專利名稱：兩輪載具電池管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于ー種兩輪載具電池管理系統(tǒng)，特別是指ー種一次側(cè)繞組的電カ源可非接觸電磁耦合至二次側(cè)繞組，以利用二次側(cè)繞組設(shè)置于駐車(chē)架的兩輪載具提供充電與放電的管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近幾年純電動(dòng)車(chē)技術(shù)不斷發(fā)展，因?yàn)榧冸妱?dòng)車(chē)就是完全采用電來(lái)?yè)?dān)任動(dòng)カ，使用馬達(dá)與電機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，由于不使用汽油燃料，沒(méi)有引擎的工作聲響，也沒(méi)有排放管的排放氣體，是具備最佳的環(huán)保訴求，而電動(dòng)車(chē)在使用上除了便利性的考量，更必須考慮電源能 量供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短的問(wèn)題，要達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間電源能量持續(xù)的供應(yīng)及縮小供電電池所需占用的空間，并考慮供電電池是否可方便充電的功能及適用電壓等問(wèn)題。鎳氫電池、或鋰鐵電池、或鋰電池的供電電池已經(jīng)成為電動(dòng)車(chē)主要的電カ電源，盡可能延長(zhǎng)供電電池一次充電后的使用時(shí)間與加速充電一次的時(shí)間是電池電源管理的兩大課題。電動(dòng)車(chē)因?yàn)閷?duì)供電電池的要求極高，必須具有高能量密度、高電カ密度、快速充電和深度放電的性能，而且要求成本低、使用壽命長(zhǎng)。根據(jù)供電電池(二次電池)的電化學(xué)反應(yīng)，不少文獻(xiàn)提出電池放電最佳化的應(yīng)用技術(shù)與方法，然而有關(guān)加速電池充電的技術(shù)卻大多為定電流后定電壓的延伸作法，很少有更有效的充電方式被提出。本發(fā)明針對(duì)兩輪載具的二次電池的充電模式找出變動(dòng)定電流的充電配方，達(dá)到充電效率最佳化的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的即在于提供一種兩輪載具電池管理系統(tǒng)，主要為一分離式變壓器做為電能傳輸，為當(dāng)交流電源電連接一次側(cè)繞組，用以輸出交流電源與二次側(cè)繞組成為非接觸電磁耦合，并在二次側(cè)繞組接收所述非接觸電磁耦合以產(chǎn)生所述電池的充電電源。本發(fā)明的次一目的在于提供一種兩輪載具電池管理系統(tǒng)，主要為人機(jī)界面單元對(duì)控制電路傳達(dá)充電模式的使用者信息，所述控制電路用于監(jiān)視電池ー預(yù)定參數(shù)與輸出ー控制信號(hào)，使二次側(cè)繞組配合所述控制電路的控制信號(hào)再提高所述升壓電源對(duì)電池充電。本發(fā)明的另一目的在于提供一種兩輪載具電池管理系統(tǒng)，主要為人機(jī)界面單元對(duì)控制電路傳達(dá)放電模式的使用者信息，所述控制電路用以將電池的直流電源經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成ー交流電源，使交流電源經(jīng)由二次側(cè)繞組，利用與一次側(cè)繞組的非接觸電磁耦合傳遞，將電池的電能傳遞到一次側(cè)繞組，以進(jìn)行放電程序。本發(fā)明的再一目的在于提供ー種控制電路用于監(jiān)視電池ー預(yù)定參數(shù)，其內(nèi)建有不同充電模式的控制電路，并配合一連接于一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組的回授信號(hào)，使所述控制電路更連接至電池的輸出端，以取得待電池的電壓值(或電流值)，藉由電壓值(或電流值)的變壓決定執(zhí)行特定充電模式。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種兩輪載具電池管理系統(tǒng)，于所述控制電路內(nèi)建脈寬調(diào)變器，其輸出的脈寬調(diào)變信號(hào)能決定二次側(cè)繞組輸出交流電源電壓大小，故控制電路可在充電程序下隨時(shí)監(jiān)視電池參數(shù)變化，并依照參數(shù)變化輸出回饋信號(hào)，以控制脈寬調(diào)變器輸出脈寬調(diào)變信號(hào)，使得二次側(cè)繞組提供電池最佳的充電電源。