电动车的动力能源系统及电动车的制作方法

1.本实用新型实施例涉及电动车技术领域，尤其涉及一种电动车的动力能源系统及电动车。


背景技术：

2.随着科技的进步和社会的发展，电动车作为一种新能源绿色环保产品而受到人们的喜爱。
3.当前市场上流行的电动车，整车电气架构复杂，故障率较高，并且分立的多个电器部件会造成芯片及公用电路模块资源的浪费，电动车处于休眠状态时的功耗较高。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种电动车的动力能源系统及电动车，以简化整车架构，并且降低电动车处于休眠状态时的功耗。
5.第一方面，本实用新型实施例提供了一种电动车的动力能源系统，包括第一电压转换模块、第二电压转换模块和第三电压转换模块；
6.第一电压转换模块用于将交流电转换为直流电，为电动车的电池充电；第二电压转换模块与第一电压转换模块或电池连接，第二电压转换模块用于将直流电转换为第一输出电压；第三电压转换模块与第一电压转换模块或电池连接，第三电压转换模块用于在获取唤醒信号时将直流电转换为至少一个第二输出电压。
7.可选的，该动力能源系统还包括控制模块，第三电压转换模块包括第一电压转换单元和第二电压转换单元；
8.第一电压转换单元与控制模块连接，第一电压转换单元用于在获取唤醒信号时将直流电转换为一个第二输出电压，为控制模块供电，第二电压转换单元与外部用电部件连接，第二电压转换单元用于在获取唤醒信号时将直流电转换为一个第二输出电压，为外部用电部件供电。
9.可选的，不同的第二输出电压的电压值不同。
10.可选的，控制模块包括控制单元和驱动单元；
11.控制单元与第一电压转换模块连接，控制单元用于控制第一电压转换模块的状态，驱动单元与控制单元连接，控制单元还用于根据外部信号形成驱动信号，驱动单元用于根据驱动信号控制驱动机构动作。
12.可选的，该动力能源系统还包括控制开关；
13.控制开关的控制端与驱动单元连接，控制开关的输入端与第一电压转换模块或电池连接，控制开关的输出端与驱动机构连接，驱动单元通过控制开关控制驱动机构动作。
14.可选的，该动力能源系统还包括模式开关；在第二电压转换模块与第一电压转换模块连接，和/或第三电压转换模块与第一电压转换模块连接时，第二电压转换模块和/或第三电压转换模块通过模式开关与第一电压转换模块连接。
15.可选的，第一电压转换模块包括整流单元和直流-直流转换单元；
16.整流单元用于将交流电转换为高压直流电，直流-直流转换单元与整流单元连接，直流-直流转换单元用于将高压直流电转换为直流电。
17.可选的，该动力能源系统还包括电磁兼容电路和功率因数校正电路；电磁兼容电路用于接入交流电，将交流电系统与第一电压转换模块电磁隔离，功率因数校正电路与电磁兼容电路连接，功率因数校正电路用于校正交流电的功率因数，第一电压转换模块与功率因数校正电路连接，第一电压转换模块用于将功率因数校正后的交流电转换为直流电。
18.可选的，唤醒信号包括电动车启动信号。
19.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电动车，该电动车包括第一方面所述的电动车的动力能源系统。
20.本实用新型实施例的技术方案通过整合电动车的整车电气架构，形成动力能源系统，动力能源系统中设置第一电压转换模块、第二电压转换模块和第三电压转换模块，将输入的交流电或直流电，转换为相应的低电压直流电，输出至对应连接的所需供电的电器部件，以使电器部件正常运行。整合的动力能源系统设置有多路独立的电压转换电路，在集成电动车所具有的全部功能的同时，实现了简化整车架构，节省芯片及存储资源，并且可降低电动车处于休眠状态时的功耗。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例提供的一种电动车的动力能源系统的结构示意图；
22.图2是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图；
23.图3是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图；
24.图4是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图；
