CN1533931A - 电动车辆的能源管理*** - Google Patents

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马斌严
江鸿翔
江培彰
陈庆国
李国铭
陈正欣
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Abstract

一种电动车辆的能源管理***，将具有一标准传输介面的中央控制***，将资讯交换于电池组、马达驱动***、充电装置及显示装置等各单元之间，并利用中央控制***作为整部车的控制中心，搜集并监视电池组的使用状态，并依骑乘者的需求去决定马达驱动装置的输出功率，以驱动马达提供适当的动力。此外，由于中央控制***可充分掌握全车的资讯，因此可将***的运作状态，如：电池组残余电量、已行驶里程、预计可再行驶里程、保养资讯等资料，透过显示装置告知骑乘者，让骑乘者能充分掌握行车动态。

Description

电动车辆的能源管理***
技术领域
本发明涉及一种电动车辆的能源管理***，特别是指一种具有标准传输介面的中央控制***，结合电池组、马达驱动***、充电装置及显示装置等各单元，使得车辆各部组件都能彼此沟通协调，以达到最佳的性能展现，提供骑乘者能充分掌握行车动态的电动车辆的能源管理***。
背景技术
常用电动车辆乃泛指电动脚踏车、电动机车、电动滑板车、电动残障代步车、电动汽车及其他结合电动力***驱动车体等的各式车辆。一般常用电动车辆的驱动方式，是利用一能提供电能的电池组及一马达驱动***所组成一动力***，再配合上一机械车体即成为一电动车辆。请参阅图1，为常用电动车辆动力***的概念示意图，由图中可知，在常用动力***1中，由电池组11产生一电能，提供给马达驱动***12，而该马达驱动***12进而将电能转换成机械能再提供给车体13；而该电池组11只扮演单纯的电能供应角色，受限于其有限的电流供应能力，因此当马达驱动***12汲取太大的电流或电池组电能耗尽仍继续放电时，常会影响电池组11的寿命。因此为解决上述问题，通常会在电池组内部加设保护电路，以防止上述不当使用情况的发生，甚至进一步告知使用者目前电池的残余电量。但此种将电池组保护电路纳入电池组包装内的做法，将使得电池组的制作技术难度提高，且电池组的造型变化减小，不易设计出与车体搭配的外型；此外，由于电池组保护电路和电池组无法分离，造成维修困难度提高，以及维修及更换成本相对增高。
而除了电池组的问题外，马达驱动***因无法得知电池组的状态，此时若汲取太大的电流时，则可能造成电池组受损或使得电池组保护电路作动而切断供电，劣化供电品质，使得骑乘者无法对电动车辆性能感到满意。
由此可见，上述常用物品仍有诸多缺失，实非一良善的设计者，而亟待加以改良。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动车辆的能源管理***，将可使各组件发挥最佳效能，并提高车辆的性能及可靠度，也因具有标准化的沟通介面，使得更多的供应商能制作出合乎标准需求的各部组件，使整车厂得以轻易的制造出各种性能组合的电动车辆。
本发明的次一目的在于提供一种电动车辆的能源管理***，以驱动马达提供适当的动力；可将***的运作状态，如：电池组残余电量、已行驶里程、预计可再行驶里程、保养资讯等资料，透过显示装置告知骑乘者，让骑乘者能充分掌握行车动态。
本发明的另一目的在于提供一种电动车辆的能源管理***，由资讯交换，使得中央控制***可告知充电器，有关于电池组的使用状态，以决定最佳的充电模式，或判断是否需对电池组作进一步活化功能，以延长电池组的使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供的电动车辆的能源管理***，包括有：
一中央控制***，为一具有标准传输介面的中央控制***，可将资讯交换于电池组、马达驱动***、充电器及显示装置等各单元之间，并利用该标准传输介面做沟通，使中央控制***能得知电池组及马达驱动装置及马达的相关讯息，以趋动充电器及显示装置；
一电池组，为各式可装置于电动车辆上的电池，该电池组需载有一标准传输介面，方可与中央控制***相界接；
一马达控制装置，具备一标准传输介面，并与中央控制***相界接，用以驱动各式马达产生机械能，使得车辆传动***得以驱动车辆；
一充电器，由资讯的交换，使得中央控制***可告知充电器，有关于电池组的使用状态，以决定最佳的充电模式，或判断是否需对电池组作进一步活化功能，以延长电池组的使用寿命；
一显示装置，用来显示车辆能源的各项讯息，并可将该显示装置设置于仪表板上；
以中央控制***作为整部车的控制中心，搜集并监视电池组的使用状态，并依骑乘者的需求去决定马达驱动装置的输出功率，以驱动马达提供适当的动力；由于中央控制***可充分掌握全车的资讯，因此可将***的运作状态，透过显示装置告知骑乘者，让骑乘者能充分掌握行车动态。
所述的电动车辆的能源管理***，通过标准传输介面与各组成单元之间做资讯沟通并加以控制，因此凡采行该标准传输介面所设计的单元组件，皆具有替换性及升级性，并提供弹性组合的可能性。
所述的电动车辆的能源管理***，于下坡或减速等可能量回收的场合，依骑乘者的减速命令，由中央控制***针对电动车辆所配置的电池组及马达状况，将马达由机械能提供者转换成电能提供者的发电机角色，使机械能转成电能回收，对电池组施予充电动作，如此可有效延长电动车辆的行驶里程。
