電動車、電源系統(tǒng)和充放電方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電動車、電源系統(tǒng)和充放電方法，電源系統(tǒng)包括控制單元、多個串聯(lián)連接的充放電電路和多個電池模塊，充放電電路包括第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，第一場效應(yīng)管的漏極與第二場效應(yīng)管的源極電連接，第一場效應(yīng)管的源極與電池模塊的正極電連接，第二場效應(yīng)管的漏極與電池模塊的負(fù)極電連接，第一場效應(yīng)管的柵極接收控制單元輸出的第一控制信號，第二場效應(yīng)管的柵極接收控制單元輸出的第二控制信號，電池模塊向控制單元輸出反饋信號。以及安裝有電源系統(tǒng)的電動車，以及電源系統(tǒng)使用的充放電方法。使得控制單元根據(jù)反饋信號控制場效應(yīng)管的通斷，通過阻斷或?qū)▓鲂?yīng)管，有效保護(hù)電池壽命和實現(xiàn)均衡充放電。
【專利說明】
電動車、電源系統(tǒng)和充放電方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及電動車領(lǐng)域，尤其涉及一種電動車、電源系統(tǒng)和電源系統(tǒng)的充放電方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電動車因其不燃燒汽油產(chǎn)生動力，具有環(huán)保、污染小的特點，在旅游景區(qū)等對環(huán)境要求較高的地方得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的電動車設(shè)有一個電機(jī)控制器，用于將電源模塊輸出的直流電源轉(zhuǎn)換成三相交流電源并驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動。
[0003]現(xiàn)有電源模塊一般都是有多個電池串聯(lián)組成的，在對電源模塊充電時，將串聯(lián)的電池組接上充電機(jī)的正負(fù)輸出端，隨后便可完成全部電池的充電，然后由于不同電池的電量剩余量均不相同，故在充電時將會有一些電池已經(jīng)充滿了，而另一些電池還沒有充滿，導(dǎo)致不均衡充電，繼而影響電池的使用壽命，另外，當(dāng)某一電池?fù)p壞不能使用時，而其他電池依舊能正常使用，但其串聯(lián)的連接方式也會導(dǎo)致整個電源模塊不能工作，繼而影響正常的使用和不必要的資源浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的第一目的是提供一種實現(xiàn)均衡充放電的電動車。
[0005]本發(fā)明的第二目的是提供一種實現(xiàn)均衡充放電的電源系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的第三目的是提供一種實現(xiàn)均衡充電的電源系統(tǒng)的充電方法。
[0007]本發(fā)明的第四目的是提供一種實現(xiàn)均衡放電的電源系統(tǒng)的放電方法。
[0008]為了實現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明提供一種電動車，包括電源系統(tǒng)、電機(jī)控制器和電機(jī)，電源系統(tǒng)與電機(jī)控制器連接，電機(jī)控制器與電機(jī)連接，其中，電源系統(tǒng)包括控制單元、多個串聯(lián)連接的充放電電路和多個電池模塊，一個充放電電路與一個電池連接，充放電電路包括第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，第一場效應(yīng)管的漏極與第二場效應(yīng)管的源極電連接，第一場效應(yīng)管的源極與電池模塊的正極電連接，第二場效應(yīng)管的漏極與電池模塊的負(fù)極電連接，一個充放電電路的第二場效應(yīng)管的源極與另一個充放電電路的第一場效應(yīng)管的源極電連接，第一場效應(yīng)管的柵極接收控制單元輸出的第一控制信號，第二場效應(yīng)管的柵極接收控制單元輸出的第二控制信號，電池模塊向控制單元輸出反饋信號。