25.图5是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图；
26.图6是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图；
27.图7是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图；
28.图8是本实用新型实施例提供的一种电动车的示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
30.本实用新型实施例提供一种电动车的动力能源系统。图1为本实用新型实施例提供的一种电动车的动力能源系统的结构示意图。如图1所示，该动力能源系统包括：第一电压转换模块101、第二电压转换模块102和第三电压转换模块103；
31.第一电压转换模块101用于将交流电转换为直流电，为电动车的电池104充电；第二电压转换模块102与第一电压转换模块101或电池104连接，第二电压转换模块102用于将直流电转换为第一输出电压；第三电压转换模块103与第一电压转换模块101或电池104连接，第三电压转换模块103用于在获取唤醒信号时将直流电转换为至少一个第二输出电压。
32.具体地，本实施例提供的电动车动力能源系统包括多个电压转换模块，用于将交
流市电转换为不同电压的低电压直流电，以供不同的电器部件使用。其中，动力能源系统包括第一电压转换模块101、第二电压转换模块102和第三电压转换模块103。第一电压转换模块101与电池104相连接，示例性地，第一电压转换模块101可以包括ac-dc电路，用于将外部输入的220v交流市电转换为低电压直流电，输出至电动车的电池104，给电池104充电。
33.第二电压转换模块102连接在第一电压转换模块101与电池104之间，与第一电压转换模块101或电池104相连接。电池104可以提供电动车各部件所需的电能。示例性地，第二电压转换模块102可以包括dc-dc电路，用于将电池104输出的直流电压转换为低电压的第一输出电压，输出至相应的用电部件使用。其中，第二电压转换模块102输出的第一输出电压为小功率电压，提供给电动车长供电的外部用电部件使用。因此，在电动车正常运行和关机休眠时，电池104始终接入动力能源系统，第二电压转换模块102持续输出第一输出电压，以供电动车的长供电部件保持待机或工作的状态。
34.第三电压转换模块103连接在第一电压转换模块101与电池104之间，与第一电压转换模块101或电池104相连接。当电动车处于关机状态，动力能源系统中的第三电压转换模块103没有接收到外部唤醒信号时，只有第二电压转换模块102中的小功率供电电路持续输出电能，供给长供电的用电部件可保持待机状态，例如：报警部件和/或监测报警信号的部件。当动力能源系统的第三电压转换模块103接收到外部唤醒信号时，第三电压转换模块103开始工作，第三电压转换模块103可将始终接入动力能源系统的电池104输出的直流电转换为电压相对更低的至少一个第二输出电压，以满足向外部用电部件或内部功能模块提供所需电能的需求。设置多路电压输出，可优化唤醒休眠逻辑，降低电动车在休眠状态下的功耗。可选的，唤醒信号包括电动车启动信号。具体地，电动车启动信号可以是电门锁信号、蓝牙通信信号或nfc通信信号。示例性地，当用户通过钥匙转动电门锁，发出电门锁启动的唤醒信号时，动力能源系统的第三电压转换模块103接收到唤醒信号，并启动工作，将电池104输出的直流电转换为所连接的相应的电器部件所需的电压，输出第二输出电压，使电气部件能够正常工作。
35.本实施例的技术方案通过整合电动车的整车电气架构，形成动力能源系统，动力能源系统中设置第一电压转换模块、第二电压转换模块和第三电压转换模块，将输入的交流电或直流电，转换为相应的低电压直流电，输出至对应连接的所需供电的电器部件，以使电器部件正常运行。整合的动力能源系统设置有多路独立的电压转换电路，在集成电动车所具有的全部功能的同时，实现了简化整车架构，节省芯片及存储资源，并且可降低电动车处于休眠状态时的功耗。
36.可选的，图2是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，如图2所示，该动力能源系统还包括控制模块105，第三电压转换模块103包括第一电压转换单元1031和第二电压转换单元1032；
