專利名稱：電致驅(qū)動的移動載具,電力系統(tǒng)與電源管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種移動載具的電源管理系統(tǒng)，且特別是有關(guān)于一種電致驅(qū)動的
移動載具。
背景技術(shù)：
近年來環(huán)保意識高漲，在節(jié)能減碳的趨勢下，電動車的技術(shù)便快速地發(fā)展，而當(dāng)鋰 電池取代鉛酸電池成為電動車的電池模塊后，更改善了鉛酸電池模塊續(xù)航力與動力性能不 佳的缺點。 一般而言，傳統(tǒng)二輪電動機(jī)車因為所需電壓較四輪電動車低，所以其電池模塊內(nèi) 鋰電池的數(shù)量遠(yuǎn)少于四輪電動車，且模塊重量也較輕。在考慮充電方便性與電流輸出大小 的情況之下，電動機(jī)車大多使用可抽取式的電池模塊作為電力供應(yīng)系統(tǒng)，而四輪電動車則 大多使用車上固定型電池模塊。輕型電動車(Light Electric Vehicle,LEV)的發(fā)展，是在 同時考慮電動機(jī)車的移動方便性與四輪電動車的安全舒適性所產(chǎn)生的人性化移動載具，其 電 力需求介于電動機(jī)車與四輪電動車間，因此在設(shè)計考慮中，LEV的電池模塊亦可兼具電動 機(jī)車和四輪電動車的優(yōu)點。 多電池模塊在LEV使用相當(dāng)普遍，其各單一模塊的重量在一般人可接受的范圍， 且電池模塊亦可進(jìn)行大電流放電。這樣多電池模塊的設(shè)計，同時結(jié)合了電動機(jī)車可抽換式 電池模塊與四輪電動車車上型車充模式的優(yōu)點。由于驅(qū)動LEV所需的電力相當(dāng)大，此種多 模塊大多數(shù)采用模塊并聯(lián)的方式使用，以減少在大電流輸出時，單一電池模塊所承受的負(fù) 載，延長電池模塊使用壽命。然而多個電池模塊并聯(lián)的缺點在于必須考慮個別模塊的電壓 與電容量的均勻性問題，若在電池模塊使用過程中，其中一模塊電壓低于其它模塊，則會有 放電不均及高電壓模塊對低電壓模塊充電的現(xiàn)象發(fā)生。為了解決上述現(xiàn)象，已知技術(shù)在各 模塊電流輸出中增加單向電流閘門或電流開關(guān)作為防范，但是此種電量管理模式會增加總 能量損耗及增加成本，且會提高各模塊在估計使用電量與回充電能的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電致驅(qū)動的移動載具，其可以循序切換電源使用的模式。
本發(fā)明提供一種移動載具的電力系統(tǒng)，其可提供移動載具運動時所需的電力。
本發(fā)明提供一種電源管理方法，以提高移動載具多電池模塊管理的方便性。
本發(fā)明提出一種電致驅(qū)動的移動載具，其包括操作模塊、第一控制單元、多個電池 模塊及一馬達(dá)模塊。操作模塊至少具有一第一切換單元，并且可以耦接至第一控制單元。第 一控制單元則可以依據(jù)第一切換單元的狀態(tài)，而輸出第一控制信號給電池模塊。藉此，電池 模塊就可以依據(jù)第一控制信號而選擇電池模塊其中之一輸出電力給馬達(dá)模塊，并且決定輸 出電力的大小。而馬達(dá)模塊可以依據(jù)電池模塊所輸出的電力而提供移動載具動力。其中， 當(dāng)?shù)谝豢刂茊卧刂铺峁┙o馬達(dá)模塊的電力由電池模塊其中之一切換至另一電池模塊輸 出時，則先使供給馬達(dá)模塊的電力從額定值降至安全值，直到電池模塊的切換操作完成后， 第一控制單元再使提供給馬達(dá)模塊的電力從安全值切回額定值。
從另一觀點來看，本發(fā)明提出一種移動載具的電力系統(tǒng)，其包括第一控制單元及多個電池模塊。第一控制單元可以耦接至操作模塊，并且依據(jù)第一使用者操作信號，而輸出第一控制信號給電池模塊。而電池模塊則可以依據(jù)第一控制信號而選擇電池模塊其中之一輸出電力給移動載具，并且決定所輸出電力的大小。其中，當(dāng)?shù)谝豢刂茊卧刂铺峁┙o移動載具的電力由電池模塊其中之一切換至另一電池模塊輸出時，則先使供給移動載具的電力從額定值降至安全值，直到電池模塊的切換操作完成后，則第一控制單元再使提供給移動載具的電力從安全值切回額定值。 從另一觀點來看，本發(fā)明還提出一種電源管理方法，適用于具有多個電池模塊的移動載具，而電池模塊則以提供移動載具運動所需的電力。本發(fā)明所提供的電源管理方法包括檢測目前用來提供電力的電池模塊的電量，并且在目前提供電力的電池模塊電量低于最低臨界值時，則將提供給移動載具的電從額定值降至安全值。此時，進(jìn)行切換程序，以切換電池模塊其中另一繼續(xù)提供移動載具運動所需的電力。當(dāng)切換程序完成后，則將提供給移動載具的電力從安全值切回額定值。 基于上述，本發(fā)明采用循序式切換模塊使用電容量的觀念進(jìn)行電池模塊的電量管理，并以降低電力至安全值的方式解決循序切換模塊對驅(qū)動系統(tǒng)的沖擊，以簡化電池模塊電容量使用與電量估計的程序，且降低電源控制的成本。 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。