[0009]由上述方案可見，通過多個串聯(lián)的充放電電路，且充放電電路并聯(lián)設(shè)置的場效應(yīng)管，其中一路串聯(lián)電池模塊，以及通過控制單元獲取反饋信號，根據(jù)反饋信號可獲知電池模塊的狀態(tài)(電壓、溫度、電流等)，使得控制單元根據(jù)反饋信號控制場效應(yīng)管的通斷，如某一電池充滿電量后，可阻斷該路的場效應(yīng)管，導(dǎo)通另一場效應(yīng)管，從而有效保護(hù)電池壽命和實現(xiàn)均衡充放電。
[0010]為了實現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明提供一種電源系統(tǒng)，其中，包括控制單元、多個串聯(lián)連接的充放電電路和多個電池模塊，一個充放電電路與一個電池連接，充放電電路包括第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，第一場效應(yīng)管的漏極與第二場效應(yīng)管的源極電連接，第一場效應(yīng)管的源極與電池模塊的正極電連接，第二場效應(yīng)管的漏極與電池模塊的負(fù)極電連接，一個充放電電路的第二場效應(yīng)管的源極與另一個充放電電路的第一場效應(yīng)管的源極電連接，第一場效應(yīng)管的柵極接收控制單元輸出的第一控制信號，第二場效應(yīng)管的柵極接收控制單元輸出的第二控制信號，電池模塊向控制單元輸出反饋信號。
[0011]由上述方案可見，通過多個串聯(lián)的充放電電路，且充放電電路并聯(lián)設(shè)置的場效應(yīng)管，其中一路串聯(lián)電池模塊，以及通過控制單元獲取反饋信號，根據(jù)反饋信號可獲知電池模塊的狀態(tài)(電壓、溫度、電流等)，使得控制單元根據(jù)反饋信號控制場效應(yīng)管的通斷，如某一電池充滿電量后，可阻斷該路的場效應(yīng)管，導(dǎo)通另一場效應(yīng)管，從而有效保護(hù)電池壽命和實現(xiàn)均衡充放電。
[0012]為了實現(xiàn)本發(fā)明的第三目的，本發(fā)明提供一種電源系統(tǒng)的充電方法，其中，電源系統(tǒng)包括控制單元、多個串聯(lián)連接的充放電電路和多個電池模塊，一個充放電電路與一個電池連接，充放電電路包括第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，第一場效應(yīng)管的漏極與第二場效應(yīng)管的源極電連接，第一場效應(yīng)管的源極與電池模塊的正極電連接，第二場效應(yīng)管的漏極與電池模塊的負(fù)極電連接，一個充放電電路的第二場效應(yīng)管的源極與另一個充放電電路的第一場效應(yīng)管的源極電連接，充電方法包括:電池模塊向控制單元輸出電壓反饋信號;判斷電壓反饋信號是否小于閾值;如電壓反饋信號小于閾值，則控制單元向第一場效應(yīng)管的柵極輸出導(dǎo)通控制信號，控制單元向第二場效應(yīng)管的柵極輸出阻斷控制信號；如電壓反饋信號大于或等于閾值，則控制單元向第一場效應(yīng)管的柵極輸出阻斷控制信號，控制單元向第二場效應(yīng)管的柵極輸出導(dǎo)通控制信號。
[0013]更進(jìn)一步的方案是，充電方法還包括:電池模塊向控制單元輸出故障信號;控制單元向第一場效應(yīng)管的柵極輸出阻斷控制信號，控制單元向第二場效應(yīng)管的柵極輸出導(dǎo)通控制信號。
[0014]由上述方案可見，通過多個串聯(lián)的充放電電路，且充放電電路并聯(lián)設(shè)置的場效應(yīng)管，其中一路串聯(lián)電池模塊，以及通過控制單元獲取反饋信號，根據(jù)電壓反饋信號可獲知電池模塊的狀態(tài)，判斷電壓低于閾值，使得控制單元根據(jù)電壓反饋信號控制場效應(yīng)管的通斷，如某一電池充滿電量后，可阻斷該路的場效應(yīng)管，導(dǎo)通另一場效應(yīng)管，繼續(xù)為未充滿電量的電池充電，如有某一電池故障報廢，亦可阻斷該電池，使得整個電源系統(tǒng)依舊能夠正常工作，從而有效保護(hù)電池壽命和實現(xiàn)均衡充電。