可達(dá)成上述創(chuàng)作目的之兩輪載具電池管理系統(tǒng)，包括有ー輸電系統(tǒng)，以ー輸入端連接ー交流電源至一次側(cè)繞組，并令所述一次側(cè)繞組產(chǎn)生輸入電壓；ー儲(chǔ)能系統(tǒng)，設(shè)置于兩輪載具上，所述二次側(cè)繞組保持一間隙以與一次側(cè)繞組構(gòu)成非接觸電磁耦合連接以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使的相互導(dǎo)通，其包括控制電路用于監(jiān)視電池一預(yù)定參數(shù)與輸出ー控制信號(hào)、一回授信號(hào)，于ー預(yù)定周期時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通二次側(cè)繞組間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并控制轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述充電電路和所述放電電路的作業(yè)；二次側(cè)繞組受控制電路的一個(gè)回授信號(hào)來(lái)導(dǎo)通/截止一次側(cè)繞組與所述電池的連接，使所述充電電路從二次側(cè)繞組 提升至一升壓電源以對(duì)所述電池充電到ー既定電壓。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的兩輪載具電池管理系統(tǒng)，其一次側(cè)繞組的電カ源可非接觸電磁耦合至二次側(cè)繞組，以利用二次側(cè)繞組設(shè)置于駐車(chē)架的兩輪載具提供充電與放電。


圖I為本發(fā)明兩輪載具電池管理系統(tǒng)的充電程序流程圖。圖2為所述兩輪載具電池管理系統(tǒng)的放電程序流程圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1_輸電系統(tǒng)；11_交流電源；12_—次側(cè)繞組；2_儲(chǔ)能系統(tǒng)；21_ ニ次側(cè)繞組；22_控制電路；23_回授信號(hào)；24_轉(zhuǎn)換電路；25_電池；3_人機(jī)界面單元；4-輸出裝置;d-間隙。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明所提供的兩輪載具電池管理系統(tǒng)，主要包括有ー輸電系統(tǒng)I以及ー儲(chǔ)能系統(tǒng)2所構(gòu)成；所述儲(chǔ)能系統(tǒng)2可從位于輸出裝置4的電池25提供ー預(yù)定的電源輸出，在輸出裝置4與電池25的輸出端之間，有ー控制電路22用以感測(cè)電池25的ー預(yù)定操作參數(shù)。所述輸電系統(tǒng)I以ー輸入端連接ー交流電源11與一次側(cè)繞組12所組成，所述交流電源11連接一至于地面或墻面的交流電源，并將交流電源轉(zhuǎn)換為ー交流電源連接至一次側(cè)繞組12 (或至于地面或墻面的一次側(cè)繞組12)，并令所述一次側(cè)繞組12接收前述交流電源；所述儲(chǔ)能系統(tǒng)2設(shè)置于兩輪載具上，為以二次側(cè)繞組21感應(yīng)所述交流電源而輸出一升壓電源。其特征在于，所述一次側(cè)繞組12與二次側(cè)繞組21為相互對(duì)稱且相互接近而不接觸的兩個(gè)分離線圈繞組，并構(gòu)成一變壓器以產(chǎn)生非接觸電磁；又所述儲(chǔ)能系統(tǒng)2進(jìn)而包括二次側(cè)繞組21、控制電路22、轉(zhuǎn)換電路24、回授信號(hào)23以及電池25 ;所述二次側(cè)繞組21保持ー間隙d與一次側(cè)繞組12構(gòu)成非接觸電磁耦合連接，以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使之相互導(dǎo)通；所述控制電路22用于監(jiān)視電池25 —預(yù)定參數(shù)與輸出ー控制信號(hào)、一回授信號(hào)23，于ー預(yù)定周期時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通二次側(cè)繞組21間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并控制轉(zhuǎn)換電路24對(duì)所述充電電路和所述放電電路的作業(yè)；所述控制電路22內(nèi)建有多級(jí)電流充電模式(包含有第一、第二、第三充電模式)；所述轉(zhuǎn)換電路24根據(jù)所述控制信號(hào)控制轉(zhuǎn)換電路24對(duì)電池25的充電(或放電)；所述二次側(cè)繞組21受控制電路22的一個(gè)回授信號(hào)23來(lái)導(dǎo)通/截止一次側(cè)繞組12與所述電池25的連接，當(dāng)二次側(cè)繞組21與ー電池25連接時(shí)，配合所述控制電路22的控制信號(hào)再提高所述升壓電源對(duì)電池25充電(或放電)，以補(bǔ)償繞組間非接觸電磁耦合損耗的電能。本發(fā)明的變壓器為由一次側(cè)繞組12與二次側(cè)繞組21所構(gòu)成，所述繞組皆為鐵芯或其他導(dǎo)引磁場(chǎng)的裝置所組成，其上皆繞有線圈。所述兩輪載具上設(shè)置有控制電路22、轉(zhuǎn)換電路24、回授信號(hào)23、電池25以及駐車(chē)架；其特征在于，所述駐車(chē)架上進(jìn)而包括設(shè)有二次側(cè)繞組21，所述兩輪載具與駐車(chē)架為以開(kāi)關(guān)電路構(gòu)成ニ電路間的導(dǎo)通或不導(dǎo)通；當(dāng)兩輪載具立起駐車(chē)架吋，設(shè)置于兩輪載具上的轉(zhuǎn)換電路24為以開(kāi)關(guān)電路與駐 車(chē)架上的二次側(cè)繞組21連接導(dǎo)通，同時(shí)轉(zhuǎn)換電路24藉由電路連接至后續(xù)的電池25，因所述二次側(cè)繞組21被導(dǎo)線連接至開(kāi)關(guān)電路，此導(dǎo)線對(duì)與后續(xù)的轉(zhuǎn)換電路24電路相耦合。所述變壓器當(dāng)一次側(cè)繞組12開(kāi)ロ處與二次側(cè)繞組21其開(kāi)ロ處相互接近(或所述一次側(cè)繞組12與二次側(cè)繞組21的耦合腳相互對(duì)稱且開(kāi)ロ處相互接近)，即產(chǎn)生非接觸電磁耦合效應(yīng)，以將一次側(cè)繞組12的電カ源以非接觸電磁耦合至二次側(cè)繞組21，或者將二次側(cè)繞組21的電カ源非接觸電磁耦合至一次側(cè)繞組12。本發(fā)明的控制電路22受人機(jī)界面單元3的使用者信息輸出ー控制信號(hào)時(shí)，能根據(jù)所述控制信號(hào)控制轉(zhuǎn)換電路24的充電或放電程序，當(dāng)所述輸電系統(tǒng)I的交流電源11電連接一次側(cè)繞組12，為提供一次側(cè)繞組12的交流電源非接觸電磁耦合至二次側(cè)繞組21，所述控制電路22偵測(cè)一次側(cè)繞組12與二次側(cè)繞組21耦合，控制電路22受人機(jī)界面單元3的使用者信息輸出ー控制信號(hào)，使所述轉(zhuǎn)換電路24電連接電池25與二次側(cè)繞組21，讓二次側(cè)繞組21透過(guò)轉(zhuǎn)換電路24依據(jù)所述控制信號(hào)對(duì)電池25進(jìn)行非接觸電能充電或放電程序的切換；使二次側(cè)繞組21與一次側(cè)繞組12構(gòu)成非接觸電磁耦合以產(chǎn)生所述電池25的充電電源。所述控制電路22所監(jiān)視電池25的一預(yù)定參數(shù)，其特征在于，所述參數(shù)是電池25于充電期間電池25的電壓值(或電流值)，所述控制電路22能于電池25達(dá)到ー預(yù)定電壓值(或電流值)時(shí)終止轉(zhuǎn)換電路24對(duì)所述電池25充電。所述控制電路22其內(nèi)建有不同充電模式的控制電路22，所述控制電路22能夠依照待電池25充電時(shí)的電壓變化，以高頻快速充電速率調(diào)整充電電源的大??；所述控制電路22并配合一連接于二次側(cè)繞組21的回授信號(hào)23，所述回授信號(hào)23的升壓電源為由二次側(cè)繞組21與一次側(cè)繞組12耦合連接起的預(yù)定時(shí)間中，以ー恒定電壓源供給一高于交流電源的上升電壓給二次側(cè)繞組21。所述控制電路22更連接至電池25的輸出端，以取得待電池25的電壓值(或電流值)，藉由電壓值(或電流值)的變壓決定執(zhí)行特定充電模式。