CN104701921A - 电动车供电控制装置 - Google Patents

Abstract

一种电动车供电控制装置，包含有电池模块、直流电压转换器、开关元件与控制模块，该电池模块提供第一直流电压，并在电动车启动时依续执行预充模式与供电模式，该直流电压转换器负责将该第一直流电压转换为第二直流电压，该开关元件串接在该直流电压转换器的输出端与负载之间，该控制模块在该电池模块执行该预充模式时，控制该开关元件断路，并在该电池模块执行该供电模式时，控制该开关元件导通而使该负载可从该直流电压转换器接收该第二直流电压，确保电动车能顺利启动。

Description

电动车供电控制装置

技术领域

本发明涉及一种电动车供电控制装置，特别是指执行预充功能并确保电动车顺利启动的电动车供电控制装置。

背景技术

请参考图5所示，公知电动车供电控制装置主要包含有电池模块20与直流电压转换器21。该电池模块20主要包含有电池200、第一开关201、第二开关202与电阻器203。该电池200提供第一直流电压，该电阻器203与第一开关201串接在电池200与该直流电压转换器21的输入端之间，该直流电压转换器21的输入端再连接电容器C，该直流电压转换器21的输出端连接电动车的车头灯、指示灯或电子仪表等负载22。

当电动车启动时，该电池模块20自动执行预充模式，以避免电流突波损坏电子元件。当电池模块20执行预充模式时，该第一开关201为导通状态，该第二开关202为断路。假设负载22为关闭状态，此时，该直流电压转换器21不会从电池200抽取电源，该电池200可提供充电电流对该电容器C充电。当该电容器C的电压建立后，该电池模块20才转为执行供电模式，此时该第一开关201为断路状态，该第二开关202为导通状态，该电池200可提供第一直流电压给直流电压转换器21，该直流电压转换器21将第一直流电压转换为第二直流电压后直接供应给负载22，使负载22能顺利启动。

然而，若使用者在前次停车时没有把负载22关闭，例如忘记把车头灯关掉，在下次启动电动车进入预充模式时，参考图6所示的T1区段，该直流电压转换器21仍从电池200抽取电源，以提供电压V1与电流I1给负载22。由于该电池200提供的电能同时供应给电容器C与负载22，导致供应给电容器C的电能较低，使得该电容器C在T1区段中无法顺利建立电压，以致预充模式失败。请参考图6的T2区段，该直流电压转换器21的输入电压Vb为零，造成电动车无法正常启动。

请参考图7所示，另一公知的电动车供电控制装置包含有电池模块30、直流电压转换器31与控制模块32，该直流电压转换器31的输出端连接负载33，而输入端连接电容器C。该电池模块30包含有电池300、第一开关301、第二开关302与电阻器303，其结构与图5的电池模块20相同，在此不再赘述。该直流电压转换器31为特殊规格的电压转换器，其具有致能端(ENABLE)，该控制模块32连接该电池模块30的输出端与该直流电压转换器31的致能端(ENABLE)。

在电池模块30执行预充模式时，请参考图8的T1区段，该控制模块32没有产生致能信号Vs给直流电压转换器31，因此该直流电压转换器31输出端的电压V2与电流I2为零，此时，该电池300可直接对电容器C充电，供电容器C可顺利建立电压。当该电容器C的电压建立后，该电池模块30转为执行供电模式，请参考图8的T2区段，该控制模块32即送出致能信号Vs给直流电压转换器31，该直流电压转换器31根据致能信号Vs而提供电压V2与电流I2给负载33使用。

虽然前述供电控制装置确保顺利完成预充模式，但是该直流电压转换器31为特殊规格的转换器，其价格昂贵而无法让一般消费者所接受，因此公知电动车供电控制装置有待进一步改良。

发明内容

本发明主要目的是提供一种电动车供电控制装置，可执行预充模式以确保电动车顺利启动，且本发明不使用特殊规格的元件，不致增加制造成本。

本发明电动车供电控制装置，包含有：

电池模块，提供第一直流电压，并在电动车启动时依续执行预充模式与供电模式；

直流电压转换器，连接所述电池模块的输出端以接收所述第一直流电压，并将所述第一直流电压转换为第二直流电压；

开关元件，串接在所述直流电压转换器的输出端与负载之间；以及

控制模块，连接所述电池模块与所述开关元件，以在所述电池模块执行所述预充模式时，控制所述开关元件断路，并在所述电池模块执行所述供电模式时，控制所述开关元件导通，使所述负载从所述直流电压转换器接收所述第二直流电压。

