CN100415561C - 电动车辆的电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动车辆的电源装置，其可以简化用于向电动机供给驱动电压的电源线的绝缘，可以降低该绝缘的成本。电动车辆的电源装置具有用于驱动电动机2和一般电气部件3的电池1-1、1-2。将电池1-1、1-2的驱动电位48V和接地电位之间的中间电位24V的点A与一般电气部件3的接地线相连接。逆变器16根据电池1-1、1-2的驱动电位48V和中间电位24V，生成施加到一般电气部件3的电压。通过调整逆变器16的占空比，可以把AC 24V或AC 12V的电压施加到一般电气部件3上。

Description

电动车辆的电源装置
技术领域
本发明涉及电动摩托车等电动车辆的电源装置，特别涉及可以简化车辆用电源的电源线的绝缘，可以降低用于该绝缘的成本的电动车辆的电源装置。
背景技术
在电动车辆的电源装置中，必须输出用于驱动作为驱动装置的电动机的高电压和用于使作为一般电气部件等其它车辆用设备工作的低电压。
现有的电动车辆的电源装置，例如有在特开平6-115479号公报中所公开的电源装置。该电源装置中，例如使用48V的电池作为主电源，将其电压直接作为驱动电压供给驱动装置，此外，利用直流稳压电源，将该电池电压降低到例如12V后供给灯光装置、控制装置等一般电气部件。亦即，该电源装置通过高电压的主电源直接将高电压(48V)供给驱动装置，以充分发挥其动力性能，同时，对来自主电源的电压进行降压，通过稳定地产生低电压的直流稳压电源，即使在主电源的电源电压发生急剧变动的情况下，也不受其影响把必要的低电压(12V)稳定地供给灯光装置、控制装置等一般电气部件，使灯光装置能维持充分的光量，使控制装置能稳定地动作。
但是，上述电动车辆的电源装置的结构没有考虑到用户对一般电气部件进行维护的情况。即，驱动装置的电源线与一般电气部件的接地线之间的电位差达到比较高的48V。在上述电源装置中，若作成考虑用户进行维护的情况的结构，就必须对驱动装置的电源线的绝缘进行全面强化，导致结构复杂，成本增大。
此外，为了得到使一般电气部件工作的低电压，有的电源装置在直流稳压电源中采用DC-DC变换器，但是这样一来，由于必须使一次侧和二次侧之间绝缘以防止高压漏电，因而成本增加，由于变换器内部的变压器等也产生损耗。特别是从电动车辆电源的有效利用以及延长使用寿命的观点来看，不希望有该损耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动车辆的电源装置，它可以简化向电动机供给驱动电压的电源线的绝缘，降低用于该绝缘的成本，而且，损耗非常小。
为解决上述问题，本发明提供一种电动车辆的电源装置，具有驱动电动机和其它车辆用设备的车辆用电源，本发明的第1特征在于，具有：中间电位施加装置，其将所述车辆用电源的驱动电位与接地电位之间的中间电位所决定的线作为其它车辆用设备的接地线；电力供给装置，其根据所述车辆用电源的驱动电位和所述中间电位，生成施加到所述其它车辆用设备的电压。
此外，本发明的第2特征在于，上述电力供给装置生成以上述中间电位为中心上下变化的脉冲电压。
此外，本发明的第3特征在于，上述电力供给装置通过改变上述脉冲电压的占空比，调整施加到上述其它车辆用设备上的电压。
根据第1特征，由于可以降低车辆用电源的驱动电位与电气部件等其它车辆用设备的接地线之间的电位差，因此，可以简化考虑到用户对电气部件进行维护等情况的结构。例如，不用特别强化车辆用电源的电源线的绝缘。因此，可以实现结构的简化，同时，可以降低成本。
此外，根据第2特征，可以得到电气部件等其它车辆用设备所必需的低电压。
此外，根据第3特征，通过改变脉冲电压的占空比，可以调整施加于一般电气部件等其它车辆用设备上的有效电压。
附图说明
图1是本发明的电动车辆电源装置的一个实施方式的方框图。
图2是本发明所使用的逆变器的一个示例的电路图。
图3是本发明所使用的逆变器的另一示例的电路图。
图4是可应用本发明的电动摩托车的一个示例的概略侧面图。
符号说明
