專利名稱：電動(dòng)車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以二次電池為動(dòng)力源的電動(dòng)車輛，尤其涉及其二次電池的充放電控制方法。
隨著酸鉛蓄電池、鎳氫蓄電池、鋰二次電池等二次電池的性能和可靠性提高，開發(fā)了許多利用這些二次電池的機(jī)器設(shè)備。尤其，近年來，隨著綠色能源意愿的擴(kuò)大，以二次電池為動(dòng)力源，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車，小型摩托車、叉車等電動(dòng)車輛倍受關(guān)注。
在這種電動(dòng)車輛中，由裝載在車輛主體上的車輛控制器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)輸出控制和電池的監(jiān)測控制。該車輛控制器監(jiān)測裝載在車輛上的電池的殘存容量、輸出電壓、冷卻狀態(tài)等，掌握劣化狀況等電池狀態(tài)，根據(jù)得到的電池的信息，控制對電動(dòng)機(jī)的輸出和電池充電。而且，車輛控制器根據(jù)需要，向乘車者發(fā)生警告。
在以往的電動(dòng)車輛中，電池視作單一動(dòng)力源。因而做成，車輛控制器固定在車輛主體，當(dāng)因電池性能劣化或故障而更換電池時(shí)，僅更換電池這種結(jié)構(gòu)。但是，在更換規(guī)格不同的電池時(shí)，每次必須相應(yīng)于要用的電池規(guī)格變更車輛控制器的設(shè)定。
本發(fā)明為解決上述問題，其目的在于廉價(jià)提供電池互換性優(yōu)良、可靠性高的電動(dòng)車輛。
本發(fā)明的電動(dòng)車輛具備用電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)部，控制驅(qū)動(dòng)部的車輛控制器，向驅(qū)動(dòng)部提供電力的電池單元及對電池單元進(jìn)行充電的充電部。電池單元具有多個(gè)二次電池及監(jiān)測二次電池狀態(tài)，并根據(jù)得到的信息，向車輛控制器發(fā)送信號的監(jiān)測手段。車輛控制器根據(jù)來自電池單元的信號，控制驅(qū)動(dòng)部及充電部。
在以往的電動(dòng)車輛中，固定在車輛上的車輛控制器監(jiān)測電池的信息。與此相反，在本發(fā)明的電動(dòng)車輛中，電池及監(jiān)測電池的手段構(gòu)成成一個(gè)單元。即，在與電池同一單元中，取得電池信息，向單元外部的車輛控制器發(fā)出控制指令。車輛控制器根據(jù)來自電池單元的指令信號，控制驅(qū)動(dòng)部和充電部。
大體上，與電動(dòng)車輛的機(jī)架相比電池的耐久性要短。因而，在多數(shù)情況下，即使機(jī)器仍在使用，而電池由于使用壽命必須更換。因此，若電動(dòng)車輛的行駛距離達(dá)到預(yù)定值或電池的使用時(shí)間達(dá)到預(yù)定值，要更換電池。又，為了提高車輛的動(dòng)力性能，也有必要更換成性能較高的電池。在每個(gè)單元中進(jìn)行這種電池更換。
若使電池單元發(fā)送至車輛控制器的指令信號標(biāo)準(zhǔn)化，且在監(jiān)測手段進(jìn)行與單元內(nèi)電池規(guī)格相適應(yīng)的設(shè)定，則在使用規(guī)格不同的電池時(shí)，也不必進(jìn)行麻煩的車輛控制設(shè)定值的變更。又，由于能有效地控制電池輸出，可充分發(fā)揮電池性能，確保高可靠性。
在車輛中，預(yù)留了裝載電池所用的空間。若新電池是比原來所用電池小型的電池，電池單元可收容于該空間中，則可使用比原來數(shù)量更多的電池。因而，從空間有效利用的觀點(diǎn)來看也是有效果的。且，易于適應(yīng)電池性能的提高。
在本發(fā)明的電動(dòng)車輛的較佳實(shí)施方式中，電池單元構(gòu)成一個(gè)可從車輛拆卸的單元，例如若構(gòu)成電池單元的全部部件均收容于筐形箱中作為一個(gè)單元，該箱可從車輛上脫卸，則電池更換時(shí)的操作性能大大提高。
在本發(fā)明電動(dòng)車輛的較佳實(shí)施方式中，監(jiān)測手段檢測二次電池的電壓或溫度。
