CN110203103A - 适于计算行程的电动车电量管理系统、工作方法及电动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适于计算骑行距离的电动车电量管理系统、工作方法及电动车，本电动车电量管理系统包括：电池组、电池采样电路、电量消耗检测电路和处理器模块，其中所述处理器模块适于通过电池采样电路获得电池当前电量，并根据电量消耗检测电路检测电动车在各行驶速度下的电量消耗，以换算出电池组的当前电量对应行驶速度所能够行驶的距离。

Description

适于计算行程的电动车电量管理系统、工作方法及电动车
技术领域
本发明属于电学技术领域，具体涉及一种电动车电量管理系统及应用该系统的电动车。
背景技术
现有技术中电动车的电量管理系统都存在诸如下述的问题：
1.当电动车电量低时采用充电器进行充电，无法直接判断采用的是否为配套充电器，从而容易带来对电池组的损坏。
2.在充电过程中无法精确计算出电池组的充电电量，容易造成对电池组的过充或充电不足产生虚电的情况。
3.在电动车使用过程中无法实时有效的监测电池组当前电压以及在电动车行驶过程中电池组的放电电量。
为了更好的解决上述现有技术中存在的问题，就需要提供一种全新的电量管理系统以满足对电动车电量的使用和充电过程的实时监控。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动车电量管理系统，以实现对电动车电池电量进行监控，并判断当前电量能够行驶的历程数。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电动车电量管理系统，包括：
电池组、电池采样电路、电量消耗检测电路和处理器模块，其中
所述处理器模块适于通过电池采样电路获得电池当前电量，并根据电量消耗检测电路检测电动车在各行驶速度下的电量消耗，以换算出电池组的当前电量对应行驶速度所能够行驶的距离。
进一步，所述电动车电量管理系统还包括：充电控制电路；
所述充电控制电路适于对所述电池组进行充电；
所述处理器模块适于根据充电检测电路采集的电池组充电电流获得电池组的实时充电电量，并且结合电池组的当前电量，计算出电量充满所需时间；
所述处理器模块适于记录在行驶速度下的电量消耗，并且在充电时适于根据电池组的当前电量计算出在相应行驶速度下所能够行驶的距离。
进一步，所述电池组包括：若干电池；在各电池的正极均独立设置有相应电池采样电路，各电池采样电路适于将获得的各电池的电压/电流信号发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据各电池的电压信号单独判断电池故障。
进一步，所述处理器模块还连接有延时关闭及系统唤醒电路；其中所述延时关闭及系统唤醒电路适于在电动车不工作时，自动关闭用电设备和/或电机控制器；以及所述延时关闭及系统唤醒电路适于在充电时自动唤醒本电动车电量管理系统。
进一步，所述充电控制电路包括：充电开关管，以及与该充电开关管控制的MOS管；其中所述MOS管串联在电池组的充电线路中；所述充电开关管由处理器模块进行控制，所述处理器模块适于通过充电开关管控制MOS管导通或关闭，以实现充电或者关闭充电状态。
进一步，所述延时关闭及系统唤醒电路包括：PNP型三极管Q8、NPN型三极管Q9和NPN型三极管Q10；其中所述NPN型三极管Q10的基极适于连接延时关闭信号，所述NPN型三极管Q10的集电极连接NPN型三极管Q9的基极，所述NPN型三极管Q10的发射极接地；所述NPN型三极管Q9的基极还适于连接充电唤醒信号，其发射极接地，以及集电极连接PNP型三极管Q8的基极，所述PNP型三极管Q8的发射极连接供电端，其集电极连接用电设备和/或电机控制器的控制端。
进一步，所述处理器模块还连接电池信息显示模块，以显示电池信息、行驶里程数据。
又一方面，本发明还提供了一种电动车电量管理系统的工作方法，包括：
电池组、电池采样电路、电量消耗检测电路和处理器模块，其中
所述处理器模块适于通过电池采样电路获得电池当前电量，并根据电量消耗检测电路检测电动车在各行驶速度下的电量消耗，以换算出电池组的当前电量对应行驶速度所能够行驶的距离。
第三方面，本发明还提供了一种电动车，所述电动车包括所述的电动车电量管理系统。
本发明的有益效果是，本发明通过电池采样电路获得电池当前电量，并根据电量消耗检测电路检测电动车在各行驶速度下的电量消耗，以换算出电池组的当前电量对应行驶速度所能够行驶的距离。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1是本发明的电动车电量管理系统的原理框图；
图2是本发明的充电器控制电路图；