1-1、1-2：电池；2：电动机；3：一般电气部件；4：充电器；5：熔断器；6：控制器；7：转子传感器；8：节流传感器；9：控制用电路块；10驱动电路：11：主开关；12：电阻器；13：光耦合器；14：断路器；15：电容器；16：逆变器；17：主开关杆；18：节流杆；50：车架；51：主车架；52：侧车架；53：前管；55：转向轴；56：前叉；58F、58R：车轮；59：车把；60：前罩；64：鞍座；65：动力部件；67：后减震器；71：尾灯；72：电池部件；IC1：电源电路；IC2：振荡器；Q1、Q2：FET；PD：光电二极管；PQ：光电晶体管；D1～D3：二极管；C1：电容器；R1～R3：电阻器。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明进行详细说明。图1是本发明的电动车辆的电源装置的一个实施方式的方框图。
本实施方式是一个这样的例子：把两个24V的电池1-1、1-2串联起来作为电动机驱动用驱动电源，并把两电池1-1、1-2的连接点A连接到一般电气部件3的接地线，把电池1-1、1-2的驱动电位48V与接地电位的中间电位24V作为一般电气部件3的接地线，根据电池1-1、1-2的电压，利用逆变器16，生成施加到一般电气部件3上的电压。
电池1-1、1-2可以通过充电器4和熔断器5、5，利用市电等进行充电。控制器6具有：控制用电路块9，其把对电动机2的旋转角度进行检测的转子传感器7的输出和节流传感器8的输出作为输入；驱动电路10，其包括由控制用电路块9所控制的FET(场效应晶体管)。
一般电气部件3包括：前灯、尾灯、停车灯、喇叭、方向灯、速度表等。主开关11把电池1-1、1-2的电压供给控制器6，使其启动。为了防止连接线的电震和短路，在连接到主开关11的引出线上插入有电阻器12。
控制器6和作为一般电气部件3的速度表之间通过光耦合器13连接，在电池1-1和控制器6之间的电源线上配置有断路器14，在电源线和接地线之间连接有电容器15。
并且，在本实施方式的主开关11和主开关杆17之间、以及节流传感器8和节流杆18之间分别用缆索连接，并使连接到主开关11和节流传感器8的连接线不要绕得太长，以减少这些连接线与一般电气部件3的接地线的接触机会。
本实施方式的电源装置具有上述结构，此处，电池1-1、1-2起到作为用来驱动电动机和其它车辆用设备的车辆用电源的作用，本实施方式把电池1-1、1-2的连接点A连接到一般电气部件3的接地线，这样的结构起到将车辆用电源的驱动电位与接地电位之间的中间电位所决定的线作为一般电气部件3的接地线的中间电位施加装置的作用，逆变器16起到根据车辆用电源的驱动电位和中间电位生成施加到其它车辆用设备的电压的电力供给装置的作用。
其次，说明该电源装置的动作。首先，通过主开关杆17的操作使主开关11为接通时，电池1-1、1-2的电压通过该主开关11供给控制器6，从而使控制器6启动。控制器6把转子传感器7和节流传感器8的输出作为输入，驱动控制电动机2。
控制器6的控制用电路块9生成5V电压，供给逆变器16并将其启动，逆变器16将其输出的中间电位24V作为中心，把在两个电池1-1、1-2的电压范围内变化的电压，亦即在0V～48V范围内变化的电压供给一般电气部件3的电源线。
另一方面，在一般电气部件3的接地线上提供电池1-1、1-2的连接点A的24V的电位。因此，在一般电气部件3上，供给以24V为基准，上下±24V的电压AC(交流)24V，电池1-1、1-2的电源线和一般电气部件3的接地线之间的电位差为24V，是原有电位差48V的一半。
图2(a)是本发明所使用的逆变器16的一个电路图示例，本例的输出为AC24V。该逆变器16具有：电源电路IC1；振荡器IC2；由光电二极管PD和光电晶体管PQ构成的光耦合器、FET Q1、Q2、二极管D1～D3、电容器C1、电阻器R1～R3。
当从控制器6向电源电路IC1供给电压时(图中未示)，启动电源电路IC1，通过来自电源电路IC1的电压，使振荡器IC2工作。振荡器IC2输出占空比为1/2的脉冲波形。该脉冲波形为高电平，则FET Q1导通，在输出端P1输出以输出端P2为基准的-24V。此时，由于在FET Q1的源极和漏极之间为0V，因此电容器C1通过电源电路IC1充电。
当振荡器IC2的脉冲波形变为低电平时，FET Q1截止。同时光电二极管PD发光，光电晶体管PQ导通，在FET Q2的栅极上施加电容器C1的充电电压。从而，FET Q2导通，在输出端P1输出以输出端P2为基准的+24V。通过循环执行上述动作，在输出端P1上，如图2(b)所示，输出以输出端P2为基准的AC24V电压。
图3(a)是本发明所使用的逆变器16的另一电路例，本例的输出为AC 12V。并且，与图2中相同的符号表示相同或等同的部分。本例与图2的逆变器的不同之处在于，以使逆变器16输出有效值相当于AC12V的电压(图3(b))的占空比来控制FET Q1、Q2的导通和截止。
