專利名稱：電動車的電能和動力的配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動車的動力及電力的配置方法，特別涉及一種在同一底盤上，根據(jù)不同的性能表現(xiàn)而彈性變化不同的動力及電力的配置方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電動車的性能表現(xiàn)一般是固定的，即使可以對該電動車上的動力馬達(dá)作一些功率上的校調(diào)，但其結(jié)果僅屬于微調(diào)，對車輛 性能的改變不算大。另外，在中國專利CN1077165中揭示一種預(yù)先配置了兩個電動機(jī)，并視需要以離合器聯(lián)結(jié)而共同出力，以提高扭力性能的表現(xiàn)的「組合電動機(jī)分級功率電動車」技術(shù)，但此設(shè)計(jì)需要同時搭載兩個電動機(jī)，額外的負(fù)擔(dān)會造成能源的浪費(fèi)。再者，現(xiàn)有的電動車的電力模塊的電力的調(diào)整，一般多是采用更換新的電力模塊，在中國專利CN 01101414. 8中揭示了一種預(yù)先裝設(shè)多個串聯(lián)的電池組，并在同一時間下，只使用其中一組，而在該電池組的電力耗盡時，自動切換至下一個電池組供電的「分體電池電動車」技術(shù)，但此設(shè)計(jì)需要同時搭載多個電池組，額外的負(fù)擔(dān)會造成能源的浪費(fèi)。另外，中國專利200910178603. X中揭示了一種在配置多個蓄電池時，需保持車輛的重量平衡的「組合電動機(jī)分級功率電動車」，惟，此專利主要應(yīng)用于電動摩托車，且其設(shè)計(jì)時僅顧及固定的電池模塊，并未提到改變電池?cái)?shù)量時，同時也要保持車輛的重量平衡。再者，目前上班日在城市工作、假日全家出游的情形甚為普遍，而在城市道路的路況與郊外、高速公路、山路的路況十分不同，再加上單人乘坐與多人乘坐對于車輛的動力、能源消耗等條件都不相同，故基于上述的車輛性能無法進(jìn)一步作改變的前提下，城市工作適合單人(或雙人)、小功率動力馬達(dá)、小容量電池組的車種，而郊外出游需要多人、大功率動力馬達(dá)、大容量電池組的車種。也就是說，目前的電動車的設(shè)計(jì)，尚不能以單一車輛改變成具有跨越不同車種性能的能力，而常有工作、出游的人，勢必要準(zhǔn)備多部不同的車種的車輛，造成資源上的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種依電動車所要達(dá)到的性能，據(jù)以調(diào)整的電能和動力的配置方法，并可在變化其性能后，易于變更另一匹配組合的電能和動力配置方法。為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種電動車的電能和動力的配置方法，包含提供多個動能級別的動力模塊。提供多個電能級別的電池模塊，每一電能級別分別由多個相同單位的基本電能單元所電性耦接組成。預(yù)設(shè)一電動車性能，根據(jù)電動車性能配置電池模塊于電動車上；以及根據(jù)電動車性能與電池模塊配置動力模塊于電動車上。上述一實(shí)施例中，在預(yù)設(shè)一電動車性能，并根據(jù)電動車性能配置電池模塊步驟包括預(yù)設(shè)一電動車的續(xù)航力最小值，以及根據(jù)續(xù)航力最小值計(jì)算可選用的電池模塊的電力，其中，電池模塊的電力計(jì)算式為“電池模塊的電力”大于“電動車?yán)m(xù)航力”乘以“能耗”。上述一實(shí)施例中，在預(yù)設(shè)一電動車性能，并根據(jù)電動車性能配置電池模塊步驟包括預(yù)設(shè)一電池模塊置放空間最大值；以及根據(jù)電池模塊置放空間最大值計(jì)算一電池體積能量密度，電池體積能量密度的計(jì)算式為“電池體積能量密度”大于“電池模塊的電力”除以“電池體積”。