CN106663753A - 能量储存器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于移动式用电器的智能的能量储存器。本发明的应用领域为电力驱动的车辆，优选是具有电的辅助驱动的自行车，所谓的摩托化自行车。本发明目的在于在可操作性及效率方面改善用于移动式用电器的可移除的能量储存器。该目的通过一种能量储存器实现，其包含：具有连接的电池管理系统的电池单元、与电池管理系统连接的显示装置、与电池管理系统连接的用于与移动式用电器的至少成型为高电流接触件的接触装置连接的接触装置和与电池管理系统连接的输入装置，并且在壳体底部中以不对称的方式设置多个卡锁作为用于固定在具有用电器的汽车上的固定装置。

Description

能量储存器
技术领域
本发明涉及一种用于移动式用电器的智能的能量储存器。本发明的应用领域为电力驱动的汽车，例如具有电的辅助驱动的两轮车。优选的应用领域是具有电气的辅助驱动的自行车，所谓的摩托化自行车(Pedelecs)。
背景技术
电气的汽车驱动器需要电池形式的能量来源。从经济及生态观点来看，此处仅考虑能够再充电的实施方式，其要么永久性装配在汽车中要么设计成可移除的。各个有利的变体主要依据汽车类型及所需要的充电容量。设计成可移除的能量储存器的优点在于：通过简单地以已经充电的能量储存器来替换已经放电的能量储存器，可以实现较低的充电容量与因此较短的充电时间及较低的重量，从而作为待移动的重量，能量储存器需要较低比例的驱动器的功率。这例如在具有支持的电驱动器的自行车以及在人力驱动中都是有利的，因为较低的待移动的重量即等同于较轻地蹬踏。
发明内容
本发明的目的在于，在可操作性及效率方面改善用于移动式用电器的成型为可移除的能量储存器。
该目的通过根据权利要求1的能量储存器实现，该能量储存器包含：具有连接的电池管理系统的电池单元；与电池管理系统连接的显示装置；至少以高电流接触件的形式的与电池管理系统连接的接触装置，其用于一方面与移动式用电器连接，并且另一方面用于电池单元的充电；以及与电池管理系统连接的输入装置。具有电池管理系统的电池单元、显示装置、输入装置和接触装置设置在壳体中，壳体设有用于固定在具有用电器的移动装置上的固定装置。通过多个卡锁进行固定，这些卡锁在壳体底部不对称地、也即在不对称的角位置下的节圆直径上设置或者在角位置对称的情况下在至少两个节圆直径上设置，由此既实现了舒适的单手移除又实现了准确的接触。
本发明的有利的扩展方案和设计方案在从属权利要求中给出。这样扩展根据本发明的能量储存器，即，显示装置、输入设备及电池管理系统连接到串联的总线系统。有利地，这样通过待传输的信息的同步及识别来进行总线系统的接入管理，即，通过每个单元具有控制器电路，单元通过控制器电路连接到总线系统。总线系统的优选实施方式例如为根据ISO 11898的CAN总线。这样有利地设计本发明，即，输入设备成型为选择开关。在此，选择开关可设计成接通/关断开关和/或用于通过经由使用该总线系统的通信连接将相应的信息传输到电池管理系统、显示装置及移动式用电器的合适的接收装置来连续性或离散性设定电参数，例如用于设定移动式用电器的功率的电池电流。本发明的另一有利的设计方案在于，显示装置成型为照明装置。在此，显示装置优选设计为发光环的形式，该发光环连接到一个或多个光源。这样，在使用多个光源或一个产生不同频率的光源的情况下，可以象征性地示出例如电池单元的充电状态这样的电参数的不同数值，或者例如电池单元的临界的充电状态这样的不同的电参数及预选的功率级。根据本发明的能量储存器的另一有利的设计方案在于，接触装置相对于高电流接触件包含与电池单元的电池管理系统连接的较短的引示接触件(Pilot-Kontakte)。由于引示连接件在从移动装置移除能量储存器的过程中由此比高电流接触件更早断开，引示接触件通过电池管理系统切换成为无电压，由此避免了具有在高电流接触件上的接触火花的开关电弧。
附图说明
下文借助附图详细描述根据本发明的能量储存器的实施例。所示的能量储存器用能量供应成型为移动装置的牵引驱动器(traction drive)的移动式用电器。其中：
图1以半剖面图示出了能量储存器，并且
图2以方块图示出了与移动式用电器连接的能量储存器。
具体实施方式
图1显示根据本发明的用于向牵引驱动器，例如电自行车辅助驱动器供应能量的能量储存器ES。适合于此的电池单元ZP供给优选为48V的额定电压。此电池单元ZP配备有电池管理系统BMS并且与电池管理系统一起设置在壳体G中。成型为发光环LR的显示装置与壳体G连接，该发光环由电路技术上与电池管理系统BMS连接的光源供给。发光环LR可用作用于牵引驱动器的选择的发动机功率或电池单元ZP的充电状态的显示装置。光源优选为一个LED或者例如在分分成多个区段的发光环LR的情况下为多个能够选择成不同颜色的LED。壳体G在其末端处一侧由底板GB封闭并且另一侧由以选择开关DS的形式的输入设备封闭。选择开关DS用来调整牵引驱动器的发动机功率。选择开关DS优选成型为用于三个功率级的卡合旋转开关。选择开关DS此外具有关断开关位置或具有接通/关断按钮。底板GB具有固定装置BJ，通过固定装置能量储存器与移动装置上的、也就是自行车上的保持装置连接。固定装置BJ是三个在节圆上以不对称角度位置互相设置的卡座，从而移动装置的保持装置具有三个设置在对应的角度位置和相同的节圆直径上的卡销。在底板GB中还设置电的接触装置。电接触装置由一对高电流接触件HK、一对通信接触件KK及一对引示接触件PK组成。接触装置的设置示例性地示出并可以任何适当的方式实行。固定装置BJ既可以设计为用于能量储存器ES的单独的固定也可除了用于能量储存器ES的固定外仅用作只用于能量储存器ES的相对于电的接触装置的位置确定的额外的保持装置。
借助根据图2的方块图来阐述根据图1的能量储存器ES的工作方式。除了根据本发明的能量储存器ES外，根据图2的方块图示出了牵引驱动器A，能量储存器及牵引驱动器通过用于高电流连接的接触件HK、用于通信连接的接触件KK及用于引示连接的接触件PK互相连接。驱动器一侧的引示连接件PK成型为引示电线的短路，由此在能量储存器ES移除时识别出接触装置的断开。因为引示连接件PK由于自身的与高电流接触件HK相比长度较短而比高电流接触件HK更早断开，引示接触件通过电池管理系统EMS切断为无电压，并且避免了具有在高电流接触件HK上的接触火花的开关电弧。能量储存器ES包含电池单元ZP，其经由高电流导线对HS及第一传感器导线S1与电池管理系统BMS连接。单个电池的电压及电池单元的温度经由传感器导线S1调查并且由此确定电池单元ZP的充电状态。此外，成型为卡合旋转开关DS的输入设备与电池管理系统BMS连接。该连接一方面通过由接通/关断开关EA借助卡合旋转开关DS所连接到的第二传感器导线S2，再者通过通信导线对这样实现，即，卡合旋转开关DS除了成型为旋转按钮的操纵装置外具有电子的接口，该电子接口用于将卡合旋转开关DS连接到通信导线对。卡合旋转开关DS的电子元件经由供电线V得到所需要的驱动电压。成型为发光环LR的显示装置以相同方式、也即通过通信导线对和供电线V连接至电池管理系统BMS。只要这对本发明有意义，牵引驱动器A由发动机M和控制装置SR组成，发动机和控制装置通过相电流导线ME和第三传感器导线S3互相连接。此外，扭矩传感器SDL经第四传感器导线S4连接到控制装置SR，并且转速传感器SDR经第五传感器导线S5连接到该控制装置。在本发明的所示的实施方式中，即用于自行车电驱动器的能量储存器ES中，扭矩传感器SDL设置在标准底托上并经供电线V从控制装置SR获得其工作电压，转速传感器SDR可以相应地耦合到后轮。使用串联的总线系统、优选为根据ISO 11898的CAN总线作为通信连接件。因此，连接的单元、电池管理系统BMS、卡合旋转开关DS、位于能量储存器ES的一侧上的发光环LR及位于牵引驱动器A的一侧上的控制装置SR具有对此所需要的、对于专业人员已知的标准化的电路及软件的条件。使用者通过卡合旋转开关DS选择支持级别，支持级别通过控制装置SR诠释成为发动机M功率消耗的要求，其中为了控制以所选择的支持级别的形式的所选择的参数控制装置SR从连接的用于扭矩从所连接的扭矩传感器SDL及转速传感器SDR获得曲柄轴扭矩和发动机转速的实际数值。为了将电池单元ZP充电，能量储存器ES可从移动装置上的保持件移除并且定位于相对接触件对应的充电站中，该充电站剩下的部分特别可以在电的功能方面可以已知方式设计。
根据本发明的能量储存器ES的特征在于，可以单手进行移除和安装并且通过高效且标准化的数据传输来控制存储的能量的放出。由于输入设备、显示装置、电池管理系统及电池单元设置在一个壳体中并且以低的花费将其连接在移动式的用电器上，根据本发明的能量储存器此外适合于改造组件或类似物。
附图标记说明
ES 能量储存器
LR 显示装置；发光环
BMS 电池管理系统
ZP 电池单元
DS 输入装置；旋转开关
G 壳体
GB 壳体底部
BJ 卡座
HK 高电流接触件
KK 通信接触件
PK 引示接触件
EA 接通/关断开关
Sn 传感器导线
V 工作电压导线
HS 高电流导线
A 驱动器
M 移动式的用电器，发动机
SR 控制装置
SDL 扭矩传感器
SDR 转速传感器
ME 相电流线

