CN203800627U - 一种用于电动车的多电压供电控制系统 - Google Patents

Abstract

一种用于电动车的多电压供电控制系统，包括主电源、从电源、控制主电源和从电源串联导通的第一限向元件、控制主电源导通的第二限向元件、控制从电源导通的第三限向元件以及控制第一、第二、第三限向元件工作的控制器，该控制器的电源正端与主电源的正极连接，其电源负端与从电源的负极连接。本实用新型设计合理、构思巧妙，电动车在不同的情况下可选择主电源或从电源单独供电，也可选择主电源和从电源同时供电，采用此种供电方式可扩大电池组的实用性、延长电池组的使用寿命、延长续航里程，避免高压串联电池因电池个体差异放电不均而引起电池损坏。

Description

一种用于电动车的多电压供电控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种供电控制系统，具体的说是指一种应用于电动车的多电压供电控制系统。

背景技术

目前，电动车上使用的电池通常是由电压为12V的电池构成36V、48V、60V等不同的直流电源组，36V的电源组的使用寿命较长（约为2年左右），但电动车启动无力、爬坡困难、续航里程短；48V和60V的电源组虽然可以满足电动车启动、爬坡、续航里程等各项要求，但是这两组电池组单只串联支数较多，串联电池的差异概率较大，这就导致在串联放电及充电过程中容量最小的单支电池始终过渡放电和充电不足，使得单支电池容量衰减过快；由于串联电池组的容量等于串联电池组中最小电池容量，因此单支电池的容量和使用寿命就决定了整组电池容量的大小和使用寿命的长短，每增加一支电池，整组电池的使用寿命就会相应的缩短。所以，采用单组的电源供电，限制了电动车的适用性和发展。

实用新型内容

本实用新型提供的是一种应用于电动车的多电压供电系统，其主要目的在于克服现有的电池组使用寿命较短、适用性不高的问题。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供采用如下的技术方案：

一种用于电动车的多电压供电控制系统，包括主电源、从电源、控制主电源和从电源串联导通的第一限向元件、控制主电源导通的第二限向元件、控制从电源导通的第三限向元件以及控制第一、第二、第三限向元件工作的控制器，该控制器的电源正端与主电源的正极连接，其电源负端与从电源的负极连接。

所述控制器包括DC TO DC电源模块、CPU以及无刷控制器，该DC TO DC电源模块为CPU提供电源，所述无刷控制器受控于CPU。

所述CPU包括CPU主体、检测主电源和从电源电量的电量检测单元、检测电动车上无刷直流电机输出电流的电流检测单元以及检测电动车时速的速度检测单元，该电量检测单元、电流检测单元以及速度检测单元均与CPU主体连接，所述第一、第二、第三限向元件均受控于CPU主体。

所述第一限向元件连接于主电源的负极和从电源的正极之间，所述第二限向元件连接于主电源的负极和从电源的负极之间，所述第三限向元件连接于主电源的正极和从电源的正极之间。

所述第一限向元件为第一MOS管，所述第二限向元件包括第二MOS管和第三MOS管，该第二MOS管和第三MOS管的连接方向相反，所述第三限向元件包括第四MOS管和第五MOS管，该第四MOS管和第五MOS管的连接方向相反。

所述控制器还与电动车上的用电器、车辆防盗设备以及无刷直流电机连接。

所述主电源的正极与电动车上无刷直流电机的每条相线之间分别连接有第一二极管、第二二极管、第三二极管，该第一、第二、第三二极管的正极分别与无刷直流电机的每条相线连接，其负极均与主电源的正极连接。

由上述对本实用新型的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：本实用新型设计合理、构思巧妙，本供电系统的控制器可根据不同的行驶情况选择不同的电池或电池组进行供电，控制器根据电动车的行驶速度、负载的轻重、行驶的路况以及主、从电源的电量控制选用主电源和从电源是以串联高压的方式输出，还是以主、从电源并联低压或单个低压使用的方式输出。在重负载、爬坡、高速等情况下，控制器控制选用主电源和从电源是以串联高压的方式输出，在启动、平路、低速等情况下，控制器控制选用主、从电源以并联低压或单个低压使用的方式输出。如在电动车起步和当主、从电源电量一致时，采用主、从电源以并联低压的方式输出，当主电源的电量或从电源的电量较高时，先使用电量较高的电源，待两个电源的电量一致时再以并联低压的方式输出。采用此种供电方式可平衡主、从电源的电压、延长电池组的使用寿命、延长续航里程，避免高压串联电池因电池个体差异放电不均而引起电池损坏，且提高用户体验。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

图2为本实用新型中CPU的示意图。

具体实施方式

参照图1。一种用于电动车的多电压供电控制系统，包括主电源E1、从电源E2、控制主电源E1和从电源E2串联导通的第一限向元件1、控制主电源E1导通的第二限向元件2、控制从电源E2导通的第三限向元件3以及控制第一限向元件1、第二限向元件2、第三限向元件3工作的控制器4，该控制器4的电源正端端与主电源E1的正极连接，其电源负端与从电源E2的负极连接。

参照图1和图2。所述控制器4包括DC TO DC电源模块41、CPU42以及无刷控制器43，该DC TO DC电源模块41为CPU42提供电源，所述无刷控制器43受控于CPU42，该控制器4还与电动车上的用电器5、车辆防盗设备6以及无刷直流电机7连接，所述DC TO DC电源模块41为现有电子技术中常见的电源模块，在此不再赘述其具体结构。所述CPU42包括CPU主体421、检测主电源E1和从电源E2电量的电量检测单元422、检测无刷直流电机7输出电流的电流检测单元423以及检测电动车时速的速度检测单元424，该电量检测单元422、电流检测单元423以及速度检测单元424均与CPU主体421连接，所述第一限向元件1、第二限向元件2、第三限向元件3均受控于CPU主体421。

