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CN111391958A - 一种电动助力自行车用双电池联动装置 - Google Patents

一种电动助力自行车用双电池联动装置 Download PDF

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CN111391958A CN202010224817.2A CN202010224817A CN111391958A CN 111391958 A CN111391958 A CN 111391958A CN 202010224817 A CN202010224817 A CN 202010224817A CN 111391958 A CN111391958 A CN 111391958A
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江健
谢良松
范俊强
李飞
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Guizhou Liangzi Power Technology Co ltd
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Guizhou Liangzi Power Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种电动助力自行车用双电池联动装置，包括主电池组、副电池组、主电池组控制模块、副电池组控制模块、检测模块、主控制器和脚撑压电发电组件，所述主电池组与负载连接为电动助力自行车供电，所述主电池组与负载之间设有主充电继电器，所述主充电继电器控制主电池组和负载之间的导通，所述副电池组分别与主电池组和负载电性连接，所述副电池组与主电池组、负载之间分别设有互充电路和副充电继电器，所述脚撑压电发电组件与副电池组电性连接。本发明属于电动助力自行车电源技术领域，具体是提供了一种供电效率高，可靠性强，通过自身重量为电动车备用电池组供电的电动助力自行车用双电池联动装置。

Description

一种电动助力自行车用双电池联动装置
技术领域
本发明属于电动助力自行车电源技术领域，具体是指一种电动助力自行车用双电池联动装置。
背景技术
电动助力自行车是一种以电池为能量来源，通过控制器、电机等部件将电能转换为机械动能的车辆。电池作为电动助力自行车中的主要部件之一，其性能及成本等因素将直接或间接影响电动车的整体性能及成本。
由于蓄电池的容量有限，因此，为了提高电动车的续航能力，市面上出现了一些采用两块蓄电池组的双电池组电动车产品，传统双电池组电动车的控制方式主要是通过开关控制接触器来对双电池组进行控制，即使用者通过开关来实现两个电池组的开启和关闭，但是，通过人为控制两个电池组进行切换时具有不确定性，若电池组过度放电且未及时切换电池组而导致系统停止运行时，容易引发安全事故，此问题有待解决，此外在长时间骑行时，即使是双电池组也难以保证电动助力自行车的电量足够，双电池组的电动助力自行车由于电池数量增多，从而重量增大，若遇到难以找到可以充电的地方时，双电池组设计的电动助力自行车反而会成为骑行者的麻烦，十分不便脚动骑行或推动。
发明内容
为解决上述现有难题，本发明提供了一种供电效率高，可靠性强，通过自身重量为电动车备用电池组供电的电动助力自行车用双电池联动装置。
本发明采取的技术方案如下：本发明一种电动助力自行车用双电池联动装置，包括主电池组、副电池组、主电池组控制模块、副电池组控制模块、检测模块、主控制器和脚撑压电发电组件，所述主电池组与负载连接为电动助力自行车供电，使得电动助力自行车正常工作，所述主电池组与负载之间设有主充电继电器，所述主充电继电器控制主电池组和负载之间的导通，所述副电池组分别与主电池组和负载电性连接，所述副电池组与主电池组、负载之间分别设有互充电路和副充电继电器，互充电路控制副电池组与主电池组之间的导通，副充电继电器控制副电池组与负载之间的导通，所述检测模块一端与主控制器连接，所述检测模块另一端分别与主电池组和副电池组连接，检测模块对主电池组和副电池组的电压进行检测，从而判断主电池组和副电池组的充放电状态及是否存在异常，所述互充电路包括变压器、整流器和互充开关电路，所述变