从控制器6向电源电路IC1供给电压时(图中未示)，电源电路IC1启动，通过来自电源电路IC1的电压使振荡器IC2工作。振荡器IC2输出高低电平反向并且相位错开的两个脉冲波形N、P。在脉冲波形N为高电平，则FET Q1导通，在输出端P1输出以输出端P2为基准的-24V电压。此时，由于在FET Q1的源极和漏极之间为0V，因此由电源电路IC1对电容器C1进行充电。
在脉冲波形N变为低电平时，FET Q1截止。稍后，在脉冲波形P变为低电平时，光电二极管PD发光，光电晶体管PQ导通，在FET Q2的栅极上施加电容器C1的充电电压。从而，FET Q2导通，在输出端P1输出以输出端P2为基准的+24V。通过循环执行上述动作，在输出端P1上，如图3(b)所示，输出以输出端P2为基准的有效值为AC12V的电压。
通过分别使用图2和图3的逆变器16，无论一般电气部件3的额定电压是24V或12V，都可以很容易地适应它们。
图4是可应用本发明的电动摩托车的一个示例的概略侧面图。在该图中，车架50大致由主车架51和侧车架52构成，侧车架52从主车架51起左右分开向后方延伸。主车架51的前端部连接着前管53，并由角撑板54加固。在前管53上支撑有可以自由转动的转向轴55，转向轴55的下端部连接着前叉56。
在前叉56的下部安装有由车轴57支撑的车轮58F，在上部设有车把59。转向轴55、前叉56和车把59构成了操纵方向的装置。此外，图中没有示出，前管53上设有前灯，车把59上设有方向灯。
前叉56的上部由前罩60所覆盖。在前罩60的上方设有车把罩61。从车把罩61起向车体左右突出车把59的把手部分。
在前罩60的下部连接着中央罩62。在中央罩62的后部连接着主体罩63。在主体罩63的上方支撑着鞍座64，此外，由主体罩63覆盖动力部件65上方的车体后部。动力部件65包括作为驱动装置的电动机和变速机构。
动力部件65支撑着后轮58R。此外，在动力部件65和侧车架52之间，通过上部安装支架66，安装有后减震器67。侧车架52连接着安装管68，由安装管68通过枢轴69支撑着动力部件65。在主体罩63的后部设有车号牌安装部70和尾灯71。
主车架51的下部配置有电池部件72，其由支架73、74支撑的同时，还由固定带75F、75R、75C固定其前后和中部。此外，电池部件72由盖76F、76R覆盖其下部。
动力部件65利用流经导管77的空气进行风冷，电池部件72利用流经后导管78和排风机79的空气进行风冷。
来自电池部件71的电力通过配置在适当位置的电源供给机构，供给动力部件65的电动机以及前灯、方向灯、尾灯等一般电气部件。并且，根据设置在车把59上的节流阀手柄的操作和各种开关的操作，输出对电源供给机构的输出指令。在本电源供给机构中应用了本发明。
本发明不限于电动摩托车，可以应用于具有驱动电动机和其它车辆用设备的车辆用电源的电动车辆。此外，其它车辆用设备的额定电压并不限于24V、12V，即使是其它值，也可以通过改变逆变器的占空比，容易地输出与该值匹配的电压。
由从以上说明可知，根据本发明，由于可以降低车辆用电源的驱动电位与电气部件等其它车辆用设备的接地线之间的电位差，因此，可以简化考虑到用户对电气部件进行维护等情况的结构，可以降低成本。
此外，通过改变逆变器中的脉冲电压的占空比，可以很容易地调整施加于一般电气部件等其它车辆用设备上的有效电压。
而且，通过不使用DC-DC变换器，而利用逆变器，可以实现低成本、高效率的一般电气部件用电源。

Claims (4)

1. 一种电动车辆的电源装置，具有驱动电动机和其它车辆用设备的车辆用电源，其特征在于，具有：
中间电位施加装置，其将所述车辆用电源的驱动电位与接地电位之间的中点电位所决定的线与所述其它车辆用设备的设置线直接连接，将所述中点电位所决定的线作为所述接地线；
电力供给装置，其根据所述车辆用电源的驱动电位和所述中点电位，生成施加到所述其它车辆用设备的电压。
2. 如权利要求1所述的电动车辆的电源装置，其特征在于，
所述电力供给装置生成以所述中点电位为中心上下变化的脉冲电压。
3. 如权利要求2所述的电动车辆的电源装置，其特征在于，
所述电力供给装置通过改变所述脉冲电压的占空比，调整施加到所述其它车辆用设备上的电压。
4. 如权利要求1至3任意一项所述的电动车辆的电源装置，其特征在于，该电源装置具有供给所述驱动电位的主开关，所述主开关通过操纵杆经由电线被操作。
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