CN107627854A - 一种用于电动车的双电源供电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电动车电源控制、供电管理技术领域；为了解决现有技术中的电动车续航不足，充电不便的技术问题，本发明提供一种用于电动车的双电源供电控制系统，包括接电系统和双电源控制系统；所述接电系统与双电源控制系统连接；所述接电系统包括设于电动车顶部并用于与接触线滑动连接的受电弓和设于电动车底部并用于与设于道路上的金属层滑动连接的负极触点；所述受电弓与双电源控制系统的输入端连接；所述负极触点与双电源控制系统的接地端连接。本发明具有使电动车续航里程长，充电简便，多电源切换迅速，负极接触点和金属层接触稳定的特点。
Description
技术领域
本发明属于电动车电源控制、供电管理技术领域，具体涉及一种用于电动车的双电源供电控制系统。
背景技术
世界的石油储量有限的问题，使人们把汽车使用的能源从石油能源转向电能或者其他能源，电动汽车的发展备受关注。电动汽车发展至今，存在着一些技术难题，如续航里程短，充电时间长，充电网点少，售后服务不理想等。
受到电池容量的限制，目前大多数纯电动车的续航里程都在100至200公里之间，如果短距离行驶还可以接受，一旦要出远门，在路上没电了对用户来说是很痛苦的事。一般采用夜间充电，但是一旦在行驶过程中电池遇到突发情况，纯电动车充电慢的缺点就会凸显出来。
在道路上行驶的电动汽车必须要有足够的电能行驶足够的里程，充电速度必须要足够快，虽然可以通过在网点换车或者换电池得以实现，但是一旦电动车数量足够多，这种方案就变得不可行。
发明内容
本发明的目的在于解决以上现有技术中存在的技术问题的至少一项，提供一种技术难度低，充电方便，发展前景好的用于电动车的双电源供电控制系统，它能提高电动车的续航里程和解决电动车充电问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于电动车的双电源供电控制系统，包括接电系统和双电源控制系统；所述接电系统与双电源控制系统连接；所述接电系统包括设于电动车顶部并用于与接触线滑动连接的受电弓和设于电动车底部并用于与设于道路上的金属层滑动连接的负极触点；所述受电弓与双电源控制系统的输入端连接；所述负极触点与双电源控制系统的接地端连接。
进一步的，所述双电源控制系统包括电源适配器、第一晶体管开关、第二晶体管开关、IC芯片、蓄电池组、蓄电池充电电路、电阻RAC和电流输出端；所述IC芯片的型号为bq24725A；电源适配器的输入端与所述受电弓连接；电源适配器、第一晶体管开关、电阻RAC、电流输出端依次连接；IC芯片通过第一晶体管开关与电源适配器连接并检测适配器接入状态；IC芯片通过第二晶体管开关与电流输出端连接；IC芯片通过蓄电池充电电路与蓄电池组连接，蓄电池充电电路与电流输出端连接。
进一步的，所述电流输出端与电动车电气系统连接，所述IC芯片和蓄电池组通过导线与充电桩子电源适配器接口连接。
进一步的，所述双电源控制系统还包括控制主机，所述IC芯片与控制主机连接。
进一步的，所述受电弓与电源适配器的正极端连接；所述负极触点与电源适配器负极端连接。
进一步的，所述金属层的宽度为车道宽度与电动车宽度的差值；所述金属层与道路的长边平行。
进一步的，所述负极触点为具有两个接触端的V型结构；两个接触端与金属层滑动连接。
进一步的，所述接电系统还包括用于支撑接触线的接触线支架。
进一步的，所述负极触点通过电动收放装置固定在电动车车底，所述电动收放装置包括电动伸缩装置、弹簧、第一铰接杆、第二铰接杆、第三铰接杆和第四铰接杆；电动伸缩装置的上端与电动车车底铰接；电动伸缩装置的伸缩端通过弹簧与第三铰接杆的一端铰接；第三铰接杆的一端还通过第一铰接杆与电动车车底铰接；所述第三铰接杆的另一端与第二铰接杆的一端铰接；第二铰接杆的另一端与电动车车底铰接；第二铰接杆的一端通过第四铰接杆与负极触点铰接，负极触点与金属层接触。
本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明的用于电动车的双电源供电控制系统，通过采用受电弓和接触线供电的方式作为本发明的双电源供电控制系统的接电系统的接电方式，又电动车底部的负极触点和金属层的接触，形成完整的电回路，从而实现了电动车的顺利行驶；又通过电动车的双电源控制系统，将外部电源与电动车内部的蓄电池组进行快速切换，从而实现了电动车的持续行驶，增强了电动车续航行驶的能力；本发明又通过对负极触点和金属层的材料和宽度以及相互作用方式的优化，实现了负极触点与金属层的紧密接触，避免了由于道路的偶尔的起伏导致的负极触点与金属层的偏移，增强了本发明的用于电动车的双电源供电控制系统的稳定性。