压器设于副电池组的输出端，所述整流器设于变压器的输出端，变压器和整流器将副电池组的输出电压转化为主电池组充电所需的电压，所述互充开关电路设于整流器和主电池组的输入端之间，互充开关电路控制副电池组向主电池组进行充电，所述脚撑压电发电组件与副电池组电性连接，脚撑发电组件通过压电效应产生电力为副电池组进行供电，所述脚撑发电组件包括压电晶片、整流滤波模块和自动断电电路，所述压电晶片设于电动助力自行车脚撑底壁，当电动助力自行车通过脚撑停靠时，电动助力自行车自身重量对脚撑底壁的压电晶片产生压力，使其挤压变形产生电能，所述压电晶片、整流滤波模块、自动断电电路和副电池组依次串联连接，整流滤波模块将压电晶片机械形变产生的电能转换为符合副电池组输入的电流通过自动断电电路传输至副电池组，自动断电电路根据检测模块检测到的副电池组的电压对副电池组进行自动断电处理。
进一步地，所述主电池组和副电池组内包括多个电池单体，主电池组的每个电池单体之间与从电池组的每个电池单体之间设有GS9268主动式电池均衡芯片，减小单体电池在使用中产生的差异，最大限度的发挥电池的效率，延长电池的使用寿命。
进一步地，所述主电池组控制模块和副电池组控制模块采用AT89C2051单片机控制电路。
进一步地，所述压电晶片外壁设有柔性橡胶层，防水耐磨，防止压电晶片与地面直接接触受损。
进一步地，所述压电晶片为压电陶瓷和环氧树脂组成的压电晶片，灵敏度高，易于加工成型。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案一种电动助力自行车用双电池联动装置设计合理，通过在脚蹬处设置压电晶片，将电动助力自行车停靠时自身的重力通过压电效应转换为电力为电动助力自行车供电，通过并联设置的双电池组，为电动助力自行车提供更多的电力，行驶更远，通过智能选择充电方案，即可保证双电池组电量充足，且可有效延长电池寿命。
附图说明
图1为本发明一种电动助力自行车用双电池联动装置结构示意图；
图2为本发明一种电动助力自行车用双电池联动装置主电池组控制模块和副电池组控制模块的电路图；
图3为本发明一种电动助力自行车用双电池联动装置检测模块的电路图；
图4为本发明一种电动助力自行车用双电池联动装置自动断电电路的电路图；
图5为本发明一种电动助力自行车用双电池联动装置主充电继电器和副充电继电器的电路图；
图6为本发明一种电动助力自行车用双电池联动装置互充开关电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示，本发明一种电动助力自行车用双电池联动装置，包括主电池组、副电池组、主电池组控制模块、副电池组控制模块、检测模块、主控制器和脚撑压电发电组件，所述主电池组与负载连接为电动助力自行车供电，使得电动助力自行车正常工作，所述主电池组与负载之间设有主充电继电器，所述主充电继电器控制主电池组和负载之间的导通，所述副电池组分别与主电池组和负载电性连接，所述副电池组与主电池组、负载之间分别设有互充电路和副充电继电器，互充电路控制副电池组与主电池组之间的导通，副充电继电器控制副电池组与负载之间的导通，所述检测模块一端与主控制器连接，所述检测模块另一端分别与主电池组和副电池组连接，检测模块对主电池组和副电池组的电压进行检测，从而判断主电池组和副电池组的充放电状态及是否存在异常，所述互充电路包括变压器、整流器和互充开关电路，所述变压器设于副电池组的输出端，所述整流器设于变压器的输出端，变压器和整流器将副电池组的输出电压转化为主电池组充电所需的电压，所述互充开关电路设于整流器和主电池组的输入端之间，互充开关电路控制副电池组向主电池组进行充电，所述脚撑压电发电组件与副电池组电性连接，脚撑发电组件通过压电效应产生电力为副电池组进行供电，所述脚撑发电组件包括压电晶片、整流滤波模块和自动断电电路，所述压电晶片设于电动助力自行车脚撑底壁，当电动助力自行车通过脚撑停靠时，电动助力自行车自身重量对脚撑底壁的压电晶片产生压力，使其挤压变形产生电能，所述压电晶片、整流滤波模块、自动断电电路和副电池组依次串联连接，整流滤波模块将压电晶片机械形变产生的电能转换为符合副电池组输入的电流通过自动断电电路传输至副电池组，自动断电电路根据检测模块检测到的副电池组的电压对副电池组进行自动断电处理。
