電動車用的雙電池組切換電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電動車用的雙電池組切換電路，包括第一電池組和第二電池組、以及與所述第一電池組和第二電池組電連接的電源輸出端子；其特征在于：所述第一電池組通過ADC采樣電路與單片機的模擬輸入端子電連接，所述第一電池組通過5V穩(wěn)壓電路與單片機的電源端子電連接，所述第二電池組通過電壓檢測電路與單片機的信號輸入端子電連接，在所述第一電池組和電源輸出端子之間設置有第四MOS管，在所述第二電池組和電源輸出端子之間設置有第六MOS管，所述單片機的信號輸出端子通過驅動電路與第四MOS管電連接，所述單片機的信號輸出端子通過隔離驅動電路與第六MOS管電連接。本發(fā)明與傳統(tǒng)手動控制相比較，具有更高的自動化切換水平。
【專利說明】電動車用的雙電池組切換電路
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電動車蓄電池控制【技術領域】，特別是涉及電動車用的雙電池組切換電路。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著社會的高速發(fā)展，能源問題和環(huán)境問題日益顯現(xiàn)，以電動車為代表的環(huán)保型交通工具越來越受到人們的關注；眾所周知，電動車是以蓄電池作為動力來源的交通工具。
[0003]目前，續(xù)航能力是限制電動車快速發(fā)展的因素之一，由于電動車的續(xù)航能力主要依靠其自身攜帶的蓄電池，由于蓄電池的容量有限，因此，為了提高電動車的續(xù)航能力，采用兩塊蓄電池組的雙電池組電動車應運而生；傳統(tǒng)雙電池組電動車的控制方式主要有兩種:一、通過開關控制接觸器來對雙電池組進行控制，即使用者根據(jù)自身經(jīng)驗，進而開啟/關閉相關電池組；二、在電動車鎖上設置三檔開關，0FF/A/B，在使用過程中通過車鑰匙實現(xiàn)雙電池組的開啟/關閉；通過實踐環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)，上述兩種傳統(tǒng)的技術存在如下的缺陷:由于上述兩種控制方式都是人為控制，通過機械觸點實現(xiàn)切換。由于人為控制的不確定性，可能看到電池電量稍有不足就切換到另一組電池，造成電池容量浪費；或電池完全放電導致系統(tǒng)停止運行。機械觸點的接觸可能會由于觸點長期開關導致接觸電阻增大，從而損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是:提供了一種電動車用的雙電池組切換電路。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:
[0006]電動車用的雙電池組切換電路，包括第一電池組和第二電池組、以及與所述第一電池組和第二電池組電連接的電源輸出端子；所述第一電池組通過ADC采樣電路與單片機的模擬輸入端子電連接，所述第一電池組通過5V穩(wěn)壓電路與單片機的電源端子電連接，所述第二電池組通過電壓檢測電路與單片機的信號輸入端子電連接，在所述第一電池組和電源輸出端子之間設置有第四MOS管，在所述第二電池組和電源輸出端子之間設置有第六MOS管，所述單片機的信號輸出端子通過驅動電路與第四MOS管電連接，所述單片機的信號輸出端子通過隔離驅動電路與第六MOS管電連接。
[0007]進一步:所述第一電池組的正極通過第一二極管與所述電源輸出端子的正極電連接，所述第二電池組的正極通過第二二極管與所述電源輸出端子的正極電連接；所述第一電池組的負極與第四MOS管的源極電連接，所述第四MOS管的漏極與電源輸出端子的負極電連接，所述第四MOS管的柵極通過第十八電阻與所述驅動電路電連接；所述第二電池組的負極與第六MOS管的源極電連接，所述第六MOS管的漏極與電源輸出端子的負極電連接，所述第四MOS管的柵極通過第十九電阻與所述隔離驅動電路電連接。