附图说明
图1本发明实施例1的整体结构示意图。
图2本发明的实施例1用于电动车的双电源供电控制系统的电路原理图。
图3本发明的实施例2的负极触点与电动车车底的结构示意图。
其中，附图中相应的附图标记为，1-电源适配器，2-第一晶体管开关，3-控制主机，4-bq24725A混合动力升压控制IC芯片，5-电动车电气系统，6-第二晶体管开关，7-蓄电池组，8-蓄电池充电电路，9-充电桩子电源适配器接口，10-接触线，11-受电弓，12-接触线支架，13-金属层，14-负极触点，15-弹簧，16-电动伸缩装置，17-第一铰接杆，18-第二铰接杆，19-电动车车底，20-第三铰接杆，21-第四铰接杆。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
如图1和2所示的，一种用于电动车的双电源供电控制系统，包括接电系统和双电源控制系统；所述接电系统与双电源控制系统连接；所述接电系统包括设于电动车顶部并用于与接触线滑动连接的受电弓和设于电动车底部并用于与设于道路上的金属层滑动连接的负极触点；所述受电弓与双电源控制系统的输入端连接；所述负极触点与双电源控制系统的接地端连接。
如图1所示的，一种用于电动车的双电源供电控制系统，主要用于具有4个车轮的电动车；本发明的用于电动车的双电源供电控制系统，包括接电系统；接电系统用于给电动车提供外部电源，从而保证电动车在蓄电池缺电的情况下，能够正常行驶，同时对蓄电池进行充电；从而使电动车能够顺利的行驶。所述接电系统包括设于电动车顶部、用于与接触线滑动连接的受电弓和设于电动车底部、用于与设于道路上的金属层13滑动连接的负极触点；本发明的接电系统通过受电弓与接触线连接；接触线10中的电流为正极；设于道路如公路上的金属层接地或者接外部电源的负极；通过受电弓11向双电源控制系统的电源适配器输入电流至电动车电气系统；通过与双电源控制系统的电源适配器1的负极连接的负极触点和金属层的滑动连接接地或与外部电源的负极相连形成电路回路。
由于，火车的受电弓和接触网系统比较成熟，本发明也可采用火车的受电弓和接触网系统供电。
进一步的，所述双电源控制系统包括电源适配器、第一晶体管开关、第二晶体管开关、IC芯片、蓄电池组、蓄电池充电电路、电阻RAC和电流输出端；所述IC芯片的型号为bq24725A；电源适配器的输入端与所述受电弓连接；电源适配器、第一晶体管开关、电阻RAC、电流输出端依次连接；IC芯片通过第一晶体管开关与电源适配器连接并检测适配器接入状态；IC芯片通过第二晶体管开关与电流输出端连接；IC芯片通过蓄电池充电电路与蓄电池组7连接，蓄电池充电电路与电流输出端连接。
如图2所示，本发明的用于电动车的双电源供电控制系统，还包括双电源控制系统；通过对外部电源、蓄电池组7电源的切换使用，从而满足电动车的续航需求。具体地，所述双电源控制系统通过第一晶体管开关2和第二晶体管开关的接通和关闭来实现对于电源切换使用的管理的。优选地，所述IC芯片的型号为bq24725A；所述IC芯片为混合动力升压控制IC芯片。电源适配器输出的电压范围为4.5-24V。进一步的，所述双电源控制系统还包括控制主机，所述IC芯片与控制主机连接。通过控制主机3对IC芯片进行控制管理。优选地，所述IC芯片为bq24725A混合动力升压控制IC芯片4。
当电源适配器1接通电源时，IC芯片通过内置的适配器检测机制对适配器的接入是否正常进行检测；确认适配器接入正常后，控制第二晶体管开关6关断，此时电池依旧通过蓄电池充电电路8为电流输出端供电；这时电压适配器在等待了大约100ms-1s后通过IC芯片控制第一晶体管开关接通；由于这时电源适配器、第一晶体管开关、电阻RAC和电流输出端构成的通路中的电压高于蓄电池的电压，第二晶体管开关被迫进入关断状态，从而实现了将蓄电池组供电切换为外部适配器供电状态。当适配器未接通时，电源适配器、第一晶体管开关、电阻RAC和电流输出端构成的通路中的电压比电池电压低，第二晶体管开关导通，从而是蓄电池组进入供电状态。所述电流输出端与电动车电气系统5连接，所述IC芯片和蓄电池组通过导线与充电桩子电源适配器接口9连接。当电动车不需要行驶时，可在充电桩处通过充电桩子电源适配器接口充电。
