CN1106348A - 用于电马达车的电源装置 - Google Patents

Abstract

用于向一个运行马达提供电能的运行电源3相 对于车体接地装置被保持在浮动状态。另外，设置了 一个降压输入/输出绝缘式DC-DC转换器4。从 构成运行电源3的一部分的电池单元3a，二极管7 和主开关2被按照这样的顺序设置，以向DC-DC 转换器4提供启动电能或启动信号，从而启动 DC-DC转换器4。因此，电能被从运行电源3提供 到该DC-DC转换器的输入端，以获得降压辅助电 源VB。

Description

本发明涉及一种用于电马达车的电源装置，该电马达车能够从一个运行电源获得辅助电能，该运行电源借助一个输入/输出绝缘式DC-DC转换器而被保持在浮动状态，其中该辅助电源的一端与车体接地装置相连。具体地，本发明涉及一种用于电马达车的电源装置，其中借助诸如点火键的主开关从一个运行电源获得用于启动一个辅助电源的电能或信号，其中可以采用具有低耐压的开关，且即使当主开关的触头与车体接地装置之间的绝缘降低时也可防止来自运行电源的漏电流。

一般地，电马达车包括一个运行电源和一个辅助电源。

该运行电源适于主要向运行马达提供电能。它一般具有从几十至几百V的高压，并因此被保持在浮动状态（该电源的一端不同车体接地装置相连）。

辅助电源适于提供各种控制器和照明装置所需的电能，并一般具有12至24V或更低的低压。因此，该辅助电源的一端与机体接地装置相连，以降低该辅助电源的接地阻抗;且一个金属制成的车体被用作照明装置的驱动电流的返回通路，以省去用于该电流返回通路的导线。

已知一种电马达车，它包括一种专用电池，作为与运行电源分离的辅助电源。然而，为了减小用于安装该电池的空间和其重量，最经常采用的是这样一种电马达车，它具有一个输入/输出绝缘式DC-DC转换器，用于借助降压转换从运行电源获得辅助电源。

图32是电路图，显示了用于电马达车的先有技术电源装置的结构，其中借助这种降压转换而从被保持在浮动状态的运行电源获得辅助电源。

在一种先有技术的电马达车的电源装置1中，采用了诸如点火键开关的主开关2来作为启动开关，且运行电源3的电源电压VM通过主开关2而被提供到输入/输出绝缘式DC-DC转换器4的启动控制端4a，从而在DC-DC转换器4的输出端获得降压辅助电源VB。一个启动电路5由诸如一个继电器6构成。继电器6的一个激励绕组6a得到激励，且运行电源3通过继电器6的触头6b而被提供给DC-DC转换电路4A的输入端，以启动DC-DC转换。辅助电源VB例如在负电极上与车体接地装置相连。

当辅助电源VB被提高时，车辆的照明装置系统处于可运行状态，且各种控制器开始运行。例如，根据来自马达驱动控制器的激励指令，在一个功率转换器中的各个半导体开关元件（未显示）得到驱动，以向一个运行马达提供电能，从而使车辆运行。

DC-DC转换器4的切换可以直接由主开关2进行，而不经过继电器6;然而，在此情况下，需要具有大电流容量的开关;且进一步地，触头容易在切换较大电流时被损坏。

为此，如图32所示，为了在DC-DC转换器4的输入端侧切换电能，由主开关2驱动一个继电器6;或者驱动半导体开关元件（未显示）而不是继电器6。

然而，由于运行电源3的电压很高，主开关2必须具有高的耐压。

在如图33所示的用于电马达车的另一种电源装置11中，从电池单元3a经过一个主开关2而向DC-DC转换器4的一个启动控制端4a提供一个启动电源或启动信号以启动DC-DC转换器4-该电池单元3a构成了运行电源3的一部分而运行电源3包括多个彼此串联的电池单元3a至3n。借助这种结构，能够采用在触头之间具有低耐压的主开关。

另一方面，用于启动辅助电源的主开关2，是控制电马达车的整个电气系统的通/断的重要关键部件。因此，如图34所示，触头的打开/闭合是通过把一个电键插入到一个电键插入孔2K中并转动该电键而完成的;且进一步地，在其上连接有一个锁定销2L，用于限制转向系统的操作。由电键开关构成的主开关2的本体2a由金属制成，且该主开关2一般被安装在形成车体接地装置的车辆金属部分上。

如上所述，在先有技术的电源装置中，主开关被接通以提供来自运行电源的启动电能或启动信号，从而提高辅助电源。然而，如图34所示，考虑主开关2的结构，触头距离开关的本体2a很近，而主开关2的本体2a构成了车体接地装置;因此，至车体接地装置的绝缘电阻由于水的渗透而趋向于降低（图33所示的主开关1的等效绝缘电阻值R1被减小）。此外，当运行电源的正电极与车体接地装置间的绝缘电阻同时被降低时（图33中运行电源3和车体接地装置间的等效绝缘电阻R2被降低），如图33的虚线所示，就会有漏电流LC通过主开关2并沿着运行电源3的高压侧-等效绝缘电阻R2-车体接地装置-主开关2的等效绝缘电阻R1-运行电源3的低压侧这一路径流动。这造成了这样的缺点，即出现运行电源3的无用电流消耗，且高电压被加到主开关2的触头上。

为了解决上述问题，作出了本发明，且本发明的目的是提供一种用于电马达车并能够采用具有低耐压的主开关的电源装置，并阻止漏电流沿着包含主开关的辅助电源的启动路径流动。

为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种用于电马达车的电源装置，包括：

一个运行电源，用于向运行马达提供电能，它包括多个彼此串联的电池并相对于车体接地装置而被保持在浮动状态;以及

一个降压式DC-DC转换器，其中输入端侧与外侧绝缘;

其中按照这样顺序从构成运行电源的一部分的电池至少设置一个二极管和一个主开关，以把启动电能或启动信号提供给该DC-DC转换器以控制所要操作的DC-DC转换器，从而从运行电源向DC-DC转换器的输入端提供电能并在该DC-DC转换器的输出端获得降压的辅助电源。

当主开关接通时，一个启动电能或启动信号通过一个二极管或主开关而被提供给DC-DC转换器，以启动该DC-DC转换器的运行，从而提供辅助电源。

该二极管沿着从运行电源的电池向DC-DC转换器提供启动电能或启动信号的方向而被设置在中间，从而使它能防止沿着相反的方向流动的电流。

例如，即使主开关的绝缘由于水的渗透而降低且运行电源和车体接地装置之间的绝缘被降低时，沿着从机体接地装置至运行电源的方向流动的漏电流被该二极管所阻止。因此，可以防止漏电流的产生，从而消除运行电源的不必要的电流消耗，并防止高电压被加到主开关的触头上。

