专利名称：电动车辆备用电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动车辆，尤其是电动车辆的备用电源。
背景技术：
电动车辆主要指电动自行车和电动摩托车，是靠电力为动力的民用交通工具，尤其电动摩托车是完全靠电池的电力做为驱动能源，如果电池电力耗尽，电动车将无法使用，只好推着走，给用户带来极大的不方便。电动车辆的供电系统，包括电池组、调速手把、控制器和电机，通过调速手把输出动作信号给控制器，电池组的电能通过控制器控制输出电流的大小，以控制电机的转速和输出功率。当电池组的电压低于10.5V/12V时，控制器进行弱电保护，电机无法工作，直到电池组重新被充电为止。
现有一种电动车辆的备用电源，其在主电池没电时，串联一组备用电池供电，这样，不同电量的电池串联使用会导致电量低的电池过度放电完全损坏，甚至出现反极不可修复。另外，两个电池组串联后电压增加，本来按额定电压供电的电动车辆的电机、控制器、灯具、报警器等都会因为超压而烧毁，所以，这种备用电源是无法使用的。
另有一种电动车辆的备用电源，其主电池与备用电池分别连接至电动车上，当主电池没电时，断开主电池，再手动将备用电池接上供电。例主电池为48V20Ah的电池组，当放电终止时电压为42V，此时在电动车的控制器电路中已经无法输出电流，若此时断开主电池，接入一组48V6Ah的备用电池，此备用电池单独使用的内阻在放电终止时大约是400毫欧，在18安培的放电电流下，消耗在电池内阻上的电压为7.2V，这样，备用电池可供电动车行驶大约7公里，其供电时间较短，还不能满足实际使用的需要。且现有的电动车辆备用电源，其备用电池和主电池同时接受同样的充电电压进行充电，这样，不常使用的备用电池便会因为长期充电而失水，缩短备用电池的使用寿命。
发明内容
本实用新型的主要目的是提供一种供电时间长、使用寿命长的电动车辆备用电源。
本实用新型的次要目的是提供一种具有过放电保护的电动车辆备用电源。
本实用新型的技术方案是这样的电动车辆备用电源，包括备用电池和连接开关，上述连接开关连接于主电池的正极端与上述备用电池的正极端之间，且上述主电池的正极端与上述备用电池的正极端之间还另连接有一单向降压充电支路。
上述备用电池还包括控制单元、触发开关和执行继电器，上述单向降压充电支路设于上述控制单元内，上述触发开关连接于上述控制单元的触发回路中，上述执行继电器的继电器线圈连接于上述控制单元的输出回路中，上述执行继电器的触点作为上述连接开关、用于控制主电池的正极端和备用电池的正极端之间的通断，上述控制单元还设有连接于主电池正极端的电压采样部分和连接于备用电池正极端的充电控制部分；当主电池的电压低于设定工作电压时，手动接通触发开关，触发控制单元，控制单元输出控制信号至执行继电器线圈，执行继电器的触点即上述连接开关动作，备用电池并接于主电池上继续供电；当主电池充电时，上述电压采样部分向上述控制单元输入采样信号，上述控制单元输出控制信号到执行继电器线圈，执行继电器的触点即上述连接开关动作，断开备用电池与主电池之间的连接，上述充电控制部分输出降压后的充电电压，对备用电池进行充电；当备用电池的电压低于设定工作电压时，上述电压采样部分向上述控制单元输入采样信号，上述控制单元输出控制信号到执行继电器线圈，执行继电器的触点即上述连接开关动作，断开备用电池与主电池之间的连接。
上述控制单元为一集成芯片。
上述控制单元包括一电压采样支路、上述单向降压充电支路和一触发支路，上述电压采样支路包括串接于主电池正负极两端的稳压管和控制继电器，上述单向降压充电支路连接于主电池的正极端和备用电池的正极端之间，上述触发支路包括一触发元件，上述触发开关并接于此触发元件的触发回路中，上述执行继电器线圈、上述控制继电器的触点和上述触发元件串接于上述备用电池的正负极两端；主电池充电或主电池的电压高于正常工作电压时，上述稳压管导通，上述控制继电器线圈导通，上述控制继电器的触点断开上述触发支路，备用电池与主电池之间呈开断状态；当主电池的电压低于正常工作电压，上述稳压管截止，上述控制继电器的触点吸合，接通上述触发开关，上述触发元件接通上述触发支路，上述执行继电器的线圈得电，接通其触点即上述连接开关，从而备用电池与主电池并接供电。
上述触发支路还串接有另一稳压管，当备用电池的电压低于设定工作电压时，此另一稳压管截止，断开触发支路，从而断开主电池与备用电池之间的连接。
上述触发元件为单向可控硅，上述触发开关并接于此可控硅的正极端和触发端之间。
上述单向降压充电支路为正、负极分别接于主电池正极端和备用电池正极端的二极管。