上述一實(shí)施例中，可進(jìn)一步預(yù)設(shè)一電動車有效載重最小值；以及根據(jù)電池重量能量密度計(jì)算電動車有效載重，電動車有效載重的計(jì)算式為“電池模塊重量”小于“電動車凈重”乘以“底盤載重系數(shù)”減去“電動車有效載重”。上述一實(shí)施例中，其中該根據(jù)該電動車性能與該電池模塊配置該 動力模塊步驟包括預(yù)設(shè)一充放電倍率最小值；根據(jù)該充放電倍率最小值配置符合動力模塊的動能值，該動力模塊的動能值計(jì)算式為“動力模塊的動能值”小于“電池充放電倍率”乘以“電池模塊的電力”。本發(fā)明利用彈性匹配概念，提出電動車彈性電能和動力匹配設(shè)計(jì)，使電動車可依駕駛者的需求，在同一底盤的主體下，配置不同的電能與動力能量，進(jìn)而衍生出不同的性能等級本發(fā)明改變車輛性能表現(xiàn)時，完全不須更換車體，很適合以租賃的方式提供短期變更車輛性能的需求，或以社群同好、家族的方式共享成本較高的馬達(dá)組及電池組，更能節(jié)省資源，其電動車設(shè)計(jì)，可具下列的優(yōu)勢可依不同的情境需求，彈性匹配電動車性能等級；減少非必要的電池模塊重量；提高底盤的共用性；產(chǎn)品附加價值性高。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖I繪示本發(fā)明一實(shí)施例的電動車的動力模塊以及電池模塊設(shè)置示意圖；圖2繪示本發(fā)明一實(shí)施例的電動車的電能和動力的配置方法流程圖；圖3繪示本發(fā)明一實(shí)施例的根據(jù)續(xù)航力最小值計(jì)算可選用的電池模塊的電力、根據(jù)電池模塊置放空間最大值計(jì)算電池體積能量密度、根據(jù)該電池模塊重量最大容許值計(jì)算電池重量能量密度、以及根據(jù)電池重量能量密度計(jì)算該電動車有效載重的流程圖；以及圖4繪示本發(fā)明一實(shí)施例的根據(jù)該充放電倍率最小值配置符合動力模塊的動能值流程圖。其中，附圖標(biāo)記10電動車20電池模塊21基本電能單元30動力模塊SlO至S40方法流程步驟S31至S38方法流程步驟S41至S42方法流程步驟
具體實(shí)施例方式茲配合附圖將本發(fā)明諸實(shí)施例詳細(xì)說明如下。請參照圖I所示的電動車的動力模塊以及電池模塊設(shè)置示意圖、圖2所示的本發(fā)明一實(shí)施例的電動車的電能和動力的配置方法流程圖。本實(shí)施例的電動車10的電能和動力的配置方法包含步驟S10，提供多個動能級別的動力模塊30。步驟S20，提供多個電能級別的電池模塊20，較佳地，每一電能級別的電池模塊20是分別由多個相同單位的基本電能單元21所電性耦接組成。步驟S30，預(yù)設(shè)多個電動車性能(由該些電動車性能不同群組的組合可定義出不同的車種性能)，并根據(jù)該多個電動車性能配置該些電池模塊20其中之一于該電動車10上。再于步驟S40，根據(jù)該多個電動車性能與該電池模塊20配置該些動力模塊30其中之一于該電動車10上。上述由多個電動車性能所組合的車種，可包含諸如短程運(yùn)輸用的城市小車至長程旅行用的休旅車，而其影響到該電動車性能的電池模塊20及動力模塊30的相關(guān)數(shù)據(jù)可包含但不限于預(yù)設(shè)一該電動車的續(xù)航力最小值、預(yù)設(shè)一該電池模塊置放空間最大值、預(yù)設(shè)一電池模塊重量最大容許值、預(yù)設(shè)一電動車有效載重最小值或預(yù)設(shè)一電池充放電倍率最小值
坐寸ο
