速对第一电池B1、第二电池Β2充电并回置，并使欠电警示SOC告警以省电方式行驶，同时第三功率晶体Q3为导通状态，自动无缝切换至容量较小的备用的第三电池Β3接续供电，可使电动车能继续短暂行驶10?20公里的行程。
[0037]当该第一电池BI或第二电池B2的任何一个电池的电量用尽时，该电池控制电路31发出告警、欠电信号。
[0038]本发明上述第二实施例也可以设置多组主电池及备用电池，电池控制电路以自动无缝开关多组主电池及备用电池相继自动供电或交互充电。
[0039]综上所述是针对本发明的可行实施例的具体说明，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明创作精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。
【主权项】
1.一种具多组电池的电动车供电系统，其特征在于，该供电系统包括: 一电池控制电路(30);—第一电池(BI)与一第二电池(B2)； 一第一功率晶体(Ql)与一第二功率晶体(Q2)，该第一功率晶体(Ql)串联于该第一电池(BI)并为其开关元件，该第二功率晶体(Q2)串联于该第二电池(B2)并为其开关元件； 在用车时，该第一电池(BI)与该第二电池(B2)皆充满电，该电池控制电路(30)只择一做为电力输出使该电动车辆启动行驶；若开始选用该第一电池(BI)待其电量用尽时，切换至该第二电池(B2)继续供电以继续行驶。2.根据权利要求1所述的具多组电池的电动车供电系统，其特征在于:该电池控制电路(30)包括一第一集成电路(ICl)、一第二集成电路(IC2)与一第三集成电路(IC3)分别用为电压侦测，且该第一集成电路(ICl)与该第二集成电路(IC2)组成互斥连锁电路，当该第一集成电路(ICl)输出为低电位的状态，则该第二集成电路(IC2)输出为高电位的状态，该第一功率晶体(Ql)为导通状态，使该第一电池(BI)输出，使电动车启动行驶；当该第一电池(BI)用尽时，自动无缝切换至该第二电池(B2)继续供电。3.根据权利要求1或2所述的具多组电池的电动车供电系统，其特征在于:当该第一电池(BI)或第二电池(B2)的任何一个电池电量用尽时，该电池控制电路(30)发出告警、欠电信号。4.根据权利要求1所述的具多组电池的电动车供电系统，其特征在于:当该第一电池(BI)用尽时，切换至该第二电池(B2)继续供电，该第一电池(BI)则携出充电，待充满回置后仍由第二电池(B2)继续供电，直到该电第二电池(B2)用尽时，再切换至该第一电池(BI)继续供电，以供循环交换供电充电，而使电动车能继续行驶。5.根据权利要求1或2所述的具多组电池的电动车供电系统，其特征在于:在供电系统进一步包括一供电转换器(20)并联一大容量的电容器(Cl)后再串联一防逆流二极体(Dl)，做为电装品的电源供给，使该电装品电源装置于电力电池的切换期间，仍可不中断地供电，是为无缝切换的装置。6.一种具多组电池的电动车供电系统，其特征在于，该供电系统包括: 一第一电池(BI)及与其串联的一第一功率晶体(Ql)，该第一功率晶体(Ql)为该第一电池(BI)的开关元件； 一第二电池(B2)及与其串联的一第二功率晶体(Q2)，该第二功率晶体(Q2)为该第二电池(B2)的开关元件； 一第三电池(B3)及与其串联的一第三功率晶体(Q3)，该第三功率晶体(Q3)为该第三电池(B3)的开关元件； 一电池控制电路(31)； 在用车时，该第一电池(BI)、该第二电池(B2)、该第三电池(B3)皆充满电，该电池控制电路(31)只选择第一电池(BI)、第二电池(B2)中的其中一个做为电力输出，使该电动车启动行驶； 若开始选用该第一电池(BI)，待第一电池(BI)用尽时，转换至该第二电池(B2)继续供电给该电动车继续行驶，而该第一电池(BI)携出充电，待充满回置后仍由第二电池(B2)继续供电，直到该电第二电池(B2)用尽时，再切换至该第一电池(BI)继续供电，以循环交换供电、充电，而使电动车继续行驶，若该第一电池(BI)及该第二电池(B2)皆忘了充电而都失电时，则切换至该第三电池(B3)接续而使电动车继续行驶。7.根据权利要求6所述的具多组电池的电动车供电系统，其特征在于:该电池控制电路(31)包括一第一集成电路(ICl)、一第二集成电路(IC2)、一第三集成电路(IC3)，用为电压侦测，且该第一集成电路(ICl)与该第二集成电路(IC2)组成互斥连锁电路，当该第一集成电路(ICl)输出为低电位的状态，该第二集成电路(IC2)输出为高电位的状态，该第一功率晶体(Ql)为导通状态，使该第一电池(BI)输出电力，使电动车启动行驶； 当该第一电池(BI)电力用尽时，该第二集成电路(IC2)输出转为低电位的状态，该第一功率晶体(Ql)转为关闭状态，该第一集成电路(ICl)输出为高电位的状态，使该第二功率晶体(Q2)转为导通状态而切换至该第二电池(B2)接续供电使电动车继续行驶，该第一电池(BI)携出充电、待充满电再回置后，仍由该第二电池(B2)继续供电，及至该第二电池(B2)电能放尽，取下该第二电池(B2)充电，由满电的第一电池(BI)接续供电； 当该第一电池(BI)、该第二电池(B2)都忘了充电，以致同时失电，则该第三集成电路(IC3)转为高电位的状态，该第三功率晶体(Q3)转为导通状态，由容量较小的备用的第三电池(B3)供电，仍能做短暂行驶。8.根据权利要求7所述的具多组电池的电动车供电系统，其特征在于:当第一电池(BI)、第二电池(B2)都失电时，该电池控制电路(31)发出告警及欠电信号。9.根据权利要求7或8所述的具多组电池的电动车供电系统，其特征在于:该第三电池(B3)设置有专属备用的一充电器(40)，用以对该第三电池(B3)充电，使该第三电池(B3)保持满额电量而不必外充。10.根据权利要求7或8所述的具多组电池的电动车供电系统，其特征在于:在供电系统进一步包括一供电转换器(20)并联一大容量的电容器(Cl)后再串联一防逆流二极管(Dl)，做为电装品的电源供给，使该电装品电源装置于电力电池的切换期间，仍可不中断地供电，是为无缝切换的装置。
【文档编号】B60L11/18GK105827011SQ201510008881
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年1月8日
【发明人】蔡文田
【申请人】蔡文田