参照图1。所述该第一限向元件1连接于主电源E1的负极和从电源E2的正极之间，所述第二限向元件2连接于主电源E1的负极和从电源E2的负极之间，所述第三限向元件3连接于主电源E1的正极和从电源E2的正极之间。所述第一限向元件1为第一MOS管，所述第二限向元件2包括第二MOS管21和第三MOS管22，该第二MOS管21和第三MOS管22的连接方向相反，所述第三限向元件3包括第四MOS管31和第五MOS管32，该第四MOS管31和第五MOS管32的连接方向相反。所述主电源E1的正极与电动车上无刷直流电机7的每条相线之间分别连接有第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，该第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3的正极分别与无刷直流电机7的每条相线连接，其负极均与主电源E1的正极连接。

参照图1和图2。本供电系统的工作过程如下：本供电系统的控制器4可根据不同的行驶情况选择不同的电池或电池组进行供电，控制器4根据电动车的行驶速度、负载的轻重、行驶的路况以及主、从电源E1、E2的电量控制选用主电源E1和从电源E2是以串联高压的方式输出，还是以主、从电源E1、E2并联低压或单个低压使用的方式输出。在重负载、爬坡、高速等情况下，电流检测单元423可检测无刷直流电机7的输入电流，并根据该检测结果CPU主体421可判断电动车是否在重负载、爬坡等情况下行驶，同时速度检测单元424可检测电动车是否处于高速行驶状态（时速大于最大速度的50%时为高速行驶），当电动车在重负载、爬坡、高速等情况下行驶时，CPU主体421控制第一MOS管导通，主电源E1和从电源E2以串联高压的方式输出。同理，当电动车在启动、轻负载、低速等情况下行驶时，CPU主体421控制选用主、从电源E1、E2以并联低压或单个低压使用的方式输出，如在电动车起步和当主、从电源E1、E2电量一致时（电源的电量由电量检测单元422检测），CPU主体421控制第二MOS管21和第四MOS管31同时导通，主、从电源E1、E2以并联低压的方式输出，当主电源E1的电量或从电源E2的电量较高时，CPU主体421控制第二MOS管21或第四MOS管31导通，先使用电量较高的电源，待两个电源的电量一致时再以并联低压的方式输出。当第二MOS管21或第四MOS管31导通时，其电流可分别从第三MOS管22或第五MOS管32的寄生二极管通过。当电动车在下坡时，电流检测单元423、速度检测单元424检测无刷直流电机7的电流减小，且电动车的速度加快，此时即可判定电动车在下坡行驶。与此同时，CPU主体41控制第三MOS管22、第五MOS管32导通，并引导无刷直流电机7通过第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3整流的电能向主电源E1和从电源E2充电。当第三MOS管22、第五MOS管32导通时，其电流可从第二MOS管21、第四MOS管31的寄生二极管通过。当无刷直流电机7在向主电源E1充电时，其电流的方向为第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3的负极共同端子—主电源E1—第三MOS管22—无刷直流电机7；当无刷直流电机7在向从电源E2充电时，其电流的方向为第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3的负极共同端子—第五MOS管32—从电源E2—无刷直流电机7。通过对主电源E1和从电源E2同时充电，可延长行车里程。

另外，所述第一限向元件1、第二限向元件2、第三限向元件3也可均为MOS管、继电器或二极管的组合体。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (5)

1.一种用于电动车的多电压供电控制系统，其特征在于：包括主电源、从电源、控制主电源和从电源串联导通的第一限向元件、控制主电源导通的第二限向元件、控制从电源导通的第三限向元件以及控制第一、第二、第三限向元件工作的控制器，该控制器的电源正端与主电源的正极连接，其电源负端与从电源的负极连接；所述控制器包括DC TO DC电源模块、CPU以及无刷控制器，该DC TO DC电源模块为CPU提供电源，所述无刷控制器受控于CPU；所述CPU包括CPU主体、检测主电源和从电源电量的电量检测单元、检测电动车上无刷直流电机输出电流的电流检测单元以及检测电动车时速的速度检测单元，该电量检测单元、电流检测单元以及速度检测单元均与CPU主体连接，所述第一、第二、第三限向元件均受控于CPU主体。

2.如权利要求1所述的一种用于电动车的多电压供电控制系统，其特征在于：所述第一限向元件连接于主电源的负极和从电源的正极之间，所述第二限向元件连接于主电源的负极和从电源的负极之间，所述第三限向元件连接于主电源的正极和从电源的正极之间。

3.如权利要求1所述的一种用于电动车的多电压供电控制系统，其特征在于：所述第一限向元件为第一MOS管，所述第二限向元件包括第二MOS管和第三MOS管，该第二MOS管和第三MOS管的连接方向相反，所述第三限向元件包括第四MOS管和第五MOS管，该第四MOS管和第五MOS管的连接方向相反。

4.如权利要求1所述的一种用于电动车的多电压供电控制系统，其特征在于：所述控制器还与电动车上的用电器、车辆防盗设备以及无刷直流电机连接。

5.如权利要求1所述的一种用于电动车的多电压供电控制系统，其特征在于：所述主电源的正极与电动车上无刷直流电机的每条相线之间分别连接有第一二极管、第二二极管、第三二极管，该第一、第二、第三二极管的正极分别与无刷直流电机的每条相线连接，其负极均与主电源的正极连接。