[0015]為了實現(xiàn)本發(fā)明的第四目的，本發(fā)明提供一種電源系統(tǒng)的放電方法，其中，電源系統(tǒng)包括控制單元、多個串聯(lián)連接的充放電電路和多個電池模塊，一個充放電電路與一個電池連接，充放電電路包括第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，第一場效應(yīng)管的漏極與第二場效應(yīng)管的源極電連接，第一場效應(yīng)管的源極與電池模塊的正極電連接，第二場效應(yīng)管的漏極與電池模塊的負(fù)極電連接，一個充放電電路的第二場效應(yīng)管的源極與另一個充放電電路的第一場效應(yīng)管的源極電連接;放電方法包括:電池模塊向控制單元輸出電壓反饋信號;判斷電壓反饋信號是否小于閾值;如電壓反饋信號小于閾值，則控制單元向第一場效應(yīng)管的柵極輸出阻斷控制信號，控制單元向第二場效應(yīng)管的柵極輸出導(dǎo)通控制信號；如電壓反饋信號大于或等于閾值，則控制單元向第一場效應(yīng)管的柵極輸出導(dǎo)通控制信號，控制單元向第二場效應(yīng)管的柵極輸出阻斷控制信號。
[0016]更進(jìn)一步的方案是，放電方法還包括:電池模塊向控制單元輸出故障信號;控制單元向第一場效應(yīng)管的柵極輸出阻斷控制信號，控制單元向第二場效應(yīng)管的柵極輸出導(dǎo)通控制信號。
[0017]由上述方案可見，通過多個串聯(lián)的充放電電路，且充放電電路并聯(lián)設(shè)置的場效應(yīng)管，其中一路串聯(lián)電池模塊，以及通過控制單元獲取反饋信號，根據(jù)電壓反饋信號可獲知電池模塊的狀態(tài)，判斷電壓低于閾值，使得控制單元根據(jù)電壓反饋信號控制場效應(yīng)管的通斷，如某一電池的電量耗盡時，可阻斷該路的場效應(yīng)管，導(dǎo)通另一場效應(yīng)管，其他電池繼續(xù)供電，如有某一電池故障報廢，亦可阻斷該電池，使得整個電源系統(tǒng)依舊能夠正常工作，從而有效保護(hù)電池壽命和實現(xiàn)均衡放電。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明電源系統(tǒng)實施例的電路原理圖。
[0019]圖2是本發(fā)明電源系統(tǒng)實施例的第一充電原理圖。
[0020]圖3是本發(fā)明電源系統(tǒng)實施例的第二充電原理圖。
[0021 ]圖4是本發(fā)明電源系統(tǒng)實施例的放電原理圖。
[0022]以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實施方式】
[0023]電源系統(tǒng)實施例:
參照圖1，電源系統(tǒng)包括控制單元(未示出)、四個串聯(lián)連接的充放電電路E1、E2、E3、E4和四個電池模塊B1、B2、B3、B4，一個充放電電路與一個電池連接?？刂茊卧刹捎镁哂羞\(yùn)算控制功能的MCU、單片機(jī)或處理器。
[0024]由于充放電電路的結(jié)構(gòu)相同，下面以充放電電路EI為例進(jìn)行說明，充放電電路EI包括場效應(yīng)管Ql和場效應(yīng)管Q2，場效應(yīng)管Ql和場效應(yīng)管Q2可采用增強(qiáng)型的N溝道MOS管和增強(qiáng)型的P溝道MOS管的MOS開關(guān)管，且在漏極和源極之間具有一個寄生二極管。場效應(yīng)管Ql的漏極與場效應(yīng)管Q2的源極電連接，場效應(yīng)管Ql的源極與電池模塊BI的正極電連接，場效應(yīng)管Q2的漏極與電池模塊BI的負(fù)極電連接，充放電電路El的場效應(yīng)管Q2的源極與充放電電路E2的場效應(yīng)管Q3的源極電連接。場效應(yīng)管Ql的漏極與充電機(jī)的正極輸出端連接，場效應(yīng)管Q8的漏極與充電機(jī)的負(fù)極輸出端連接。場效應(yīng)管Ql的柵極與控制單元電連接，場效應(yīng)管Q2的柵極與控制單元電連接。
[0025]充電方法實施例:
參照圖2，充電時，充電系統(tǒng)執(zhí)行充電方法，由于電池模塊包括蓄電池、Boo s t電路和BMC電源管理模塊，電池模塊B1、B2、B3、B4分別向控制單元輸出各自的反饋信號，反饋信號包括電壓反饋信號、溫度反饋信號、電流反饋信號和故障反饋信號等，控制單元可獲知各個電池模塊的狀態(tài)，繼而輸出對應(yīng)的控制。例如，控制單元判斷電壓反饋信號是否小于閾值，如果電池模塊B1、B2、B3、B4的電壓值均小于閾值，則表示電池模塊均需要充電，控制單元分別向場效應(yīng)管Ql、Q3、Q5、Q7輸出導(dǎo)通控制控制信號，控制單元分別向場效應(yīng)管Q2、Q4、Q6、Q8輸出阻斷控制控制信號，電流如圖2所示經(jīng)過場效應(yīng)管Q1、Q3、Q5、Q7地導(dǎo)通，給予電池模塊均衡充電。