下面，将结合附图描述本发明的实施例。

图1是根据本发明的用于电马达车的电源装置的电路图。

图2是框图，显示了DC-DC转换器的一个例子。

图3是电路图，显示了启动电路的另一种结构。

图4是用于电马达车的、采用半导体开关元件作为启动电路的电源装置的电路图。

图5是包括被用作启动电路的一个开关电路的DC-DC转换器的框图。

图6是其中应用了根据本发明的用于电马达车的电源单元的电马达驱动两轮车辆的电线路电路图。

图7是框图，显示了用于提供两条线的输出的DC-DC转换器的一个例子。

图8是框图，显示了用于提供两条线的输出的DC-DC转换器的另一个例子。

图9是电路图，显示了照明装置系统装置的另一个例子。

图10是框图，显示了运行电源和功率转换器的一个例子。

图11是框图，显示了电池监测/充电控制部分的一个例子。

图12是电马达驱动两轮车辆的侧视图。

图13是电马达驱动两轮车辆的平面图。

图14是电马达驱动两轮车辆的后视图。

图15是立体图，显示了一个运行电源包含部分和电马达驱动两轮车辆的框结构。

图16是电池监测/充电控制部分和运行控制部分的安装结构和后盖组件的一部分的分解立体图。

图17是头盔容纳部分、后盖组件的一部分、和电池盖组件的一部分的分解立体图。

图18是一个前盖组件的分解立体图。

图19是立体图，显示了用于一个风扇的安装结构。

图20是立体图，显示了一个导线组件和电池单元的导线。

图21是横向剖视图，显示了一个功率摆动单元的内部结构。

图22是马达驱动单元和运行马达的分解立体图。

图23是一个功率摆动单元的空气抽吸部分的结构的分解立体图。

图24显示了空气在电池单元中的流动。

图25是一个电池单元的正视图。

图26是该电池单元的侧视图。

图27是该电池单元的后视图。

图28用于说明二次电池之间的连接。

图29用于说明电线压紧部分的结构。

图30是一个蜂窝结构的分隔部件的立体图。

图31显示了连接端子的结构。

图32是先有技术的用于电马达车的电源装置的电路图。

图33用于说明用于电马达车的另一种先有技术电源装置和它的缺点。

图34显示了一个主开关的结构。

符号的说明：

2  主开关

3，30  运行电源

3a至3f，30a至30f  电池单元

4，40，40A  DC-DC转换器

7，8  用于防止漏电流的二极管

21，22，23，24  用于电马达车的电源装置

41  启动电路

70M  运行马达

BAT  二次电池

LC，LCR  漏电流

VB  辅助电源

图1是根据本发明的用于电马达车的电源装置的电路图。

根据本发明的、用于电马达车的电源装置21，包括一个运行电源3、一个DC-DC转换器4、一个主开关2、和一个用于阻挡漏电流的二极管7。

运行电源3适于向一个运行马达（未显示）提供电能，并向DC-DC转换器4的输入端提供电能，以在DC-DC转换器4的输出端产生带有降压电压的辅助电源。运行电源3包括多个（例如六个）彼此串联的电池单元3a至3f，用于获得具有高电压（例如86V）的运行电源电压VM。该运行电源3被保持在所谓的浮动状态，其中正和负电极中的一个与车体接地装置相连。电池单元3a至3f中的每一个都包括多个二次电池，且其能够借助充电电路（未显示）而进行充电。

如图34所示的一个电键开关被用于主开关2。当该主开关2被装到电马达车（未显示）上时，主开关2的一个金属主体2a与车体接地装置相连。

构成运行电源3的一部分的电池单元3a的电压V3a通过沿着正方向连接的二极管7而被从电池单元3a的正电极侧提供到主开关2的一端2b;而主开关2的另一端2c与启动控制端4a相连，从而当主开关2在接通状态下运行时，电池单元3a的电压V3a通过二极管7和主开关2而被提供到DC-DC转换器4的启动控制端4a。这里，二极管7具有比运行电源3的电源电压VM高得多的反向耐压。

如上所述，用于电马达车的电源单元1利用构成具有高电压的运行电源3的一部分的电压V3a，把启动信息提供给DC-DC转换器4，以能够采用在触头之间具有低耐压的主开关2。

另外，由于二极管7被以这样的方式设置在主开关2和电池单元3a之间，即二极管7的阳极与电池单元3a的正电极侧相连，因而即使当主开关2的绝缘由于水的渗透而降低且进一步地在浮动的运行电源3和车体接地装置之间产生了漏电流时，在图33中由标号LC表示的漏电流也能被二极管7阻挡。

在DC-DC转换器4中，运行电源3被输入到正电极输入端4b和负电极输入端4c之间，且在正电极输出端4d和负电极输出端4e之间输出辅助电源VB（例如13V）。这样构成一种输入一输出绝缘式的降压DC-DC转换器（降低转换器），其输入端和输出端完美地相互绝缘（对直流电流绝缘）。

DC-DC转换器4包括：一个启动电路41，用于根据提供到启动控制端4a的启动电能或启动信号启动DC-DC转换电路;一个变压器42，其中初级绕组42a与次级绕组42b绝缘;一个切换电路43，用于切换初级绕组42a的电流流动;一个整流/平滑电路，用于对因中断流过初级绕组42a的电流而在次级绕组42b中感应出的AC电压进行整流和平滑;一个输出电压控制电路45，用于把整流和平滑后的输出电压VB与一个基准电压相比较并根据输出电压VB与基准电压之差输出一个（脉冲宽度调节）输出电压控制信号（PWM信号）45a;以及，一个电源分离式信号传送电路46，用于通过诸如光耦合器传送从切换电路43侧的输出电压控制电路45输出的输出电压控制信号（PWM信号）。

在此实施例中，启动电路41由一个继电器6构成。当主开关2被接通以通过二极管7而把电池单元3a的电压V3a提供给启动控制端4a时，一个激励电流被允许在继电器6的激励绕组6a中流过。继电器6的触头6b因而被接通，从而使电池单元3a的正电极电压V3a被提供给变压器42的初级绕组42a的一端和切换电路43的正电极电源端43a。切换电路43的一个负电极电源端通过负电极端4c而与运行电源3的负电极相连。

图2是框图，显示了DC-DC转换电路的一个例子。

切换电路43包括：一个半导体开关元件43c，诸如设置在变压器42的初级绕组42a的另一端与负电极输入端4c之间的晶体管;一个切换控制电路43d，用于提供一个信号（例如基极信号）以控制半导体开关元件43c载流状态;一个自激振荡电路43e;以及，一个恒定电压电路43f，用于向这些电路43d和43e提供稳定的电能VS。

自激振荡电路43e产生具有预定的脉冲宽度和周期的启动PWM信号43g，且它构成了诸如一个多谐振荡器电路。至于启动PWM信号43g的周期和脉冲宽度，该PWM信号的占空比等等得到了设定，以在辅助电源VB的假定标准负载状态（标准负载电流）下获得规定的辅助电源VB。

切换控制电路43d最好对经过电能分离式信号传送电路46提供的PWM信号46a进行处理，以调节输出电压。当PWM信号46a被提供到一个输入端43h时，切换元件43c按照PWM信号46a而得到驱动;而当它未被提供时（例如在DC-DC转换电路启动时），切换元件43c根据从自激振荡电路43e提供的启动PWM信号43g而得到驱动。

由于切换元件43c是根据自激振荡电路43e产生的启动PWM信号43g而受到驱动的，所以DC-DC转换器4无疑可得到启动。

另外，即使当输出电压控制电路45和电能分离式信号传送电路46中出现异常从而使用于调节电压的PWM信号46a未能被提供到切换控制电路43d时，DC-DC转换器4的运行也能根据在假定标准负载状态下设定的PWM信号43g来继续进行，从而即使在发生了上述运行异常的情况下也能保证辅助电源VB。

在切换控制电路43d中，设置有一个监测电路，用于监测用于调节电压的PWM信号46a的连续性。当在预定的监测时间过去之后没有处于指定范围内的PWM信号46a输入时，则利用自激振荡电路43e产生的启动PWM信号43g继续产生辅助电源VB，且同时可通过驱动一个显示器或一个声音发生器（未显示）产生可见或可听到的警报。

输出电压控制电路45包括：一个电压检测电路45b，用于检测从整流/平滑电路44输出的辅助电源VB的电压;一个基准电压发生电路45c;一个误差放大电路45f，用于检测基准电压发生电路45c提供的基准电压45d和从电压检测电路45b输出的检测电压45e之间的误差并放大该误差;以及，一个PWM调制电路45h，用于根据从误差放大电路45f输出的误差信号45g来控制切换电路43中的切换元件43a载流比，并产生用于调节输出电压VB的PWM信号45a。

电能分离式信号传送电路46适于把由辅助电源VB操作的输出电压控制电路45的输出PWM信号45a传送到由浮动运行的电源VM操作的切换电路43一侧。它由诸如光耦合器的光耦合元件46d构成，后者具有诸如发光二极管的发光元件46b，而该发光元件46b又与诸如光电晶体管或光电二极管的光接收元件46c相结合。

一个电阻46e和光发射元件46b相串联，用于调节光发射电流;且一个负载电阻46f与光接收元件46c串联，用于检取PWM信号46a以调节电压。

在此电能分离式信号传送电路46中，一个脉冲信号通过光耦合元件46d而被传送。因此，与采用光耦合元件传送诸如误差电压的模拟值的情况相比，输出电压能得到调节，同时又消除由于电流传输效率的变化和光耦合元件的温度特性而引起的传送信息的误差。

在此实施例中，采用了输入/输出绝缘式和切换调节器式DC-DC转换器，输入端的电能量得到控制，从而即使当辅助电源VB的负载电流变化时，也能够获得指定的辅助电源VB;因此，一个与辅助电源VB的负载电流的幅度对应的功率被从运行电源3提供到DC-DC转换器4的初级。这使得能够提高DC-DC转换的效率，并由此降低运行电源3的负载。

图3是根据本发明的用于电马达车的另一种电源装置的电路图。

一个用于电马达车的电源装置22适于利用一个电池单元3f来驱动构成启动电路41的继电器6。用于阻止漏电流的一个二极管被设置在主开关2和电池单元3f的负极之间，从而使二极管8的阴极与电池单元3n的负极相连。

