CN103986202A - 一种电量智能均衡的电动车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电量智能均衡的电动车，其包括：车体，其上设有至少一个供电口；两组供电电池，其固定在所述车体上并电连接至所述供电口，其中，每一组供电电池均由多个可充电电池单元构成，在每两个电池单元之间都设有一个第一多绕组变压器，每个电池单元在连接到该第一多绕组变压器的线路上都设有一个第一双向开关，在所述两组供电电池之间设有一个第二多绕组变压器，每一组供电电池在连接到该第二多绕组变压器的线路上都设有一个第二双向开关；启动开关，其设置在所述车体上，用于启动所述至少两组供电电池同时为所述车体供电；控制器。本发明中通过控制器控制双向开关以使电池之间的能量通过多绕组变压器进行传递，进而实现电量的智能均衡。

Description

一种电量智能均衡的电动车

技术领域

本发明涉及一种电动车，尤其涉及一种对电量能够进行智能均衡的电动车。

背景技术

目前，随着国家石油供应的紧缺和环境污染的严重性，以电能作为能量供应的电动车在大街小巷随处可见，大大改善了对环境的污染程度。现有的电动车上有装一组供电电池的，然后启动电动车的时候就依靠该电池为电动车供电，虽然该供电电池都是由几个低电压小容量的电池单元串并联到一起以获得较高电压和较大的容量，但是还是存在由于其所含电量有限，充一次电续行路程较短的问题，因此几乎每天都要对该电池进行充电以满足用户需求。当然有人已经提出了采用两组供电电池为电动车提供动力的方案，让用户在使用电动车的时候，先利用主供电电池里面储存的能量，待主供电电池中的能量过少不足以使电动车继续前行时，通过开关控制，将能量供给切换到备用供电电池，让电动车能继续在备用供电电池的能量供给下继续前行，以此来解决电动车用电续行路程短的问题。

但是，由于在电动车上安装了两组供电电池，而供电的往往只是其中一组供电电池，人们往往会习惯性地只为其中一组供电电池，为该组供电电池充电，却忽略了对另一组电池充电，使得另一组电池因搁置时间过长，充电次数少而大大降低了寿命，也就使电动车失去了安装两组供电电池的意义。

再者，由于每一组供电电池均由多个小容量的电池单元串并联而成，而这些电池单元在制造过程中，往往不可能具有一模一样的性能，这些性能上的差异往往会随着充放电的温度变化等因素越发突出，进而使得电池在充放电的过程中，要么存在低电量的电池单元过放电，而高电量的电池单元过充电的现象发生，要么就会存在因任意一个电池单元电压过低时，导致整组供电电池停止供电，任意一个电池单元电压过高时，导致整组供电电池充电停止的现象，不管是哪种情况，都会影响到整组供电电池的使用容量及使用寿命。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具备两组供电电池且能同时供电的电动车，提高电动车的续行路程和时间，更使两组供电电池都得到频繁的使用；

本发明的又一目的在于提供一种具备两组供电电池且能同时充电的电动车，其通过在电动车上安装发电设备，并充分利用车轮转动产生的机械能，进而避免两组供电电池老是有一组充电被遗忘，而另一组过充电的现象发生；

本发明的又一目的在于提供一种在充放电过程中能智能均衡两组供电电池中能量的电动车，以使两组供电电池之间的能量总是保持在一个比较均衡的状态，即便是用户忘记了为其中一组供电电池充电，也会因电量均衡装置的存在使得两组供电电池中的能量得到平衡；

本发明的又一目的在于提供一种能智能均衡每一组供电电池中电池单元电量的电动车，以使每一组供电电池不会因其中的某一个电池单元充电饱和了而使得整组供电电池充电停止的现象发生，也不会因其中某一电池单元放电饱和了而使得整组供电电池放电停止的现象发生；