根据本发明的结构，所述控制模块在电池模块执行预充模式时控制所述开关元件为断路状态，所述负载未与直流电压转换器连接，因此所述负载与直流电压转换器不会从电池模块抽取电源，供所述电池模块顺利完成预充模式。所述电池模块完成预充模式后，进入供电模式，此时所述控制模块控制所述开关元件转为导通状态，所述直流电压转换器就能提供电压给负载，以供负载运作。

本发明能避免预充模式的失败而导致电动车无法启动的状况发生。由于该直流电压转换器为一般的转换器，仅作电压转换的功能，本发明的直流电压转换器不是特殊规格的转换器，自然不会增加制造成本。

附图说明

图1：本发明第一优选实施例的电路方块示意图。

图2：本发明第一优选实施例中控制模块的详细电路图。

图3：本发明第二优选实施例的电路方块示意图。

图4：本发明第二优选实施例中控制模块的详细电路图。

图5：公知供电控制装置的电路方块示意图。

图6：图5所示供电控制装置的电压与电流波形示意图。

图7：另一公知供电控制装置的电路方块示意图。

图8：图7所示供电控制装置的电压与电流波形示意图。

具体实施方式

请参考图1与图2所示，本发明包含有电池模块11、直流电压转换器12、开关元件13与控制模块14。

该电池模块11可提供第一直流电压(如48V)，以作为电动车的工作电压。该直流电压转换器12的输入端连接该电池模块11的输出端以接收该第一直流电压，并将该第一直流电压转换为第二直流电压(如12V)后而由输出端输出，其中该直流电压转换器12的输入端可连接第一电容器C1，该直流电压转换器12的输出端包含有正输出脚位V+与接地脚位GND。该开关元件13可为继电器，具有线圈131与感应开关132，该感应开关132受该线圈131的激磁而作动，该线圈131连接在控制模块14的输出端与该直流电压转换器12的输出端之间，该感应开关132串接在该直流电压转换器12的输出端与负载15之间。该负载15可为电动车的车头灯、指示灯或电子仪表等适用于该第二直流电压的元件。

本优选实施例中，该电池模块11主要包含有电池110、第一开关111、第二开关112与电阻器113。该电池110提供该第一直流电压，且该电阻器113与第一开关111串接在电池110与该直流电压转换器12之间，该第二开关112跨接于该电阻器113与第一开关111。

该控制模块14连接该电池模块11与该开关元件13的线圈131，用以控制该感应开关132为导通状态或断路状态，其中该控制模块14的输入端可连接第二电容器C2，该第二电容器C2与该第一电容器C1并联。当该感应开关132为导通状态，该负载15与该直流电压转换器12的输出端构成连接，该负载15可从直流电压转换器12接收第二直流电压而动作；当该感应开关132为断路状态，该负载15与该直流电压转换器12没有连接，该负载15即无法从直流电压转换器12接收电源。

当该电动车启动时，电动车的电门打开(key on)，该电池模块14即执行预充(precharge)模式以避免突波电流对电路造成损害。当该电池模块14执行预充模式时，该第一开关111为导通状态，该第二开关112为断路状态，而该控制模块14控制该开关元件13为断路状态，此时由电池110提供充电电流对该第一电容器C1与第二电容器C2充电。在充电一段时间后，该第一电容器C1的电压建立后，该电池模块11转为执行供电模式，且该控制模块14可检测出该第一或第二电容器C1、C2的电压建立(例如达到预设电压值)，以控制该开关元件13为导通状态。

当该电池模块11执行供电模式时，该第一开关111转为断路状态，该第二开关112转为导通状态，又该控制模块14控制该开关元件13为导通状态，此时，该直流电压转换器12从该电池111接收第一直流电压后，将第一直流电压转换为第二直流电压而直接供应给负载15，供负载15接收第二直流电压而动作。

请参考图2所示，在第一优选实施例中，该控制模块14包含有控制器141与电子开关142，该电子开关142以npn型双极结型晶体管(BJT)为例说明，该控制器141连接该电子开关142的基极，该电子开关142的集极通过该开关元件13的线圈131而连接到该直流电压转换器12的正输出脚位V+。如图1所示，该开关元件13的感应开关132连接在直流电压转换器12的正输出脚位V+与负载15之间。当该电池模块11执行预充模式时，该控制器141控制该电子开关142操作在截止状态，此时该线圈131没有激磁，该感应开关132断路；当该电池模块11执行供电模式时，该控制器141驱动该电子开关142导通，此时该线圈131激磁而使该感应开关132导通。

