專利名稱：電動車輛備用電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動車輛，尤其是電動車輛的備用電源。
背景技術：
電動車輛主要指電動自行車和電動摩托車，是靠電力為動力的民用交通工具，尤其電動摩托車是完全靠電池的電力做為驅動能源，如果電池電力耗盡，電動車將無法使用，只好推著走，給用戶帶來極大的不方便。電動車輛的供電系統(tǒng)，包括電池組、調速手把、控制器和電機，通過調速手把輸出動作信號給控制器，電池組的電能通過控制器控制輸出電流的大小，以控制電機的轉速和輸出功率。當電池組的電壓低于10.5V/12V時，控制器進行弱電保護，電機無法工作，直到電池組重新被充電為止。
現(xiàn)有一種電動車輛的備用電源，其在主電池沒電時，串聯(lián)一組備用電池供電，這樣，不同電量的電池串聯(lián)使用會導致電量低的電池過度放電完全損壞，甚至出現(xiàn)反極不可修復。另外，兩個電池組串聯(lián)后電壓增加，本來按額定電壓供電的電動車輛的電機、控制器、燈具、報警器等都會因為超壓而燒毀，所以，這種備用電源是無法使用的。
另有一種電動車輛的備用電源，其主電池與備用電池分別連接至電動車上，當主電池沒電時，斷開主電池，再手動將備用電池接上供電。例主電池為48V20Ah的電池組，當放電終止時電壓為42V，此時在電動車的控制器電路中已經無法輸出電流，若此時斷開主電池，接入一組48V6Ah的備用電池，此備用電池單獨使用的內阻在放電終止時大約是400毫歐，在18安培的放電電流下，消耗在電池內阻上的電壓為7.2V，這樣，備用電池可供電動車行駛大約7公里，其供電時間較短，還不能滿足實際使用的需要。且現(xiàn)有的電動車輛備用電源，其備用電池和主電池同時接受同樣的充電電壓進行充電，這樣，不常使用的備用電池便會因為長期充電而失水，縮短備用電池的使用壽命。

發(fā)明內容
本實用新型的主要目的是提供一種供電時間長、使用壽命長的電動車輛備用電源。
本實用新型的次要目的是提供一種具有過放電保護的電動車輛備用電源。
本實用新型的技術方案是這樣的電動車輛備用電源，包括備用電池和連接開關，上述連接開關連接于主電池的正極端與上述備用電池的正極端之間，且上述主電池的正極端與上述備用電池的正極端之間還另連接有一單向降壓充電支路。
上述備用電池還包括控制單元、觸發(fā)開關和執(zhí)行繼電器，上述單向降壓充電支路設于上述控制單元內，上述觸發(fā)開關連接于上述控制單元的觸發(fā)回路中，上述執(zhí)行繼電器的繼電器線圈連接于上述控制單元的輸出回路中，上述執(zhí)行繼電器的觸點作為上述連接開關、用于控制主電池的正極端和備用電池的正極端之間的通斷，上述控制單元還設有連接于主電池正極端的電壓采樣部分和連接于備用電池正極端的充電控制部分；當主電池的電壓低于設定工作電壓時，手動接通觸發(fā)開關，觸發(fā)控制單元，控制單元輸出控制信號至執(zhí)行繼電器線圈，執(zhí)行繼電器的觸點即上述連接開關動作，備用電池并接于主電池上繼續(xù)供電；當主電池充電時，上述電壓采樣部分向上述控制單元輸入采樣信號，上述控制單元輸出控制信號到執(zhí)行繼電器線圈，執(zhí)行繼電器的觸點即上述連接開關動作，斷開備用電池與主電池之間的連接，上述充電控制部分輸出降壓后的充電電壓，對備用電池進行充電；當備用電池的電壓低于設定工作電壓時，上述電壓采樣部分向上述控制單元輸入采樣信號，上述控制單元輸出控制信號到執(zhí)行繼電器線圈，執(zhí)行繼電器的觸點即上述連接開關動作，斷開備用電池與主電池之間的連接。
上述控制單元為一集成芯片。
