CN103730918B - 用于电动车的充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于电动车的充电系统，其包含了一充电电池模块、马达启动器、一电源开关与一控制电路。当一控制信号被接收时，所述马达启动器停止电力自所述充电电池输出，且当控制信号不存在时所述马达启动器持续自所述充电电池输出电力。本发明采用串联的设计，这不仅能同时充电，亦可控制马达停止运转，且避免因充电而造成的马达急加速的危险。

Description

用于电动车的充电系统

技术领域

本发明是有关于一种电动车的充电系统。特别是有关于一种电动车充电系统，当电池模块在充电的情形下，所述电动车充电系统允许电动车马达停止运转。

背景技术

电动车，也泛指电动驱动车，乃指使用一个或多个电动马达为动力系统的移动载具。不若以石油为动力来源的运输工具，该等运输工具通过燃烧石油所产生的能量而运行，电动车使用电力为其动力。它们并不产生废气，噪音也比较少。马达乃是常见的驱动电动车的装置。由于长时间使用，马达需要大量电容量的电池模块为其电量来源。最好所述电池模块是可以回充电力的。

依照中国台湾电动机车协会及财团法人台湾电子检验中心相关条文规定、财团法人车辆研究测试中心及工业技术研究院的研究结果，当充电器对充电动车电电池模块进行充电时，运转中的马达应所述切断其电力供应。为了安全考量，断电电路应被设计以防止马达急加速（暴冲）。然而，一般的充电装置并无此类电源管理装置。电源输出端仅仅具有正负端子，设计的理念也仅在充电功能。充其量，顶多也只有在其间加装沟通介面。如此的结构无法满足上述的需求。

回溯现有技术，有许多发明提供了满足上述需求的创新性方法。请参阅图1。美国专利第8,143,843号揭露了一种电动混合车，所述车具有一充电电路，所述充电电路具有一充电器。所述充电器连接至一高压电池及一充电-时间连接开关。所述开关连接于高压电池、充电器、一充电器电控单元及一电池电控单元。当一电压信号输入时，所述电池电控单元启动。当要决定高压电池的状态可否满足可充电情况时，所述充电器接至充电-时间连接开关，启动充电器电控单元并传送一表现电池状态的信号至充电器电控单元。本发明提供了良好的方式以监测及微调电池电控单元的充电状态。然而，当所述充电器电控单元运作时，本发明无法决定停止向马达提供电力。

另一相关前案显示于图2。中国台湾专利第365,142号揭露一种电动车的电源控制系统，包括一控制端子、一直流转换模块、一电池及一马达，其中所述控制端子能被激发而产生一断电信号。所述直流转换模块设置有一直流转换器及一继电器，所述直流转换器系与所述电池相电气连接，以将所述电池所供应的高压电源转换为至少一低压电源，如：3伏特、5伏特、12伏特等，以供所述电动车上电气元件（如：大灯、煞车灯、大灯、喇叭等），或电子元件（如：继电器、控制端子等）使用。所述继电器分别与所述控制端子、直流转换器、电池及马达相电气连接，以接受所述直流转换器传来的低压电源，使自身回路能正常执行电气导通或电气中断的切换动作。当在自身回路呈电气导通的状态下，使所述电池所供应的高压电源能经由所述继电器的回路传送至所述马达，令所述马达产生运转。又当在所述继电器接收到所述控制端子传来的断电信号的状态下，所述继电器能使自身回路切换成电气中断的状态，使所述电池所供应的高压电源无法经由所述继电器的回路传送至所述马达，而令所述马达停止运转。

由于，本发明的所述继电器与直流转换器是相互电气连接，因此，所述继电器能接受所述直流转换器传来的较低电压源，不致因接收过高的电压源。所述发明的好处在产生较低热量且能节省能源消耗，可惜的是，它无法在电池充电时，管控马达的电源供应。