请参考图3与图4所示，在第二优选实施例中，该控制模块14包含有控制器143、第一电子开关144与第二电子开关145。该第一电子开关144以npn型BJT、该第二电子开关145以pnp型BJT为例说明，该第一电子开关144的基极连接该控制器143，以供控制器143控制第一电子开关144的导通或截止状态，该第二电子开关145的基极连接第一电子开关144的集极，该开关元件13的线圈131连接在第一电子开关144的射极与第二电子开关145的集极之间，且该第一电子开关144的射极连接到该直流电压转换器12的接地脚位GND。当该电池模块11执行预充模式时，该控制器143控制该第一电子开关144操作在截止状态，则该第二电子开关145截止，该线圈131没有激磁，该感应开关132断路；当该电池模块11执行供电模式时，该控制器143驱动该第一电子开关144导通，则该第二电子开关145导通，该线圈131激磁而使该感应开关132导通。

综上所述，本发明在电动车的电门刚打开时执行预充模式，避免开机的电流突波损坏电子元件，且因执行预充模式时，该开关元件13为断路状态，该直流电压转换器12与负载15未持续抽取电源，供电池模块11能对电容器C1、C2充电而顺利建立电压，以利完成预充模式，避免电动车启动失败。再者，该直流电压转换器12为一般的直流电压转换器，相较于先前技术使用具致能(enable)功能的特殊规格直流电压转换器，本发明可降低制造成本。

【符号说明】

11 电池模块       110 电池

111 第一开关      112 第二开关

113 电阻器        12 直流电压转换器

13 开关元件       131 线圈

132 感应开关      14 控制模块

141 控制器        142 电子开关

143 控制器        144 第一电子开关

145 第二电子开关  15 负载

20 电池模块       21 直流电压转换器

200 电池          201 第一开关

202 第二开关      203 电阻器

30 电池模块       300 电池

301 第一开关      302 第二开关

303 电阻器        31 直流电压转换器

32 控制模块       33 负载

Claims (7)

1.一种电动车供电控制装置，包含有：

电池模块，提供第一直流电压，并在电动车启动时依续执行预充模式与供电模式；

直流电压转换器，连接所述电池模块的输出端以接收所述第一直流电压，并将所述第一直流电压转换为第二直流电压；

开关元件，串接在所述直流电压转换器的输出端与负载之间；以及

控制模块，连接所述电池模块与所述开关元件，以在所述电池模块执行所述预充模式时，控制所述开关元件断路，并在所述电池模块执行所述供电模式时，控制所述开关元件导通，使所述负载从所述直流电压转换器接收所述第二直流电压。

2.如权利要求1所述的电动车供电控制装置，其中所述开关元件包含有：

线圈，连接在控制模块的输出端与所述直流电压转换器的输出端之间；以及

感应开关，串接在所述直流电压转换器的输出端与所述负载之间，以受所述线圈的激磁而作动。

3.如权利要求2所述的电动车供电控制装置，其中所述直流电压转换器的输出端包含有正输出脚位与接地脚位；

所述控制模块包含有电子开关与控制器，所述控制器连接所述电子开关，所述电子开关连接所述直流电压转换器的正输出脚位。

4.如权利要求3所述的电动车供电控制装置，其中所述电子开关为npn型双极结型晶体管(BJT)，所述控制器连接所述电子开关的基极，所述电子开关的集极通过所述开关元件的线圈而连接到所述直流电压转换器的正输出脚位，所述开关元件的感应开关连接在直流电压转换器的正输出脚位与所述负载之间。

5.如权利要求2所述的电动车供电控制装置，其中所述直流电压转换器的输出端包含有正输出脚位与接地脚位；

所述控制模块包含有控制器、第一电子开关与第二电子开关，所述第一电子开关连接所述控制器，所述第二电子开关连接所述第一电子开关，所述开关元件的线圈连接在第一电子开关与第二电子开关之间。

6.如权利要求5所述的电动车供电控制装置，其中所述第一电子开关为npn型BJT，所述第二电子开关为pnp型BJT，所述第一电子开关的基极连接所述控制器，所述第二电子开关的基极连接所述第一电子开关的集极，所述开关元件的线圈连接在所述第一电子开关的射极与所述第二电子开关的集极之间，所述第一电子开关的射极连接到所述直流电压转换器的接地脚位。

7.如权利要求1至6中任一项所述的电动车供电控制装置，其中所述电池模块包含有电池、第一开关、第二开关与电阻器，所述电池提供所述第一直流电压，所述电池、电阻器、第一开关与所述直流电压转换器为串接，所述第二开关跨接于所述电阻器与第一开关。