上述控制單元包括一電壓采樣支路、上述單向降壓充電支路和一觸發(fā)支路，上述電壓采樣支路包括串接于主電池正負極兩端的穩(wěn)壓管和控制繼電器，上述單向降壓充電支路連接于主電池的正極端和備用電池的正極端之間，上述觸發(fā)支路包括一觸發(fā)元件，上述觸發(fā)開關并接于此觸發(fā)元件的觸發(fā)回路中，上述執(zhí)行繼電器線圈、上述控制繼電器的觸點和上述觸發(fā)元件串接于上述備用電池的正負極兩端；主電池充電或主電池的電壓高于正常工作電壓時，上述穩(wěn)壓管導通，上述控制繼電器線圈導通，上述控制繼電器的觸點斷開上述觸發(fā)支路，備用電池與主電池之間呈開斷狀態(tài)；當主電池的電壓低于正常工作電壓，上述穩(wěn)壓管截止，上述控制繼電器的觸點吸合，接通上述觸發(fā)開關，上述觸發(fā)元件接通上述觸發(fā)支路，上述執(zhí)行繼電器的線圈得電，接通其觸點即上述連接開關，從而備用電池與主電池并接供電。
上述觸發(fā)支路還串接有另一穩(wěn)壓管，當備用電池的電壓低于設定工作電壓時，此另一穩(wěn)壓管截止，斷開觸發(fā)支路，從而斷開主電池與備用電池之間的連接。
上述觸發(fā)元件為單向可控硅，上述觸發(fā)開關并接于此可控硅的正極端和觸發(fā)端之間。
上述單向降壓充電支路為正、負極分別接于主電池正極端和備用電池正極端的二極管。
本實用新型電動車輛備用電源，當主電池的電壓處于設定工作電壓范圍內時，備用電池處于閑置狀態(tài)。當主電池沒電時，接通連接開關，備用電池與主電池并聯(lián)使用，由于此時備用電池的電壓比主電池高，備用電池產即對主電池進行快速充電，使主電池與備用電池的端電壓逐步接近，共同給電動車供電，由于采用并聯(lián)方式，同樣在放電接近終止的情況下，并聯(lián)后的總內阻大大降低，從而延長了備用電池的供電時間。當備用電池的電壓低于設定工作電壓時，控制單元自動斷開備用電池，進行過放電保護，當主電池充電時，備用電池同時接受充電，但其充電電壓為經降壓后的電壓，這樣，備用電池始終處于浮充電狀態(tài)，以確保不被過充電失水，延長了備用電池的使用壽命。


圖1為本實用新型實施例一的電路圖。
圖2為本實用新型實施例二的電路圖。
圖3為本實用新型實施例三的電路圖。
具體實施方式
電動車的電池組電壓一般為12V，24V，36V，48V等，下面以48V電池組為例進行說明。
實施方案一如圖1所示，本實用新型電動車輛備用電源，包括備用電池B2和連接開關K，連接開關K連接于主電池B1的正極端與備用電池B2的正極端之間，且主電池B1的正極端與備用電池B2的正極端之間還另連接有一由單向二極管D1、D2、D3相串接的降壓充電支路，且二極管D1、D2、D3的正極端連接于主電池B1正極端，二極管D1、D2、D3的負極端連接于備用電池B2的正極端。
正常狀況下電動車由電池組B1供電，備用電池B2在D1、D2和D3的隔離下不供電。當主電池放電終止時，主電池的電壓為42V，此時電動車的控制器電路中已經無法輸出電流，手動接通連接開關K，將48V6Ah的備用電池B2并聯(lián)至主電池B1上，此時備用電池B2的開路電壓為52V，由于備用電池B2的電壓比主電池B1高10V，備用電池B2立即對主電池進行快速充電，使主電池B1與備用電池B2的端電壓逐步接近，共同達到50V左右，一起給電動車供電。采用這種并聯(lián)方式，同樣在放電接近終止的情況下，主電池B1的內阻為121毫歐，備用電池B2的內阻為93毫歐，同樣在18安培的放電電流下，消耗在電池內阻上的電壓為1.67V，這樣，主電池B1沒電時，并聯(lián)上備用電池B2還可供電動車繼續(xù)行車13公里左右，比現(xiàn)有技術的7公里幾乎增加了一倍。當主電池B1充電時，手動斷開連接開關K，充電電流經二極管D1、D2、D3降壓后同時給備用電池B2充電，由于主電池B1的使用模式為循環(huán)充放電，備用電池B2很少使用，由于二極管D1、D2、D3組成的簡易降壓電路使備用電池B2處于浮充電狀態(tài)，以確保備用電池B2不被過充電失水，延長了備用電池B2的使用壽命。