37.第一电压转换单元1031与控制模块105连接，第一电压转换单元1031用于在获取唤醒信号时将直流电转换为一个第二输出电压，为控制模块105供电，第二电压转换单元1032与外部用电部件106连接，第二电压转换单元1032用于在获取唤醒信号时将直流电转换为一个第二输出电压，为外部用电部件106供电。
38.具体地，控制模块105是电动车整车架构中动力能源系统的核心部件，控制动力能源系统实现电动车的各项功能。示例性地，控制模块105可以是微控制单元
(microcontroller unit，mcu)，可以包括单片机或单片微型计算机，控制模块105中包含控制各功能模块实现电动车多种功能的控制电路。第三电压转换模块103在接收到唤醒信号时，可输出多个第二输出电压，因此，第三电压转换模块103可以包括多个电压转换单元。示例性地，第三电压转换模块103可以包括第一电压转换单元1031和第二电压转换单元1032。示例性地，第一电压转换单元1031可以包括dc-dc电路，第一电压转换单元1031与控制模块105相连接。当第一电压转换单元1031接收到唤醒信号时，第一电压转换单元1031进入工作状态，可将电池104输出的高压直流电转换为低电压直流电，输出一个第二输出电压至控制模块105，为控制模块105的正常工作供电。第二电压转换单元1032与外部用电部件106相连接，示例性地，第二电压转换单元1032可以包括dc-dc电路。当第二电压转换单元1032接收到唤醒信号时，第二电压转换单元1032进入工作状态。电池104输出的电压经过第二电压转换单元1032处理后，输出的一个第二输出电压为低电压，提供给外部用电部件106运行所需。可选的，唤醒信号包括电动车启动信号。具体地，电动车启动信号可以是电门锁信号、蓝牙通信信号或nfc通信信号。示例性地，当用户通过钥匙转动电门锁，发出电门锁启动的唤醒信号时，动力能源系统的第三电压转换模块103接收到唤醒信号，并启动工作，将电池104输出的直流电转换为所连接的相应的电器部件所需的电压，输出第二输出电压，使电气部件能够正常工作。
39.可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图2，不同的第二输出电压的电压值不同。具体地，对于不同的电器部件，第二输出电压可适配于相应的电器部件所需的电压值，可以为不同电压值。示例性地，控制模块105正常运行所需电压一般为3.3v，则由第一电压转换单元1031输出的第二输出电压为3.3v的低电压直流电；而外部用电部件106正常工作所需的电压为12v，则由第二电压转换单元1032输出的第二输出电压可以为12v的低电压直流电。
40.电动车的动力能源系统处于休眠状态时，在第三电压转换模块103接收到外部唤醒信号后，电动车的动力能源系统可由休眠状态切换至工作状态。图3是本实用新型实施例提供的一种电动车的动力能源系统休眠唤醒过程的流程图。如图3所示，动力能源系统的休眠唤醒过程具体可包括以下步骤：
41.s110、第二电压转换模块持续输出第一输出电压。
42.s120、判断第三电压转换模块是否接收到唤醒信号；若是，转s130；若否，则转s160。
43.s130、第一电压转换单元进入工作状态，输出第二输出电压至控制模块，动力能源系统上电。
44.s140、第二电压转换单元进入工作状态，输出第二输出电压至外部用电部件。
45.s150、电动车正常运行。
46.s160、第一电压转换单元处于关闭状态，动力能源系统处于休眠状态。
47.s170、第二电压转换单元处于关闭状态，不输出第二输出电压。
48.s180、电动车处于休眠状态。
49.根据以上的动力能源系统休眠唤醒过程，设置第一电压转换单元1031和第二电压转换单元1032两路电压输出电路，可优化电动车的休眠唤醒逻辑，降低电动车处于休眠状态时的电能损耗。
50.可选的，图3是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，如图3所示，控制模块105包括控制单元1051和驱动单元1052；