如圖3所示，上述一實(shí)施例中，其中該預(yù)設(shè)多個電動車性能，并根據(jù)該多個電動車性能配置該電池模塊步驟(即步驟S30)包括，但不限于，下列步驟S31至步驟S38 :步驟S31，預(yù)設(shè)一該電動車的續(xù)航力最小值；步驟S32，根據(jù)該續(xù)航力最小值計(jì)算可選用的電池模塊的電力，該電池模塊的電力計(jì)算式為Be > RXCp…(計(jì)算式I)，其中，R為電動車?yán)m(xù)航力；BE為電池模塊的電力；CP為能耗。步驟S33為預(yù)設(shè)一該電池模塊置放空間最大值；步驟S34，根據(jù)該電池模塊置放空間最大值計(jì)算一電池體積能量密度，該電池體積能量密度的計(jì)算式為Ρ Ε > ΒΕ/ΒΓ··(計(jì)算式2)，其中，Ρ Ε為電池體積能量密度；BE為電池模塊的電力；Bv為電池模塊體積。步驟S35，預(yù)設(shè)一電池模塊重量最大容許值；步驟S36，根據(jù)該電池模塊重量最大容許值計(jì)算電池重量能量密度，該電池重量能量密度的計(jì)算式為PWE > BE/Bf·(計(jì)算式3)，其中Pwe為電池重量能量密度；Be為電池模塊的電力；BW為電池模塊重量。步驟S37，預(yù)設(shè)一電動車有效載重最小值；步驟S38，根據(jù)該電池重量能量密度計(jì)算電動車有效載重，該電動車有效載重的計(jì)算式為BW < WcXF^Lp…(計(jì)算式4)，其中，Bw :電池模塊重量;WC 電動車凈重朽底盤載重系數(shù)；LP 電動車有效載重。經(jīng)由步驟S31至步驟S38即可選擇符合該電動車的續(xù)航力最小值、該電池模塊置放空間最大值、電池模塊重量最大容許值以及電動車有效載重最小值等多個電動車性能的電池模塊20。如圖4所示，上述一實(shí)施例中，其中該根據(jù)該電動車性能與該電池模塊配置該動力模塊步驟(即步驟S40)包括步驟S41，預(yù)設(shè)一電池充放電倍率最大值；以及步驟S42，根據(jù)該電池充放電倍率最大值配置符合動力模塊的動能值，該動力模塊的動能值計(jì)算式為Mp < C-RateXB^ (計(jì)算式5)，其中，Mp :動力模塊的動能值；C_Rate :電池充放電倍率；BE 電池模塊的電力。經(jīng)由步驟S41及步驟S42即可選擇符合前述電動車性能與電池模塊的動力模塊30。在本發(fā)明一實(shí)施例中，該多個動能級別的動力模塊30可為50kW、80kW、120kW、150kW、180kW及該多個電能級別的電池模塊20可為6kWh、12kWh、18kWh、24kWh、30kWh、36kWh、42kWh (基本電能單元可為6kWh)，該預(yù)設(shè)多個電動車性能的一的該續(xù)航力最小值為100km,且能耗為150Wh/km的條件下，依「電動車?yán)m(xù)航力=電池模塊的電力(BatteryEnergy)/能耗」計(jì)算式移項(xiàng)后的該計(jì)算式I所求得可供匹配的電池模塊20的電力為下列表I的網(wǎng)底欄位部分所對應(yīng)。表I
能耗 CWh/km)
電動車?yán)m(xù)航力(km)
150
_6__40_
_12__80_
_18_ 120
電池模塊 _24__ 160 _30_ 200
_36_ 24υ
____I _.再考慮該預(yù)設(shè)多個電動車性能之一的電池模塊置放空間最大值為220公升(liter)的情況下,依電池體積能量密度(Battery Energy per Volume)=電池模塊的電力(Battery Energy)/電池模塊體積(Battery Volume)的計(jì)算式2所求得可供匹配的電池模塊20的電力為下列表2的網(wǎng)底欄位部分所對應(yīng)。表2
I池模塊體積體積能量密f<220
^^(Liter)^\(Wh/Liter) _:____
96120 144 168192
電力(kWh)_
_6__63I 50I 42,___30 J_____]J
12IJS100I 81 71I