實施例二電動車輛備用電源，包括備用電池B2、觸發(fā)開關K3、控制單元IC和執(zhí)行繼電器J2，控制單元IC內設有連接主電池B1正極端和備用電池B2正極端的單向降壓充電支路，觸發(fā)開關K3跨接于控制單元IC的觸發(fā)端與主電池B1負極端之間，執(zhí)行繼電器J2的線圈連接于控制單元IC的輸出端與主電池負極端之間，執(zhí)行繼電器J2的常開觸點作為控制主電池B1的正極端和備用電池B2的正極端之間通斷的連接開關K，控制單元IC還設有連接于主電池B1正極端的電壓采樣端和連接于備用電池B2正極端的充電控制端。
正常狀況下電動車由主電池B1供電，備用電池B2不供電。當主電池B1沒電的時候，電動車無法行走，手動接通觸發(fā)開關K3，控制單元IC的輸出端輸出信號，執(zhí)行繼電器J2的線圈得電吸合，執(zhí)行繼電器J2的常開觸點即連接開關K吸合，備用電池B2和主電池B1并聯(lián)供電，電動車繼續(xù)工作。
當備用電池B2電壓低于42V時，表示備用電池B2放電終止，電壓信號經電壓采樣端進入控制單元IC，經控制單元IC判斷后，控制單元IC的輸出端輸出信號，執(zhí)行繼電器J2的線圈斷電釋放，執(zhí)行繼電器J2的常開觸點即連接開關K斷開，備用電池B2斷開與主電池B1的連接。當主電池B1被充電的時候，電壓信號經電壓采樣端進入控制單元IC，經控制單元IC判斷后，控制單元的輸出端輸出信號，執(zhí)行繼電器J2的線圈斷電釋放，執(zhí)行繼電器J2的常開觸點即連接開關K斷開，備用電池B2斷開與主電池連接，此時，控制IC的充電控制端輸出降壓后的充電信號，控制備用電池B2進入浮充電狀態(tài)。
實施例三本實用新型電動車備用電源，包括由穩(wěn)壓管D4、電阻R1和繼電器J1的線圈串接而成的、并接于主電池B1正負極兩端的電壓采樣支路；由二極管D1、D2和D3串接而成的、連接于主電池B1的正極端和備用電池B2的正極端之間的單向降壓充電支路；由執(zhí)行繼電器J2的線圈、電阻R2、單向可控硅D6、繼電器J1的常閉觸點K1和穩(wěn)壓管D5串接而成的、并接于備用電池B2正負極兩端的觸發(fā)支路，觸發(fā)開關K3并接于單向可控硅D6的正極端和觸發(fā)端之間；執(zhí)行繼電器J2的常開觸點作為連接開關K跨接于主電池B1的正極端和備用電池B2的正極端之間。
正常狀況下電動車由電池組B1供電，備用電池B2在D1、D2和D3的隔離下不供電。當主電池組B1電壓下降到42V時，電動車無法工作，此時，穩(wěn)壓管D4斷電，繼電器J1的線圈斷電釋放，繼電器J1的常閉觸點K1斷電吸合。手動接通觸發(fā)開關K3，執(zhí)行繼電器J2的線圈得電吸合，執(zhí)行繼電器J2的常開觸點即連接開關K導通，備用電池B2和主電池B1并聯(lián)供電，電動車繼續(xù)工作。
當備用電池B2電壓下降到42V以下時，穩(wěn)壓管D5斷電，執(zhí)行繼電器J2的線圈斷電釋放，執(zhí)行繼電器J2的常開觸點即連接開關K斷開，備用電池B2停止放電。
如果在備用電池B2放電終止前對主電池B1進行充電，穩(wěn)壓管D4接收到充電信號導通，繼電器J1的線圈得電吸合，繼電器J1的常閉觸點K1得電斷開，執(zhí)行繼電器J2的線圈斷電釋放，執(zhí)行繼電器J2的常開觸點即連接開關K斷開，備用電池B2與主電池B1斷開連接，此時，充電電源通過二極管D2、D3和D4對備用電池B2進行充電。
本實用新型電動車輛備用電源，備用電池在充電的時候與主電池使用同樣一個充電器，但其分路通過降壓電路，使備用電池總處于浮充狀態(tài)，而主電池總處于循環(huán)充電狀態(tài)，備用電池放電的時候與主電池直接并聯(lián)供電，達到最理想的放電時間。具有使用壽命長、供電時間長的特點，本實用新型的實施例二、三還具有智能化控制、自動保護的特點。