最好，在電池單元中設(shè)置用于冷卻二次電池的冷卻手段。獨(dú)立于車輛(卻車輛控制器)地在單元中設(shè)置冷卻風(fēng)扇與通風(fēng)結(jié)構(gòu)、水泵及通水結(jié)構(gòu)組合等冷卻手段。更理想的是，冷卻手段相應(yīng)于監(jiān)測手段檢測的二次電池的溫度而動(dòng)作，從而可比照因長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)引起的溫度升高，對每個(gè)單元內(nèi)部的電池，施加適合其特性的冷卻。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車的構(gòu)成示意圖。
圖2是用于圖1電動(dòng)汽車的電池單元外觀的立體圖。
圖3是上述電池單元的監(jiān)測手段的構(gòu)成略圖。
下文，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
本實(shí)施例的電動(dòng)車輛構(gòu)成示于圖1。在該電動(dòng)車輛中，電池單元10的輸出電流使電動(dòng)機(jī)15旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)車輛16。其中，電池單元10輸出的直流電流，由變換器13變換成交流電流后，提供給電動(dòng)機(jī)15。又，制動(dòng)時(shí)的動(dòng)能，通過電動(dòng)機(jī)15及變換器13作為發(fā)電器從而把該動(dòng)能變換成電能。此后，產(chǎn)生的直流電流提供給電池單元10。
電池單元10構(gòu)成一個(gè)可從電動(dòng)車輛折卸的單元。電池單元10，如圖2所示，收容于筐形箱子30中?？鹦蜗?0中的電池單元10用固定帶(未圖示)固定安裝構(gòu)件31，從而安裝在電動(dòng)車輛上。用于電力輸入輸出的電氣配線33，使電池單元10中的電池部1與充電裝置12及變換器13相連。監(jiān)測手段信號用的電氣配線34，連接電池單元10中的監(jiān)測手段3及車輛控制器11。冷卻用空氣口32吸入冷卻用空氣至筐形箱30內(nèi)，即吸至電池單元10內(nèi)。
作為電池單元10的輸出電源的電池部1，由串聯(lián)的多個(gè)二次電池構(gòu)成。例如鎳氫蓄電池可用作二次電池。
風(fēng)扇4冷卻電池部1，以防止其溫度升高。電池電流傳感器5檢測電池部1的輸出電流，向監(jiān)測手段3傳送與檢測的電流量有關(guān)的信號。溫度傳感器6，檢測電池部1的溫度，向監(jiān)測手段3傳送對應(yīng)的信號。設(shè)置在冷卻用空氣口32附近的吸氣溫度傳感器8，檢測吸入電池單元10內(nèi)的空氣溫度，向監(jiān)測手段3傳送對應(yīng)的信號。其中，例如分別采用熱敏電阻和熱電偶作為溫度傳感器6及吸氣溫度傳感器8。
電池單元10的輸出，經(jīng)變換器13，向電動(dòng)機(jī)15提供。又，充電時(shí)，外部電源(未圖示)連接連接器19，來自外電源的電流，經(jīng)充電部12，向電池單元10提供。
監(jiān)測手段3，如圖3所示，具有各自檢測輸入信號的電流檢測部21、溫度檢測部22及電壓檢測部23。電流檢測部21根據(jù)來自電池電流傳感器5的信號，檢測電池部1的輸出電流。溫度檢測部22，根據(jù)來自溫度傳感器6的信號，檢測電池部1的溫度，且根據(jù)來自吸氣溫度傳感器8的信號，檢測吸入空氣的溫度。電壓檢測部23，通過連接電池部1的電氣配線7，檢測電池部1的總電壓，或由多個(gè)二次電池構(gòu)成的電池組的電壓。
這些涉及電池單元10的信息輸出至運(yùn)算部24。運(yùn)算部24根據(jù)預(yù)先存儲的程序分析這些信息，向車輛控制器11發(fā)送指令信號。定時(shí)器25每隔一定時(shí)間，使運(yùn)算手段24的運(yùn)算結(jié)果輸出到車輛控制器11。
又，運(yùn)算部24控制風(fēng)扇4的旋轉(zhuǎn)。例如在長時(shí)間運(yùn)行而導(dǎo)致電池部1的溫度升高，從而比預(yù)定溫度高，或電池部1的溫度與吸氣溫度的差變得比設(shè)定值大時(shí)，運(yùn)算部24使電扇4較早旋轉(zhuǎn)，從而提高電池部1的冷卻效率。
上述監(jiān)測手段3采用已有技術(shù)，能方便地用一個(gè)裝置構(gòu)成。
車輛控制器11根據(jù)來自監(jiān)測手段3的指令信號，控制充電部12及變換器13。
充電部12，根據(jù)來自車輛控制器11的控制信號，控制電池部1充電。