为了更好的实施本发明，所述受电弓与火车的受电弓功能一样，能够升起下降；所述接触线与铁路接触线功能一样，接电网电源正极，与受电弓接触提供电源；所述金属层是长条型的宽度等于公路一条车道的宽度减去电动车的宽度，长度不限，与电网电源负极相接或接地。
所述电动车为四轮以上电动车，包括主蓄电池、副蓄电池、计电表、电源适配器(充电器)、双电源供电控制系统、电动机、地线。受电弓安装在车顶，与电源适配器输入端正极相接，地线以铰链链接的形式或以弹簧连接的形式安装在车底，与电源适配器输入端负极相接，电源适配器输出端、两个蓄电池、电动机对应接在双电源供电控制系统的电流输出端。
进一步的，所述接电系统还包括用于支撑接触线的接触线支架12。所述道路为平整的公路，质量好，金属层铺在车道中央，接触线和火车铁轨的接触线一样用架子吊在车道正上方。
采用上述技术方案后，电动车在上述公路车道行驶过程中受电弓与接触线相接触，所述地线与金属层相接触，电源适配器输入端电源导通对电动车电气系统供电，同时给两块蓄电池充电，蓄电池不供电；电动车驶离上述公路车道，或者地线与金属层接触不良等原因，引起电源适配器输入端进入断电状态，主蓄电池就开始放电，继续为电动车电气系统供电，主蓄电池电量不足时，副蓄电池接着供电。只要不出现线路故障，在上述公路车道上行驶可以随时充电，无需固定的充电站点，即使供电线网断电，电动车可以依靠电池继续行驶，防止电动车因为断电而堵在路上，主、副电池的应用更加能避免这个问题。当电动车不需要行驶时，可在充电桩处通过接线口进行充电。
进一步的，所述金属层的宽度为车道宽度与电动车宽度的差值；所述金属层与道路的长边平行。
为了合理的设置金属层的宽度，使电动车在行驶时不会因为微小的方向偏移，导致负极触点脱离金属层，因此，将金属层的宽度设置在合理的范围内。为了更好的实现负极触点与金属层的接触，金属层为磁性金属层，负极触点与磁性金属层相互吸引；从而进一步的防止由于道路的起伏导致的负极触点的偏离金属层。
进一步的，所述负极触点为具有两个接触端的V型结构；两个接触端与金属层滑动连接。另一种实施方式是，所述负极触点为具有两个接触端的V型结构，两个接触端在金属层上滑动，从而保证两个接触端与金属层的压力保持在一定的范围内，以保证两者能稳定接触为准，所述V性结构的负极触点和金属层也同样可以采用两者通过磁性吸引的方式增强其接触，从而使本发明具有更好的稳定性。
本发明的发明过程如下：
目前，笔记本电脑的电源有电池和充电器两种，这两种电源在使用过程中可以实现无缝切换，也就是电脑在开机的状态下拔掉充电器，而电脑不会断电，因为电池在供电；开机状态下不拔掉充电器而取下电池，电脑也不会断电，因为充电器在供电。
现在的列车是用电最多的电动车，接触电线、受电弓和铁轨给予列车无尽的能源。只要保证线路无故障，就不担心列车的电源问题。
许多游乐场内有碰碰车。有一种碰碰车不需要充电，因为地面是一大块铁接电源的正极，上方的天花板也是一大块金属制品，接电源的负极或者接地，而碰碰车有一根长长的金属天线与天花板接触，地盘下面一根金属尾巴与地面接触，碰碰车无论朝哪边开，天线和尾巴都能接触到电源，实现了碰碰车朝任意方向行驶都能保证供电。
把列车的电源特点和上述碰碰车的特点在公路上架设接触线网，同时在电动车顶安装接触电弓，为了让电源形成回路，在公路地面上铺一层金属，电动车底盘上的金属触点与这层金属滑动或者滚动接触作为电源的负极。
在上述的电源结构的基础上，加入电脑的“电源无缝切换系统”使得电动车电弓与接触线处于非接触状态时，电动车使用电池供电而不影响行驶。当电动车的电弓与接触线处于接触状态，电动车使用电网提供的电能，同时向电池充电，实现了双电源供电。
当电动车有了以上的电源结构，只要电力输送过程中不出问题，在行驶过程中就不用担心冲电的问题。即使电网出现故障，电动车还能依靠满格的电池继续行驶，不会因为电网断电而堵在路上，而且无需再设置专门的充电站。为了防止电动车的电池出现故障，同时受电弓又没有接触到电网，而导致电动车堵在路上，可以设计一块备用电池，当主电池和线网都不能供电时，由备用电池供电。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例的负极触点通过电动收放装置连接在电动车底；具体地，如图3所示，所述电动收放装置包括与电动车车底19连接的电动伸缩装置16；电动伸缩装置的上端与电动车车底铰接；电动伸缩装置的伸缩端通过弹簧与第三铰接杆20的左端铰接；第三铰接杆20的左端还通过第一铰接杆17与电动车车底铰接；所述第三铰接杆20的右端与第二铰接杆18的下端铰接；第二铰接杆的上端与电动车车底铰接；第二铰接杆18的下端通过第四铰接杆21与负极触点14铰接，负极触点14与金属层接触。图3中的○表示铰接。