[0008]所述驅動電路包括第三三極管和第五三極管；其中:所述第三三極管為PNP型三極管，所述第五三極管為NPN型三極管，所述第三三極管的發(fā)射極與第一電池組的正極電連接，所述第三三極管的集電極依次通過第六電阻、第七電阻與第五三極管的發(fā)射極電連接，所述第五三極管的集電極依次通過第一電阻、第二電阻與第一電池組的正極電連接，所述第三三極管的基極通過所述第二電阻與第一電池組的正極電連接，在所述第五三極管的基極和發(fā)射極之間設置有第五電阻，所述第五三極管的基極通過第四電阻與單片機的模擬輸入端子電連接；所述驅動電路還包括與第七電阻并聯(lián)的第一電容、第一穩(wěn)壓二極管；所述第一穩(wěn)壓二極管的陽極通過第十八電阻與第四MOS管的柵極電連接；所述第五三極管的發(fā)射極與第一電池組的負極電連接。
[0009]所述隔離驅動電路包括第一三極管、第二三極管、以及光耦隔離芯片；所述第一電池組的正極依次通過第二十電阻、第一發(fā)光二極管與第四光耦隔離芯片發(fā)光輸入端的陽極端子電連接，所述第四光耦隔離芯片發(fā)光輸入端與第二三極管的集電極電連接，所述第二三極管的發(fā)射極與基極之間通過第十六電阻連接，所述第二三極管的基極通過第十五電阻與單片機的信號輸出端子電連接；所述第一三極管的基極與發(fā)射極之間通過第十二電阻電連接，所述第一三極管的基極通過第十二電阻與第二電池組的正極電連接，所述第一三極管的基極與第四光耦隔離芯片輸出端的集電極電連接，所述第一三極管的發(fā)射極依次通過第二十一電阻、第二發(fā)光二極管與第四光耦隔離芯片輸出端的發(fā)射極電連接；所述第一三極管的發(fā)射極依次通過第十四電阻、第十七電阻與第四光耦隔離芯片輸出端的發(fā)射極電連接；所述隔離驅動電路還包括與所述第十七電阻并聯(lián)的第二穩(wěn)壓二極管、第七電容；所述第二三極管的發(fā)射極與第一電池組的負極電連接，所述第四光耦隔離芯片輸出端的發(fā)射極與第二電池組的負極電連接。
[0010]所述電壓檢測電路包括第五光耦隔離芯片，所述第五光耦隔離芯片輸入端子的陽極通過第二十二電阻與第二電池組的正極電連接，所述第五光耦隔離芯片輸入端子的陰極與第二電池組的負極電連接，所述第五光耦隔離芯片輸出端子的集電極通過第三電阻與5V電源連接，所述第五光耦隔離芯片輸出端子的集電極與單片機的信號輸入端子電連接，所述第五光耦隔離芯片輸出端子的發(fā)射極與第一電池組的負極電連接。
[0011]所述第一電池組的正極依次通過第八電阻、第九電阻與第一電池組的負極電連接，在所述第九電阻上并聯(lián)有第二電容。
[0012]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:通過采用上述技術方案，本發(fā)明實現(xiàn)了雙電池組之間的自動切換功能，即當?shù)谝浑姵亟M電量耗盡時，本發(fā)明中的切換電路可以自動切換至第二電池組工作狀態(tài)；這樣，一方面提高了切換電路的自動化水平；另外一方面，與人為手動切換相比較，具有較好的切換點位，即當?shù)谝浑姵亟M的電量下降到一個特定水平點時實現(xiàn)自動切換，從而防止人為切換較早或者較晚的缺陷發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的電路框圖；
[0014]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例的局部電路圖，主要用于顯示雙電池組的信號輸出關系;
[0015]圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的局部電路圖，主要用于顯示驅動電路；
[0016]圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例的局部電路圖，主要用于顯示隔離驅動電路；
[0017]圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例的局部電路圖，主要用于顯示電壓檢測電路；[0018]圖6是本發(fā)明優(yōu)選實施例的局部電路圖，主要用于顯示5V穩(wěn)壓電路；
