电动车辆的安全机构制造技术

一种电动车辆的安全机构，所述电动车辆具备行驶用的电动机和驱动该电动机的电源装置，该电动车辆的安全机构的特征在于，具备： 把多个电池加以连接，构成输出规定的电动机用的电压的电池组、 对应于上述“构成电池组的各个电池”设置的，或对应于“构成电池组的分立的各堆电池”设置的，能够将该“构成电池组的各个电池”或“构成电池组的分立的各堆电池”有选择地并联连接于控制电路群中的选择开关、 判断上述“构成电池组的各个电池”具有电能的状况，或“构成电池组的分立的各堆电池”具有电能的状况的判别手段，以及 根据上述电能状况选择具有最大能量的上述“构成电池组的各个电池”或“构成电池组的分立的各堆电池”，并且据此进行上述选择开关的连接动作的控制手段。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于电动车辆的安全机构，尤其涉及提供电力给驱动电动车辆行走的电动机及所装载的控制电路群的电源装置的安全机构。涉及电源装置本身的安全机构、与电源装置的电源供应有关的行驶禁止装置和再生制动装置等的控制装置的安全机构、解决装载较重的电源装置引起的一些问题用的安全机构，即例如容易进行两轮车的停车支撑操作的主支撑装置的安全机构、能够减轻弹簧荷重的后轮驱动机构的安全机构、能够有效利用电路产生的热而且便于安全地进行更换电池等操作的安全机构。
技术介绍
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概况。近来，作为代替使用汽油的汽车等内燃机车辆的下一代车辆，使用行驶用电动机的电动车辆很受人注意。使用干净的电能的电动车辆能够根本解决占大气污染的原因的70％左右的内燃机汽车排放有害气体和噪声等的环保问题，而且据说能够延长石油等化石燃料的资源寿命一倍以上。电动车辆与已有的使用汽油的汽车一样，具备通过缓冲装置安装在车体上的车轮，以电动机作为动力源由传动装置旋转驱动，而电动机由电源装置供给电源。这样一来，电动车辆由于装载比较重的电池而与已有的汽车大不相同，由于电池的存在而产生新的问题。也就是，供给电动机电力的上述电源装置由，使用多个电池构成电池电源部，使该电池电源部的输出稳定地供给电源的稳定电路、行驶驱动用的电动机、直接控制电动机旋转的电动机驱动电路、以及向电动机驱动电路输出速度指令或转矩指令等的控制电路构成。而电动机产生的电动机驱动力与已有的方式相同，通过传动装置传达给车轮。如上所述，电动车辆从多个电池中得到电动机驱动力，于是，由于性能降低的电池占支配地位而达不到预定的运行距离，例如在十字街口等待信号时不能再行驶等，形成不应有的停车，极其危险。因此，要求有能够使各电池放电工作均匀，促进电源装置有效使用，增加运行距离的电动车辆安全机构。另一方面，从增加运行距离的观点来看，在可能的条件下增加电池容量是有益的。但是，在电动车辆，特别是电动两轮车那样的小型车辆，电源装置靠近驾驶员设置的情况下，要求有防止电源装置与人导通的电动车辆安全机构。又，电源装置的各电池通过充电用软线从外部电源充电。正在充电时发生电动车辆起动，或充电虽然结束但是充电用软线尚未收起时电动车辆起动，都极其危险。因此在需要给电源装置充电时，要求充电用软线的周边结构有电动车辆安全机构。如上所述，电源装置有较大的重量，从而要求在运行中制动时保障电动车辆行驶稳定。而且如上所述要求增加可能行驶的距离，因此将制动产生的电功率反馈给电源装置是有益的。由于使用电源装置，作为电动车辆的安全装置，要求再生制动装置的设置与行驶稳定能够协调。而且，电源装置的重量，特别是在电动两轮车的情况下，从重量平衡的观点看来是不能忽略的。由于电动两轮车通常具备主支撑架，作为电动车辆的安全机构，要求谋求支撑架使用时的稳定性和在电动两轮车行驶时减轻车轮的弹簧荷重，谋求稳定性。而且，电源装置的驱动电路和充电装置，如上所述由于充电放电而发热，因此，作为电动车辆的安全机构，要求在配置上考虑与其他装置的配置关系，并在更换等方面要求电池装卸方便和安全。下面介绍