本发明的最后一个目的在于提供一种具备快速充电的供电电池的电动车，其通过设计的电量智能均衡装置来实现。

本发明采取的技术方案如下：

一种电量智能均衡的电动车，其包括：

车体，其上设有至少一个供电口；

两组供电电池，其固定在所述车体上并电连接至所述供电口，其中，

每一组供电电池均由多个可充电电池单元构成，在每两个电池单元之间都设有一个第一多绕组变压器，每个电池单元在连接到该第一多绕组变压器的线路上都设有一个第一双向开关，

在所述两组供电电池之间设有一个第二多绕组变压器，每一组供电电池在连接到该第二多绕组变压器的线路上都设有一个第二双向开关；

启动开关，其设置在所述车体上，用于启动所述至少两组供电电池同时为所述车体供电；

控制器，其通过电量检测单元实时对所述两组供电电池的总电量以及每一组供电电池中的电池单元进行电量检测，并基于电量检测结果对所述第一双向开关和所述第二双向开关进行切换控制，以完成所述两组供电电池的总电量均衡以及每一组供电电池的电池单元的电量均衡；同时，

所述控制器还与所述启动开关电连接，以使所述启动开关启动车体时，所述控制器工作。

优选的是，所述的电量智能均衡的电动车还设有：

直流发电机，以及驱动所述直流发电机发电的驱动机构；其中，

所述直流发电机连接至一个储能器和／或所述两组供电电池，且在所述直流发电机与所述储能器和所述两组供电电池的连接线路上分别设有第一可控开关和第二可控开关，所述第一可控开关、第二可控开关与所述控制器电连接；

所述驱动机构连接在所述车体的车轮上，通过车轮的转动使所述直流发电机发电。

优选的是，当所述控制器基于电量检测单元完成所述两组供电电池的总电量均衡时，再次通过电量检测单元检测所述两组供电电池中的剩余电量；若

所述剩余电量均超过设定的第一阈值时，则控制打开第一可控开关，使所述直流发电机所产生的电能转换到所述储能器中进行储存；

所述剩余电量均不足设定的第二阈值时，则控制打开第二可控开关，使所述直流发电机所产生的电能直接转换到所述两组供电电池中，为其充电。

优选的是，在所述直流发电机为所述两组供电电池中的电池单元充电的过程中，所述控制器还通过电量检测单元实时检测每一组供电电池中各个电池单元的充电情况；

当检测到其中一个电池单元的电量充满而其他电池单元的电量未满时，则通过控制器控制第一双向开关，使具有高电量的电池单元所具有的电量通过第一多绕组变压器转换到低电量的电池单元中，以防止所述直流发电机为该组充电电池的充电停止和／或所述其中一个电池单元过充电。

优选的是，所述的电量智能均衡的电动车还设有：

第三可控开关，其设置在所述储能器和所述两组供电电池之间，并与所述控制器电连接，用于接收所述控制器的指令将储能器中的电能转换到所述两组供电电池中，同时为所述两组供电电池充电。

优选的是，所述的电量智能均衡的电动车还设有：

转速测量组件，其设置在所述车体上，用于检测所述车轮的转速，所述转速测量组件与所述控制器电连接；其中，

当需要为所述两组供电电池充电时，所述控制器通过转速测量组件检测到所述车轮的转速，根据转速检测结果做出以下动作：

转速超过设定的第一转速阈值时，控制打开第二可控开关，使直流发电机所产生的电能之间转换到所述两组供电电池中，完成充电；

转速低于设定的第二转速阈值时，控制打开第三可控开关，使储能器中储存的电能转换到所述两组供电电池中，完成充电。

优选的是，所述控制器还通过外接小电池进行供电工作；其中，

当所述两组供电电池剩余电量不足设定的第二阈值时，控制器控制所述外接小电池为其通电，与此同时断开所述启动开关，使得两组供电电池停止供电，而所述控制器能继续正常工作。

为了解决现有技术存在的诸多技术问题，本发明设计开发了一种电量智能均衡的电动车，该电动车不仅跟随时代潮流具备两组供电电池，提高了电动车的续行路程和时间，而且这两组供电电池能够同时被充电和放电，不会存在其中一组供电电池被搁置的现象发生，大大提高了电池寿命；再者本发明通过在两组供电电池之间设计了电量智能均衡装置(多绕组变压器和双向开关)，使得两组供电电池的电量情况得到很好的均衡；进一步的，本发明还在每一组供电电池的各个电池单元之间设计电量均衡装置，使得供电电池能够被快速充电，提高供电电池的使用容量。

附图说明

图1为本发明所述的电量智能均衡的电动车的简单功能示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供一种电量智能均衡的电动车，其独特之处在于，在现有的电动车上面设计了一套能对电池电量进行均衡的装置，让电动车所使用的电池能够保持较长时间的好性能。该套对电池电量进行均衡的装置实质上是利用了双向开关的电流方向控制以及变压器的储能传递，让具有高电量的电池能量能够转移到低电量的电池中去。