所述的电动车辆的能源管理***，其中该电池组讯息回传至中央控制***的讯息，包含电池容量、最大充放电电流、额定工作电压、残余容量、温度等。
所述的电动车辆的能源管理***，其中该马达驱动装置及马达回传至中央控制***的讯息，包含的额定功率、最大汲取电流、最大能量回收发电电流、转速、工作温度等。
所述的电动车辆的能源管理***，其中使用于电动车辆上的电池组，可为铅酸电池组、镍氢电池组、锂离子电池组、锂高分子电池组或各种燃料电池组等。
所述的电动车辆的能源管理***，其中装设于车辆上的马达，可为直流有电刷式马达、直流无电刷式马达、感应式马达、同步式马达或切换磁阻式马达等。
所述的电动车辆的能源管理***，其中该中央控制***输出至显示装置的讯息，包含电池组残余电量、已行驶里程、预计可再行驶里程、保养资讯等资料。
附图说明
请参阅以下有关本发明一较佳实施例的详细说明及其附图，将可进一步了解本发明的技术内容及其目的功效，有关该实施例的附图为：
图1为常用电动车辆动力***的概念示意图；以及
图2为本发明电动车辆的能源管理***的方块图。
具体实施方式
请参阅图2，为本发明所提供的电动车辆的能源管理***的方块图，由图中所知，本发明的能源管理***2，主要包括有：
一中央控制***21，为一具有标准传输介面的中央控制***21，可将资讯交换于电池组22、马达驱动***23、充电器24及显示装置25等各单元之间，并利用该标准传输介面做沟通，使中央控制***21能得知电池组22关于容量、最大充放电电流、额定工作电压、残余容量、温度等资讯，以及马达驱动装置23及马达27的额定功率、最大汲取电流、最大能量回收发电电流、转速、工作温度等讯息；
一电池组22，为各式可装置于电动车辆上的电池，如：铅酸电池组、镍氢电池组、锂离子电池组、锂高分子电池组或各种燃料电池组等，该电池组22需载有一标准传输介面，方可与中央控制***21相界接；
一马达控制装置23，具备一标准传输介面，并与中央控制***21相界接，用以驱动各式马达27，如直流有电刷式马达、直流无电刷式马达、感应式马达、同步式马达、切换磁阻式马达等，进而使马达27得以驱动车辆传动***28；
一充电器24，由资讯的交换，使得中央控制***21可告知充电器24，有关于电池组22的使用状态，以决定最佳的充电模式，或判断是否需对电池组22作进一步活化功能，以延长电池组22的使用寿命；
一显示装置25，用来显示车辆能源的各项讯息，如电池组残余电量、已行驶里程、预计可再行驶里程、保养资讯等资料，并可将该显示装置25设置于仪表板上；
并利用中央控制***21作为整部车的控制中心，搜集并监视电池组22的使用状态，并依骑乘者的需求去决定马达驱动装置23的输出功率，以驱动马达27提供适当的动力。此外，由于中央控制***21可充分掌握全车的资讯，因此可将***的运作状态，透过显示装置25告知骑乘者26，让骑乘者26能充分掌握行车动态。
本发明可于下坡或减速等可能量回收的场合，依骑乘者26的减速命令，由中央控制***21针对电动车辆所配置的电池组22及马达27状况，将马达27由机械能提供者转换成电能提供者的发电机角色，使机械能转成电能回收，对电池组22施予充电动作，如此可有效延长电动车辆的行驶里程。
再者，由于本发明能源管理***2是通过标准传输介面与各组成单元之间做资讯沟通并加以控制，因此凡采行该标准传输介面所设计的单元组件，皆具有替换性及升级性，并提供弹性组合的可能性。使用者除可利用此能源管理***2使原本各单元组件发挥最大效能外，并可由一项或多项组件的升级，提升整体电动车辆的性能表现。
本发明所提供的电动车辆的能源管理***，与其他常用技术相互比较时，更具有下列的优点：
一、本发明的电动车辆的能源管理***，将具有一标准传输介面的中央控制***，将资讯交换于电池组、马达驱动***、充电装置及显示装置等各单元之间，如此将可使各组件发挥最佳效能，并提高车辆的性能及可靠度，也因具有标准化的沟通介面，使得更多的供应商能制作出合乎标准需求的各部组件，使整车厂得以轻易的制造出各种性能组合的电动车辆。
二、本发明的电动车辆的能源管理***，利用中央控制***作为整部车的控制中心，搜集并监视电池组的使用状态，并依骑乘者的需求去决定马达控制器的输出功率，以驱动马达提供适当的动力。此外，由于中央控制***可充分掌握全车的资讯，因此可将***的运作状态，如：电池组残余电量、已行驶里程、预计可再行驶里程、保养资讯等资料，透过显示装置告知骑乘者，让骑乘者能充分掌握行车动态。
三、本发明的电动车辆的能源管理***，是由资讯的交换，使得中央控制***可告知充电器，有关于电池组的使用状态，以决定最佳的充电模式，或判断是否需对电池组作进一步活化功能，以延长电池组的使用寿命。
四、本发明的电动车辆的能源管理***，可于下坡或减速等可能量回收的场合，依骑乘者的减速命令，由中央控制***针对电动车辆所配置的电池组及马达状况，将马达由机械能提供者转换成电能提供者的发电机角色，使机械能转成电能回收，对电池组施予充电动作，如此可有效延长电动车辆的行驶里程。
上列详细说明是针对本发明的一可行实施例的具体说明，并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本发明的专利范围中。