依据以上的解说，一种电动车的充电系统，其允许电动车的马达在电池模块充电时，能停止运作，减少马达暴冲情形的发生的相关发明，亟待考虑的。

发明内容

本段文字提取和编译本发明的部分特色；其他特色将被描述于后续段落里。它的目的是涵盖包含于其后专利范围的精神与范围中，不同的润饰与相似的安排方式。

本发明的主要目的是提供一种用于电动车的充电系统，以解决上述现有技术中所存在的问题。

依照本发明的一个样态，一种用于电动车的充电系统，包含：一充电电池模块，具有多个串联或并联的充电电池，用以提供电力及储存来自一外接电源的电力；一马达启动器，连接至所述充电电池模块，通过一控制信号；用以控制电力自所述充电电池模块输出；一电源开关，连接至所述充电电池模块及外接电源，当外接电源的电位高于充电电池模块的电位时，用以在所述充电电池模块与外接电源间导通电力，且当外接电源的电位低于充电电池模块的电位时，用以在所述充电电池模块与外接电源间阻绝电力导通；及一控制电路，与所述外接电源及马达启动器连接，当有电流来自所述外接电源时，用以产生所述控制信号于马达启动器；其中当所述控制信号被接收时，所述马达启动器停止电力自所述充电电池输出，且当控制信号不存在时所述马达启动器持续自所述充电电池输出电力。

根据本案构想，所述马达启动器连接至一马达或光源。

根据本案构想，所述外接电源为一交流/直流转换器、一充电控制器、一直流电池、一直流电源或一功率因数调整电源供应器。

根据本案构想，所述电源开关为被动式或主动式。

根据本案构想，所述被动式电源开关为一二极管。

根据本案构想，所述主动式电源开关为一金属氧化物半导体场效晶体管。

根据本案构想，所述控制信号为一电流。

本发明采用串联的设计，这不仅能同时充电，亦可控制马达停止运转，且避免因充电而造成的马达急加速的危险。

附图说明

图1为显示一种现有的充电系统。

图2为显示另一种现有的充电系统。

图3为描绘本发明的一实施例。

图4为描绘在开路状态下，所述实施例的一开关。

图5为描绘一被动式开关及所述实施例的相关电路。

图6为描绘一主动式开关及所述实施例的相关电路。

附图标记说明：100-充电系统；101-充电电池模块；102-马达启动器；103-电源开关；104-控制电路；105-马达；200-外接电源。

具体实施方式

本发明通过以下实施例，能通过参照以下实施例而更明确地描述的。请参阅图3至图6。图3描绘本发明的一实施例。图4描绘在开路状态下，所述实施例的一开关。图5描绘一被动式开关及所述实施例的相关电路。图6描绘一主动式开关及所述实施例的相关电路。

请先见图3。一种用于电动车的充电系统100绘示于虚线方框中。所述充电系统100由一充电电池模块101、一马达启动器102、一电源开关103及一控制电路104所组成。所述充电电池模块100具有数个串联的充电电池，被用来提供电力与储存自一外接电源200传来的电力。在此实施例中，外接电源200为一交流/直流转换器，所述装置能将来自电力系统的交流电，转换为可工作的低电压直流电。当然，充电电池在充电电池模块100内的安装并不受限于串联方式。并联或并联与串联混合的方式也是可使用的。

所述马达启动器102连接至充电电池模块101。通过一控制信号，它控制了来自充电电池模块101的电力输出。当充电作业进行中，本发明被用来停止马达运转。因此，所述马达启动器102进一步连接至一马达105。实作上，这也能运用在当电动车在充电时，其他需要停止运作的设备或仪器。一个好的例子是光源。

电源开关103连接至充电电池模块101与外接电源200。如果外接电源200电位比充电电池模块101电位高，电源开关103能导通充电电池模块101与外接电源200间的电力。当外接电源200电位比充电电池模块101电位低时，电源开关103也能阻绝充电电池模块101与外接电源200间的电力连通。

所述控制电路104连接至外接电源200与马达启动器102。当外接电源200送出一电流，控制电路104被用来产生所述控制信号于马达启动器102。当接收所述控制信号时，马达启动器102停止自充电电池101输出电力；当所述控制信号不存在时，马达启动器102持续自充电电池101输出电力。