[0019]圖7是本發(fā)明優(yōu)選實施例的局部電路圖，主要用于顯示采樣電路；
[0020]圖8是本發(fā)明優(yōu)選實施例的局部電路圖，主要用于顯示單片機接口關系。
【具體實施方式】
[0021]為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0022]請參閱圖1、電動車用的雙電池組切換電路，包括第一電池組和第二電池組、以及與所述第一電池組和第二電池組電連接的電源輸出端子；所述第一電池組通過ADC采樣電路與單片機的模擬輸入端子電連接，所述第一電池組通過5V穩(wěn)壓電路與單片機的電源端子電連接，所述第二電池組通過電壓檢測電路與單片機的信號輸入端子電連接，在所述第一電池組和電源輸出端子之間設置有第四MOS管，在所述第二電池組和電源輸出端子之間設置有第六MOS管，所述單片機的信號輸出端子通過驅動電路與第四MOS管電連接，所述單片機的信號輸出端子通過隔離驅動電路與第六MOS管電連接。
[0023]請參閱圖2至圖8，從圖2至圖8是上述具體實施例中各個電路方框的優(yōu)選電路圖；具體為:
[0024]請參閱圖2，所述第一電池組的正極BI+通過第一二極管Dl與所述電源輸出端子的正極電連接，所述第二電池組的正極B2+通過第二二極管D2與所述電源輸出端子的正極電連接；由于本具體實施例在第一電池組的正極BI+和第二電池組的正極B2+之間設置有兩個二極管(第一二極管Dl和第二二極管D2)，因此可以有效防止兩個電池組之間進行相互充電；所述第一電池組的負極B1-與第四MOS管Q4的源極電連接，所述第四MOS管Q4的漏極與電源輸出端子的負極電連接，所述第四MOS管Q4的柵極通過第十八電阻R18與所述驅動電路電連接；所述第二電池組的負極B2-與第六MOS管Q6的源極電連接，所述第六MOS管Q6的漏極與電源輸出端子的負極電連接，所述第四MOS管Q6的柵極通過第十九電阻R19與所述隔離驅動電路電連接。
[0025]請參閱圖3，所述驅動電路包括第三三極管Q3和第五三極管Q5 ;其中:所述第三三極管Q3為PNP型三極管，所述第五三極管Q5為NPN型三極管，所述第三三極管Q3的發(fā)射極與第一電池組的正極BI+電連接，所述第三三極管Q3的集電極依次通過第六電阻R6、第七電阻R7與第五三極管Q5的發(fā)射極電連接，所述第五三極管Q5的集電極依次通過第一電阻Rl、第二電阻R2與第一電池組的正極BI+電連接，所述第三三極管Q3的基極通過所述第二電阻R2與第一電池組的正極BI+電連接，在所述第五三極管Q5的基極和發(fā)射極之間設置有第五電阻R5，所述第五三極管Q5的基極通過第四電阻R4與單片機的信號輸出端子電連接；所述驅動電路還包括與第七電阻R7并聯(lián)的第一電容Cl、第一穩(wěn)壓二極管DWl ；所述第一穩(wěn)壓二極管DWl的陽極通過第十八電阻R18與第四MOS管的柵極電連接；所述第五三極管Q5的發(fā)射極與第一電池組的負極電連接。
[0026]請參閱圖4，所述隔離驅動電路包括第一三極管Ql、第二三極管Q2、以及光耦隔離芯片U4 ;所述第一電池組的正極BI+依次通過第二十電阻讓R20、第一發(fā)光二極管LI與第四光耦隔離芯片U4發(fā)光輸入端的陽極端子電連接，所述第四光耦隔離芯片U4發(fā)光輸入端與第二三極管Q2的集電極電連接，所述第二三極管Q2的發(fā)射極與基極之間通過第十六電阻連接，所述第二三極管Q2的基極通過第十五電阻R15與單片機的信號輸出端子電連接；所述第一三極管Ql的基極與發(fā)射極之間通過第十二電阻R12電連接，所述第一三極管Ql的基極通過第十二電阻R12與第二電池組的正極B2+電連接，所述第一三極管Ql的基極與第四光耦隔離芯片U4輸出端的集電極電連接，所述第一三極管Ql的發(fā)射極依次通過第二十一電阻R21、第二發(fā)光二極管L2與第四光耦隔離芯片U4輸出端的發(fā)射極電連接；所述第一三極管Ql的發(fā)射極依次通過第十四電阻R14、第十七電阻R17與第四光耦隔離芯片U4輸出端的發(fā)射極電連接；所述隔離驅動電路還包括與所述第十七電阻R17并聯(lián)的第二穩(wěn)壓二極管DW2、第七電容C7 ;所述第二三極管Q2的發(fā)射極與第一電池組的負極B1-電連接，所述第四光耦隔離芯片U4輸出端的發(fā)射極與第二電池組的負極B2-電連接。