本实用新型电动车辆备用电源，当主电池的电压处于设定工作电压范围内时，备用电池处于闲置状态。当主电池没电时，接通连接开关，备用电池与主电池并联使用，由于此时备用电池的电压比主电池高，备用电池产即对主电池进行快速充电，使主电池与备用电池的端电压逐步接近，共同给电动车供电，由于采用并联方式，同样在放电接近终止的情况下，并联后的总内阻大大降低，从而延长了备用电池的供电时间。当备用电池的电压低于设定工作电压时，控制单元自动断开备用电池，进行过放电保护，当主电池充电时，备用电池同时接受充电，但其充电电压为经降压后的电压，这样，备用电池始终处于浮充电状态，以确保不被过充电失水，延长了备用电池的使用寿命。
图1为本实用新型实施例一的电路图。
图2为本实用新型实施例二的电路图。
图3为本实用新型实施例三的电路图。
具体实施方式
电动车的电池组电压一般为12V，24V，36V，48V等，下面以48V电池组为例进行说明。
实施方案一如图1所示，本实用新型电动车辆备用电源，包括备用电池B2和连接开关K，连接开关K连接于主电池B1的正极端与备用电池B2的正极端之间，且主电池B1的正极端与备用电池B2的正极端之间还另连接有一由单向二极管D1、D2、D3相串接的降压充电支路，且二极管D1、D2、D3的正极端连接于主电池B1正极端，二极管D1、D2、D3的负极端连接于备用电池B2的正极端。
正常状况下电动车由电池组B1供电，备用电池B2在D1、D2和D3的隔离下不供电。当主电池放电终止时，主电池的电压为42V，此时电动车的控制器电路中已经无法输出电流，手动接通连接开关K，将48V6Ah的备用电池B2并联至主电池B1上，此时备用电池B2的开路电压为52V，由于备用电池B2的电压比主电池B1高10V，备用电池B2立即对主电池进行快速充电，使主电池B1与备用电池B2的端电压逐步接近，共同达到50V左右，一起给电动车供电。采用这种并联方式，同样在放电接近终止的情况下，主电池B1的内阻为121毫欧，备用电池B2的内阻为93毫欧，同样在18安培的放电电流下，消耗在电池内阻上的电压为1.67V，这样，主电池B1没电时，并联上备用电池B2还可供电动车继续行车13公里左右，比现有技术的7公里几乎增加了一倍。当主电池B1充电时，手动断开连接开关K，充电电流经二极管D1、D2、D3降压后同时给备用电池B2充电，由于主电池B1的使用模式为循环充放电，备用电池B2很少使用，由于二极管D1、D2、D3组成的简易降压电路使备用电池B2处于浮充电状态，以确保备用电池B2不被过充电失水，延长了备用电池B2的使用寿命。
实施例二电动车辆备用电源，包括备用电池B2、触发开关K3、控制单元IC和执行继电器J2，控制单元IC内设有连接主电池B1正极端和备用电池B2正极端的单向降压充电支路，触发开关K3跨接于控制单元IC的触发端与主电池B1负极端之间，执行继电器J2的线圈连接于控制单元IC的输出端与主电池负极端之间，执行继电器J2的常开触点作为控制主电池B1的正极端和备用电池B2的正极端之间通断的连接开关K，控制单元IC还设有连接于主电池B1正极端的电压采样端和连接于备用电池B2正极端的充电控制端。
正常状况下电动车由主电池B1供电，备用电池B2不供电。当主电池B1没电的时候，电动车无法行走，手动接通触发开关K3，控制单元IC的输出端输出信号，执行继电器J2的线圈得电吸合，执行继电器J2的常开触点即连接开关K吸合，备用电池B2和主电池B1并联供电，电动车继续工作。
当备用电池B2电压低于42V时，表示备用电池B2放电终止，电压信号经电压采样端进入控制单元IC，经控制单元IC判断后，控制单元IC的输出端输出信号，执行继电器J2的线圈断电释放，执行继电器J2的常开触点即连接开关K断开，备用电池B2断开与主电池B1的连接。当主电池B1被充电的时候，电压信号经电压采样端进入控制单元IC，经控制单元IC判断后，控制单元的输出端输出信号，执行继电器J2的线圈断电释放，执行继电器J2的常开触点即连接开关K断开，备用电池B2断开与主电池连接，此时，控制IC的充电控制端输出降压后的充电信号，控制备用电池B2进入浮充电状态。
实施例三本实用新型电动车备用电源，包括由稳压管D4、电阻R1和继电器J1的线圈串接而成的、并接于主电池B1正负极两端的电压采样支路；由二极管D1、D2和D3串接而成的、连接于主电池B1的正极端和备用电池B2的正极端之间的单向降压充电支路；由执行继电器J2的线圈、电阻R2、单向可控硅D6、继电器J1的常闭触点K1和稳压管D5串接而成的、并接于备用电池B2正负极两端的触发支路，触发开关K3并接于单向可控硅D6的正极端和触发端之间；执行继电器J2的常开触点作为连接开关K跨接于主电池B1的正极端和备用电池B2的正极端之间。
正常状况下电动车由电池组B1供电，备用电池B2在D1、D2和D3的隔离下不供电。当主电池组B1电压下降到42V时，电动车无法工作，此时，稳压管D4断电，继电器J1的线圈断电释放，继电器J1的常闭触点K1断电吸合。手动接通触发开关K3，执行继电器J2的线圈得电吸合，执行继电器J2的常开触点即连接开关K导通，备用电池B2和主电池B1并联供电，电动车继续工作。