因此，即使当运行电源3的负电极与车体接地装置之间的绝缘降低时，通过主开关2的漏电流LCR也受到二极管8的阻止。

图4是用于电马达的电源装置的电路图，其中一个启动电路由一个半导体开关元件构成。

启动电路47由半导体开关元件构成，使得与驱动继电器的情况相比，能够大大降低来自电池单元3a的用于启动的电流消耗，因而解决了只有电池单元3a要比其他电池单元3b至3f早放电的缺点。

图5是用于电马达车的电源装置的电路图，其中在DC-DC转换器中的一个开关电路起着启动电路的功能。

一个用于电马达车的电源装置24包括一个恒定电压电路48a，后者用于接收提供给启动控制端4a的电压并向一个自激振荡电路43e和一个切换控制电路43d和在图2中所示的电路等等提供规定的稳定电压。当启动电压未被提供到启动控制端4a时，一个半导体开关元件43c被置于无电流输送状态;且当有启动电压提供给它时，整个开关电路都被置于可运行状态，从而启动DC-DC转换。

这使得能够消除对设置专用电路等等的需要。

下面将描述一种用于驱动两轮车辆的电马达的电气系统的电路的结构，该车辆采用了本发明的用于电马达车的电源装置。

图6是框图，显示了驱动两轮车辆的电马达的电气系统的整个结构。

驱动两轮车辆的电马达的电气系统20包括：一个被保持在浮动状态的运行电源3;一个用于产生辅助电源的DC-DC转换器40;一个照明装置系统电路50;一个运行控制部分60;一个运行马达70M，它受到从运行电源30经过一个功率转换器70提供的电能的驱动;一个电池监测/充电控制部分80，用于监测运行电源30并控制运行电源30的充电;一个主开关2，一个用于阻止漏电流的二极管7;以及，各个保险丝F1至F3。

电流经过具有大电流容量（例如50A）的保险丝F1和具有低电阻的正电极侧供电导线W1，从运行电源30的正电极30P被提供到功率转换器70的正电极侧上的电能供给端70a。在功率转换器70的负电极侧上的电能供给端70b，经过具有低电阻的负电极侧供电导线W2而与运行电源30的负电极30N相连。另外，主要为了检测提供给运行马达70M的电流，在至功率转换器70的供电路径中设置了由诸如空穴元件（hole element）的磁-电转换元件构成的电流检测器21。

在运行电源30的正电极侧的电压，通过具有大电流容量的保险丝F1和具有中等电流容量的保险丝F2，而被提供到在DC-DC转换器40的正电极侧上的电能输入端40a，且在DC-DC转换器40的负电极侧上的一个电能输入端40b与运行电源30的负电极30N相连。

高度精确稳定的控制系统电源VRG和简单稳定的照明装置系统电源VCL的两种电能，被输入DC-DC转换器40。端40c是控制系统电源VRG的输出端;端40d是照明装置系统电源VCL的输出端;且端40e是电源VRG和VCL的公共负（接地）输出端。负（接地）输出端40e与车体接地装置相连。

DC-DC转换器40是输入/输出绝缘型的，其中在直流上输入端与输出端完全绝缘，且它由降压式切换调节器（降压转换器）构成，以对提供到输入端40a和40b上的降压运行电源电压（诸如80至90V）进行转换，并通过一个隔离变压器在输入端上获得低输出电压（例如VRG=13V，VLC=11至13V）。

在此DC-DC转换器中，DC-DC转换是在启动信号或启动电压被提供到启动控制端40f时开始的。

在此实施例中，启动电压或启动信号，是从构成运行电源30（由电池单元30a至3cf串联组成）的一部分的电池单元30a（与负电极30N相连），以如下顺序即经过具有小电流容量（例如5A）的保险丝F3、用于阻止漏电流的二极管7和主开关2，而被提供到启动控制端40f的。

照明装置系统电源VCL被提供到照明装置系统电路部分50，而控制系统电源VRG被提供到运行控制部分60。

这些辅助电源VCL和VRG还被提供到电池监测/充电控制部分80。该电池监测/充电控制部分80包括一个电池状态检测部分81和一个用于即使在运行状态也监测运行电源30的电池监测/充电控制装置82。该电池监测/充电控制部分80还包括一个充电电路部分83，用于接收来自商业电源的电能并向运行电源30提供充电电流。

一个用于冷却构成运行电源30的电池单元30a和30f的风扇80F，借助电池监测/充电控制部分80而得到驱动。

运行电源30，通过从充电电路部分83的正电极侧上的输出端81a经过保险丝F2和F1和运行电源30而向充电电路部分83的负电极侧上的输出端81b提供充电电流，而得到充电。在上述充电电流流过的路径中，设置了由诸如空穴元件的磁-电转换元件构成的用于检测充电电流的电流检测器22。

图7是框图，显示了用于具有两条线的供电输出端的DC-DC转换器的一个例子。

DC-DC转换器40A包括一个变压器4T，后者是初级-次级绝缘式的且其两个次级绕组4Tb和4Tc均与公共初级绕组4Ta对应。由切换电路43的切换操作而在次级绕组4Tb和4Tc中感应出的AC电压分别由整流/平滑电路44A和44B进行整流和平滑。整流/平滑电路44A经过一个恒定电压电路44C输出高度精确的稳定控制系统电源VRG;而整流/平滑电路44B输出一个照明装置系统电源VCL。

一个输出电压控制电路45监测照明装置系统电源VCL的电源电压，并根据上述电源电压和一个基准电压之间的误差产生并输出一个PWM信号45a。该PWM信号45a经过一个电能分离式信号传送电路46而被提供到切换电路43，以对初级绕组4Ta侧的切换操作进行反馈控制，从而保持规定的输出电压范围（例如11至13V）。

在用于获得控制系统电源VRG的次级绕组4Tb中的绕组数目，被设定得略微高于用于获得照明装置系统电源VCL的次级绕组4Tc的绕组数目，以使整流后和平滑后的输出电压（例如，16V或更高）略微高于照明装置系统电源VCL的输出电压。一个投载式恒定电压电路44C接收由此获得的电压并输出一个稳定的电压（例如13V）。

另外，电源VRG和VCL的低电位侧，例如，被作成公用的，并与车体接地装置相连。

DC-DC转换器40A包括一个停止控制电路49。该停止控制电路49用于消除在商业电源向运行电源30充电期间主开关2向启动控制端40f提供启动信号从而使DC-DC转换器40A运行的危险。具体地，例如，从电池监测/充电控制部分80输出的与充电有关的电压信号（例如图11所示的充电控制DC-DC转换器84的输出电压VCH和图11所示的启动禁止信号82d），被提供到各个启动控制端40g和40h，以使光耦合器49b的发光元件49c通过限流电阻49a发光，且一个与停止有关的信号通过诸如光电晶体管的光接收元件49而被提供到启动电路47，从而阻挡来自主开关2的启动指令。

另外，停止控制可通过停止图2所示的切换电路43中的切换控制电路43d的运行或停止恒定电压电路43f的输出来进行。

图8是框图，显示了用于提供两条线的输出的DC-DC转换器的另一个例子。

一个DC-DC转换器40B适于将一个照明装置系统电源VCL的输出电压分级切换。例如，在主开关2被接通但运行马达70M未运行的状态下，一个指定低输出电压的电压切换信号（未显示）被从图6所示的运行控制部分60输出，且根据该电压切换信号，照明装置系统电源VCL的输出电压被设定在例如11V，以降低将在后面结合图9描述的头灯等等的电能消耗，从而降低运行电源30的消耗。相反，在运行马达70M运行的状态下，从运行控制部分60输出一个指定高输出电压的电压切换信号（未显示），以将照明装置系统电源VCL的输出电压设定在例如13V的额定标准电压上。

为此，DC-DC转换器40B包括用于一个控制系统的DC-DC转换电路40RG的两个DC-DC转换电路和用于照明装置系统的一个DC-DC转换器40CL。

在用于照明装置系统的DC-DC转换器40CL中的输出电压控制电路45CL，通过根据提供到一个输出电压切换端40i的电压切换信号来切换用于检测输出电压的误差的基准电压，来对输出电压VCL进行切换。

作为电压切换信号，采用了一个如下所述的马达运行允许信号md（见图10）。

图9是电路图，显示了照明装置系统电路部分的一个例子。

一个照明装置电路部分50包括：一个由喇叭开关50a的操作致动的喇叭50b;一个尾灯50c;一个与由制动操作而闭合的开关50d和50e串联的停止灯50f;通过一个光束开关50g点亮的高光束头灯50h和一个低光束头灯50i;由方向指示灯定时器50k根据方向指示灯开关50j的运行进行驱动的指示灯50l至50p;里程表照明灯50q和50r;以及借助一个开关50s而被点亮的超速显示发光二极管50t，且该开关50s在借助一个速度测量电缆SP检测的车辆速度超过指定的值时被接通。