51.控制单元1051与第一电压转换模块101连接，控制单元1051用于控制第一电压转换模块101的状态，驱动单元1052与控制单元1051连接，控制单元1051还用于根据外部信号形成驱动信号，驱动单元1052用于根据驱动信号控制驱动机构107动作。
52.具体地，动力能源系统的控制模块105中包括的控制单元1051与第一电压转换模块101相连接，可控制第一电压转换模块101的工作状态。当电动车的电池104电量不足时，接入外部输入的220v交流市电，控制模块105中的控制单元1051向第一电压转换模块101发送控制信号，控制第一电压转换模块101进入工作状态。第一电压转换模块101可将220v交流电转换成低电压直流电，其中，低电压直流电的电压可以是60v或72v。第一电压转换模块101将转换后的低电压直流电输出至电池104，实现给电池104充电。
53.动力能源系统的控制模块105中还包括驱动单元1052，驱动单元1052与控制单元1051相连接，可接收控制单元1051发出的驱动信号，并根据驱动信号控制驱动机构107的状态。具体地，用户打开电门锁后，电动车整车架构的动力能源系统上电，控制模块105处于工作状态。当用户通过生成外部信号来控制电动车的行驶速度时，控制模块105中的控制单元1051接收到外部信号后，会根据外部信号形成驱动信号，并将驱动信号传送至驱动单元1052，驱动单元1052可以根据驱动信号控制驱动机构107进行相应的操作，从而使控制模块105实现电机驱动功能。示例性地，外部信号可以包括转把信号。当用户通过转把改变电动车的行驶速度时，转把信号会传输至控制单元1051。控制单元1051接收到转把信号后，根据转把信号形成驱动信号，将驱动信号发送至驱动单元1052。驱动单元1052会根据接收到的驱动信号，控制驱动机构107做出相应的转速增加或转速减小的动作，从而实现电动车的行驶速度增大或减小。其中，驱动机构107可以是电机，通过将输入电机的电能转换成机械能，给电动车提供动力。
54.可选的，图4是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，如图4所示，该动力能源系统还包括控制开关108。
55.控制开关108的控制端与驱动单元1052连接，控制开关108的输入端与第一电压转换模块101或电池104连接，控制开关108的输出端与驱动机构107连接，驱动单元1052通过控制开关108控制驱动机构107动作。
56.具体地，动力能源系统还设置有控制开关108，示例性地，控制开关108可以是mos场效应晶体管。通过控制开关108的导通或关断，控制驱动单元1052对驱动机构107的控制操作，从而使驱动单元1052对驱动机构107的控制更准确。控制开关108连接于驱动单元1052和驱动机构107之间，具体地，控制开关108的控制极与驱动单元1052相连接，控制开关108的输入端与第一电压转换模块101或电池104相连接，控制开关108的输出端与驱动机构107相连接。当控制单元1051未接收到外部信号时，则不会控制驱动单元1052生成驱动信号输出至控制开关108的控制极。因此，控制开关108处于关断状态，驱动机构107不工作；当控制单元1051接收到外部信号并发送至驱动单元1052后，驱动单元1052根据外部信号生成驱动信号，将驱动信号传输至控制开关108的控制极，以控制控制开关108导通。控制开关108导通后，电池104输出的电压经过电压转换，通过控制开关108传输至驱动机构107，使驱动
机构107能够产生电动车运行所需的动力。
57.在动力能源系统中设置控制开关108，可准确控制电池104输出电能的去向。在控制单元1051未接收到外部信号，控制开关108处于关断状态时，电能无法输送至驱动机构107，从而减小了电池104输出电能的无效损耗，提高了电动车的能量利用率。
58.可选的，图5是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，如图5所示，该动力能源系统还包括模式开关109；在第二电压转换模块102与第一电压转换模块101连接，和/或第三电压转换模块103与第一电压转换模块101连接时，第二电压转换模块102和/或第三电压转换模块103通过模式开关109与第一电压转换模块101连接。