其中，所述主电池组和副电池组内包括多个电池单体，主电池组的每个电池单体之间与从电池组的每个电池单体之间设有GS9268主动式电池均衡芯片，减小单体电池在使用中产生的差异，最大限度的发挥电池的效率，延长电池的使用寿命；所述主电池组控制模块和副电池组控制模块采用AT89C2051单片机控制电路；所述压电晶片外壁设有柔性橡胶层，防水耐磨，防止压电晶片与地面直接接触受损；所述压电晶片为压电陶瓷和环氧树脂组成的压电晶片，灵敏度高，易于加工成型。
具体使用时，所述主电池组与副电池组连接适配器时，由适配器给主控制器供电，主控制器控制适配器分别给主电池组与副电池组充电，互不影响，当适配器拔出时，主电池组为主控制器进行供电，当用户骑行时，主控制器发送信号给主电池组控制模块控制主充电继电器导通，主电池组为负载供电，同时主控制器发送信号给副电池组控制模块控制互充开关电路和副充电继电器截止，副电池组与主电池组及负载之间断开，当主电池组电量低于预设最低值时且检测模块检测到主电池组处于放电状态时，主控制器发送信号给副电池组控制模块控制副充电继电器导通，副充电继电器为负载供电，同时主控制器发送信号给主电池组控制模块控制主充电继电器截止，主电池组与负载之间断开，当用户将电动助力自行车停靠时，电动助力自行车自身重量对设于脚撑底壁的压电晶片产生压力使其受到挤压形变产生电能，电能经整流滤波模块转换为适合为副电池组充电的电流为副电池组进行充电，主控制器发送信号给副电池组控制模块使其输出高电平时，副充电继电器通电，触点吸合，互充开关电路导通，副电池组控制模块控制副电池组为主电池组进行充电，副电池组的输出电压经变压器和整流器变压整流后转化为主电池组充电所需的电压，压电晶片产生的电能为主电池组和副电池组充电，当检测模块检测到副电池组充满电后控制自动断电电路断开，防止过充，再次骑行时，主控制器检测主电池组的电量高于预设值最低值时，主控制器发送电信号给副电池组控制模块控制副充电继电器截止并发送信号给主电池组控制模块控制互充开关电路截止并控制主充电继电器导通，由主电池组为负载进行供电，若主控制器检测到主电池组电量仍低于预设最低值时，则主控制器发送信号给主电池组控制模块控制互充开关电路截止，副电池组停止为主电池组进行充电，同时主控制器发送信号给副电池组控制模块控制副电池组为负载供电。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种电动助力自行车用双电池联动装置，其特征在于：包括主电池组、副电池组、主电池组控制模块、副电池组控制模块、检测模块、主控制器和脚撑压电发电组件，所述主电池组与负载连接为电动助力自行车供电，所述主电池组与负载之间设有主充电继电器，所述主充电继电器控制主电池组和负载之间的导通，所述副电池组分别与主电池组和负载电性连接，所述副电池组与主电池组、负载之间分别设有互充电路和副充电继电器，互充电路控制副电池组与主电池组之间的导通，副充电继电器控制副电池组与负载之间的导通，所述检测模块一端与主控制器连接，所述检测模块另一端分别与主电池组和副电池组连接，检测模块对主电池组和副电池组的电压进行检测，所述互充电路包括变压器、整流器和互充开关电路，所述变压器设于副电池组的输出端，所述整流器设于变压器的输出端，变压器和整流器将副电池组的输出电压转化为主电池组充电所需的电压，所述互充开关电路设于整流器和主电池组的输入端之间，所述脚撑压电发电组件与副电池组电性连接，所述脚撑发电组件包括压电晶片、整流滤波模块和自动断电电路，所述压电晶片设于电动助力自行车脚撑底壁，所述压电晶片、整流滤波模块、自动断电电路和副电池组依次串联连接，整流滤波模块将压电晶片机械形变产生的电能转换为符合副电池组输入的电流传输至副电池组。
2.根据权利要求1所述的一种电动助力自行车用双电池联动装置，其特征在于：所述主电池组和副电池组内包括多个电池单体，主电池组的每个电池单体之间与从电池组的每个电池单体之间设有GS9268主动式电池均衡芯片。
3.根据权利要求1所述的一种电动助力自行车用双电池联动装置，其特征在于：所述主电池组控制模块和副电池组控制模块采用AT89C2051单片机控制电路。
4.根据权利要求1所述的一种电动助力自行车用双电池联动装置，其特征在于：所述压电晶片外壁设有柔性橡胶层。
5.根据权利要求1所述的一种电动助力自行车用双电池联动装置，其特征在于：所述压电晶片为压电陶瓷和环氧树脂组成的压电晶片。
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