图3是本发明的延时关闭及系统唤醒电路。
具体实施方式
下文讨论的图1至图3，以及在本专利文件中用于描述本发明的原理的各种实施例仅是用来说明，而不应当以被视为以任何方式限制本发明的范围。本领域技术人员将理解的是，本发明的原理可以实施在任何合适的电量管理系统及应用该系统的电动车。用于描述各种实施例的术语是示范性的。应当理解的是，提供这些仅是为了帮助理解本说明书，且它们的使用和定义不以任何方式限制本发明的范围。使用术语第一、第二等来区分具有相同术语集的对象，而不意在以任何方式表示时间次序，除非另有明确说明。组被限定为包含至少一个元件的非空组。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。应当理解的是，本文所描述的示范性实施例应当仅被认为是描述性的，而不是为了限制的目的。对每个示范性实施例中的特征或方面的描述应当通常被认为可用于其他示范性实施例中类似的特征或方面。
实施例1
如图1所示出了根据示例性实施例的电动车电量管理系统的原理框图；电动车电量管理系统，包括：电池组、电池采样电路、电量消耗检测电路和处理器模块，其中所述处理器模块适于通过电池采样电路获得电池当前电量，并根据电量消耗检测电路检测电动车在各行驶速度下的电量消耗，以换算出电池组的当前电量对应行驶速度所能够行驶的距离。
在本实施例中，所述电动车电量管理系统还包括：充电控制电路；所述充电控制电路适于对所述电池组进行充电；所述处理器模块适于根据充电检测电路采集的电池组充电电流获得电池组的实时充电电量，并且结合电池组的当前电量，计算出电量充满所需时间；所述处理器模块适于记录在行驶速度下的电量消耗，并且在充电时适于根据电池组的当前电量计算出在相应行驶速度下所能够行驶的距离，使用者可以比较清楚的查看充电时间以及对应的行驶里程。
在本实施例中，处理器模块可以但不限于采用STM32系列单片机。电量消耗检测电路可以通过采样电阻来实现，通过采样电阻将电池组的输出电流转换成电压由处理器模块进行采集。
在本实施例中处理器模块还设有充电通讯接口，所述充电通讯接口适于与外接充电器相连，即在处理器模块获得充电器的通讯信号后，所述处理器模块控制充电控制电路导通，对电池组进行充电。具体的，电动车电量管理系统通过充电通讯接口，可以智能识别采用的外接充电器是否为本电动车电量管理系统专用充电器，如果充电器不是专用充电器则无法充电，以此保护电动车电池组，避免电池组损毁。
所述电池组包括：若干电池；在各电池的正极均独立设置有相应电池采样电路，各电池采样电路适于将获得的各电池的电压/电流信号发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据各电池的电压信号单独判断电池故障。
在本实施例中电池采样电路可以采用分压电路来实现，加入采样电阻可以将电流转换为电压。
所述处理器模块还连接有延时关闭及系统唤醒电路；其中所述延时关闭及系统唤醒电路适于在电动车不工作时，自动关闭用电设备和/或电机控制器；以及所述延时关闭及系统唤醒电路适于在充电时自动唤醒本电动车电量管理系统；可以在电动车不工作的时候自动关闭用电设备和/或电机控制器，节约电量，降低功耗。在充电时自动唤醒系统监测充电量。
如图2所示出了根据示例性实施例的充电器控制电路图, 充电控制电路包括：充电开关管Q11，以及与该充电开关管控制的MOS管（IR5401）；其中MOS管串联在电池组的充电线路中；充电开关管Q11由处理器模块进行控制，所述处理器模块适于通过充电开关管Q11控制MOS管导通或关闭，以实现充电或者关闭充电状态。其中CD_H连接充电器，三极管Q11为NPN型三极管，其基极连接处理器模块的一控制输入端。
如图3所示出了根据示例性实施例的延时关闭及系统唤醒电路，延时关闭及系统唤醒电路包括： PNP型三极管Q8、NPN型三极管Q9和NPN型三极管Q10；其中所述NPN型三极管Q10的基极适于连接延时关闭信号，所述NPN型三极管Q10的集电极连接NPN型三极管Q9的基极，所述NPN型三极管Q10的发射极接地；所述NPN型三极管Q9的基极还适于连接充电唤醒信号，其发射极接地，以及集电极连接PNP型三极管Q8的基极，所述PNP型三极管Q8的发射极连接供电端，其集电极通过一二极管D10连接用电设备和/或电机控制器的控制端，即在NPN型三极管Q10的基极获得延时关闭信号时，控制用电设备和/或电机控制器关闭；或者作为唤醒自动唤醒系统一种可选的实施方式，PNP型三极管Q8的集电极通过二极管D10也可以连接处理器模块的供电端或者控制输入端，以唤醒处理器模块对充电量进行监测。
在本实施例中，唤醒信号可以由充电控制电路的输入端电压提供，如图2中稳压管D12阴极位置。