当主开关2运行且照明装置系统电源VCL得到提高时，尾灯50c、头灯50h和50i之一、以及里程表照明灯50q和50r通常被点亮。

当方向指示灯开关50j被切换时，例如从中心位置至右侧，右侧方向指示灯50n和50o被点亮，且用于指示方向指示灯操作的指示灯50p被点亮。此时，一电流也经过指示灯50p流向左侧的方向指示灯50l和50m;然而，由于指示灯50p消耗的功率小（例如3或4瓦）且电阻大，所以在各个方向指示灯50l和50m（消耗功率：10瓦）的两端产生的电压低，从而方向指示灯50l和50m未被点亮。类似地，当方向指示灯开关50j被切换到左侧时，方向指示灯50l和50m和指示灯50p被点亮，但方向指示灯50n和50o未被点亮。

图10是框图，显示了运行控制部分和功率转换器的一个例子。

一个运行控制部分60包括一个运行控制装置61和用于检测加到功率转换器70上的实际电压的马达电压检测系统62。

运行控制装置61包括一个包含在单片微处理器中的一个A/D转换器61a、一个运行允许状态判定装置61a、一个马达控制装置61c和一个状态显示控制装置61d，这些装置都根据事先包含在一个ROM中的控制程序来运行。

根据保持开关23的通/断信息23a，运行允许状态判定装置61a证实包含了电马达驱动两轮车辆的侧向保持（stand）;且根据座位开关24的通/断信息24a，它证实操作者处于坐着的状态。当关于加速器打开的信号25a表明加速器的打开小于一个规定值时，运行允许状态判定装置61a输出一个马达运行允许信号md。当操作状态中的未坐状态持续预定时间时，运行允许状态判定装置61a停止马达运行允许信号md的输出。

当一个马达运行停止指令信号82j因运行电源30中的电池容量的下降和温度的上升被从电池监测/充电控制部分80提供时，运行允许状态判定装置61a停止马达运行允许信号md的输出。

一个加速器打开传感器25由根据加速器的运行而导通的可变电阻器（体积）构成。一个基准电势被加在该可变电阻器的两端，且与加速器打开有关的电压信号25a从可移动端输出。运行控制装置61能够通过A/D转换器61a获得与一个加速器打开有关的电压信号25a相对应的数字信号。

当提供给一个功率切换电路74的电压超过预定的允许范围时，根据供给功率切换电路74并由马达检测系统62检测出的与电源电压有关的信息（v），运行允许状态判定装置61a停止马达运行允许信号md的输出，当需要时停止运行马达70M的运行;或在继续运转运行马达70M的同时向状态显示控制装置61d提供表示异常电压的信号，从而驱动一个设置在状态显示器26中用于警告操作者的可见显示器或声频显示器。

另外，运行允许状态判定装置61a监测运行马达70M的温度。当马达温度超过预定允许范围时，运行允许状态判定装置61a发给马达控制装置61c一个指令，以降低马达输出、当需要时停止马达的运行、或者给予状态显示控制装置61d一个信号以通过点亮状态显示器26中的发光二极管等等来显示异常的马达温度。

为此，运行马达70M包括一个温度检测器27，后者采用了诸如热敏电阻的热敏电阻元件。例如，一个控制系统电源VRG被提供给在固定电阻（未显示）和温度检测器27（热敏电阻元件）之间的一个串联电路，从而通过A/D转换器61a而引入与在温度检测器27（热敏电阻元件）的端部产生的检测温度有关的电压。

状态显示控制装置61d，通过点亮设置在状态显示器26上的相应的发光二极管或类似装置，来可视地表示主开关2被接通，侧支架23被收起，操作者处于坐着的状态，且运行马达70M是可运行的。

在运行马达70M中，以相等的间隔设置有多组（例如三组）诸如空穴元件的磁-电转换元件和用于对这些磁-电转换元件的输出进行放大和整形以提供二进制信号输出的磁检测器28，以检测转子70R的机械转动位置。控制系统电源VRG被提供给每一个磁检测器28。在其中转子70R由永久磁铁构成的马达中，转子的位置可通过借助各个磁检测器28来测量永久磁铁的磁场来检测。另外，在转动输出轴上可以设置一个用于检测转动位置的磁铁（未显示），以检测磁场。

马达控制装置61c根据磁检测器28的输出28a、28b和28c来判定转子70R的机械转动位置，以确定从马达70M至各个绕组的电流输送时序。另外，它输出根据加速器的打开而输出脉宽调制的电流输送指令信号uh、vh、wh、ul、vl和wl，以调节运行马达70M的输出。

当借助在运行电源30中的温度上升和剩余容量的减少而从电池监测/充电控制装置80提供马达输出减小指令信号82i时，马达控制装置61c降低对运行马达70M的功率供给。

电马达驱动两轮车辆包括一种再生制动功能。在进行再生制动时，马达控制装置61c停止电流输送指令信号uh、vh、wh、ul、vl、和wl的输出并借助功率切换电路74对在运行马达70M的各个绕组中感应出的AC电压进行整流，以对运行电源30进行充电。因此，一个负载被加到被用作发电机的运行马达70M的功率产生输出端上，从而有效地实现了再生制动。另外，当未如下所述地从一个电池监测/充电控制装置82给出一个再生制动允许信号82k时，马达控制装置61c不执行再生制动。

另外，这种再生制动可以这样进行，即通过对在功率切换电路74中的各个半导体功率切换元件74a至74f的切换操作进行控制，从而使在作为发电机的运行马达70M的规定相位之间产生的感应电压被用于其他相位的绕组，而不对运行电源30进行充电。当这样对其他相位的绕组或单独设置的用于大功率消耗的电阻如此进行再生制动时，它不受运行电源30的状态的限制。

对再生制动的控制可以借助一个再生制动开关（未显示）来手动进行，且进一步地，当马达电压检测系统62检测的电压超过运行电源30的电源电压的状态持续一段指定的时间时，对再生制动的这种控制可以自动进行。

马达电压检测系统62包括一个马达电压检测部分62a、一个电能分离式信号传送电路62b和一个DC-DC转换器62c。

马达电压检测部分62a包括一个A/D转换器62d和一个电阻式分压器62e，后者用于把功率切换电路74的高压侧的电压分压到能够被A/D转换器62d处理的电压范围内。

DC-DC转换器62c是这种类型的，即其中输入端与输出端在直流上是隔离的。它接收控制系统电源VRG并输出A/D转换器62d的运行所需的电能。

与受到A/D转换的检测电压有关的一个数字信号，通过由光耦合器等等构成的电能分离式信号传送电路62b而被传送到运行控制装置61。当采用多位并行输出式A/D转换器时，在电能分离式信号传送电路62b中设置了数目与并行位的数目对应的光耦合器。当采用位串行输出式A/D转换器以在运行控制装置61侧进行串行-并行转换时，电能分离式信号传送电路62b可由一个光耦合器构成。

当借助运行电源30获得用于运行A/D转换器62d的电能时，不需要设置DC-DC转换器62c。在此情况下，设置了根据马达运行允许信号md运行的电源切换电路，以使电能不被从运行电源30提供到A/D转换器62d。

功率转换器70包括一个电源控制电路71、电源分离式信号传送电路72、一个开关驱动电路73和功率切换电路74。

电源控制电路71，根据经过电源分离式信号传送电路72提供的马达运行允许信号md，使一个半导体开关元件71处于电流输送状态，以向继电器的绕组71b提供电流，从而接通该继电器的触头71c，以把加在一个端70a上的、在运行电源30的正电极上的电源电压直接提供到功率切换电路74等等。

另外，在一个二极管71d和一个限流电阻71e之间的串联电路与该继电器的触头71c相并联，以即使当该继电器的触头71c被断开时，一个电源稳定电容72f仍然能够在电流受到一个限流电阻72e的限流的情况下得到充电。由于设置了限流电阻72e，当运行电源30与功率转换器70相连时，过度的初始充电电流不能流向电源稳定电容72f。另外，由于二极管71d被设置在中间，即使当在设置在运行电源30与功率转换器70之间的一个连接器被拆下以进行检查和维修的状态下端70a与端70b短路时，存储在电源稳定电容71f中的电荷也不会被放电。因此，如果操作者在检查或维修时触及了端70a，他也不会受到电击。