本发明提供的电量智能均衡电动车，包括有：

车体，其上设有至少一个供电口【本发明中优选为有且只有一个】；

两组供电电池，其固定在所述车体上并电连接至所述供电口，其中，每一组供电电池均由多个可充电电池单元构成(串联和／或并联方式)，在每两个电池单元之间都设有一个第一多绕组变压器，每个电池单元在连接到该第一多绕组变压器的线路上都设有一个第一双向开关【这里双向开关的作用是控制电池单元中的电流流向】，

在所述两组供电电池之间设有一个第二多绕组变压器，每一组供电电池在连接到该第二多绕组变压器的线路上都设有一个第二双向开关；

启动开关，其设置在所述车体上，用于启动所述至少两组供电电池同时为所述车体供电；

控制器，其通过电量检测单元实时对所述两组供电电池的总电量以及每一组供电电池中的电池单元进行电量检测，并基于电量检测结果对所述第一双向开关和所述第二双向开关进行切换控制，以完成所述两组供电电池的总电量均衡以及每一组供电电池的电池单元的电量均衡；同时，所述控制器还与所述启动开关电连接，以使所述启动开关启动车体时，所述控制器工作。

本发明中进一步的是，提供的电量智能均衡的电动车上还设有：直流发电机，以及驱动所述直流发电机发电的驱动机构；其中，所述直流发电机连接至一个储能器和／或所述两组供电电池，且在所述直流发电机与所述储能器和所述两组供电电池的连接线路上分别设有第一可控开关和第二可控开关，所述第一可控开关、第二可控开关与所述控制器电连接；所述驱动机构连接在所述车体的车轮上，通过车轮的转动使所述直流发电机发电。

当所述控制器基于电量检测单元完成所述两组供电电池的总电量均衡时，再次通过电量检测单元检测所述两组供电电池中的剩余电量；若

所述剩余电量均超过设定的第一阈值时，则控制打开第一可控开关，使所述直流发电机所产生的电能转换到所述储能器中进行储存；

所述剩余电量均不足设定的第二阈值时，则控制打开第二可控开关，使所述直流发电机所产生的电能直接转换到所述两组供电电池中，为其充电。

在所述直流发电机为所述两组供电电池中的电池单元充电的过程中，所述控制器还通过电量检测单元实时检测每一组供电电池中各个电池单元的充电情况：当检测到其中一个电池单元的电量充满而其他电池单元的电量未满时，则通过控制器控制相应的第一双向开关，使具有高电量的电池单元所具有的电量通过第一多绕组变压器转换到低电量的电池单元中，以防止所述直流发电机为该组充电电池的充电停止和／或所述其中一个电池单元过充电。

本发明中，提供的电量智能均衡的电动车还设有：第三可控开关，其设置在所述储能器和所述两组供电电池之间，并与所述控制器电连接，用于接收所述控制器的指令将储能器中的电能转换到所述两组供电电池中，同时为所述两组供电电池充电。

本发明中，提供的电量智能均衡的电动车还设有：转速测量组件，其设置在所述车体上，用于检测所述车轮的转速，所述转速测量组件与所述控制器电连接；其中，当需要为所述两组供电电池充电时，所述控制器通过转速测量组件检测到所述车轮的转速，根据转速检测结果做出以下动作：

转速超过设定的第一转速阈值时，控制打开第二可控开关，使直流发电机所产生的电能之间转换到所述两组供电电池中，完成充电；

转速低于设定的第二转速阈值时，控制打开第三可控开关，使储能器中储存的电能转换到所述两组供电电池中，完成充电。

以上值得注意的是，虽然本发明提供的电动车包含了两组可同时为车体供电的以及同时被车体上发电设备所充电的供电电池，但是电池的充放电并非同时进行的，而为了保证控制器能够在电池的充放电过程中，都能够正常的发挥作用而进行控制，本发明优选的是，所述控制器还通过外接小电池进行供电工作。也就是说，当所述两组供电电池剩余电量足够多时，就使启动开关合上，让供电电池为车体供电(也就是控制器得到供电)；而当控制器检测到两组供电电池剩余电量不足设定的第二阈值时，此时就需要让供电电池被充电了，因此控制器会接通外部的小电池继续正常工作，与此同时断开启动开关使得两组供电电池停止供电。这里需要注意的是，本发明中附图1仅仅指代的是简单的信号连接以及能量流向示意图，并不代表具体的电路设计图，且其中的符号也仅仅是示意图而已，并非元器件的实际标准符号。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种电量智能均衡的电动车，其特征在于，包括：