在本实施例中电动车电量管理系统中的处理器模块还连接电池信息显示模块，以清楚直观的查看电池数据、行驶里程数据。
本发明还可以在对电池组进行充电时能准确判断充电器是否符合要求，充电过程中获得电池组的充电电量，以及在电动车使用过程中能实时有效的监测电池组当前电压以及在电动车行驶过程中电池组的放电电量。
实施例2
在实施例1基础上，本实施例提供了一种电动车电量管理系统的工作方法，包括：电池组、电池采样电路、电量消耗检测电路和处理器模块，其中所述处理器模块适于通过电池采样电路获得电池当前电量，并根据电量消耗检测电路检测电动车在各行驶速度下的电量消耗，以换算出电池组的当前电量对应行驶速度所能够行驶的距离。
实施例3
在上述实施例基础上，本实施例3提供了一种电动车，电动车包括电动车电量管理系统。该电动车电量管理系统在实施例1中进行了详细描述，请参阅上述内容。
本发明的有益效果是，在对电池组进行充电时能准确判断充电器是否符合要求，充电过程中获得电池组的充电电量，以及在电动车使用过程中能实时有效的监测电池组当前电压以及在电动车行驶过程中电池组的放电电量。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种电动车电量管理系统，其特征在于，包括：
电池组、电池采样电路、电量消耗检测电路和处理器模块，其中
所述处理器模块适于通过电池采样电路获得电池当前电量，并根据电量消耗检测电路检测电动车在各行驶速度下的电量消耗，以换算出电池组的当前电量对应行驶速度所能够行驶的距离。
2.根据权利要求1所述的电动车电量管理系统，其特征在于，
所述电动车电量管理系统还包括：充电控制电路；
所述充电控制电路适于对所述电池组进行充电；
所述处理器模块适于根据充电检测电路采集的电池组充电电流获得电池组的实时充电电量，并且结合电池组的当前电量，计算出电量充满所需时间；
所述处理器模块适于记录在行驶速度下的电量消耗，并且在充电时适于根据电池组的当前电量计算出在相应行驶速度下所能够行驶的距离。
3.根据权利要求2所述的电动车电量管理系统，其特征在于，
所述处理器模块还设有充电通讯接口；
所述充电通讯接口适于与外接充电器相连，即
在处理器模块获得充电器的通讯信号后，所述处理器模块控制充电控制电路导通，对电池组进行充电。
4.根据权利要求3所述的电动车电量管理系统，其特征在于，
所述电池组包括：若干电池；
在各电池的正极均独立设置有相应电池采样电路，各电池采样电路适于将获得的各电池的电压/电流信号发送至处理器模块；
所述处理器模块适于根据各电池的电压信号单独判断电池故障。
5.根据权利要求4所述的电动车电量管理系统，其特征在于，
所述处理器模块还连接有延时关闭及系统唤醒电路；其中
所述延时关闭及系统唤醒电路适于在电动车不工作时，自动关闭用电设备和/或电机控制器；以及
所述延时关闭及系统唤醒电路适于在充电时自动唤醒本电动车电量管理系统。
6.根据权利要求3所述的电动车电量管理系统，其特征在于，
所述充电控制电路包括：
充电开关管，以及与该充电开关管控制的MOS管；其中
所述MOS管串联在电池组的充电线路中；
所述充电开关管由处理器模块进行控制，所述处理器模块适于通过充电开关管控制MOS管导通或关闭，以实现充电或者关闭充电状态。
7.根据权利要求5所述的电动车电量管理系统，其特征在于，
所述延时关闭及系统唤醒电路包括：PNP型三极管Q8、NPN型三极管Q9和NPN型三极管Q10；其中
所述NPN型三极管Q10的基极适于连接延时关闭信号，所述NPN型三极管Q10的集电极连接NPN型三极管Q9的基极，所述NPN型三极管Q10的发射极接地；
所述NPN型三极管Q9的基极还适于连接充电唤醒信号，其发射极接地，以及集电极连接PNP型三极管Q8的基极，所述PNP型三极管Q8的发射极连接供电端，其集电极连接用电设备和/或电机控制器的控制端。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电动车电量管理系统，其特征在于，
所述处理器模块还连接显示模块，以显示电池信息、行驶里程数据。
9.一种电动车电量管理系统的工作方法，其特征在于，包括：
电池组、电池采样电路、电量消耗检测电路和处理器模块，其中
所述处理器模块适于通过电池采样电路获得电池当前电量，并根据电量消耗检测电路检测电动车在各行驶速度下的电量消耗，以换算出电池组的当前电量对应行驶速度所能够行驶的距离。
10.一种电动车，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电动车电量管理系统。
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