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的详细情况。供给行驶用电动机电力的电源装置的电池电源部通常使用多个电池串联连接的电池组(coupled battery)，其电压按照行驶用电动机所需的规定电压设置。还有，在供给行驶用电动机电力的电源装置中，所谓“电池电源部”是指构成该电源的电池的总体。下述“辅助电池”是补充这电池电源部的电压下降的电池。将多个电池组合连接后构成电池电源部，因而“电池组”意指着眼于该连接状态，与多个组合有关的电池。构成该电池电源部的电池具有如下所述的特性。即随着放电时间的过去电池的端电压逐渐下降，描绘出图28所示的放电曲线。而且，在达到该曲线末端的放电终止电压之前，使电池停止放电以保护电池。又如图29所示，这些放电曲线特性因使用电流的不同而不同，使用电流一旦变化，可能放电的时间也发生变化。因而，要准确确定电池内残存的电量，需要有使用各种方法的残存容量计。这样的方法已知有根据电池电源部的端电压下降率判定的方法、把放电电流累加进行判定的方法、根据端电压和电流计算内阻，根据该内阻的增加和增加率推定的方法等。在电动车辆上装载这样的残存容量计，推定电池电源部的残存容量，在面板等上面显示可能运行的距离使电动车辆的驾驶员知道。来自这样的电池电源部的电力借助于稳定电路使电压稳定化，通过图示时省略的供电线提供给电动机等各种装载的机器。而该提供的电压由于基本上是供给电动机用的，被设定于较高的电压。车辆上装载的前灯、喇叭和控制电路动作所需的12V或24V由DC/DC变压器从该高压变压得出。又，该主要电力通过电动机驱动电路提供给电动机，借助于电动机驱动电路的斩波器控制，增减提供给电动机的有效电压，对行驶用电动机进行输出控制。增减该电压的斩波器控制的占空比由控制电路指令，该控制电路与加速器电气上相连。因此，根据驾驶员的加速器开度设定，控制电路对负载比进行设定，电动机驱动电路根据该负载比增减提供给电动机的有效电压，以执行与加速器开度相应的电动机输出动作，得到所希望的车辆行驶速度。但是，采取上述已有的电源装置，构成电池电源部的各电池的放电特性因个体差异、劣化、温度环境等原因而不同，从而由于放电使用而在各电池之间产生残存容量的不均。而与其他电池相比，容量变小的电池的电压下降率大，因此电池不均匀发生的倾向增大。于是，由于这一不均匀性，放电结束时各电池的残存容量也不均匀，所以即使从该状态出发达到满充电的状态，各电池所存的容量也不均匀，结果是，这种不均匀状态变得无法消除。另一方面，如前所述，在电动车辆上装载残存容量计，推定电池电源部的残存容量，把可能行驶的距离显示于面板等上面，使电动车辆的驾驶员知道，但是该残存容量以这些电池中容量最小的电池作为基准，因而，发生根据这些电池中的容量最小的电池限制电池电源部总体的输出的不合适的情况。结果是，本来的电池电源部不能使用各电池电能总和的全部电能，难于谋求增大行驶距离等。又由于这种不均匀性，使得充放电的负担偏于某些电池上，结果是，反复充放电次数也减少，作为电池的性能下降。又，随着电池电源部输出的电压的减小，电动机的输出也减小，车辆的行驶性能下降。因此，不能最大限度地发挥电池的输出。而且电池电源部的残存容量的测定精度低，例如在显示电池电源部的残存容量只有很小的情况下，恐怕不能准确了解真正能够行驶的距离。而且还有，在装载的电池电源部放电消耗完了的情况下，必须由其他车辆将该车辆本身牵引到能够更换电池或充电的地方，需要麻烦的回收操作，很不方便。而且，电源部状态的核查、电池的更换等操作操作危险，该电源部的电压越高危险越大。也就是说，例如现有的电动小型摩托车的电池电源部使用多个电池串联连接的电池组，其输出电压可得到48V的直流电压。这相当于交流电压100V左右，这是需要注意的。