[0027]請參閱圖5，所述電壓檢測電路包括第五光耦隔離芯片U5，所述第五光耦隔離芯片U5輸入端子的陽極通過第二十二電阻R22與第二電池組的正極B2+電連接，所述第五光耦隔離芯片U5輸入端子的陰極與第二電池組的負極B2-電連接，所述第五光耦隔離芯片U5輸出端子的集電極通過第三電阻R3與5V電源連接，所述第五光耦隔離芯片U5輸出端子的集電極與單片機的信號輸入端子電連接，所述第五光耦隔離芯片U5輸出端子的發(fā)射極與第一電池組的負極B1-電連接。
[0028]請參閱圖6，上述5V穩(wěn)壓電路包括穩(wěn)壓芯片U1，第一電池組的正極通過第二十四電阻R24與穩(wěn)壓芯片Ul輸入端子電連接，第一電池組的正極依次通過第二十四電阻R24、第三電容C3與穩(wěn)壓芯片Ul參考端子電連接，上述穩(wěn)壓芯片Ul輸出端子通過第四電容C4與穩(wěn)壓芯片Ul參考端子電連接，在第四電容C4兩端并聯(lián)有第五電容C5，上述穩(wěn)壓芯片Ul輸出端子與單片機的電源端子VDD電連接.。
[0029]請參閱圖7，所述第一電池組的正極BI+依次通過第八電阻R8、第九電阻R9與第一電池組的負極B1-電連接，在第九電阻R9上并聯(lián)有第二電容C2 ；
[0030]請參閱圖8，本具體實施例中的單片機內(nèi)部設置有EEPROM存儲器，在使用過程中，可通過設定器任意設置轉換點電壓，單片機第一端子為接地端子VSS ;單片機第三端子為信號輸出端子；單片機第四端子為信號輸出端子；單片機第六端子為模擬信號輸入端子；單片機第七端子為信號輸入端子；單片機第八端子為電源端子VDD，電源端子VDD與5V直流電源電連接。
[0031]本發(fā)明的工作原理為:第一步:判斷第一電池組和第二電池組是否存在，具體過程為:當?shù)谝浑姵亟M不存在時，由于第一電池組沒有電源輸出，因此，第四光耦隔離芯片U4無法關閉第一三極管Ql，此時，第一三極管Ql控制第六MOS管Q6導通，使得第二電池組與電源輸出端子導通，進而為電動車提高電能；當?shù)诙姵亟M不存在時，此時電壓檢測電路的detection點為高電平，單片機接收到上述高電平信號后，單片機通過第四MOS管Q4保持第一電池組與電源輸出端子導通，進而為電動車提高電能；
[0032]第二步:當?shù)谝浑姵亟M和第二電池組都存在時，此時第一電池組位主電池組，第二電池組為備用電池組；單片機使用第一電池組的電源，通過第二十四電阻R24和穩(wěn)壓芯片Ul提供給單片機。單片機上電后，首先信號輸出端子PPl和信號輸出端子端子PP2都輸出高電平，最終使第四MOS管Q4導通，第六MOS管Q6截至止，輸出選擇第一電池組，同時第一發(fā)光二極管LI (即指示燈)會點亮。此時，單片機采集第八電阻R8和第九電阻R9分壓后的電壓，進而判斷第一電池組是否到接近容量耗盡的電壓；如果第一電池組未接近容量耗盡的電壓，則保持第四MOS管Q4導通，第六MOS管Q6截至；否則，第四MOS管Q4截止，第六MOS管Q6導通。
[0033]以上對本發(fā)明的實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.電動車用的雙電池組切換電路，包括第一電池組和第二電池組、以及與所述第一電池組和第二電池組電連接的電源輸出端子；其特征在于:所述第一電池組通過ADC采樣電路與單片機的模擬輸入端子電連接，所述第一電池組通過5V穩(wěn)壓電路與單片機的電源端子電連接，所述第二電池組通過電壓檢測電路與單片機的信號輸入端子電連接，在所述第一電池組和電源輸出端子之間設置有第四MOS管，在所述第二電池組和電源輸出端子之間設置有第六MOS管，所述單片機的信號輸出端子通過驅動電路與第四MOS管電連接，所述單片機的信號輸出端子通過隔離驅動電路與第六MOS管電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動車用的