18'hS I 7'I
電池模塊 _24___^0_[ 200___161I WI 1-25
30Ti'25'>I 208 179156
----- — —I— 4—I
36”、 >( ' ' 2 4一 I I8S
42438 [ 350 丨 292 丨 250 2 卜J再考慮該預(yù)設(shè)多個電動車性能之一的電池模塊重量最大容許值為420Kg(即整車質(zhì)量的30%)的情況下,依據(jù)電池模塊重量(Battery Weight)=電池模塊的電力(BatteryEnergy) /電池重量能量密度(Battery Energy per Weight)的計(jì)算式3所求得可供匹配的電池模塊重量為下列表3的網(wǎng)底欄位部分所對應(yīng)。
表 權(quán)利要求
1.一種電動車的電能和動力的配置方法，其特征在于，包括 提供多個動能級別的動力模塊； 提供多個電能級別的電池模塊； 預(yù)設(shè)多個電動車性能，并根據(jù)該多個電動車性能配置該些電池模塊其中之一于該電動車上；以及 根據(jù)該多個電動車性能與該電池模塊配置該些動力模塊其中之一于該電動車上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動車的電能和動力的配置方法，其特征在于，該預(yù)設(shè)多個電動車性能，并根據(jù)該多個電動車性能配置該電池模塊步驟還包括 預(yù)設(shè)一該電動車的續(xù)航力最小值； 根據(jù)該續(xù)航力最小值計(jì)算可選用的電池模塊的電力，該電池模塊的電力計(jì)算式為Be> RX CP，其中，R為電動車?yán)m(xù)航力、Be為電池模塊的電力、Cp為能耗； 預(yù)設(shè)一該電池模塊置放空間最大值； 根據(jù)該電池模塊置放空間最大值計(jì)算一電池體積能量密度，該電池體積能量密度的計(jì)算式為Re > BE/BV，其中，Ple為電池體積能量密度、Be為電池模塊的電力、Bv為電池模塊體積； 預(yù)設(shè)一電池模塊重量最大容許值； 根據(jù)該電池模塊重量最大容許值計(jì)算電池重量能量密度，該電池重量能量密度的計(jì)算式為Pm > BE/Bff,其中，Pwe為電池重量能量密度、Be為電池模塊的電力、Bw為電池模塊重量; 預(yù)設(shè)一電動車有效載重最小值；以及 根據(jù)該電池重量能量密度計(jì)算電動車有效載重，該電動車有效載重的計(jì)算式為BW< WeXF^Lp,其中，Bw為電池模塊重量、W。為電動車凈重、Fl為底盤載重系數(shù)、Lp為電動車有效載重。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電動車的電能和動力的配置方法，其特征在于，該根據(jù)該電動車性能與該電池模塊配置該動力模塊步驟還包括 預(yù)設(shè)一電池充放電倍率最大值；以及 根據(jù)該電池充放電倍率最大值配置符合動力模塊的動能值，該動力模塊的動能值計(jì)算式為MP < C_RateXBE，其中，Mp為動力模塊的動能值、C-Rate為電池充放電倍率、Be為電池模塊的電力。
全文摘要
一種電動車的電能和動力的配置方法，包含首先提供多個動能級別的動力模塊以及多個電能級別的電池模塊。接著預(yù)設(shè)多個電動車性能，并根據(jù)該多個電動車性能配置電池模塊于電動車上。再根據(jù)該多個電動車性能與電池模塊配置動力模塊于電動車上。
文檔編號B60L11/18GK102874125SQ20121009275
公開日2013年1月16日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者李政信, 張智銘, 黃士宗 申請人:財(cái)團(tuán)法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心