CN102874125B - 电动车的电能和动力的配置方法 - Google Patents

电动车的电能和动力的配置方法 Download PDF

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Abstract

一种电动车的电能和动力的配置方法，包含：首先提供多个动能级别的动力模块以及多个电能级别的电池模块。接着预设多个电动车性能，并根据该多个电动车性能配置电池模块于电动车上。再根据该多个电动车性能与电池模块配置动力模块于电动车上。

Description

电动车的电能和动力的配置方法
技术领域
本发明涉及一种电动车的动力及电力的配置方法，特别涉及一种在同一底盘上，根据不同的性能表现而弹性变化不同的动力及电力的配置方法。
背景技术
现有的电动车的性能表现一般是固定的，即使可以对该电动车上的动力马达作一些功率上的校调，但其结果仅属于微调，对车辆性能的改变不算大。另外，在中国专利CN 1077165中揭示一种预先配置了两个电动机，并视需要以离合器联结而共同出力，以提高扭力性能的表现的「组合电动机分级功率电动车」技术，但此设计需要同时搭载两个电动机，额外的负担会造成能源的浪费。
再者，现有的电动车的电力模块的电力的调整，一般多是采用更换新的电力模块，在中国专利CN 01101414.8中揭示了一种预先装设多个串联的电池组，并在同一时间下，只使用其中一组，而在该电池组的电力耗尽时，自动切换至下一个电池组供电的「分体电池电动车」技术，但此设计需要同时搭载多个电池组，额外的负担会造成能源的浪费。
另外，中国专利200910178603.X中揭示了一种在配置多个蓄电池时，需保持车辆的重量平衡的「组合电动机分级功率电动车」，惟，此专利主要应用于电动摩托车，且其设计时仅顾及固定的电池模块，并未提到改变电池数量时，同时也要保持车辆的重量平衡。
再者，目前上班日在城市工作、假日全家出游的情形甚为普遍，而在城市道路的路况与郊外、高速公路、山路的路况十分不同，再加上单人乘坐与多人乘坐对于车辆的动力、能源消耗等条件都不相同，故基于上述的车辆性能无法进一步作改变的前提下，城市工作适合单人(或双人)、小功率动力马达、小容量电池组的车种，而郊外出游需要多人、大功率动力马达、大容量电池组的车种。也就是说，目前的电动车的设计，尚不能以单一车辆改变成具有跨越不同车种性能的能力，而常有工作、出游的人，势必要准备多部不同的车种的车辆，造成资源上的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种依电动车所要达到的性能，据以调整的电能和动力的配置方法，并可在变化其性能后，易于变更另一匹配组合的电能和动力配置方法。
为达上述目的，本发明提供一种电动车的电能和动力的配置方法，包含：提供多个动能级别的动力模块。提供多个电能级别的电池模块，每一电能级别分别由多个相同单位的基本电能单元所电性耦接组成。预设一电动车性能，根据电动车性能配置电池模块于电动车上；以及根据电动车性能与电池模块配置动力模块于电动车上。
上述一实施例中，在预设一电动车性能，并根据电动车性能配置电池模块步骤包括：预设一电动车的续航力最小值，以及根据续航力最小值计算可选用的电池模块的电力，其中，电池模块的电力计算式为：“电池模块的电力”大于“电动车续航力”乘以“能耗”。
上述一实施例中，在预设一电动车性能，并根据电动车性能配置电池模块步骤包括：预设一电池模块置放空间最大值；以及根据电池模块置放空间最大值计算一电池体积能量密度，电池体积能量密度的计算式为：“电池体积能量密度”大于“电池模块的电力”除以“电池体积”。
上述一实施例中，可进一步预设一电动车有效载重最小值；以及根据电池重量能量密度计算电动车有效载重，电动车有效载重的计算式为：“电池模块重量”小于“电动车净重”乘以“底盘载重系数”减去“电动车有效载重”。
上述一实施例中，其中该根据该电动车性能与该电池模块配置该动力模块步骤包括预设一充放电倍率最小值；根据该充放电倍率最小值配置符合动力模块的动能值，该动力模块的动能值计算式为：“动力模块的动能值”小于“电池充放电倍率”乘以“电池模块的电力”。
本发明利用弹性匹配概念，提出电动车弹性电能和动力匹配设计，使电动车可依驾驶者的需求，在同一底盘的主体下，配置不同的电能与动力能量，进而衍生出不同的性能等级本发明改变车辆性能表现时，完全不须更换车体，很适合以租赁的方式提供短期变更车辆性能的需求，或以社群同好、家族的方式共享成本较高的马达组及电池组，更能节省资源，其电动车设计，可具下列的优势：可依不同的情境需求，弹性匹配电动车性能等级；减少非必要的电池模块重量；提高底盘的共用性；产品附加价值性高。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1绘示本发明一实施例的电动车的动力模块以及电池模块设置示意图；
