多组直流电源变压串联叠加供电系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种多组直流电源分级变压串联叠加向用电器供电的技术领域，特别是向电动自行车的直流电机供电的技术。该供电系统，包括主电源控制器，主电源控制器设有能与主电源连接的主电源接线，其特征在于：还包括有辅助电源控制器，辅助电源控制器设有两组导线，连主电源导线串联在主电源接线的两根接线中的其一根中；辅助电源控制器辅助电源调速装置。本实用新型专利技术的优点：常态低电压和需用时高电压的分段式供电、减少废电池组中可用电池的数量、高低速分段操作利于安全、可随时装配不同最高速的供电需求。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种多组直流电源分级变压串联叠加向用电器供电的
， 特别是向电动自行车的直流电机供电的技术。
技术介绍
目前，公知的电动车直流无刷电机控制器是只接受一路电源输入，并由一个与其 相连的调速器调速转把控制输出电压高低的装置。由于目前电动车上使用的电源是由 12V电池串联构成的24V、 36V或48V直流电源，其中，24V、 36V电源分别由2支或3支12V 电池串联构成，电池使用寿命可达2年，但电皮较低，电动自行车启动无力、上坡困难、 续行里程短。而48V单支电池串联支数过多，串联电池的差异概率增大，这就导致在串 联放电及充电过程中容量最小的单支电池始终过度放电和充电量不足，使得单支电池 容量衰减过快，往往不到一年容量就低于原容量60%。由于串联电池组的容量等于串联 组中最小电池容量，单支电池容量和使用寿命就决定整组电池容量大小及使用寿命长 短。所以，串联电池组每增加一支电池，整组电池的循环充放电寿命将縮短一倍。由 于多支电池组在经过长期使用后各种匹配参数变化，变化后的匹配参数又难在电池销 售点测定，则就不能在电池销售点提供未坏或还能使用的保留电池参数相匹配的新替 换电池。加之商业上的保修期等问题，导致3支或4支一组的电池组中有一支电池坏了 就把还可用的另2支或3支全报废，这既浪费资源、提高费用又多增加了2-3倍的废电池 污染。公知的方式要想提髙电动自行车速度，只能依靠增加电源的串联电池数量来完成， 即用5支或6支12伏电池串联供电，而增加电池串联支数又会成倍縮短电池使用寿命， 并且成倍增加报废电池数量。相配套的充电器也必需相应提高电压和功率，既不安全， 也容易产生故障，所以单组的电源供电，限制了电动自行车的适用性和发展。另外，现在一个控制器只由一个调速转把控制输出电压，控制方式过于单调且无阶段性，使用者往往是从启动开始就将调速转把迅速转至最大角度，从而降低了速度 的感知度和安全的警戒度，且供向电机的电压立即到达输入电压的上限，同时导致电 机功率上升过快，电机发热，电机寿命縮短。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能串联接入成为可变电压电源的直流电源系统，该 直流电源系统既可以实现直流高压供电，又可以分组进行低压供电。也就是既能向电 动自行车的电机分阶段的提供高电压以提高电动自行车的速度，又能把串联支数较多 的电池分为两组或多组分别进行供电管理，而成倍减少报废电池数量，大大增加电池 利用率。本技术的结思是对一个直流电机或用电器用两组或多组直流电源供电，两 组或多组直流电源进行串联分段叠加，并且串联接入的电源可改变电压值，其供电方 式分为主电源提供平时低压供电状态和需要高压时的辅助电源以可变压形式和主电源 串联叠加供电。其主要技术方案就是由一个主电源控制器1和一个或多个辅助电源控 制器4串联叠加，实现主电源和一个或多个辅助电源串联叠加。本技术包括一个主电源控制器1和一个或多个辅助电源控制器4串联叠加， 其串联叠加的结构是辅助电源控制器4设有两组导线，即连主电源导线8和连辅助 电源导线9，连主电源导线8串联在主电源接线7的两根接线中的其一根中。本技术总体结构为多组直流电源串联叠加供电系统，包括主电源控制器l， 主电源控制器1设有能与主电源6连接的主电源接线7，主电源控制器1上连接有主电源调速装置2，其特征在于还包括有辅助电源控制器4，辅助电源控制器4设有两 组导线，即连主电源导线8和连辅助电源导线9，连主电源导线8串联在i电源接线7 的两根接线中的其一根中；辅助电源控制器4连接辅助电源调速装置5。在使用状态，主电源控制器1的主电源接线7连接主电源6，主电源控制器1的 输出端连接用电器如电动自行车的电机；辅助电源控制器4的辅助电源导线9连接辅 助电源，辅助电源控制器4的连主电源导线8是两条导线，这两条导线串联在主电源 接线7的两根接线中的其一根中。