CN107369793B - 一种轻便式自动平衡电动车的电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于两轮电动车的配件领域，具体提供一种轻便式自动平衡电动车的电池装置。包括电池盒和带滑轨的方形固定架，电池盒两端设于滑轨上、两侧分别设有第一铁芯线圈和第二铁芯线圈，固定架两侧对应设有第三铁芯线圈和第四铁芯线圈；电池盒外部的另一滑轨中部设有滑块、两端分别固定有第一限位开关和第二限位开关；四个铁芯线圈均与电池盒的正负极相连，第一及第二铁芯线圈内的电流方向受控于换向继电器，换向继电器的线圈控制电路上设有限位开关。电动车处于平衡状态时，两组铁芯线圈间均为排斥力；电动车倾斜时，滑块接通限位开关，其中一组铁芯线圈间的排斥力变为吸引力，电池盒向电动车倾斜的反方向移动，平衡电动车重心，不易产生侧翻。

Description

一种轻便式自动平衡电动车的电池装置
技术领域
本发明属于两轮电动车的配件领域，具体的提供了一种轻便式自动平衡电动车的电池装置。
背景技术
两轮电动车转弯或紧急避让时，车子很容易侧倾使重心偏移从而导致翻车。而电动车的电池重量占车体离地部分的主要重量。因此， 电动车电池重心偏移是引起电动车侧翻的主要原因。及时调节电动车电池的重心位置对平衡电动车、减少电动车侧翻有重要意义。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种轻便式自动平衡电动车的电池装置。
本发明的技术方案：一种轻便式自动平衡电动车的电池装置，包括电池盒和方形固定架，所述方形固定架两端设有第一滑轨和第二滑轨，所述电池盒两端架设于所述第一及第二滑轨上；电池盒两侧面上分别设有第一铁芯线圈和第二铁芯线圈；方形固定架不设滑轨的两侧面上分别设有第三铁芯线圈和第四铁芯线圈；
电池盒外部还设有第三滑轨，所述第三滑轨平行于第一和第二滑轨，第三滑轨中部设有滑块、两端分别固定有第一限位开关和第二限位开关，且第一、第二限位开关分别相对第一、第二铁芯线圈位于电池盒外部的左右不同侧；既第一限位开关和第一铁芯线圈位于滑块与电池盒中心连线的左右不同侧，第二限位开关和第二铁芯线圈也位于滑块与电池盒中心连线的左右不同侧。
所述第一铁芯线圈、第二铁芯线圈、第三铁芯线圈及第四铁芯线圈分别与电池盒的正、负极线路连接；所述第一铁芯线圈或第三铁芯线圈还与第一换向继电器相连，第一换向继电器的线圈控制电路也与电池盒的正负极线路连接，且该线圈控制电路上设有第一限位开关；所述第二铁芯线圈或第四铁芯线圈还与第二换向继电器相连，第二换向继电器的线圈控制电路也与电池盒的正负极线路连接，且该线圈控制电路上设有第二限位开关；通过换向继电器控制第一及第二铁芯线圈内的电流方向。
当电动车处于平衡状态时，滑块位于第三滑轨中部，此时，第一铁芯线圈与第三铁芯线圈磁性相斥，第二铁芯线圈与第四铁芯线圈磁性也相斥，电池盒在两组斥力的作用下处于平衡状态；当电动车向一侧倾斜时，滑块相应地滑向第三滑轨的一端，接通第一限位开关，第一换向继电器的线圈得电，从而改变第一铁芯线圈或第三铁芯线圈的电流方向，第一铁芯线圈与第三铁芯线圈磁性相吸，第二铁芯线圈与第四铁芯线圈磁性仍保持相斥，电池盒在两组磁力的作用下向电动车倾斜的反方向移动，平衡电动车的重心；同理，电动车向另一侧倾斜时，滑块接通第二限位开关，第二换向继电器改变第二铁芯线圈或第四铁芯线圈的电流方向，使第二铁芯线圈与第四铁芯线圈的磁性由相斥改成相吸，电池盒向电动车倾斜的反方向移动，平衡电动车的重心，使电动车不易侧翻。若电动车恢复平衡，滑块则与限位开关断开并回位，换位继电器改变线圈的电流方向，使两组线圈均产生排斥力，从而使电池盒恢复平衡状态。