图2绘示本发明一实施例的电动车的电能和动力的配置方法流程图；
图3绘示本发明一实施例的根据续航力最小值计算可选用的电池模块的电力、根据电池模块置放空间最大值计算电池体积能量密度、根据该电池模块重量最大容许值计算电池重量能量密度、以及根据电池重量能量密度计算该电动车有效载重的流程图；以及
图4绘示本发明一实施例的根据该充放电倍率最小值配置符合动力模块的动能值流程图。
其中，附图标记
10        电动车
20        电池模块
21        基本电能单元
30        动力模块
S10至S40  方法流程步骤
S31至S38  方法流程步骤
S41至S42  方法流程步骤
具体实施方式
兹配合附图将本发明诸实施例详细说明如下。
请参照图1所示的电动车的动力模块以及电池模块设置示意图、图2所示的本发明一实施例的电动车的电能和动力的配置方法流程图。本实施例的电动车10的电能和动力的配置方法包含：步骤S10，提供多个动能级别的动力模块30。步骤S20，提供多个电能级别的电池模块20，较佳地，每一电能级别的电池模块20是分别由多个相同单位的基本电能单元21所电性耦接组成。步骤S30，预设多个电动车性能(由该些电动车性能不同群组的组合可定义出不同的车种性能)，并根据该多个电动车性能配置该些电池模块20其中之一于该电动车10上。再于步骤S40，根据该多个电动车性能与该电池模块20配置该些动力模块30其中之一于该电动车10上。
上述由多个电动车性能所组合的车种，可包含诸如短程运输用的城市小车至长程旅行用的休旅车，而其影响到该电动车性能的电池模块20及动力模块30的相关数据可包含但不限于：预设一该电动车的续航力最小值、预设一该电池模块置放空间最大值、预设一电池模块重量最大容许值、预设一电动车有效载重最小值或预设一电池充放电倍率最小值等。
如图3所示，上述一实施例中，其中该预设多个电动车性能，并根据该多个电动车性能配置该电池模块步骤(即步骤S30)包括，但不限于，下列步骤S31至步骤S38：步骤S31，预设一该电动车的续航力最小值；步骤S32，根据该续航力最小值计算可选用的电池模块的电力，该电池模块的电力计算式为：BE＞R×CP…(计算式1)，其中，R为电动车续航力；BE为电池模块的电力；CP为能耗。步骤S33为预设一该电池模块置放空间最大值；步骤S34，根据该电池模块置放空间最大值计算一电池体积能量密度，该电池体积能量密度的计算式为：PLE＞BE/BV…(计算式2)，其中，PLE为电池体积能量密度；BE为电池模块的电力；BV为电池模块体积。步骤S35，预设一电池模块重量最大容许值；步骤S36，根据该电池模块重量最大容许值计算电池重量能量密度，该电池重量能量密度的计算式为：PWE＞BE/BW…(计算式3)，其中PWE为电池重量能量密度；BE为电池模块的电力；BW为电池模块重量。步骤S37，预设一电动车有效载重最小值；步骤S38，根据该电池重量能量密度计算电动车有效载重，该电动车有效载重的计算式为：BW＜WC×FL-LP…(计算式4)，其中，BW：电池模块重量；WC：电动车净重；FL：底盘载重系数；LP：电动车有效载重。经由步骤S31至步骤S38即可选择符合该电动车的续航力最小值、该电池模块置放空间最大值、电池模块重量最大容许值以及电动车有效载重最小值等多个电动车性能的电池模块20。
如图4所示，上述一实施例中，其中该根据该电动车性能与该电池模块配置该动力模块步骤(即步骤S40)包括：步骤S41，预设一电池充放电倍率最大值；以及步骤S42，根据该电池充放电倍率最大值配置符合动力模块的动能值，该动力模块的动能值计算式为：MP＜C-Rate×BE…(计算式5)，其中，MP：动力模块的动能值；C-Rate：电池充放电倍率；BE：电池模块的电力。经由步骤S41及步骤S42即可选择符合前述电动车性能与电池模块的动力模块30。
在本发明一实施例中，该多个动能级别的动力模块30可为50kW、80kW、120kW、150kW、180kW及该多个电能级别的电池模块20可为6kWh、12kWh、18kWh、24kWh、30kWh、36kWh、42kWh(基本电能单元可为6kWh)，该预设多个电动车性能的一的该续航力最小值为100km，且能耗为150Wh/km的条件下，依「电动车续航力＝电池模块的电力(Battery Energy)/能耗」计算式移项后的该计算式1所求得：可供匹配的电池模块20的电力为下列表1的网底栏位部分所对应。