[0026]參照圖3，當(dāng)電池模塊BI充滿電量時，控制單元可通過電壓反饋信號判斷得出其大于或等于閾值，則控制單元向場效應(yīng)管Ql輸出阻斷控制信號，控制單元向場效應(yīng)管Ql輸出阻斷控制信號，電流如圖3所示經(jīng)過場效應(yīng)管Q2、Q3、Q5、Q7地導(dǎo)通，不再給予電池模塊BI充電，而給予電池模塊B2、B3、B4繼續(xù)均衡充電，以及使得電源系統(tǒng)均衡充電。
[0027]放電方法實施例:
參照圖4，放電時，如果電池模塊B1、B2、B3、B4的電壓值均大于或等于閾值，則表明電池模塊的電量均處于正常水平，可正常供電放電，即控制單元分別向場效應(yīng)管Q1、Q3、Q5、Q7輸出導(dǎo)通控制控制信號，控制單元分別向場效應(yīng)管Q2、Q4、Q6、Q8輸出阻斷控制控制信號。當(dāng)電池模塊B2的電量不足時，即電池模塊B2的電壓值小于閾值時，控制單元向場效應(yīng)管Q4輸出導(dǎo)通控制信號，控制單元向場效應(yīng)管Q3輸出阻斷控制信號，電流如圖4所示經(jīng)過場效應(yīng)管Q7、Q5、Q4、Ql地導(dǎo)通，電池模塊B2不再向外放電，而電池模塊B1、B3、B4繼續(xù)向外放電。
[0028]另外，無論在充電時或放電時，電池模塊如出現(xiàn)故障，例如電池模塊B2出現(xiàn)故障時，電池模塊B2向控制單元輸出故障信號，控制單元向場效應(yīng)管Q3的柵極輸出阻斷控制信號，控制單元向場效應(yīng)管Q4的柵極輸出導(dǎo)通控制信號，使得電池模塊B2的故障不影響電源系統(tǒng)的正常運(yùn)作，以及使得電源系統(tǒng)均衡放電。
[0029]電動車實施例:
電動車包括電源系統(tǒng)、電機(jī)控制器和電機(jī)，電源系統(tǒng)與電機(jī)控制器連接并向電機(jī)控制器供電，電機(jī)控制器與電機(jī)連接并控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0030]電源系統(tǒng)包括控制單元、多個串聯(lián)連接的充放電電路和多個電池模塊，一個充放電電路與一個電池連接，充放電電路包括第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，第一場效應(yīng)管的漏極與第二場效應(yīng)管的源極電連接，第一場效應(yīng)管的源極與電池模塊的正極電連接，第二場效應(yīng)管的漏極與電池模塊的負(fù)極電連接，一個充放電電路的第二場效應(yīng)管的源極與另一個充放電電路的第一場效應(yīng)管的源極電連接，第一場效應(yīng)管的柵極接收控制單元輸出的第一控制信號，第二場效應(yīng)管的柵極接收控制單元輸出的第二控制信號，電池模塊向控制單元輸出反饋信號。
[0031 ]由上可見，通過多個串聯(lián)的充放電電路，且充放電電路并聯(lián)設(shè)置的場效應(yīng)管，其中一路串聯(lián)電池模塊，以及通過控制單元獲取反饋信號，根據(jù)反饋信號可獲知電池模塊的狀態(tài)(電壓、溫度、電流等)，使得控制單元根據(jù)反饋信號控制場效應(yīng)管的通斷，如某一電池充滿電量后，可阻斷該路的場效應(yīng)管，導(dǎo)通另一場效應(yīng)管，從而有效保護(hù)電池壽命和實現(xiàn)均衡充放電。
【主權(quán)項】
1.電動車，包括電源系統(tǒng)、電機(jī)控制器和電機(jī)，所述電源系統(tǒng)與電機(jī)控制器連接，所述電機(jī)控制器與所述電機(jī)連接； 其特征在于: 所述電源系統(tǒng)包括控制單元、多個串聯(lián)連接的充放電電路和多個電池模塊，一個所述充放電電路與一個所述電池連接； 充放電電路包括第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，所述第一場效應(yīng)管的漏極與所述第二場效應(yīng)管的源極電連接，所述第一場效應(yīng)管的源極與所述電池模塊的正極電連接，所述第二場效應(yīng)管的漏極與所述電池模塊的負(fù)極電連接，一個所述充放電電路的所述第二場效應(yīng)管的源極與另一個所述充放電電路的所述第一場效應(yīng)管的源極電連接； 所述第一場效應(yīng)管的柵極接收所述控制單元輸出的第一控制信號，所述第二場效應(yīng)管的柵極接收所述控制單元輸出的第二控制信號； 所述電池模塊向所述控制單元輸出反饋信號。