權利要求1.電動車輛備用電源，包括備用電池和連接開關，其特征在于上述連接開關連接于主電池的正極端與上述備用電池的正極端之間，且上述主電池的正極端與上述備用電池的正極端之間還另連接有一單向降壓充電支路。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動車輛備用電源，其特征在于上述備用電池還包括控制單元、觸發(fā)開關和執(zhí)行繼電器，上述單向降壓充電支路設于上述控制單元內，上述觸發(fā)開關連接于上述控制單元的觸發(fā)回路中，上述執(zhí)行繼電器的繼電器線圈連接于上述控制單元的輸出回路中，上述執(zhí)行繼電器的觸點作為上述連接開關、用于控制主電池的正極端和備用電池的正極端之間的通斷，上述控制單元還設有連接于主電池正極端的電壓采樣部分和連接于備用電池正極端的充電控制部分；當主電池的電壓低于設定工作電壓時，接通觸發(fā)開關，觸發(fā)控制單元，控制單元輸出控制信號至執(zhí)行繼電器線圈，執(zhí)行繼電器的觸點即上述連接開關動作，備用電池并接于主電池上繼續(xù)供電；當主電池充電時，上述電壓采樣部分向上述控制單元輸入采樣信號，上述控制單元輸出控制信號到執(zhí)行繼電器線圈，執(zhí)行繼電器的觸點即上述連接開關動作，斷開備用電池與主電池之間的連接，上述充電控制部分輸出降壓后的充電電壓，對備用電池進行充電；當備用電池的電壓低于設定工作電壓時，上述電壓采樣部分向上述控制單元輸入采樣信號，上述控制單元輸出控制信號到執(zhí)行繼電器線圈，執(zhí)行繼電器的觸點即上述連接開關動作，斷開備用電池與主電池之間的連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的電動車輛備用電源，其特征在于上述控制單元為一集成芯片。
4.根據(jù)權利要求2所述的電動車輛備用電源，其特征在于上述控制單元包括一電壓采樣支路、上述單向降壓充電支路和一觸發(fā)支路，上述電壓采樣支路包括串接于主電池正負極兩端的穩(wěn)壓管和控制繼電器，上述單向降壓充電支路連接于主電池的正極端和備用電池的正極端之間，上述觸發(fā)支路包括一觸發(fā)元件，上述觸發(fā)開關并接于此觸發(fā)元件的觸發(fā)回路中，上述執(zhí)行繼電器線圈、上述控制繼電器的觸點和上述觸發(fā)元件串接于上述備用電池的正負極兩端；主電池充電或主電池的電壓高于正常工作電壓時，上述穩(wěn)壓管導通，上述控制繼電器線圈導通，上述控制繼電器的觸點斷開上述觸發(fā)支路，備用電池與主電池之間呈開斷狀態(tài)；當主電池的電壓低于正常工作電壓，上述穩(wěn)壓管截止，上述控制繼電器的觸點吸合，接通上述觸發(fā)開關，上述觸發(fā)元件接通上述觸發(fā)支路，上述執(zhí)行繼電器的線圈得電，接通其觸點即上述連接開關，從而備用電池與主電池并接供電。
5.根據(jù)權利要求4所述的電動車輛備用電源，其特征在于上述觸發(fā)支路還串接有另一穩(wěn)壓管，當備用電池的電壓低于設定工作電壓時，此另一穩(wěn)壓管截止，斷開觸發(fā)支路，從而斷開主電池與備用電池之間的連接。
6.根據(jù)權利要求4所述的電動車輛備用電源，其特征在于上述觸發(fā)元件為單向可控硅，上述觸發(fā)開關并接于此可控硅的正極端和觸發(fā)端之間。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的電動車輛備用電源，其特征在于上述單向降壓充電支路為正、負極分別接于主電池正極端和備用電池正極端的二極管。
專利摘要本實用新型公開了一種電動車輛備用電源，包括備用電池和連接開關，上述連接開關連接于主電池的正極端與上述備用電池的正極端之間，且上述主電池的正極端與上述備用電池的正極端之間還另連接有一單向降壓充電支路。備用電池在充電的時候與主電池使用同樣一個充電器，但其分路通過降壓電路，使備用電池總處于浮充狀態(tài)，而主電池總處于循環(huán)充電狀態(tài)，備用電池放電的時候與主電池直接并聯(lián)供電，達到最理想的放電時間。具有使用壽命長、供電時間長的特點。
文檔編號B60L11/18GK2663203SQ20032011049
公開日2004年12月15日 申請日期2003年10月26日 優(yōu)先權日2003年10月26日
發(fā)明者陳振富 申請人:陳振富