圖1是本發(fā)明的一實施例的電致驅(qū)動的移動載具的系統(tǒng)方塊圖。 圖2依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種電力系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖。 圖3是本發(fā)明的一實施例的電池模塊其操作模式與所需電量的示意圖。 圖4是本發(fā)明的一實施例的各電池模塊操作模式間切換的示意圖。[主要元件標(biāo)號說明] 100 :電致驅(qū)動的移動載具 110:操作模塊 120:電力系統(tǒng) 130 :第一控制單元 132、134、136 :電池模土央 140 :馬達(dá)模塊 111 :第一切換單元 113:第二切換單元 200 :第二控制單元 220 、 240 、 260 :電池單元 310 :效能模式 320 :經(jīng)濟(jì)模式 330 :強(qiáng)制切換模式
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明的一實施例的電致驅(qū)動的移動載具的系統(tǒng)方塊圖。請參照圖l，本發(fā)明所提供的移動載具100，包括操作模塊110、電力系統(tǒng)120和馬達(dá)模塊140。其中，操作模塊110可以耦接電力系統(tǒng)120，而電力系統(tǒng)120則可以耦接馬達(dá)模塊140。
圖2繪示為依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種電力系統(tǒng)的系統(tǒng)方塊圖。請合并參照圖1和圖2，電力系統(tǒng)120可以包括第一控制單元130和多個電池模塊，例如132U34和136。第一控制單元130可以耦接操作模塊110，并且可以分別耦接電池模塊132、134和136。另夕卜，電池模塊132、 134和136則可以分別耦接馬達(dá)模塊140。 在本實施例中，電池模塊132可以包括第二控制單元200，以及多個電池單元，例如220、240和260。每一電池單元都可以是鋰電池，可以分別耦接第二控制單元200，而第二控制單元200則可以耦接第一控制單元130。雖然本實施例僅介紹電池模塊132的結(jié)構(gòu)，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以自行推得其它電池模塊的結(jié)構(gòu)，在此不再為文贅述。
電池模塊132、 134和136提供移動載具100運動所需的電力，而移動載具100電源管理方法步驟如下首先檢測目前提供電力的電池模塊132的電量，當(dāng)目前提供電力的電池模塊132電量低于最低臨界值時，則將提供給移動載具100的電力從額定值降至安全值；接著進(jìn)行切換程序，以切換至另一電池模塊134繼續(xù)提供移動載具IOO運動所需的電力，當(dāng)切換程序完成后，則將提供給移動載具100的電力從安全值切回額定值。下文中，本實施例將對電致驅(qū)動的移動載具100作詳細(xì)說明。 本實施例中，每個電池模塊132、134和136有三個操作模式，如圖3所示，包括效能模式310、經(jīng)濟(jì)模式320與強(qiáng)制切換模式330，效能模式310所需的電力值大于經(jīng)濟(jì)模式320與強(qiáng)制切換模式330。在電池模塊132中，起始電量的使用可以利用配置在操作模塊110上的第一切換單元111在效能模式310下或經(jīng)濟(jì)模式320下相互切換，當(dāng)?shù)谝磺袚Q單元111為第一狀態(tài)時，則第一控制單元130使提供給馬達(dá)模塊140的電力為效能模式310，而當(dāng)?shù)谝磺袚Q單元111為第二狀態(tài)時，則控制單元130使提供給馬達(dá)模塊140的電力為經(jīng)濟(jì)模式320。 本實施例的第一控制單元130與操作模塊110耦接，并且依據(jù)第一切換單元111的狀態(tài)而輸出第一控制信號。依據(jù)所述的第一控制信號，耦接于第一控制單元130的第二控制單元200便控制所對應(yīng)的電池模塊132、 134或136內(nèi)的電池單元220、240和260是否輸出儲存的電能，并決定所輸出電力的大小。馬達(dá)模塊140則耦接于電池模塊132、134和136，當(dāng)電池模塊132、 134和136其中之一輸出電力后，馬達(dá)模塊140便可提供移動載具100運動時所需的動力。因此，本實施例的電致驅(qū)動的移動載具ioo可依據(jù)使用需求，切換第一切換單元111的狀態(tài)，便可在效能模式310與經(jīng)濟(jì)模式320中，任意切換電池模塊132U34和136的操作模式，使馬達(dá)模塊140得到符合需求的動力。 另外，在本實施例中操作模塊110還配置第二切換單元113，第一控制單元130可通過切換第二切換單元113的狀態(tài)，決定是否從原來供電的電池模塊132，切換至另一電池模塊134繼續(xù)供電給馬達(dá)模塊140。圖4為本實施例中，各電池模塊132、134和136操作模式間切換的示意圖。當(dāng)操作者在使用電池模塊132，使其剩余電量低于電池模塊132效能模式310所需的電力時，電池模塊132便進(jìn)入經(jīng)濟(jì)模式320，并自動降低輸出功率，此時電池模塊132便會通過管理機(jī)制，例如電池管理單元，輸出第一警告信號給操作者。在電池