所述回授信號(hào)23受ー控制電路22供給ー設(shè)定電壓至所述二次側(cè)繞組21的設(shè)定電壓輸入端，在所述轉(zhuǎn)換電路24接通時(shí)，控制電路22以ー預(yù)定時(shí)間設(shè)定對(duì)電池25充電，且在所述預(yù)定時(shí)間過(guò)去以后，設(shè)定回授信號(hào)23至正常操作的ー電壓對(duì)電池25充電。由于所述控制電路22內(nèi)建脈寬調(diào)變器，其輸出的脈寬調(diào)變信號(hào)的脈波寬度能決定二次側(cè)繞組21輸出交流電源電壓大小，故控制電路22可在充電程序下隨時(shí)監(jiān)視電池25參數(shù)(電壓或電流)變化，并依照參數(shù)變化輸出回饋信號(hào)，以控制脈寬調(diào)變器輸出脈寬調(diào)變信號(hào)的脈波寬度，使得二次側(cè)繞組21提供電池25最佳的充電電源。所述兩輪載具更包含一人機(jī)界面単元3，所述人機(jī)界面単元3能通過(guò)使用者信息的讀入而驅(qū)動(dòng)控制電路22充電或放電；所述人機(jī)界面單元3為一具有充電或放電功能選項(xiàng)的按鍵、或觸控?zé)赡?、或圖形界面，主要為提供充電模式或放電模式的使用者信息對(duì)控制電路22輸出ー控制信號(hào)，使轉(zhuǎn)換電路24根據(jù)所述控制信號(hào)控制轉(zhuǎn)換電路24對(duì)電池25的充電或放電；如圖I所示為充電模式，所述人機(jī)界面単元3對(duì)控制電路22傳達(dá)充電模式的使用 者信息，所述控制電路22用于監(jiān)視電池25 —預(yù)定參數(shù)與輸出ー控制信號(hào)，將交流電源由轉(zhuǎn)換電路24對(duì)電池25充電，同時(shí)，二次側(cè)繞組21與回授信號(hào)23配合所述控制電路22的控制信號(hào)，再提高所述升壓電源對(duì)電池25充電；如圖2所示為放電模式，所述人機(jī)界面単元3對(duì)控制電路22傳達(dá)放電模式的使用者信息，控制電路22用以將電池25的交流電源經(jīng)轉(zhuǎn)換電路24轉(zhuǎn)換成一交流電源，使轉(zhuǎn)交流電源經(jīng)由二次側(cè)繞組21，利用與一次側(cè)繞組12的非接觸電磁耦合傳遞，將電池25的電能傳遞到交流電源11，以進(jìn)行放電程序。本發(fā)明控制電路22可識(shí)別電池25類(lèi)型并自動(dòng)選擇正確的充電格式(chargingformat)，若將非經(jīng)認(rèn)可的電池25安裝入充電器，將無(wú)法達(dá)成導(dǎo)通。所述控制電路22亦能計(jì)算電池25的自動(dòng)放電(self discharge),并可啟動(dòng)電池25平衡處理,或者是以最佳化方式將電池25監(jiān)視與啟動(dòng)保護(hù)措施，以防止電池25過(guò)壓或欠壓，并將此資訊傳遞給人機(jī)界面単元3。以上所述實(shí)施例的掲示用以說(shuō)明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明，故舉凡數(shù)值的變化與等效元件的置換，仍應(yīng)隸屬本發(fā)明的范疇。
權(quán)利要求
1.一種兩輪載具電池管理系統(tǒng)，其特征在于，包括ー輸電系統(tǒng)和ー儲(chǔ)能系統(tǒng)，其中 所述輸電系統(tǒng)，以ー輸入端連接ー交流電源至一次側(cè)繞組，并令所述一次側(cè)繞組產(chǎn)生輸入電壓； 所述儲(chǔ)能系統(tǒng)，設(shè)置于兩輪載具上； 該儲(chǔ)能系統(tǒng)包括控制電路、轉(zhuǎn)換電路、充電電路、放電電路和二次側(cè)繞組，其中， 所述二次側(cè)繞組保持一間隙以與一次側(cè)繞組構(gòu)成非接觸電磁耦合連接，以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使一次側(cè)繞組與二次側(cè)繞組相互導(dǎo)通； 所述控制電路，用于監(jiān)視電池ー預(yù)定參數(shù)與輸出ー控制信號(hào)和一回授信號(hào)，于ー預(yù)定周期時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通二次側(cè)繞組間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并控制所述轉(zhuǎn)換電路； 所述轉(zhuǎn)換電路，對(duì)所述充電電路和所述放電電路進(jìn)行控制作業(yè)； 所述二次側(cè)繞組，受所述控制電路的一個(gè)回授信號(hào)來(lái)導(dǎo)通或截止一次側(cè)繞組與所述電池的連接，使所述充電電路從二次側(cè)繞組提升至一升壓電源以對(duì)所述電池充電到一既定電壓。