鉴于上述各点，本专利技术采取(1)把握构成电池电源部的各电池的使用状态，由有余裕的电池向其他电路并联供电，(2)在电池电源部的输出电压下降时串联连接辅助电池进行追加补充，(3)设定对于人体无害的电压，并用设在盖上的导通导体连接分组的电池的办法，以提供使各种安全性能提高的电动车辆的安全装置为目的(1～3)。如上所述，向行驶用电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动车辆的安全机构，所述电动车辆具备行驶用的电动机和驱动该电动机的电源装置，该电动车辆的安全机构的特征在于，具备把多个电池加以连接，构成输出规定的电动机用的电压的电池组、对应于上述“构成电池组的各个电池”设置的，或对应于“构成电池组的分立的各堆电池”设置的，能够将该“构成电池组的各个电池”或“构成电池组的分立的各堆电池”有选择地并联连接于控制电路群中的选择开关、判断上述“构成电池组的各个电池”具有电能的状况，或“构成电池组的分立的各堆电池”具有电能的状况的判别手段，以及根据上述电能状况选择具有最大能量的上述“构成电池组的各个电池”或“构成电池组的分立的各堆电池”，并且据此进行上述选择开关的连接动作的控制手段。2.根据权利要求1所述的电动车辆的安全机构，其特征在于，所述判别手段根据各电池的输出端子的电压或残留容量判断所述电能状况。3.根据权利要求1所述的电动车辆的安全机构，其特征在于，所述判别手段的判别处理或所述控制手段的选择及连接处理，每隔规定的时间进行一次。4.一种电动车辆的安全机构，所述电动车辆具备行驶用电动机和驱动该电动机的电源装置，该电动车辆的安全机构的特征在于，具备通过供电线对上述电动机提供电力的电池电源部、检测所述电池电源部的输出电压是否降低的电压检测手段、通过可连接和解除连接的连接手段串联连接于所述供电线上，在电池电源部的电压降低时加以补充的辅助电池，以及根据所述电压检测手段来的电压降低信号，在电池电源部的电压降低时向所述连接手段输出连接信号的控制手段。5.一种电动车辆的安全机构，所述电动车辆具备行驶用电动机和驱动该电动机的电源装置，该电动车辆的安全机构的特征在于，具备通过供电线对上述电动机提供电力的电池电源部，以及通过可连接和解除连接的连接手段串联连接于所述供电线上，在电池电源部的电压降低时加以补充的辅助电池。6.根据权利要求4或5所述的电动车辆的安全机构，其特征在于，在电池电源部和辅助电池上设置专用的残留容量计。7.一种电动车辆的安全机构，所述电动车辆具备行驶用电动机和驱动该电动机的电源装置，该电动车辆的安全机构的特征在于，由容纳构成电源的多个电池的电池盒盒身和覆盖该盒身的盒盖构成电池盒，而且上述盒盖上设置把上述各电池加以相互连接，或把预先连接的电池群和其他电池群加以相互连接，或把某一电池与预先连接的电池群加以相互连接的导电用的导体。8.一种电动车辆的安全机构，所述电动车辆具备行驶用电动机和驱动该电动机的电源装置，该电动车辆的安全机构的特征在于，所述电动车辆具备能够把充电用软线连接于外部电源，对电池进行充电的充电器；所述充电用软线缠绕在设置于电池盒内的能够转动的卷线盘上收容；还设置根据上述充电用软线的出入决定导通或断路的开关；随着所述充电用软线的拉出，所述开关断开，使电动机停止电力驱动。9.根据权利要求8所述的电动车辆的安全机构，其特征在于，所述开关插入到连接电池和电动机的供电线上。10.根据权利要求8所述的电动车辆的安全机构，其特征在于，所述开关插入到电动机的控制电路上。11.根据权利要求8所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：植竹昭仁，山越一成，高城邦彦，濑户毅，鸟冢治树，深泽保，冈山新史，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，株式会社东京研发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：