6模塊132進(jìn)入經(jīng)濟(jì)模式320后，若切換第一切換單元111的狀態(tài)至第一狀態(tài)，則必進(jìn)入未使 用電量的電池模塊134，并自動回復(fù)效能模式310 ;若操作者在電池模塊132進(jìn)入經(jīng)濟(jì)模式 320后，將第一切換單元111保持在第二狀態(tài)，而切換第二切換單元113至電池模塊134，則 第一控制單元130便會選擇電池模塊134并繼續(xù)使用經(jīng)濟(jì)模式320。在本實施例中，即使 電池模塊132的電量仍然在效能模式310中，亦可利用第二切換單元113切換至電池模塊 134的效能狀態(tài)310繼續(xù)供電。 當(dāng)繼續(xù)使用電池模塊132的電量，使電池模塊132的電量低于最低臨界值時，便進(jìn) 入強(qiáng)制切換模式330，此時電池管理單元會輸出第二警告信號給操作者，在一段時間內(nèi)，第 一控制單元130便自動切換至電池模塊134且回復(fù)效能模式310，繼續(xù)供給馬達(dá)模塊140所 需的電力以帶動移動載具100。 值得注意的是，為了降低切換電池模塊132、 134和136時對系統(tǒng)的沖擊，第一控制 單元130在執(zhí)行任何切換程序前，先使供給馬達(dá)模塊140的電力從額定值降至安全值，直到 電池模塊132、 134和136切換操作完成后，第一控制單元130再使提供給馬達(dá)模塊140的 電力從安全值切回額定值。其中，所述安全值需小于電池模塊132、134和136經(jīng)濟(jì)模式320 中的電力值，且所述額定值為在效能模式310與經(jīng)濟(jì)模式320 二者其中之一的電力值。
綜上所述，本發(fā)明的多電池模塊移動載具的電源管理采用電池模塊內(nèi)建三階段電 容量使用模式，且電容量的使用具有循序示切換的功能，并在執(zhí)行切電池模塊切換程序時， 利用降低切換時的電力至安全值，來減低切換程序?qū)ο到y(tǒng)的影響。而電池模塊使用時還可 依循操作者需求手動或自動切換，增加電池模塊使用其電容量的彈性與此電源管理方式的 實用性，不但簡化移動載具內(nèi)多電池模塊其電容量使用與電量估計的程序，還可降低電源 管理的成本。 雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域 中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明 的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種電致驅(qū)動的移動載具，包括操作模塊，至少具有一第一切換單元；第一控制單元，耦接至該操作模塊，并依據(jù)該第一切換單元的狀態(tài)，而輸出第一控制信號；多個電池模塊，共同耦接該第一控制單元，以依據(jù)該第一控制信號而選擇該些電池模塊其中之一輸出電力，并決定所輸出電力的大??；以及馬達(dá)模塊，耦接該些電池模塊，以依據(jù)該些電池模塊所輸出的電力而提供該移動載具動力，其中當(dāng)該第一控制單元控制提供給該馬達(dá)模塊的電力由該些電池模塊其中之一切換至另一電池模塊輸出時，則先使供給該馬達(dá)模塊的電力從額定值降至安全值，直到該些電池模塊的切換操作完成后，該第一控制單元再使提供給該馬達(dá)模塊的電力從該安全值切回該額定值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動載具，其中該第一控制單元在用來提供電力給該馬達(dá)系 統(tǒng)的電池模塊的電量低于最低臨界值時，則自動切換至另一電池模塊繼續(xù)供給該馬達(dá)系統(tǒng) 所需的電力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動載具，其中該操作模塊還包括第二切換單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動載具，其中該第一控制單元依據(jù)該第二切換單元的狀 態(tài)，而決定是否從原先用來提供電力的電池模塊，切換至另一電池模塊繼續(xù)提供電力給該 馬達(dá)模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動載具，其中當(dāng)該第一切換單元為第一狀態(tài)時，則該第一 