车体，其上设有至少一个供电口；

两组供电电池，其固定在所述车体上并电连接至所述供电口，其中，

每一组供电电池均由多个可充电电池单元构成，在每两个电池单元之间都设有一个第一多绕组变压器，每个电池单元在连接到该第一多绕组变压器的线路上都设有一个第一双向开关，

在所述两组供电电池之间设有一个第二多绕组变压器，每一组供电电池在连接到该第二多绕组变压器的线路上都设有一个第二双向开关；

启动开关，其设置在所述车体上，用于启动所述至少两组供电电池同时为所述车体供电；

控制器，其通过电量检测单元实时对所述两组供电电池的总电量以及每一组供电电池中的电池单元进行电量检测，并基于电量检测结果对所述第一双向开关和所述第二双向开关进行切换控制，以完成所述两组供电电池的总电量均衡以及每一组供电电池的电池单元的电量均衡；同时，

所述控制器还与所述启动开关电连接，以使所述启动开关启动车体时，所述控制器工作。

2.如权利要求1所述的电量智能均衡的电动车，其特征在于，还设有：

直流发电机，以及驱动所述直流发电机发电的驱动机构；其中，

所述直流发电机连接至一个储能器和／或所述两组供电电池，且在所述直流发电机与所述储能器和所述两组供电电池的连接线路上分别设有第一可控开关和第二可控开关，所述第一可控开关、第二可控开关与所述控制器电连接；

所述驱动机构连接在所述车体的车轮上，通过车轮的转动使所述直流发电机发电。

3.如权利要求2所述的电量智能均衡的电动车，其特征在于，当所述控制器基于电量检测单元完成所述两组供电电池的总电量均衡时，再次通过电量检测单元检测所述两组供电电池中的剩余电量；若

所述剩余电量均超过设定的第一阈值时，则控制打开第一可控开关，使所述直流发电机所产生的电能转换到所述储能器中进行储存；

所述剩余电量均不足设定的第二阈值时，则控制打开第二可控开关，使所述直流发电机所产生的电能直接转换到所述两组供电电池中，为其充电。

4.如权利要求3所述的电量智能均衡的电动车，其特征在于，在所述直流发电机为所述两组供电电池中的电池单元充电的过程中，所述控制器还通过电量检测单元实时检测每一组供电电池中各个电池单元的充电情况；

当检测到其中一个电池单元的电量充满而其他电池单元的电量未满时，则通过控制器控制第一双向开关，使具有高电量的电池单元所具有的电量通过第一多绕组变压器转换到低电量的电池单元中，以防止所述直流发电机为该组充电电池的充电停止和／或所述其中一个电池单元过充电。

5.如权利要求4所述的电量智能均衡的电动车，其特征在于，还设有：

第三可控开关，其设置在所述储能器和所述两组供电电池之间，并与所述控制器电连接，用于接收所述控制器的指令将储能器中的电能转换到所述两组供电电池中，同时为所述两组供电电池充电。

6.如权利要求5所述的电量智能均衡的电动车，其特征在于，还设有：

转速测量组件，其设置在所述车体上，用于检测所述车轮的转速，所述转速测量组件与所述控制器电连接；其中，

当需要为所述两组供电电池充电时，所述控制器通过转速测量组件检测到所述车轮的转速，根据转速检测结果做出以下动作：

转速超过设定的第一转速阈值时，控制打开第二可控开关，使直流发电机所产生的电能之间转换到所述两组供电电池中，完成充电；

转速低于设定的第二转速阈值时，控制打开第三可控开关，使储能器中储存的电能转换到所述两组供电电池中，完成充电。

7.如权利要求1-6任一项所述的电量智能均衡的电动车，其特征在于，所述控制器还通过外接小电池进行供电工作；其中，

当所述两组供电电池剩余电量不足设定的第二阈值时，控制器控制所述外接小电池为其通电，与此同时断开所述启动开关，使得两组供电电池停止供电，而所述控制器能继续正常工作。