当备用电池B2电压下降到42V以下时，稳压管D5断电，执行继电器J2的线圈断电释放，执行继电器J2的常开触点即连接开关K断开，备用电池B2停止放电。
如果在备用电池B2放电终止前对主电池B1进行充电，稳压管D4接收到充电信号导通，继电器J1的线圈得电吸合，继电器J1的常闭触点K1得电断开，执行继电器J2的线圈断电释放，执行继电器J2的常开触点即连接开关K断开，备用电池B2与主电池B1断开连接，此时，充电电源通过二极管D2、D3和D4对备用电池B2进行充电。
本实用新型电动车辆备用电源，备用电池在充电的时候与主电池使用同样一个充电器，但其分路通过降压电路，使备用电池总处于浮充状态，而主电池总处于循环充电状态，备用电池放电的时候与主电池直接并联供电，达到最理想的放电时间。具有使用寿命长、供电时间长的特点，本实用新型的实施例二、三还具有智能化控制、自动保护的特点。
权利要求1.电动车辆备用电源，包括备用电池和连接开关，其特征在于上述连接开关连接于主电池的正极端与上述备用电池的正极端之间，且上述主电池的正极端与上述备用电池的正极端之间还另连接有一单向降压充电支路。
2.根据权利要求1所述的电动车辆备用电源，其特征在于上述备用电池还包括控制单元、触发开关和执行继电器，上述单向降压充电支路设于上述控制单元内，上述触发开关连接于上述控制单元的触发回路中，上述执行继电器的继电器线圈连接于上述控制单元的输出回路中，上述执行继电器的触点作为上述连接开关、用于控制主电池的正极端和备用电池的正极端之间的通断，上述控制单元还设有连接于主电池正极端的电压采样部分和连接于备用电池正极端的充电控制部分；当主电池的电压低于设定工作电压时，接通触发开关，触发控制单元，控制单元输出控制信号至执行继电器线圈，执行继电器的触点即上述连接开关动作，备用电池并接于主电池上继续供电；当主电池充电时，上述电压采样部分向上述控制单元输入采样信号，上述控制单元输出控制信号到执行继电器线圈，执行继电器的触点即上述连接开关动作，断开备用电池与主电池之间的连接，上述充电控制部分输出降压后的充电电压，对备用电池进行充电；当备用电池的电压低于设定工作电压时，上述电压采样部分向上述控制单元输入采样信号，上述控制单元输出控制信号到执行继电器线圈，执行继电器的触点即上述连接开关动作，断开备用电池与主电池之间的连接。
3.根据权利要求2所述的电动车辆备用电源，其特征在于上述控制单元为一集成芯片。
4.根据权利要求2所述的电动车辆备用电源，其特征在于上述控制单元包括一电压采样支路、上述单向降压充电支路和一触发支路，上述电压采样支路包括串接于主电池正负极两端的稳压管和控制继电器，上述单向降压充电支路连接于主电池的正极端和备用电池的正极端之间，上述触发支路包括一触发元件，上述触发开关并接于此触发元件的触发回路中，上述执行继电器线圈、上述控制继电器的触点和上述触发元件串接于上述备用电池的正负极两端；主电池充电或主电池的电压高于正常工作电压时，上述稳压管导通，上述控制继电器线圈导通，上述控制继电器的触点断开上述触发支路，备用电池与主电池之间呈开断状态；当主电池的电压低于正常工作电压，上述稳压管截止，上述控制继电器的触点吸合，接通上述触发开关，上述触发元件接通上述触发支路，上述执行继电器的线圈得电，接通其触点即上述连接开关，从而备用电池与主电池并接供电。
5.根据权利要求4所述的电动车辆备用电源，其特征在于上述触发支路还串接有另一稳压管，当备用电池的电压低于设定工作电压时，此另一稳压管截止，断开触发支路，从而断开主电池与备用电池之间的连接。
6.根据权利要求4所述的电动车辆备用电源，其特征在于上述触发元件为单向可控硅，上述触发开关并接于此可控硅的正极端和触发端之间。
7.根据权利要求1或2所述的电动车辆备用电源，其特征在于上述单向降压充电支路为正、负极分别接于主电池正极端和备用电池正极端的二极管。
专利摘要本实用新型公开了一种电动车辆备用电源，包括备用电池和连接开关，上述连接开关连接于主电池的正极端与上述备用电池的正极端之间，且上述主电池的正极端与上述备用电池的正极端之间还另连接有一单向降压充电支路。备用电池在充电的时候与主电池使用同样一个充电器，但其分路通过降压电路，使备用电池总处于浮充状态，而主电池总处于循环充电状态，备用电池放电的时候与主电池直接并联供电，达到最理想的放电时间。具有使用寿命长、供电时间长的特点。
文档编号B60L11/18GK2663203SQ20032011049
公开日2004年12月15日 申请日期2003年10月26日 优先权日2003年10月26日
发明者陈振富 申请人:陈振富