2.電源系統(tǒng)，其特征在于，包括控制單元、多個串聯(lián)連接的充放電電路和多個電池模塊，一個所述充放電電路與一個所述電池連接； 充放電電路包括第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，所述第一場效應(yīng)管的漏極與所述第二場效應(yīng)管的源極電連接，所述第一場效應(yīng)管的源極與所述電池模塊的正極電連接，所述第二場效應(yīng)管的漏極與所述電池模塊的負(fù)極電連接，一個所述充放電電路的所述第二場效應(yīng)管的源極與另一個所述充放電電路的所述第一場效應(yīng)管的源極電連接； 所述第一場效應(yīng)管的柵極接收所述控制單元輸出的第一控制信號，所述第二場效應(yīng)管的柵極接收所述控制單元輸出的第二控制信號； 所述電池模塊向所述控制單元輸出反饋信號。3.電源系統(tǒng)的充電方法，其特征在于:所述電源系統(tǒng)包括控制單元、多個串聯(lián)連接的充放電電路和多個電池模塊，一個所述充放電電路與一個所述電池連接，充放電電路包括第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，所述第一場效應(yīng)管的漏極與所述第二場效應(yīng)管的源極電連接，所述第一場效應(yīng)管的源極與所述電池模塊的正極電連接，所述第二場效應(yīng)管的漏極與所述電池模塊的負(fù)極電連接，一個所述充放電電路的所述第二場效應(yīng)管的源極與另一個所述充放電電路的所述第一場效應(yīng)管的源極電連接； 所述充電方法包括: 所述電池模塊向所述控制單元輸出電壓反饋信號； 判斷所述電壓反饋信號是否小于閾值； 如所述電壓反饋信號小于所述閾值，則所述控制單元向所述第一場效應(yīng)管的柵極輸出導(dǎo)通控制信號，所述控制單元向所述第二場效應(yīng)管的柵極輸出阻斷控制信號； 如所述電壓反饋信號大于或等于所述閾值，則所述控制單元向所述第一場效應(yīng)管的柵極輸出所述阻斷控制信號，所述控制單元向所述第二場效應(yīng)管的柵極輸出所述導(dǎo)通控制信號。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充電方法，其特征在于: 所述充電方法還包括: 所述電池模塊向所述控制單元輸出故障信號； 所述控制單元向所述第一場效應(yīng)管的柵極輸出所述阻斷控制信號，所述控制單元向所述第二場效應(yīng)管的柵極輸出所述導(dǎo)通控制信號。5.電源系統(tǒng)的放電方法，其特征在于:所述電源系統(tǒng)包括控制單元、多個串聯(lián)連接的充放電電路和多個電池模塊，一個所述充放電電路與一個所述電池連接，充放電電路包括第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，所述第一場效應(yīng)管的漏極與所述第二場效應(yīng)管的源極電連接，所述第一場效應(yīng)管的源極與所述電池模塊的正極電連接，所述第二場效應(yīng)管的漏極與所述電池模塊的負(fù)極電連接，一個所述充放電電路的所述第二場效應(yīng)管的源極與另一個所述充放電電路的所述第一場效應(yīng)管的源極電連接； 所述放電方法包括: 所述電池模塊向所述控制單元輸出電壓反饋信號； 判斷所述電壓反饋信號是否小于閾值； 如所述電壓反饋信號小于所述閾值，則所述控制單元向所述第一場效應(yīng)管的柵極輸出阻斷控制信號，所述控制單元向所述第二場效應(yīng)管的柵極輸出導(dǎo)通控制信號； 如所述電壓反饋信號大于或等于所述閾值，則所述控制單元向所述第一場效應(yīng)管的柵極輸出所述導(dǎo)通控制信號，所述控制單元向所述第二場效應(yīng)管的柵極輸出所述阻斷控制信號。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放電方法，其特征在于: 所述放電方法還包括: 所述電池模塊向所述控制單元輸出故障信號； 所述控制單元向所述第一場效應(yīng)管的柵極輸出所述阻斷控制信號，所述控制單元向所述第二場效應(yīng)管的柵極輸出所述導(dǎo)通控制信號。
【文檔編號】B60L11/18GK106059002SQ201610562120
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】姜桂賓
【申請人】珠海英搏爾電氣股份有限公司