电源分离式信号传送电路72借助由与光接收元件相结合的光发射元件构成的光耦合器，把从由一个控制系统电源VRG操作的运行控制装置61输出的各种信号md、uh、vh、wh、ul、vl、和wl传送到一个由浮动运行电源30操作的电路部分。在此实施例中，电源分离式信号传送电路72被设置在功率转换器70一侧;然而，它也可被设置在运行控制部分60一侧。另外，光发射元件可被设置在运行控制部分60一侧，而光接收元件可被设置在功率转换器70一侧。此时，该光发射元件和光接收元件，借助采用光纤等等的光通路，而彼此相连接，以使高压电路与低压电路之间的距离足够地长，从而改善绝缘性能，并防止在功率切换电路74处产生的切换噪声进入运行控制装置61。

开关驱动电路73，根据经过电源分离式信号传送电路72提供的各种电流输送信号uh、vh、wh、ul、vl、和wl，输出用于驱动功率切换电路74中的各种半导体功率切换元件74a至74f的各种信号UH、VH、WH、UL、VL和WL。

功率切换电路74包括六个三相桥式连接的半导体功率切换元件74a至74f。用于吸收反向冲击的二极管分别与半导体功率切换元件74a至74f并联。另外，还可以采用包含反向连接二极管的半导体功率切换元件。二极管保护半导体功率切换元件74a至74f不受切换操作所产生的反向冲击的影响。另外，在再生制动时，通过这些二极管，把具有相同极性的电压提供到运行电源30一侧。

另外，各个半导体功率切换元件74a至74f可以由多个用于小或中等功率的、彼此并联的半导体开关元件组成，以保证所需的功率损耗容量。

另外，在后面描述的摩托车的应用例子中，在运行马达70M一侧设置有功率切换电路74和电能切换电路71，以缩短用于提供马达驱动电流的大电流路径的导线长度。

图11是框图，显示了电池监测/充电控制部分的一个例子。

电池监测/充电控制部分80包括：一个电池状态检测部分81;由微处理机等构成的电池监测/充电控制装置82;一个充电电路部分83;用于在充电时向各个电路提供所需功率的DC-DC转换器84;一个DC-DC转换器85，用于提供用于检测电池电压的电能;一个电源分离式信号传送电路86，它由光耦合器或类似装置构成;以及一个风扇87，用于将在充电电路部分83等处产生的热量排放到外部，从而对电池监测/充电控制部分80进行强制冷却。

运行电源30由彼此串联的多个（例如六个）电池单元30a至30f组成。各个电池单元30a至30f包括多个（例如12个）彼此串联的二次电池BAT、用于限制来自电压检测端BD的输出电流的电阻RA/和由诸如热敏电阻等的热敏电阻元件构成的用于检测电池单元的温度的温度检测器TS。

用于限流的电阻RA被设置在电池单元的正电极和电压检测端BD之间。包含在该电池单元中的电阻RA使得即使当出现异常时也能够防止过量电流的流动，例如在电压检测部分81一侧的流动。另外，电阻RA的电阻值彼此相等，以为所有电池单元30a至30f所共同使用。

电池状态检测部分81包括：一个A/D转换器81a，用于把在各个电池单元30a至30f的限流电阻RA和由各个分压电阻RBa至RBf构成的各个分压电路中得到分压的电压转换成相应的数字信号;以及，一个A/D转换器81b，用于将由在各个基准电阻RC与用于各个电池单元30a至30f的温度检测器TS之间的串联电路组成的温度检测电路的输出电压转换成相应的数字信号，并将与在各个电流检测器21和22处检测到的与电流值有关的一个电压信号转换成相应的数字信号。

一个规定的电源电压VBB被提供到A/D转换器81a，以通过一个输入/输出绝缘式DC-DC转换器85来对电池的电压进行转换。电源VBB的负电极与运行电源30的负电极相连。

作为对输入/输出绝缘式DC-DC转换器85的代替，也可以通过一个降压式稳定电源电路（未显示）来提供从运行电源30至A/D转换器81a的电能;然而，当运行电源30接近完全放电状态时，A/D转换器81a的运行不能得到保证，这使得不能检测各个电池单元30a至30f的电压。因此，在此实施例中，从由充电电路部分83（该充电电路部分83由经过诸如用于控制充电的DC-DC转换器84和一个二极管D1而从商业电源提供的电能来操作）获得的电压VDD，提供到输入/输出绝缘式DC-DC转换器85的输入端，且A/D转换器81a由输出电压VBB操作，从而检测各个电池单元的电压而不管运行电源30的电源电压如何。

在A/D转换器81a中，能够被A/D转换的输入电压的范围得到限制，从而使各个分压电阻RBa至RBf的电阻值得到适当设定，以使得在限流电阻RA和各个分压电阻RBa至RBf中被分压的电压处于指定的输入电压范围内。

分压电阻RBa至RBf可以彼此相等。然而，在此情况下，分压的电压与电池单元30a至30f的串联电压成比例;因此，当电池单元30a至30f的电压彼此相等时，分压的电压的最大值（整个运行电源的检测电压）变为分压的电压的最小值（电池单元30a的检测电压）的六倍。这造成了这样的不便，即最小值的检测分辨率降低了，或当最大值由于过量充电或因在再生制动时的电压上升而超过允许的输入电压范围时，不能获得准确的电压检测输出。

为解决上述问题，分压电阻RBa至RBf的电阻值被这样设定，即使得各个分压的电压处于允许输入电压范围的中心附近的位置，以保证电压检测的分辨率，并防止由于电压上升而造成的无法检测状态。在此情况下，在电池监测/充电控制装置82中的一个电压判定装置（未显示）必须根据各个分压电路的分压比，对检测的电压进行转换。

为检测浮动运行电源30的电池电压，借助DC-DC转换器85而使用于检测电压的A/D转换器81a的电源浮动，从而使A/D转换器81a和电池监测/充电控制装置82之间的信号通过电源分离式信号传送电路86而被传送。

为了检测多个电池单元的电压，A/D转换器81a被做成多路输入式的。电池监测/充电控制装置82，经过电源分离式信号传送电路86，把诸如与输入信道的指定有关的并行三位的信息82a提供给A/D转换器81a，并经过电源分离式信号传送电路86接收诸如与所指定输入信道的A/D转换的结果有关的并行八位信息82b。因此，为了与电源分离式信号传送电路86中的A/D转换器81a相接口，需要多个（例如11个）光耦合器。

A/D转换器81a按A/D转换的预定顺序取样保持各个输入电压。从诸如与选定的输入通道有关的三位数据A/D转换而成的诸如八位的数据，被插入到预定的开始码和停止码之间，以便以位串的形式输出。该过程对于各个输入通道按序重复。因此，关于输入通道（电池单元的种类）的信息和关于检测电压的信息，可以由一个光耦合器处理。

充电电路部分83包括：一个整流/平滑电路83a，用于对商业电进行整流并输出平滑过的直流电;以及，一个输入/输出绝缘式DC-DC转换器83b，用于接收整流并平滑过的输出并把一个充电电压提供到一个电流可变型恒定电流电路83c。

电流可变式恒定电流电路83c包括一个电压可变式恒定电流电路83d和一个低通滤波电路（LPF）83g，后者用于吸收一个D/A转换器83e的输出电压的急剧改变并向电压控制式恒定电流电路83d的一个控制电压输入端83f提供一个控制电压。浮动的电源VBB经过输入/输出绝缘式DC-DC转换器85而被提供到D/A转换器83e。另外，在电流可变式恒定电流电路83c中设置了一个二极管83h，用于防止电压被从运行电源30提供到电压控制式恒定电流电路83d。

当用商业电进行充电时，用于控制充电的DC-DC转换器84由整流/平滑电路83a的输出电压运行，且在DC-DC转换器84的输出端输出一个高于由二极管的向前降压电压而产生的控制系统电源VRG的电压VCH。电压VCH被提供到电池监测/充电控制装置82和DC-DC转换器85的输入端，以经过二极管D1提供浮动电源VBB。

在连接了商业电源时，电池监测/充电控制装置82根据大于阈值的电压被经过诸如一个二极管D2而被提供到一个充电控制端82c这一事实来判定充电状态，并输出一个禁止用于提供控制系统电源VRG和照明装置系统电源VCL的DC-DC转换器40的启动的信号82d，从而把DC-DC转换器40控制在非运行状态。