所述负极触点通过电动收放装置固定在电动车车底，所述电动收放装置包括电动伸缩装置、弹簧、第一铰接杆、第二铰接杆、第三铰接杆和第四铰接杆；电动伸缩装置的上端与电动车车底铰接；电动伸缩装置的伸缩端通过弹簧与第三铰接杆的一端铰接；第三铰接杆的一端还通过第一铰接杆与电动车车底铰接；所述第三铰接杆的另一端与第二铰接杆的一端铰接；第二铰接杆的另一端与电动车车底铰接；第二铰接杆的一端通过第四铰接杆与负极触点铰接，负极触点与金属层接触。
如图3所示，第一铰接杆、第二铰接杆和第三铰接杆与电动车车底形成铰链四杆机构。当电动车在该车道行驶时，电动伸缩装置伸长，形成如图3所示的负极触点与金属层接触状态，电动车接入电网，弹簧的作用在于保证触点与金属层的良好接触。当电动车驶离该车道脱离电网，电动伸缩装置收缩，拉动第一铰接杆17顺时针旋转，拉动第三铰接杆20向左运动，同时第三铰接杆20拉动第二铰接杆18顺时针旋转，使得负极触点远离路面或者收回车底，避免触点磨损。
其余部分与实施例1相同。
根据本说明书的记载即可较好的实现本发明的技术方案。
Claims (9)
1.一种用于电动车的双电源供电控制系统，其特征在于，包括接电系统和双电源控制系统；所述接电系统与双电源控制系统连接；所述接电系统包括设于电动车顶部并用于与接触线滑动连接的受电弓和设于电动车底部并用于与设于道路上的金属层滑动连接的负极触点；所述受电弓与双电源控制系统的输入端连接；所述负极触点与双电源控制系统的接地端连接。
2.根据权利要求1所述的用于电动车的双电源供电控制系统，其特征在于，所述双电源控制系统包括电源适配器、第一晶体管开关、第二晶体管开关、IC芯片、蓄电池组、蓄电池充电电路、电阻RAC和电流输出端；所述IC芯片的型号为bq24725A；电源适配器的输入端与所述受电弓连接；电源适配器、第一晶体管开关、电阻RAC、电流输出端依次连接；IC芯片通过第一晶体管开关与电源适配器连接并检测适配器接入状态；IC芯片通过第二晶体管开关与电流输出端连接；IC芯片通过蓄电池充电电路与蓄电池组连接，蓄电池充电电路与电流输出端连接。
3.根据权利要求2所述的用于电动车的双电源供电控制系统，其特征在于，所述电流输出端与电动车电气系统连接，所述IC芯片和蓄电池组通过导线与充电桩子电源适配器接口连接。
4.根据权利要求3所述的用于电动车的双电源供电控制系统，其特征在于，所述双电源控制系统还包括控制主机，所述IC芯片与控制主机连接。
5.根据权利要求4所述的用于电动车的双电源供电控制系统，其特征在于，所述受电弓与电源适配器的正极端连接；所述负极触点与电源适配器负极端连接。
6.根据权利要求5所述的用于电动车的双电源供电控制系统，其特征在于，所述金属层的宽度为车道宽度与电动车宽度的差值；所述金属层与道路的长边平行。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的用于电动车的双电源供电控制系统，其特征在于，所述负极触点为具有两个接触端的V型结构；两个接触端与金属层滑动连接。
8.根据权利要求1-6任意一项所述的用于电动车的双电源供电控制系统，其特征在于，所述接电系统还包括用于支撑接触线的接触线支架。
9.根据权利要求7所述的用于电动车的双电源供电控制系统，其特征在于，所述负极触点通过电动收放装置固定在电动车车底，所述电动收放装置包括电动伸缩装置、弹簧、第一铰接杆、第二铰接杆、第三铰接杆和第四铰接杆；电动伸缩装置的上端与电动车车底铰接；电动伸缩装置的伸缩端通过弹簧与第三铰接杆的一端铰接；第三铰接杆的一端还通过第一铰接杆与电动车车底铰接；所述第三铰接杆的另一端与第二铰接杆的一端铰接；第二铰接杆的另一端与电动车车底铰接；第二铰接杆的一端通过第四铰接杆与负极触点铰接，负极触点与金属层接触。
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