Claims (6)

1.一种用于移动式用电器(M)的能量储存器，所述能量储存器至少包含：具有连接的电池管理系统(BMS)的电池单元(ZP)；与电池管理系统(BMS)连接的显示装置(LR)；与电池管理系统(BMS)连接的接触装置，所述接触装置用于与移动式用电器的至少成型为高电流接触件(HK)的接触装置连接；以及与电池管理系统(BMS)连接的输入装置(DS)，其中具有电池管理系统(BMS)的电池单元(ZP)、显示装置(LR)、输入装置(DS)和接触装置(HK)设置在一个壳体(G)中，其特征在于，在壳体底部(GB)中以不对称的方式设置多个卡锁(BJ)作为用于固定在具有用电器(M)的移动装置上的固定装置。
2.根据权利要求1所述的能量储存器，其特征在于，所述显示装置(LR)、所述输入装置(DS)和所述电池管理系统(BMS)连接到串联的总线系统。
3.根据权利要求1或2所述的能量储存器，其特征在于，所述输入装置(DS)成型为选择开关。
4.根据权利要求1、2或3所述的能量储存器，其特征在于，所述显示装置(LR)成型为照明装置。
5.根据权利要求4所述的能量储存器，其特征在于，所述照明装置成型为发光环。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的能量储存器，其特征在于，所述接触装置包含相对于高电流接触件(HK)更短的引示接触件(PK)。
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