雙電池組切換電路，其特征在于:所述第一電池組的正極通過第一二極管與所述電源輸出端子的正極電連接，所述第二電池組的正極通過第二二極管與所述電源輸出端子的正極電連接；所述第一電池組的負極與第四MOS管的源極電連接，所述第四MOS管的漏極與電源輸出端子的負極電連接，所述第四MOS管的柵極通過第十八電阻與所述驅動電路電連接；所述第二電池組的負極與第六MOS管的源極電連接，所述第六MOS管的漏極與電源輸出端子的負極電連接，所述第四MOS管的柵極通過第十九電阻與所述隔離驅動電路電連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的電動車用的雙電池組切換電路，其特征在于:所述驅動電路包括第三三極管和第五三極管；其中:所述第三三極管為PNP型三極管，所述第五三極管為NPN型三極管，所述第三三極管的發(fā)射極與第一電池組的正極電連接，所述第三三極管的集電極依次通過第六電阻、第七電阻與第五三極管的發(fā)射極電連接，所述第五三極管的集電極依次通過第一電阻、第二電阻與第一電池組的正極電連接，所述第三三極管的基極通過所述第二電阻與第一電池組的正極電連接，在所述第五三極管的基極和發(fā)射極之間設置有第五電阻，所述 第五三極管的基極通過第四電阻與單片機的信號輸出端子電連接；所述驅動電路還包括與第七電阻并聯(lián)的第一電容、第一穩(wěn)壓二極管；所述第一穩(wěn)壓二極管的陽極通過第十八電阻與第四MOS管的柵極電連接；所述第五三極管的發(fā)射極與第一電池組的負極電連接。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的電動車用的雙電池組切換電路，其特征在于:所述隔離驅動電路包括第一三極管、第二三極管、以及光耦隔離芯片；所述第一電池組的正極依次通過第二十電阻、第一發(fā)光二極管與第四光耦隔離芯片發(fā)光輸入端的陽極端子電連接，所述第四光耦隔離芯片發(fā)光輸入端與第二三極管的集電極電連接，所述第二三極管的發(fā)射極與基極之間通過第十六電阻連接，所述第二三極管的基極通過第十五電阻與單片機的信號輸出端子電連接；所述第一三極管的基極與發(fā)射極之間通過第十二電阻電連接，所述第一三極管的基極通過第十二電阻與第二電池組的正極電連接，所述第一三極管的基極與第四光耦隔離芯片輸出端的集電極電連接，所述第一三極管的發(fā)射極依次通過第二十一電阻、第二發(fā)光二極管與第四光耦隔離芯片輸出端的發(fā)射極電連接；所述第一三極管的發(fā)射極依次通過第十四電阻、第十七電阻與第四光耦隔離芯片輸出端的發(fā)射極電連接；所述隔離驅動電路還包括與所述第十七電阻并聯(lián)的第二穩(wěn)壓二極管、第七電容；所述第二三極管的發(fā)射極與第一電池組的負極電連接，所述第四光耦隔離芯片輸出端的發(fā)射極與第二電池組的負極電連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的電動車用的雙電池組切換電路，其特征在于:所述電壓檢測電路包括第五光耦隔離芯片，所述第五光耦隔離芯片輸入端子的陽極通過第二十二電阻與第二電池組的正極電連接，所述第五光耦隔離芯片輸入端子的陰極與第二電池組的負極電連接，所述第五光耦隔離芯片輸出端子的集電極通過第三電阻與5V電源連接，所述第五光耦隔離芯片輸出端子的集電極與單片機的信號輸入端子電連接，所述第五光耦隔離芯片輸出端子的發(fā)射極與第一電池組的負極電連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的電動車用的雙電池組切換電路，其特征在于:所述第一電池組的正極依次通過第八電阻、第九電阻與第一電池組的負極電連接，在所述第九電阻上并聯(lián) 有第二電容。
【文檔編號】H02J7/36GK104022563SQ201410274593
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權日:2014年6月19日
【發(fā)明者】佟德元, 陶銀超, 楊震 申請人:天津金米特電子有限公司