进一步的，所述第一限位开关外侧、远离滑块一端设有第三限位开关，所述第三限位开关与第一限位开关并联。第三限位开关起到终点限位的作用，当第一限位开关失灵时，可防止滑块机构失灵，增加装置的安全性。
进一步的，所述第二限位开关外侧、远离滑块一端设有第四限位开关，所述第四限位开关与第二限位开关并联。增加安全性。
进一步的，所述滑块两端通过弹簧与第三滑轨的两侧固定端相连。有利于滑块回位并且位于第三滑块的中间位置。
进一步的，所述第一换向继电器包括继电器线圈及由继电器线圈控制的两个常开开关和两个常闭开关，常开开关与常闭开关间隔放置且首尾连接形成桥式结构的换向开关电路，第一铁芯线圈两端跨接在其对应的桥式结构的换向开关电路的两端，换向开关电路的另外两端分别连接电源在正负极。同理，第二换向继电器也包括继电器线圈及由继电器线圈控制的两个常开开关和两个常闭开关，常开开关与常闭开关间隔放置且首尾连接形成桥式结构的换向开关电路，第二铁芯线圈两端跨接在其对应的桥式结构的换向开关电路的两端，换向开关电路的另外两端分别连接电源在正负极。。通过继电器控制其常闭开关和常开开关的开、闭，可改变流经第一铁芯线圈和第二铁芯线圈的电流方向，从而改变铁芯线圈的磁性的极性。
进一步的，所述第一铁芯线圈、第二铁芯线圈、第三铁芯线圈及第四铁芯线圈的通电线路上设有总开关。所述总开关可与电动车的开锁开关控制，既电动车启动后再接通第一铁芯线圈、第二铁芯线圈、第三铁芯线圈及第四铁芯线圈的通电线路。
本发明优点：1、本电池装置可实时监测并调整电动车电池盒的平衡位置，从而调整电动车的重心，可减少两轮电动车因侧倾产生的事故。
2、本电池装置的电池盒无需使用铁磁性材料制成，结构简单、轻便，通过线圈的磁性控制电池盒的回位，回位迅速。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的电路图。
图1至图2中的附图标号为：1-电池盒，2-方形固定架，3-第一滑轨，4-第二滑轨，5-第三滑轨，6-滑块，7-弹簧，L1-第一铁芯线圈，L2-第二铁芯线圈，L3-第三铁芯线圈，L4-第四铁芯线圈， K1-第一限位开关，K2-第二限位开关，K3-第三限位开关，K4-第四限位开关，KM1-第一继电器线圈，KM11-第一常开开关，KM12-第一常闭开关KM2-第二继电器线圈，KM21-第二常开开关，KM22-第二常闭开关。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1-2所示，一种轻便式自动平衡电动车的电池装置，包括电池盒1和方形固定架2，所述方形固定架2两端设有第一滑轨3和第二滑轨4，所述电池盒1两端架设于所述第一滑轨3及第二滑轨4上；电池盒1两侧面上分别设有第一铁芯线圈L1和第二铁芯线圈L2；方形固定架2不设滑轨的两端分别设有第三铁芯线圈L3和第四铁芯线圈L4。
电池盒1外部还设有第三滑轨5，所述第三滑轨5平行于第一滑轨3和第二滑轨4；第三滑轨5中部设有滑块6，两端分别固定有第一限位开关K1和第二限位开关K2，且第一、第二限位开关K2分别相对第一、第二铁芯线圈L2位于电池盒1外部的左右不同侧。所述第一限位开关K1外侧、远离滑块6一端设有第三限位开关K3，所述第三限位开关K3与第一限位开关K1并联。所述第二限位开关K2外侧、远离滑块6一端设有第四限位开关K4，所述第四限位开关K4与第二限位开关K2并联。所述滑块6两端通过弹簧7与第三滑轨的两侧固定端相连，便于滑块6回位。