对于图7和8中所示的DC-DC转换器40A和40B，其每一个都带有一个具有停止控制功能的启动电路47，通过向停止控制端40g提供启动禁止信号82d而使DC-DC转换器40A和40B处于非运行状态。因此，当主开关2运行在连接商业电源的状态时，防止了图6所示的DC-DC转换器40被启动和运行电源30以外的电路被加到充电电路部分83的负载中。

另外，一个继电器（未显示）可根据启动禁止信号82d来运行，以防止启动信号经过该继电器的触头而被提供到图6所示的DC-DC转换器40的启动控制端40f。

判定充电状态的电池监测/充电控制装置82，借助电源分离式信号传送电路86，来启动用于检测电池电压的DC-DC转换器81a，以获得关于各个电池单元的电压的数字信息82b，并输出关于输入信道的指定的信息82e以启动用于检测电池温度和电流的A/D转换器81b，以获得关于各个电池的温度和由电流检测器21检测的充电电流的数字信息82f。

当各个电池单元的电压比额定电压低一个规定的值或低得更多时，电池监测/充电控制装置82，经过电源分离式信号传送电路86，向电流可变式恒定电流电路83c中的D/A转换器83e提供有关迅速充电的电流值的信息82g。D/A转换器83e输出与所提供的关于电流值的信息82g相应的电压。该输出电压通过低通滤波器83f而被提供到电压控制式恒定电流电路83d，且与电流值指定信息82g对应的充电电流通过二极管83h而被提供到运行电源30。电池监测/充电控制装置82根据与电流检测器21检测的充电电流有关的数字信息82f来监测充电电流，以对关于电流值的信息82g进行反馈控制，从而获得指定的电流值。

当各个电池单元30a至30f的电压达到或接近额定电压时，电池监测/充电控制装置82输出关于用于正常充电的电流值的信息82g，以便以较低的充电电流继续充电直到预定的时间过去，从而对各个电池单元进行完全的充电。在继续了预定时间的正常充电之后，电池监测/充电控制装置82输出用于停止D/A转换器83e的电压输出的信息82g，以停止电压控制式恒定电流电路83d的电流供给操作。

由于电池单元30a至30f的电压是分别检测的，所以充电能够继续进行，直到所有电池单元都得到完全充电。

另外，电池监测/充电控制装置82在充电期间点亮充电显示器88中的发光二极管或类似装置，以可视地显示充电状态并通过驱动电池容量剩余量计89来可视地显示充电的进程。

在此实施例中，检测各个电池单元的电压和温度;因此，可以可视或可听地指示各个电池的异常状态。

电池单元30a至30f的数目，能够在不设置任何专用显示器的情况下，借助充电显示器88的连续点亮数目而得到可视的显示，或者异常电压和异常温度的程度可通过改变一个蜂鸣器91的频率或声音的中断周期而得到显示。

当连接了商业电源时，从用于充电的DC-DC转换器84输出的电压VCH经过一个二极管D3而被提供到一个DC马达FM，以使一个风扇80F运行。当图6所示的主开关2被接通时，风扇80F借助从照明装置系统电源VCL经一个二极管D4提供的电压运行。

另外，当连接了商业电源时，一个风扇87借助整流/平滑电路83a的输出而运行，以对包括具有大的热产生量的恒定电流电路83c的电池监测/充电控制部分80进行强制冷却。

当图6所示的主开关2被接通时，控制系统电源VRG经过一个二极管D5而被提供到电池监测/充电控制装置82。电池监测/充电控制装置82根据通过一个二极管D6而提供到运行控制端82h的电压超出阈值，判定主开关2被接通，并随后对运行状态进行控制。

在这种对运行状态的控制中，各个电池单元的电压和温度以与充电期间相同的方式受到监测;运行电源30的电能容量是根据运行电源30的检测电压和由电流检测器22检测的马达驱动电流而计算出来的，且剩余量计89根据计算的电能容量而得到驱动，以显示电池的剩余容量;且当运行电源30的剩余容量达到预定的警告电平时，一个警告灯被点亮以进行可视显示，或者一个蜂鸣器92鸣叫以提请操作者的注意。

当温度达到允许范围的极限或电流检测器22检测的马达电流过度增加时，电池监测/充电控制装置82将马达输出减小指令信号82i提供到图9所示的运行控制装置61，以降低对运行马达70M的电能供给。另外，当温度超过允许的范围或者马达电流变得明显异常时，警告灯90和蜂鸣器91产生异常警报，或者马达运行停止指令信号82j被提供到图10所示的运行控制装置61，以停止运行马达70M的运行。

为了防止运行电源30被再生制动所过度充电，电池监测/充电控制装置82监视各个电池单元30a至30f的温度和电压，并输出用于当允许对运行电源30进行充电时允许再生制动的再生制动允许信号82k，以在允许再生制动时使运行控制装置61进行所需要的再生制动。

在图11所示的电路结构中，二极管D1至D6被用于防止双线路电源之间的冲突（wraparound）;然而，为了降低由于二极管D正向降压所造成的电压损失，可利用采用晶体管等等的开关电路来防止这种冲突。

在此实施例中，进行充电控制所需的电能通过用于充电控制的DC-DC转换器84提供，从而即使当主开关2在充电状态下被接通时，用于提供控制系统电源VRG和照明装置系统电源VCL的DC-DC转换器40（图6）在非运行状态下得到控制。然而，通过采用用于提供充电电压的输入/输出绝缘式DC-DC转换器83b，即使当主开关2被关断时，图6所示的DC-DC转换器40也能被强行启动，且电流可变式恒定电流电路83c可自动提供预定的初始电流值。因此，在运行电源30的电压降低的状态下，DC-DC转换器40借助来自恒定电流电路83c的电能运行，以输出控制系统电源VRG和照明装置系统电源VCL，从而向电池状态检测部分81和电池监测/充电控制装置82提供电能。

在此情况下，电池监测/充电控制装置82向运行控制部分60提供表示充电状态的信号，以使电源控制电路71处于非运行状态。另外，最好在照明装置系统电源VCL的电能输出端40d和图8所示的照明装置系统电路部分50之间设置一个在充电状态下断开的开关电路，以消除不需要的功率消耗。

借助这种结构，能够消除图11所示的用于充电控制的DC-DC转换器84和用于防止DC-DC转换器84的输出电压VCH与其他电源系统VRG和VCL的冲突的各种二极管D1至D6。

在此实施例中，充电电流由用于小电流的电流检测器21精确地检测，且运行马达70M的驱动电流由用于大电流的电流检测器22精确地检测;然而，可在各条线路所共同使用的电流通路（例如图6中由标号CT表示的部分）中设置一个电流检测器。

下面，描述其中应用了根据本发明的用于电马达车的电源单元的电马达驱动两轮车辆。

图12是一个电马达驱动两轮车辆的侧视图;图13是图12的平面图且图14是图12的后视图。

电马达驱动两轮车辆100的机体框架101包括彼此连接的作为前框架的头管102、中框架103和后框架104。一个前叉105被装在头管102上，并以这样的方式支撑着一个前轮106F，即它能够被一个转向把手107所操作。在中框架103的下部形成有一个运行电源贮放部分108。电池单元30a至30f（右和左侧各有三个单元）被贮放在运行电源贮放部分108中。

在一个包含运行马达70M的功率摆动单元109中，其前端被装在设置在一对悬挂在后框架104上的安装管110L和110R上的一个枢轴111上，以便能竖直地摆动;且其上后端由后框架104借助一个悬挂装置112进行支撑。一个后轮106R由功率摆动单元109的后端进行支撑。标号11表示一个侧支架。在侧支架113的枢轴部分上，设置有一个用于检测侧支架11的包含状态的侧支架开关23（未显示）。在侧支架113的端部设置有一个辊113a，且它固定啮合在设置在功率摆动单元109上的一个凹槽部分113b中。

在一个座位114的下部，设置有一个头盔贮放部分115。在头盔贮放部分115之下，设置有电池监测/充电控制部分80、运行控制部分60、和风扇80F。在电池监测/充电控制部分80的后面，设置有一个DC-DC转换器40。在座位114的下部，设置有用于检测操作者的坐态的座位开关24。

在运行电源贮放部分108上设置有一个保险丝盒116。标号139表示一个打开/关闭盖，它在更换保险丝时被打开/关闭。控制部分80和60、DC-DC转换器40、保险丝盒116和运行电源30之间的电连接，是借助沿着机体框架101设置的一个接线组件117实现的。