59.具体地，模式开关109的一端与第一电压转换模块101相连接，模式开关109的另一端与第二电压转换模块102和/或第三电压转换模块103相连接。当外部接入220v交流市电为电池104充电时，控制单元1051接收到充电信号后，控制第一电压转换模块101进入工作状态，模式开关109导通。第一电压转换模块101将交流电转换成低电压直流电，经过模式开关109，低电压直流电输入电池104，实现电池104充电过程。此外，当模式开关109导通时，第一电压转换模块101与第二电压转换模块102相连通，或者第一电压转换模块101与第三电压转换模块103相连通。从而也可在电池104充电过程中，接入的交流电经过第一电压转换模块101和第二电压转换模块102的转换处理后，对外输出小功率电流，实现为报警部件以及唤醒电路供电；或者在电池104充电过程中，接入的交流电经过第一电压转换模块101和第三电压转换模块103的转换处理后，对外输出至外部用电部件106，如：灯具、喇叭和/或仪表，供外部用电部件106运行使用；或者对内传输至控制模块105，从而为控制电路及驱动电路供电。
60.可选的，图6是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，如图6所示，第一电压转换模块101包括整流单元1011和直流-直流转换单元1012；
61.整流单元1011用于将交流电转换为高压直流电，直流-直流转换单元1012与整流单元1011连接，直流-直流转换单元1012用于将高压直流电转换为直流电。
62.具体地，第一电压转换模块101将外部接入的220v交流电转换为低电压直流电，需经过整流和降低电压两个过程。因此，第一电压转换模块101包括整流单元1011和直流-直流转换单元1012，以实现电压转换功能。其中，直流-直流转换单元1012与整流单元1011相连接。整流单元1011中包含整流电路，可以是桥式整流电路，将交流电能转换为直流电能，以满足电池104充电所需。直流-直流转换单元1012中包括直流-直流转换电路，可将一种幅值的直流电压转换成幅值固定或幅值大小可调的直流电压，满足不同用电部件的电压需求。示例性地，电池104充电所需电压一般为60v或72v，因此直流-直流转换单元1012将整流处理后的高压直流电压转换成60v或72v的低电压直流电压，给电池104输送，实现电池104充电。
63.可选的，图7是本实用新型实施例提供的又一种电动车的动力能源系统的结构示意图。在上述实施例的基础上，如图7所示，该动力能源系统还包括电磁兼容电路110和功率因数校正电路111；电磁兼容电路110用于接入交流电，将交流电系统与第一电压转换模块101电磁隔离，功率因数校正电路111与电磁兼容电路110连接，功率因数校正电路111用于
校正交流电的功率因数，第一电压转换模块101与功率因数校正电路111连接，第一电压转换模块101用于将功率因数校正后的交流电转换为直流电。
64.具体地，电磁兼容电路110(electromagnetic compatibility，emc)用于使电器设备在电磁环境中可以正常工作且不对其他设备造成干扰。电磁兼容可以包括电磁干扰和电磁敏感度。当电动车的动力能源系统接入外部交流市电时，电磁兼容电路110可将交流电与第一电压转换模块101进行电磁隔离，使得动力能源系统不会受到外部交流电的电磁影响，从而可实现电动车在充电过程中仍能对外输出电能，以供报警部件、灯具以及喇叭等用电部件使用。功率因数校正电路111(power factor corrector，pfc)用于对交流电能进行功率因数补偿，即利用功率因数校正电路111中电容上的电流超前电压的特性补偿电感上的电流滞后电压的特性，而使整体特性接近于电阻性，从而改善电路效率低下的问题。功率因数校正电路111与第一电压转换模块101相连接，在功率因数校正电路111对外部输入的交流电进行功率补偿后，将交流电输入第一电压转换模块101。经第一电压转换模块101整流转换后，得到低电压直流电，输送至电池104，完成为电池104充电的过程。
65.本实用新型实施例还提供一种电动车，图8是本实用新型实施例提供的一种电动车的示意图。如图8所示，该电动车30包括上述各实施例所述的电动车30的动力能源系统20，具备与该动力能源系统20相同的功能模块以及有益效果。
66.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。