所述第一铁芯线圈L1、第二铁芯线圈L2、第三铁芯线圈L3及第四铁芯线圈L4分别与电池盒1的正、负极线路连接；所述第一铁芯线圈L1还与第一换向继电器KM1相连，第一换向继电器KM1的线圈控制电路也与电池盒1的正负极线路连接，且该线圈控制电路上设有第一限位开关K1；所述第二铁芯线圈L2还与第二换向继电器KM2相连，第二换向继电器KM2的线圈控制电路也与电池盒1的正负极线路连接，且该线圈控制电路上设有第二限位开关K2。所述第一换向继电器包括第一继电器线圈KM1及两个第一常开开关KM11和两个第一常闭开关KM12，其中由第一继电器线圈KM1控制的常开KM11和常闭KM12间隔放置形成一个封闭的菱形，四个开关首尾连接相连成“桥”式结构的换向开关电路，第一铁芯线圈L1的两端跨接在桥式换向开关电路的两端，而桥式换向开关电路的另外两端分别连接电源的正负极。第二换向继电器包括第二继电器线圈KM2及两个第二常开开关KM21和两个第二常闭开关KM22，其中由第二继电器线圈KM2控制的常开KM21和常闭KM22间隔放置形成一个封闭的菱形，四个开关首尾连接相连成“桥”式结构的换向开关电路，第二铁芯线圈L2的两端跨接在桥式换向开关电路的两端，而桥式换向开关电路的另外两端分别连接电源的正负极。所述第一铁芯线圈L1、第二铁芯线圈L2、第三铁芯线圈L3及第四铁芯线圈L4的通电线路上设有总开关。所述总开关可与电动车的开锁开关控制，既电动车启动后再接通第一铁芯线圈L1、第二铁芯线圈L2、第三铁芯线圈L3及第四铁芯线圈L4的通电线路。
当电动车处于平衡状态时，滑块6位于第三滑轨5中部，此时，第一铁芯线圈L1与第三铁芯线圈L3的线圈缠绕方向相同，电流方向相同，故磁性相斥。同理，第二铁芯线圈L2与第四铁芯线圈L4磁性也相斥，电池盒1在两组斥力的作用下处于平衡状态；当电动车向右侧倾斜时，滑块6相应地滑向第三滑轨5的右端，接通第一限位开关K1，第一继电器线圈KM1得电接通，第一常开开关KM11闭合，第一常闭开关KM12打开，改变第一铁芯线圈L1的电流方向，第一铁芯线圈L1与第三铁芯线圈L3磁性相吸，第二铁芯线圈L2与第四铁芯线圈L4磁性仍保持相斥，电池盒1在两组磁力的作用下向电动车左侧移动，平衡电动车的重心。若电动车恢复平衡，滑块6则与限位开关K1断开并回位，第一继电器线圈KM1失电，则改变第一铁芯线圈L1的电流方向，则第一铁芯线圈L1与第三铁芯线圈L3磁性相斥，且磁力大小和两个得电线圈的距离成反比，推动着电池盒回复到滑轨中间的位置，当电池盒到达中间位置时，这时两组线圈均产生排斥力且斥力大小相等，从而使电池盒1恢复平衡状态。同理，电动车向左侧倾斜时，滑块6接通第二限位开关K2，第二继电器线圈KM2改变第二铁芯线圈L2的电流方向，使第二铁芯线圈L2与第四铁芯线圈L4的磁性由相斥改成相吸，电池盒1向电动车左侧移动。本电池装置可实时监测并调整电动车电池盒1的平衡位置，从而调整电动车的重心，可减少两轮电动车因侧倾产生的事故。