Claims (8)

1、一种电动车辆的能源管理***，包括：
一中央控制***，为一具有标准传输介面的中央控制***，可将资讯交换于电池组、马达驱动***、充电器及显示装置等各单元之间，并利用该标准传输介面做沟通，使中央控制***能得知电池组及马达驱动装置及马达的相关讯息，以趋动充电器及显示装置；
一电池组，为各式可装置于电动车辆上的电池，该电池组需载有一标准传输介面，方可与中央控制***相界接；
一马达控制装置，具备一标准传输介面，并与中央控制***相界接，用以驱动各式马达产生机械能，使得车辆传动***得以驱动车辆；
一充电器，由资讯的交换，使得中央控制***可告知充电器，有关于电池组的使用状态，以决定最佳的充电模式，或判断是否需对电池组作进一步活化功能，以延长电池组的使用寿命；
一显示装置，用来显示车辆能源的各项讯息，并可将该显示装置设置于仪表板上；
以中央控制***作为整部车的控制中心，搜集并监视电池组的使用状态，并依骑乘者的需求去决定马达驱动装置的输出功率，以驱动马达提供适当的动力；由于中央控制***可充分掌握全车的资讯，因此可将***的运作状态，透过显示装置告知骑乘者，让骑乘者能充分掌握行车动态。
2、按权利要求1所述的电动车辆的能源管理***，其特征在于，通过标准传输介面与各组成单元之间做资讯沟通并加以控制，因此凡采行该标准传输介面所设计的单元组件，皆具有替换性及升级性，并提供弹性组合的可能性。
3、按权利要求1所述的电动车辆的能源管理***，其特征在于，于下坡或减速等可能量回收的场合，依骑乘者的减速命令，由中央控制***针对电动车辆所配置的电池组及马达状况，将马达由机械能提供者转换成电能提供者的发电机角色，使机械能转成电能回收，对电池组施予充电动作，如此可有效延长电动车辆的行驶里程。
4、按权利要求1所述的电动车辆的能源管理***，其特征在于，其中该电池组讯息回传至中央控制***的讯息，包含电池容量、最大充放电电流、额定工作电压、残余容量及温度。
5、按权利要求1所述的电动车辆的能源管理***，其特征在于，其中该马达驱动装置及马达回传至中央控制***的讯息，包含的额定功率、最大汲取电流、最大能量回收发电电流、转速及工作温度。
6、按权利要求1所述的电动车辆的能源管理***，其特征在于，其中使用于电动车辆上的电池组，为铅酸电池组、镍氢电池组、锂离子电池组、锂高分子电池组或各种燃料电池组。
7、按权利要求1所述的电动车辆的能源管理***，其特征在于，其中装设于车辆上的马达，为直流有电刷式马达、直流无电刷式马达、感应式马达、同步式马达或切换磁阻式马达。
8、按权利要求1所述的电动车辆的能源管理***，其特征在于，其中该中央控制***输出至显示装置的讯息，包含电池组残余电量、已行驶里程、预计可再行驶里程及保养资讯。
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