使辅助电源控制器4、主电源6、主电源控制器l三 者成串联回路，又因为辅助电源控制器4上连有辅助电源，所以从电源的意义上构成 辅助电源、辅助电源控制器4、主电源6、主电源控制器l四者成串联回路。辅助电源 是否与主电源6串通供电，以及供电的电压高低，由辅助电源控制器4决定。辅助电源控制器4控制辅助电源是否与主电源6构成串通供电，图2提供了 -种能控制辅助电源是否与主电源6构成串联供电的控制器电路。但本技术的辅助电 源控制器4不限于图2提供的这一种电路。本技术所述的主电源调速装置2和辅助电源调速装置5是能改变直流电源输 出电压及电流形式的各种装置的某一种装置。主电源调速装置2或辅助电源调速装置5是霍尔装置。霍尔装置制成辅助电源调 速转5把。本技术的优点1、 常态低电压和需用时高电压的分段式供电通过操作主电源调速装置2，由主电源供电，整个电源系统可供出主电源的最高电压。如果还需要提高整体电源的输出电压以提高电机转速，可以通过操作辅助电源调速装置5将辅助电源以可变电压的形 式串联接入整个电源系统，以提高用电器的输入电压或电机的转速。2、 减少废电池组中可用电池的数量直流12V电池用在电动车上，其循环充放电次数与电源串联电池支数成反比，基本是每多串联一支电池，整组电池的循环使用寿命下降一倍，如，由两支电池串联成的24V电源可循环充放电800次，由三支电池 串联成的36V电源可循环充放电次数下降为400'次，4支串联的48V循环寿命就只 有200次了，以此计算，串联5支或6支电池的电动车使用成本相当高。但本实用 新型的设计，既可将6支电池分为两组36V分别使用，又可将主电源中容量下降的 单支电池与辅助电池中容量较高的电池交换使用，因为辅助电源用于提速，对电池 容量大小要求不高，所以，非但没有减少36V组的循环寿命，还可充分利用容量下 量的电池，这就使得采用本技术的72V电源系统的电池使用寿命比直接串联的 6支电池的72V电源系统寿命提高十倍。釆用本技术设计的电动车既提高了速 度，也减少了电池使用成本和废电池污染。3、 高低速分段操作利于安全只使用主电源可使速度保持在安全限内，极速时通过另 行操作辅助电源调速器实现，这就将电动自行车正常行驶和加速行驶分为了两个显 著的阶段和完全不同的操作方式，从而保持操作者对速度的感知度和对安全的警戒 度。4、 减少电池组中可用电池以减少电池浪费因主电源用电量远大于辅助电源，当主电 源蓄电量下降到一定阶段时，可以交换主辅电源的线路，或采用其它方法将主辅电 源交换使用，从而成倍增加了电动自行车的续行里程。5、 可随时装配不同最高速的供电需求对于不同的操作者需要不同的最高车速，本实 用新型通过是否使用辅助电源或辅助电源电池串联数量可改变最高车速，使-辆电动车可适合更多的使用者。附图说明图1是本技术的各组件的连接结构示意图； 图2是辅助电源调速装置的一种电路原理图中1是主电源控制器、2是主电源调速装置、3是用电器、4是辅助电源控制器、5 是辅助电源调速装置、6是主电源、7是主电源接线、8是连主电源导线、9是连辅助 电源导线。具体实施方式实施例11、 制作辅助电源调速装置按图2制成辅助电源调速装置4，辅助电源调速装置4设 有正负辅导电源输入导线，设有辅助电源调速转5把接头，设有输出至主本文档来自技高网...

【技术保护点】
多组直流电源变压串联叠加供电系统，包括主电源控制器（１），主电源控制器（１）设有能与主电源（６）连接的主电源接线（７），主电源控制器（１）上连接有主电源调速装置（２），其特征在于：还包括有辅助电源控制器（４），辅助电源控制器（４）设有两组导线，即连主电源导线（８）和连辅助电源导线（９），连主电源导线（８）串联在主电源接线（７）的两根接线中的其一根中；辅助电源控制器（４）连接辅助电源调速装置（５）。

【技术特征摘要】
1、多组直流电源变压串联叠加供电系统，包括主电源控制器(1)，主电源控制器(1)设有能与主电源(6)连接的主电源接线(7)，主电源控制器(1)上连接有主电源调速装置(2)，其特征在于还包括有辅助电源控制器(4)，辅助电源控制器(4)设有两组导线，即连主电源导线(8)和连辅助电源导线(9)，连主电源导线(8)串联在主电源接线(7)的两根接线中的其一根中；辅助电源控制器(4)连接辅助电源调速装置(5)。2、 根据权利要求1所述的多组直流电源变压串联叠加供电系统，其特征在于主电源 调速装置(2)或辅助电源调速装置(5)是调...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏图，
申请(专利权)人：王宏图，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]