變換部13根據(jù)來自車輛控制器11的控制信號，調(diào)整由電池單元10傳送至電動(dòng)機(jī)15的電流量。一旦監(jiān)測手段3檢測出電池部1急劇發(fā)熱等異常情況，則向車輛控制器11發(fā)出指令，強(qiáng)制使變換器13減少對電動(dòng)機(jī)15的電力供給，或經(jīng)一定時(shí)間后，停止電力供應(yīng)。例如，監(jiān)測手段3分析電池單元10有無故障、電池劣化程度及內(nèi)部電阻值等信息。由此，監(jiān)測手段3向車輛控制器發(fā)出指令，使電動(dòng)機(jī)15輸出降低，抑制電池劣化發(fā)展，以延長車輛的行駛距離。
又，車輛控制器11，在顯示手段14上顯示由電池單元得到的電池信息。
在顯示手段14上例如顯示電池單元10的各構(gòu)成部件的故障信息，電池單元10的更換必要性及適當(dāng)?shù)母鼡Q時(shí)間，最佳充電時(shí)間，電池部1的剩余容量、內(nèi)部電阻、劣化程度等與電池部1狀態(tài)相關(guān)的信息。又，還可告知，對電池單元10的異常的處理方法、電池單元10的預(yù)測壽命和適當(dāng)?shù)母鼡Q時(shí)期。最好顯示敦促使用者注意的消息等確保電池部1安全性及可靠性所需的全部信息。顯示手段14例如可采用LED或液晶面板。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可提供可靠性高的電動(dòng)車輛。而且，本發(fā)明的電動(dòng)車輛，能脫離車輛主體開發(fā)電源，因而與按包含電池規(guī)格的整個(gè)車輛進(jìn)行開發(fā)相比，可縮短開發(fā)時(shí)間，從而可減少總的開發(fā)成本。
權(quán)利要求
1．一種電動(dòng)車輛，其特征在于包括由電力驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部；控制所述驅(qū)動(dòng)部的車輛控制器；向所述驅(qū)動(dòng)部提供電力的電池單元；對所述電池單元進(jìn)行充電的充電部；所述電池單元具備多個(gè)二次電池及監(jiān)測手段，所述監(jiān)測手段監(jiān)測所述二次電池的狀態(tài)并根據(jù)得到的信息向所述車輛控制器發(fā)送信號；所述車輛控制器，根據(jù)來自所述電池單元的信號控制所述驅(qū)動(dòng)部及所述充電部。
2．如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛，其特征在于，所述電池單元構(gòu)成為一個(gè)可自車輛折卸的單元。
3．如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛，其特征在于，所述監(jiān)測手段檢測所述二次電池的電壓。
4．如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛，其特征在于，所述監(jiān)測手段檢測所述二次電池的溫度。
5．如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛，其特征在于，所述電池單元包括用于冷卻所述二次電池的冷卻手段。
6．如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)車輛，其特征在于，所述冷卻手段相應(yīng)于所述監(jiān)測手段檢測的二次電池的溫度而動(dòng)作。
7．如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛，其特征在于，所述電池單元包括顯示得到的信息的顯示部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池互換性優(yōu)良且可靠性和經(jīng)濟(jì)性良好的電動(dòng)車輛。本發(fā)明的電動(dòng)車輛包括由電力驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部,控制驅(qū)動(dòng)部的車輛控制器,向驅(qū)動(dòng)部提供電力的電池單元,對電池單元進(jìn)行充電的充電部;電池單元備有多個(gè)二次電池及監(jiān)測手段,該監(jiān)測手段監(jiān)測二次電池狀態(tài),根據(jù)得到的信息,向車輛控制器發(fā)送信號。
文檔編號B60L3/00GK1223208SQ9811915
公開日1999年7月21日 申請日期1998年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月9日
發(fā)明者中西利明 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社