表1
再考虑该预设多个电动车性能之一的电池模块置放空间最大值为220公升(liter)的情况下，依电池体积能量密度(Battery Energy per Volume)＝电池模块的电力(Battery Energy)/电池模块体积(Battery Volume)的计算式2所求得：可供匹配的电池模块20的电力为下列表2的网底栏位部分所对应。
表2
再考虑该预设多个电动车性能之一的电池模块重量最大容许值为420Kg(即整车质量的30％)的情况下，依据电池模块重量(Battery Weight)＝电池模块的电力(Battery Energy)/电池重量能量密度(Battery Energy per Weight)的计算式3所求得：可供匹配的电池模块重量为下列表3的网底栏位部分所对应。
表3
续考虑该预设多个电动车性能之一的电动车有效载重最小值方面，假设泛指能把该辆汽车/电动车正常运作的必需耗材重量(例如机油、汽油箱、水箱水、齿轮箱油等装备重量(Curb Weight)都计算进来)的情形下为1400Kg，乘以底盘载重系数40％，扣除电动车有效载重320Kg(可乘坐4人，每人80Kg，总计电动车有效载重为320Kg)，依照计算式4所求得：可供匹配的电动车有效载重为下列表4的网底栏位部分所对应。
表4
另外，值得一提的是，在本发明另一实施例中，前述的电动车的电能和动力的配置方法之中，该根据该电动车性能与该电池模块配置该动力模块步骤(即步骤S40)还包括：预设一电池充放电倍率最大值为6时，依据「电池充放电倍率＝动力模块的动能值/电池模块的电力」计算式移项后的前述计算式5可得知，可供匹配的该电池充放电倍率为下列表5的网底栏位部分所对应，该动力模块的动能值则可由表5选出。
表5
本发明的特点在于：本发明利用弹性匹配概念，提出电动车弹性电能和动力匹配设计，使电动车可依驾驶者的需求，在同一底盘的主体下，配置不同的电能与动力能量，进而衍生出不同的性能等级(即不同的车种)，本发明改变车辆性能表现时，完全不须更换车体，适合以租赁的方式提供短期变更车辆性能的需求(例如由单人城市车的短程续航力加挂电力模块而成为长程续航力，或由短程续航力的单人城市车的性能表现，变成长程续航力的多人休旅车的性能表现)，或以社群同好、家族的方式共享成本较高的马达组及电池组，更能节省资源，其电动车设计，可具下列的优势：可依不同的情境需求，弹性匹配电动车性能等级；减少非必要的电池模块重量；提高底盘的共用性。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种电动车的电能和动力的配置方法，其特征在于，包括：
提供多个动能级别的动力模块；
提供多个电能级别的电池模块；
预设多个电动车性能，并根据该多个电动车性能配置该些电池模块其中之一于该电动车上；
根据该多个电动车性能与该电池模块配置该些动力模块其中之一于该电动车上；
预设一电池充放电倍率最大值；以及
根据该电池充放电倍率最大值配置符合动力模块的动能值，该动力模块的动能值计算式为：MP＜C-Rate×BE，其中，MP为动力模块的动能值、C-Rate为电池充放电倍率、BE为电池模块的电力。
2.根据权利要求1所述的电动车的电能和动力的配置方法，其特征在于，该预设多个电动车性能，并根据该多个电动车性能配置该电池模块步骤还包括：
预设一该电动车的续航力最小值；
根据该续航力最小值计算可选用的电池模块的电力，该电池模块的电力计算式为：BE＞R×CP，其中，R为电动车续航力、BE为电池模块的电力、CP为能耗；
预设一该电池模块置放空间最大值；
根据该电池模块置放空间最大值计算一电池体积能量密度，该电池体积能量密度的计算式为：PLE＞BE/BV，其中，PLE为电池体积能量密度、BE为电池模块的电力、BV为电池模块体积；
预设一电池模块重量最大容许值；
根据该电池模块重量最大容许值计算电池重量能量密度，该电池重量能量密度的计算式为：PWE＞BE/BW，其中，PWE为电池重量能量密度、BE为电池模块的电力、BW为电池模块重量；
预设一电动车有效载重最小值；以及
根据该电池重量能量密度计算电动车有效载重，该电动车有效载重的计算式为：BW＜WC×FL–LP，其中，BW为电池模块重量、WC为电动车净重、FL为底盘载重系数、LP为电动车有效载重。
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