头管102的周边部分和中框架103的前周边部分由一个前盖组件118所掩盖。运行电源贮放部分108的上部被制成一个阶形面（见图17中的标号147），且运行电源贮放部分108的周边部分由一个电池盖组件119所掩盖。该机身的后部由一个后盖组件120所掩盖。座位114被设置在后盖组件120的上部，且一个号码牌安装部分121被设置在后盖组件120的后部。

图15是立体图，显示了车架的结构和运行电源贮放部分。

后车架104带有一个弯曲成大体O形的后管，且该后管前部的右和左端通过焊接等而被固定在中车架103上。

运行电源贮放部分108被分成电池单元存放室（右和左侧各三个）。对于各个室，在形成存放部分的底表面108a的波纹钢板上，安装有一个电池单元接受基座122。电池单元30a至30f被安装在这些电池单元接受基座122上，并分别由电池固定带123进行固定。在底表面108a的下部的两侧，为每个电池存放室设置了铰链部分108b。电池固定带123的下端部通过一个销124与活页部分108b相连接，以使电池固定带123能够摆动。在此实施例中，由一个销124在各侧安装了三个电池固定带123。

在与底表面108a相接触的电池单元接受基座122的下表面和侧表面上，分别设置了具有高硬度的减振材料122a和122b，以稳定电池单元的安装。

在位于中心的各个分隔部分108c上设置有开口108d等，且减振材料125被装在开口108d中，以使右和左电池单元的各侧得到一个减振材料的减振和支撑。

电池单元被贮放在电池存放室中，且随后电池固定带123的端部被用螺钉固定到中车架103上，以固定电池单元30a至30f。在电池固定带123的内表面上装有减振材料123a，以对各个电池单元30a至30f的侧表面进行减振和支撑。电池存放室的下盖126借助一个螺钉126B而被固定到各个电池固定带123上，以盖住电池存放室的下侧。

一个圆孔或开口被设置在电池容放室的各个分割部分108c上，以降低重量并同时保持强度。

中车架103由空心管制成，且一个用于将风引入到各个电池单元中的管道127被通过焊接等而固定在中车架103上。各个管道127被设置在与存放在电池存放室中的电池单元的一个冷却空气抽吸口（在后面描述）相衔接的位置上。中车架103的后端通过一个接合点80J而与风扇80F的一个吹风口80Fa相连接，如图19所示。中车架103的管道的内部被用作风通道，以把冷却风提供给各个电池单元30a至30f。

一个主开关2（按键开关）被装在作为前车架的头管102的上端部。当主开关2的键被锁定时，转向器不能被转动。在头管102的下端部，装有一个前盖撑条128。

在运行电源贮放部分108的前侧，装有一个部件129，用于防止泥粘在前挡板的内表面上。

在后车架104上设置有控制部分安装部件的安装部分104a至104d和载货平台的安装部分104e。在一个交叉管130上设置有悬挂装置112的上端侧的一个安装部分130a。保险丝盒116被装在后车架104的基座部分上。在一个交叉面板131的上端折叠部分形成有一个用于安装一个风扇罩的螺丝孔131a。

图16是用于电池监视/充电控制部分和运行控制部分的安装结构和部分后盖组件分解立体图。

一个前安装部件132被安装在图15所示的控制部件安装部分的安装部104a和104b之间;且一个后安装部件133被安装在图15所示的控制安装部件的安装部分104c与104d之间。电池监测/充电控制部分80的四个角被用螺钉并通过垫圈而固定在控制部分安装部件132和133的下侧。前安装部件132上设置有一对安装腿132a，且运行控制部分60被安装在该安装腿132a上。在前安装部件132上设置有一个高出部分132b，用于安装和支撑在后面描述的一个风扇罩149（见图19）。

在电池监测/充电控制部分80中，设置了一个在充电期间运行的风扇87。它把来自设置在罩的侧表面上的缝87S的空气抽吸到罩的内部，并将来自风扇87的排放口87a的空气通过沿着后车架104设置的排放管87b而排放到后盖组件120中，以对电池监测/充电控制部分80的内部进行强制冷却。

一个与电池监测/充电控制部分80的后端部相连的商业电源线80W通过设置在一个充电器电线盒134的侧表面上的通孔或切去部分134a，以使商业电源线80W的卷曲电线部分被放在充电器电线盒134的凹槽部分134b中。一个带有弯曲切去部分的高出部分132c，与图15所示的交叉管130一起构成了配合部分。

DC-DC转换器40被用螺钉固定在充电器电线盒134的后表面上。用于掩盖各个控制部分80和60的下部的下后挡板135的后端，被螺钉固定到设置在后安装部件133上的一对安装腿132a上。标号136表示一个挡板撑条，且137是一个后挡板。

图17是头盔贮放部分、后盖组件的一部分和电池盖组件的一部分的分解立体图。

一个用于更换保险丝的盖139，以自由打开/关闭的方式，被设置在用于掩盖头盔贮放部分115的前部的中心盖138的下部。通过打开盖139，可以更换保险丝盒（见图12）中的保险丝F1、F2和F3（见图6）。

一个机身盖140由右和左盖140R和140L构成，它们的后部彼此接合。在机体盖140的后部上，安装有一个用于取出图16所示的商业电源线80W的盖140，从而使其下端部分141a可打开地与一个铰键部件141相啮合。

如果需要，载货平台143被以这样的方式安装，即使得其端部143a被用螺钉安装到图15所示的载货平台143的安装部分104e上。

标号144R和144L表示右和左底板侧盖，且145R和145L是用于掩盖图12和15所示的运行电源贮放部分108的两个侧部的侧盖。

图18是前盖组件的分解立体图。

前盖组件118包括一个前挡板118a、一个前盖118b、一个挡板罩面保护器118c、一个前内上盖118d和一个前内下盖118e。前盖118b被装在前挡板118a的上前表面上，且挡板罩面保护器118c被装在前盖118b的下部的端部上。前内上盖118d和前内下盖118e被竖直地组装，且它们进一步地与前挡板118a的后表面侧组装在一起。

标号146表示一个安装在转向（steering）管的下端上的转向罩面保护器;147是用于覆盖运行电源贮放部分108的上部并被用于使操作者的脚休息的脚踏板;148R和148L是装在脚踏板147的后下部分上的右和左侧板。

图19是立体图，显示了风扇的安装结构。

风扇80F被安装在风扇罩149中。风扇罩149，通过将螺钉拧到设置在其前部上的安装孔149a和设置在交叉面板131的上端折叠部分上的螺丝孔131a中，而被安装到图14所示的交叉面板131上。风扇罩149的后端149b被用螺钉安装在图15所示的前安装部件132的高出部分132b上。风扇80F包括一个与风扇转子80r一起转动的风扇叶片80b，且它抽吸来自设置在该图中的上侧上的开口80k的空气，并将这些空气通过一个与吹风口80Fa相连的接合点80j提供到图13所示的中车架103中，以用空气冷却电池单元。装在风扇罩149的侧表面上的一个撑条150适于把一个馈送连接器固定到风扇80F上。

图20是立体图，显示了用于电池单元的接线组件和布线。

接线组件117的主要部分沿着各个车架以适当的间隔设置，并通过装在中车架103和后车架104上的布线夹具（未显示）。各个分支导线的端部带有一个连接器。图6所示的电路块和图9所示的各种照明装置之间的导线连接就利用这些连接器实现的。

标号50b表示一个喇叭且91表示一个蜂鸣器。蜂鸣器91产生声音，用于证实主开关2的接通，并在电池容量降低时产生警告声。喇叭50b和蜂鸣器91被设置在图18所示的前盖组件118中。

在各个电池单元30a至30f的外壳的上表面上，设置有一个负电极连接器30CN;且在其外壳的纵向侧表面上设置有一个正电极连接器30CP。相邻的电池单元的连接器30CP和30CN借助在两侧都具有连接器的电池连接导线30W而彼此相连。因此，六个电池单元彼此串联。运行电源30的负电极从后侧的电池单元30a引出，而运行电源30的正电极从电池单元30f引出。

标号116表示一个保险丝单元。

图21是横向剖视图，显示了功率摆动单元的内部结构。

一个功率摆动单元109包括一个运行马达70M、一个环形带功率输送装置151、一个单向离合器152、一个减速齿轮装置153等等。运行马达70M的转动输出通过一个驱动皮带轮151a、一个环形带151b和一个驱动皮带轮151c而被传递到单向离合器152的输入轴152a，并进一步从单向离合器152的输出轴152b通过减速齿轮装置153而被传递到后轮106R。