2.如權(quán)利要求I所述的兩輪載具電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路輸出ー控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)控制所述轉(zhuǎn)換電路的充電或放電程序，所述轉(zhuǎn)換電路分別電連接于電池與二次側(cè)繞組，當(dāng)所述二次側(cè)繞組與所述一次側(cè)繞組非接觸電磁耦合時(shí)，所述電池會(huì)通過(guò)所述轉(zhuǎn)換電路依據(jù)所述控制信號(hào)對(duì)所述二次側(cè)繞組進(jìn)行非接觸電能充電或放電程序的切換。
3.如權(quán)利要求I所述的兩輪載具電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)是電池于充電期間電池的電壓，所述控制電路能于電池達(dá)到ー預(yù)定電壓時(shí)終止轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述電池充電。
4.如權(quán)利要求I所述的兩輪載具電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓電源配合所述控制電路的控制信號(hào)再提高所述升壓電源對(duì)電池充電，以補(bǔ)償一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組間非接觸電磁耦合損耗的電能。
5.如權(quán)利要求I所述的具預(yù)壓結(jié)構(gòu)的兩輪載具電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓電源為由二次側(cè)繞組與一次側(cè)繞組耦合連接起的預(yù)定時(shí)間中，二次側(cè)繞組的升壓電壓以ー高于一次側(cè)繞組的輸入電壓對(duì)所述電池充電到ー既定電壓。
6.如權(quán)利要求I所述的具預(yù)壓結(jié)構(gòu)的兩輪載具電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述二次側(cè)繞組的升壓電源受ー控制電路供給ー設(shè)定電壓至所述電池的輸入端，通過(guò)二次側(cè)繞組在所述轉(zhuǎn)換電路接通電池時(shí)，控制電路以ー預(yù)定時(shí)間設(shè)定先對(duì)電池緩慢充電，且在所述預(yù)定時(shí)間過(guò)去以后，設(shè)定升壓電源至正常操作時(shí)間的ー電壓對(duì)電池充電。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種兩輪載具電池管理系統(tǒng)，主要為由一輸電系統(tǒng)以及一儲(chǔ)能系統(tǒng)所構(gòu)成；所述輸電系統(tǒng)以一交流電源連接至一次側(cè)繞組，并令所述一次側(cè)繞組接收前述交流電源；所述儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)置于兩輪載具上，以控制電路用于監(jiān)視電池一預(yù)定參數(shù)與輸出一控制信號(hào)，控制電路的一個(gè)回授信號(hào)來(lái)導(dǎo)通/截止二次側(cè)繞組與所述電池的連接，以配合所述控制電路的控制信號(hào)再提高所述升壓電源對(duì)電池充電；因控制電路連接至電池的輸出端，以取得電池的預(yù)定參數(shù)(電壓值)，藉由預(yù)定參數(shù)的變壓決定執(zhí)行特定充電模式。
文檔編號(hào)H02J7/02GK102761167SQ20111010844
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者梁卓中, 蔡耀文 申請(qǐng)人:梁卓中, 蔡耀文