作为本构思的另一个方案，也可以保持第一铁芯线圈L1的电流方向不变，而将第一换向继电器线圈KM1及桥式电路固定在方形固定架上，通过第一换向继电器线圈KM1控制上述的桥式电路，从而改变第三铁芯线圈L3的电流方向，实现上述功能。同理，也可以保持第二铁芯线圈L2的电流方向不变，将第二换向继电器线圈KM2及桥式电路固定在方形固定架上，通过第二换向继电器线圈KM2控制上述桥式电路，从而改变第四铁芯线圈L4的电流方向，实现上述功能。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种修改或改动，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种轻便式自动平衡电动车的电池装置，包括电池盒和方形固定架，其特征在于：所述方形固定架两端设有第一滑轨和第二滑轨，所述电池盒两端架设于所述第一滑轨及第二滑轨上；电池盒两侧面上分别设有第一铁芯线圈和第二铁芯线圈；方形固定架不设滑轨的两侧面上分别设有第三铁芯线圈和第四铁芯线圈；
电池盒外部还设有第三滑轨，所述第三滑轨平行于第一和第二滑轨，第三滑轨中部设有滑块、两端分别固定有第一限位开关和第二限位开关，且第一、第二限位开关分别相对第一、第二铁芯线圈位于电池盒外部的左右不同侧；
所述第一铁芯线圈、第二铁芯线圈、第三铁芯线圈及第四铁芯线圈分别与电池盒的正、负极线路连接；所述第一铁芯线圈或第三铁芯线圈还与第一换向继电器相连，第一换向继电器的线圈控制电路也与电池盒的正负极线路连接，且该线圈控制电路上设有第一限位开关；所述第二铁芯线圈或第四铁芯线圈还与第二换向继电器相连，第二换向继电器的线圈控制电路也与电池盒的正负极线路连接，且该线圈控制电路上设有第二限位开关；
当电动车处于平衡状态时，滑块位于第三滑轨中部，此时，第一铁芯线圈与第三铁芯线圈磁性相斥，第二铁芯线圈与第四铁芯线圈磁性也相斥，电池盒在两组斥力的作用下处于平衡状态；当电动车向一侧倾斜时，滑块相应地滑向第三滑轨的一端，接通第一限位开关，第一换向继电器的线圈得电，从而改变第一铁芯线圈或第三铁芯线圈的电流方向，第一铁芯线圈与第三铁芯线圈磁性相吸，第二铁芯线圈与第四铁芯线圈磁性仍保持相斥，电池盒在两组磁力的作用下向电动车倾斜的反方向移动，平衡电动车的重心；同理，电动车向另一侧倾斜时，滑块接通第二限位开关，第二换向继电器改变第二铁芯线圈或第四铁芯线圈的电流方向，使第二铁芯线圈与第四铁芯线圈的磁性由相斥改成相吸，电池盒向电动车倾斜的反方向移动。
2.如权利要求1所述的轻便式自动平衡电动车的电池装置，其特征在于：所述第一限位开关外侧、远离滑块一端设有第三限位开关，所述第三限位开关与第一限位开关并联。
3.如权利要求1所述的轻便式自动平衡电动车的电池装置，其特征在于：所述第二限位开关外侧、远离滑块一端设有第四限位开关，所述第四限位开关与第二限位开关并联。
4.如权利要求1所述的轻便式自动平衡电动车的电池装置，其特征在于：所述滑块两端通过弹簧与第三滑轨的两侧固定端相连。
5.如权利要求1所述的轻便式自动平衡电动车的电池装置，其特征在于：所述第一换向继电器及第二换向继电器均包括继电器线圈及由继电器线圈控制的两个常开开关和两个常闭开关，常开开关与常闭开关间隔放置且首尾连接形成桥式结构的换向开关电路，第一铁芯线圈或第二铁芯线圈的两端跨接在桥式结构的换向开关电路的两端，换向开关电路的另外两端分别连接电源在正负极。
6.如权利要求1所述的轻便式自动平衡电动车的电池装置，其特征在于：所述第一铁芯线圈、第二铁芯线圈、第三铁芯线圈及第四铁芯线圈的通电线路上设有总开关。
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