在运行马达70M的输出轴上装有一个风扇。

在运行马达70M的侧部上，装有一个马达驱动单元170和一个带有空气抽吸口155a的侧盖155。空气抽吸口155a借助一个柔性管道156而与形成在电池盖组件119的后端部上的一个空气排放口119a相连。

图22是马达驱动单元和一个运行马达的分解立体图。

一个运行马达70M被螺栓固定在与皮带罩157整体形成的马达外壳157M中。一个马达驱动单元170由螺栓固定在运行马达70M的侧部上。

在此马达驱动单元170中，图10所示的电源控制电路71的电源稳定电容器71f大体被设置在罩170a的中心，且组成图10所示的电源控制电路71的半导体开关71a、继电器71b和71c、二极管71d和电阻71e被包含在该罩的突出部分170b中。另外，在电源稳定电容器71f的外周边的周围，设置有六组带有热辐射叶片等等的热辐射板170c，且在热辐射板170c上分别设置有构成图10所示的功率切换电路74的六组半导体功率切换元件74a至74f。

图23是功率摆动单元的空气抽吸部分的结构的分解立体图。

带有一个空气抽吸口155a的侧盖155被用螺钉并借助密封环155b而被装在马达驱动单元170的侧表面上。柔性管道156的一端借助一个管道压环155c而与空气抽吸口155a相连。

图24显示了空气在电池单元中的流动。

在各个电池单元30a至30f中，空气从冷却空气抽吸口30k被提供到罩的内部。它被引向一侧的尽头，通过装在罩中的相应二次电池BAT（未显示）之间，并从形成在罩的另一端上的多个冷却空气排放口30L被放出去。

如图13中所示，在运行电源贮放部分108中容纳的各个电池单元30a至30f和用于掩盖各个电池单元的侧面的电池盖组件119之间，形成有通风间隙G。

借助该间隙G，借助图21所示的运行马达70M的转动，以如下的方式产生了空气的流动：

空气从风扇80F提供，并通过接合点80J、中车架103的内部、设置在中框103中的各个管道127、各个电池单元的冷却空气抽吸口30k、电池单元的内部、电池单元的冷却空气排放口30L、运行电源贮放部分108（由电池盖组件覆盖的空间）、形成在电池盖组件119的后端部上的空气排放口119a、与空气排放口120a相连的柔性管道156、与空气抽吸口155a一起设置的侧盖155、马达驱动单元170、运行马达70M、风扇154、在皮带罩157内的环形带式功率输送装置151、单向离合器152和减速齿轮装置153，而从后轮106R侧被排放到外界。

因此，在风扇80F运行且设置在运行马达70M的下游侧的风扇154伴随着运行马达70M的运行而运行的运行状态下，空气沿着上述路径流动，以对电池单元30a至30f、用于驱动运行马达70M的半导体功率切换元件74a至74f、运行马达70M、位于运行马达70M的下游侧的环形带式功率输送装置151、单向离合器152、减速齿轮装置153等等进行强制空气冷却。

另外，当电池单元30a至30f被从商业电源充电时，风扇80F运行，以对电池单元30a至30f进行强制空气冷却。另外，当只有风扇80F运行时，通过功率摆动单元109的内部而延伸到后轮106R侧的路径的空气阻力很大。因此，当产生了通过该路径上的空气流动时，从各个电池单元30a至30f的冷却空气排放口30L向运行电源贮放部分108的内部排放的大部分空气从电池罩组件120的间隙逸到了外界。

图25是一个电池单元的正视图;图26是该电池单元的侧视图;图28用于说明二次电池之间的连接;图29显示了电缆压紧部分的结构;图30是蜂窝结构的分隔部件的立体图;且图31显示了连接端子的结构。

如图25所示，在各个电池单元30a至30f中，前盖体302和后盖体303利用螺钉而与罩主体301组装在一起。

一个具有如图30所示的蜂窝结构的分隔部件304被插入到罩主体301的内部或与罩主体301形成一个整体，以在罩主体301中形成多个（12个）电池贮放室。一个柱形二次电池（例如镍-镉电池）BAT被沿着预定方向插入到各个电池贮放室中。

由于柱形二次电池BAT被插入由具有蜂窝结构的分隔部件304形成的各个电池贮放室中，在各个二次电池BAT与分隔部件304之间形成了用于通过冷却风的多个间隙（g），如图28所示。

因此，从图28中的冷却空气抽吸口30k提供来的空气经过形成在罩主体301的上表面上的风引入通道305而被引入到前盖体302，通过形成在各个二次电池BAT和分隔部件304之间的多个间隙（g），并从形成在后盖体303上的与间隙（g）相对应的多个排放口30L（见图27）而被排放到电池单元以外。

如图28所示，各个二次电池BAT被插入，以使一个正电极TP被设置在与一个负电极TN邻近的位置上。邻近的正电极TP和负电极TN借助一个连接端子306而彼此相连。因此，12个二次电池彼此串联地电连接。

在这种串联连接中，引线端307P和307N分别被焊接到各个二次电池的正和负电极上。

一个功率引线308P通过卷绕或焊接而与正电极侧上的引线端307P相连接，它与在图26所示的正电极侧上的连接器30CP相连。连接器30CP被设置在前盖体302的侧面上。在负电极侧上的连接器30CN被设置在罩主体301的上表面上，它通过一个图26所示的功率引线308N而与在负电极侧上的引线端307N（见图28）相连接。

用于限流和分压的电阻RA（见图26）的一端，象负侧连接器30CN一样，通过一条连接线（未显示）而与设置在罩主体上表面上的一个信号提取连接器（未显示）相连接。

图26所示的温度检测器TS的一条信号线（未显示），以类似的方式与该信号提取连接器（未显示）相连接。

功率引线308N和308P以及温度检测器TS和分压电阻RA上的信号线308W被从罩主体301和前盖体302之间的配合表面上引出。为此，罩主体301上设置有与一个图26所示的电线压槽309（半槽）一起形成的主体侧电线压紧部分310;且在前盖体302上设置有与如图28所示的电线压槽311（半槽）一起形成的盖体侧电缆压紧部分312。因此，如图29所示，功率引线308N和信号线308W被电缆压紧部分310和312所保持，从而在没有垫圈的情况下固定住了电缆引线部分。

如在图31（a）的平面图中所示，在连接端子306上沿着纵向方向形成有缝306a和306b，从而使焊接部分306c和306d以及306e和306f被对称地分别设置在右和左边。

如图31（b）的侧视图中所示，弯曲部分306h和306i每一个都具有约1至2mm的阶梯形部分，并被设置在各个焊接部分306c和306d与中心焊接部分306g之间，以使在焊接之后由于二次电池BAT的振动而引起的张力通过弯曲部分306h和306i和中心连接部分306g而得到释放，从而防止二次电池和连接端子306之间的焊接部分被加上应力。

如在图31（c）的部分放大图中所示，在各个焊接部分306c至306f上，形成有一个焊接小突出部分306k，以使二次电池BAT和各个电极TP和TN之间的接触面积保持恒定，从而使焊接电流相等。

如图31（a）和31（b）所示，连接部分306g变成由诸如氯乙烯树脂的绝缘材料制成的管或座位3061。

如图25所示，焊接部分的周边部分被用诸如环氧树脂基的绝缘填充物307所涂敷，以用绝缘填充物307密封二次电池的各个电极TP和TN和未被由绝缘材料制成的管或座位3061覆盖的导电金属部分，从而改善绝缘特性。

如上所述，在根据本发明的用于电马达车的电源装置中，借助一个主开关在DC-DC转换器的启动电路中设置了一个用于防止漏电流的二极管，这样，即使当绝缘电阻降低时也能够借助该主开关来防止来自浮动运行电源的漏电流。因此，即使在该主开关和触头之间采用具有低耐压的开关的情况下，也不会有漏电流流过。另外，具有低电压的启动电能或启动信号被从具有高电压的运行电源的电池构成部分提供到一个DC-DC转换器，以便能够在触头之间采用具有低耐压的主开关。

Claims (1)

1、一种用于电马达车的电源单元，包括：

一个用于向运行马达提供电能的运行电源，其包括多个彼此串联的电池，且它相对于车体接地装置被保持在浮动状态；以及

一个降压式DC-DC转换电路，其中输入侧与输出侧相绝缘；

其中来自所述运行电源的一个电池构成部分的至少一个二极管和一个主开关被按照以上顺序设置，以向所述DC-DC转换器提供一个启动电能或启动信号以控制所述DC-DC转换器的运行，从而将来自所述运行电源的电能提供到所述DC-DC转换器的输入侧并在所述DC-DC转换器的输出侧上获得一个降压的辅助电源。

Images