控制單元使提供給該馬達(dá)模塊的電力為效能模式，而當(dāng)該第一切換單元為第二狀態(tài)時，則 該第一控制單元使提供給該馬達(dá)模塊的電力為經(jīng)濟(jì)模式，其中在該效能模式中的電力大于 在該經(jīng)濟(jì)模式中的電力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動載具，其中在該經(jīng)濟(jì)模式中的電力值大于該安全值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動載具，其中該額定值為在該效能模式和該經(jīng)濟(jì)模式二者 其中之一的電力值。
8. —種移動載具的電力系統(tǒng)，包括第一控制單元，耦接至該操作模塊，并依據(jù)第一使用者操作信號，而輸出第一控制信 號；以及多個電池模塊，共同耦接該第一控制單元，以依據(jù)該第一控制信號而選擇該些電池模 塊其中之一輸出電力給該移動載具，并決定所輸出電力的大小，其中當(dāng)該第一控制單元控制提供給該移動載具的電力由該些電池模塊其中之一切換 至另一電池模塊輸出時，則先使供給該移動載具的電力從額定值降至安全值，直到該些電 池模塊的切換操作完成后，則該第一控制單元再使提供給該移動載具的電力從該安全值切 回該額定值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力系統(tǒng)，其中該控制單元在用來提供電力給該移動載具的 電池模塊的電量低于最低臨界值時，則自動切換至另一電池模塊繼續(xù)供給該移動載具運動 所需的電力。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力系統(tǒng)，其中該第一控制單元依據(jù)第二使用者操作信號的狀態(tài)，而決定是否從原先用來提供電力的電池模塊，切換至另一 電池模塊繼續(xù)提供電力 給該移動載具。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力系統(tǒng)，其中該些電池模塊所輸出的電力包括效能模式 和經(jīng)濟(jì)模式，其中在該效能模式中的電力大于在該經(jīng)濟(jì)模式中的電力。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力系統(tǒng)，其中在該經(jīng)濟(jì)模式中的電力值大于該安全值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力系統(tǒng)，其中該額定值為在該效能模式和該經(jīng)濟(jì)模式二 者其中之一的電力值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電力系統(tǒng)，其中每一電池模塊包括第二控制單元，耦接該第一控制單元，以依據(jù)該第一控制信號來控制對應(yīng)的電池模塊 操作；以及多個電池單元，用以儲存電能，并耦接該第二控制單元，以依據(jù)該第二控制單元的輸出 而決定是否將所儲存的電能輸出。
15. —種電源管理方法，適用于具有多個電池模塊的移動載具，而該些電池模塊用以提 供該移動載具運動所需的電力，其中該電源管理方法包括下列步驟檢測目前用來提供電力的電池模塊的電量；當(dāng)目前提供電力的電池模塊電量低于最低臨界值時，則將提供給該移動載具的電力從 額定值降至安全值；進(jìn)行切換程序，以切換該些電池模塊其中另一繼續(xù)提供該移動載具運動所需的電力；以及當(dāng)該切換程序完成后，則將提供給該移動載具的電力從該安全值切回該額定值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電源管理方法，還包括下列步驟當(dāng)檢測到切換操作事件發(fā)生時，則將提供給該移動載具運動的電力從該額定值降至該 安全值；進(jìn)行該切換程序；以及當(dāng)該切換程序完成后，則將提供給該移動載具的電力從該安全值切回該額定值。
全文摘要
一種電致驅(qū)動移動載具的電源管理系統(tǒng)，其包括操作模塊、第一控制單元、多個電池模塊及一馬達(dá)模塊。操作模塊至少具有一第一切換單元；控制單元耦接至操作模塊，并依據(jù)第一切換單元的狀態(tài)，而輸出第一控制信號；多個電池模塊共同耦接控制單元，以依據(jù)第一控制信號而選擇電池模塊其中之一輸出電力，并決定輸出電力的大??；而馬達(dá)模塊則耦接電池模塊，以依據(jù)電池模塊所輸出的電力而提供移動載具動力。
文檔編號H02P25/16GK101764568SQ20081018493
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者葉勝發(fā), 孫秀慧, 林炳明 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院