为了对本发明的作业方式有较佳的理解，请同时参见图3与图4。图3显示电源开关103于一短路情形，图4显示电源开关103于一开路情形。这很容易了解当电源开关103为短路时，来自外接电源200的电力经由路线C1，能被传送至所述充电电池101以进行充电，只要外接电源200电位比充电电池模块101电位来的高。然而，它也能经由路线A，通过控制电路104，提供电力以运作所述马达105。同时，充电电池101也能经由路线D1，提供电力至所述控制电路104（不直接地至马达105）。在此时，所述马达105不会停止运转。

然而，所述外接电源200也产生一电流，通过电位差，经由路线B传到所述控制电路104。依照以上的描述，控制电路104产生所述控制信号给马达启动器102以停止自充电电池101输出电力。很明显地，控制信号为另一电流。如此一来，当外接电源200对充电电池101进行充电时，所述马达105停止运作。如果外接电源200的电位比充电电池模块101的电位低，电源开关103将会停止自外接电源200传入电流。然而，因为一电流经由路线B被传至所述控制电路104，所述控制电路104仍将产生所述控制信号于马达启动器102，以停止自充电电池101输出电力。马达105会停止运作。

请参照图4。当所述外接电源200不连接至所述充电系统100或不提供电力，充电电池101持续经由路线C2与D2传送电力。如此一来，充电电池101能提供电力至马达105而无马达启动器102的阻碍。

须强调的是外接电源200并不限定于交流/直流转换器。实作上它能是一充电控制器、一直流电池、一直流电源或一功率因数调整电源供应器。电源开关103有两种形式，被动式或主动式。为了能对此有一较佳理解，请参照图5与图6。图5显示所述电路设计使用两个二极管为电源开关103（由虚线圆圈所包围者）。这是被动式的。指的是来自外接电源200的电力。控制信号最终经由一虚线方块内的输出源送出。同样地，图6显示所述电路设计运用一金属氧化物半导体场效晶体管为电源开关103（由虚线圆圈所包围）。这是主动式的。VIN指的是来自外接电源200的电力。所述控制信号最终经由一虚线方块内的输出源送出。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (7)

1.一种用于电动车的充电系统，其特征在于，包含：

一充电电池模块，具有多个串联或并联的充电电池，用以提供电力及储存来自一外接电源的电力；

一电源开关，连接至所述充电电池模块及外接电源，当外接电源的电位高于充电电池模块的电位时，用以在所述充电电池模块与外接电源间导通电力，且当外接电源的电位低于充电电池模块的电位时，用以在所述充电电池模块与外接电源间阻绝电力导通；

一控制电路，与所述外接电源连接，当所述充电电池模块与外接电源之间的电力导通遭到拒绝而所述控制电路接收到来自所述外接电源的电流时，所述控制电路产生一控制信号；及

一马达启动器，连接至所述充电电池模块、所述控制电路及一马达，当所述马达启动器接收到来自所述控制电路的所述控制信号时，所述马达启动器停止从所述充电电池模块输出电力至所述马达，且当所述马达启动器没有接收到来自所述控制电路的控制信号时，所述马达启动器持续从所述充电电池模块输出电力至所述马达。

2.根据权利要求1所述的用于电动车的充电系统，其特征在于，所述马达启动器连接至一马达或光源。

3.根据权利要求1所述的用于电动车的充电系统，其特征在于，所述外接电源为一交流/直流转换器、一充电控制器、一直流电池、一直流电源或一功率因数调整电源供应器。

4.根据权利要求1所述的用于电动车的充电系统，其特征在于，所述电源开关为被动式或主动式。

5.根据权利要求4所述的用于电动车的充电系统，其特征在于，所述被动式电源开关为一二极管。

6.根据权利要求4所述的用于电动车的充电系统，其特征在于，所述主动式电源开关为一金属氧化物半导体场效晶体管。

7.根据权利要求1所述的用于电动车的充电系统，其特征在于，所述控制信号为一电流。