特許ウォッチ

公開番号2025093848
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-24
出願番号2024133252
出願日2024-08-08
発明の名称電動アシスト車両に用いられる電力管理回路
出願人亞福儲能股分有限公司,APh ePower Co., Ltd.
代理人個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250617BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電動アシスト車両に用いられる電力管理回路を提供する。
【解決手段】電動アシスト車両10は、電池BTと、モータMTと、電源受信端子TCと、を備える。電力管理回路100は、変圧器TRと、一次回路110と、第1、第2電力伝送回路120、130と、コントローラ140と、を備える。変圧器TRは、一次、二次巻線LP、LSを含む。一次回路110は、一次巻線LP及び電源受信端子TCに接続される。第1の電力伝送回路120は、二次巻線LS及び電池BTに接続される。第2の電力伝送回路130は、二次巻線LS、電池BT及びモータMTに接続される。コントローラ140は、第1の動作モードにおいて、一次回路110及び第1の電力伝送回路110を制御し、電池BTの電池電力を電源受信端子TCに提供する。コントローラ140は、第2の動作モードにおいて、第2の電力伝送回路130はモータMTの電力を用いて電池BTを充電する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電動アシスト車両に用いられる電力管理回路であって、
前記電動アシスト車両は、電池と、モータと、電源受信端子と、を備え、
前記電力管理回路は、
一次巻線及び二次巻線を含む変圧器と、
前記一次巻線及び前記電源受信端子に電気的に接続された一次回路と、
前記二次巻線及び前記電池に電気的に接続された第１の電力伝送回路と、
前記二次巻線、前記電池及び前記モータに電気的に接続された第２の電力伝送回路と、
前記一次回路、前記第１の電力伝送回路及び第２の電力伝送回路に電気的に接続されたコントローラであって、
第１の動作モードにおいて、前記一次回路及び前記第１の電力伝送回路を制御することにより、前記電池の電池電力を前記電源受信端子に提供し、且つ
第２の動作モードにおいて、前記第２の電力伝送回路を制御し、前記第２の電力伝送回路は前記モータの電力を用いて前記電池を充電する、
ように構成された前記コントローラと、
を備える、電力管理回路。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記コントローラは、第３の動作モードにおいて、前記第１の電力伝送回路及び第２の電力伝送回路を制御することにより、前記電池電力を用いて前記モータを駆動する、
請求項１に記載の電力管理回路。
【請求項３】
前記コントローラは、第４の動作モードにおいて、前記一次回路を制御し、前記一次回路は前記電源受信端子に位置する直流電力を前記電池に提供する、
請求項2に記載の電力管理回路。
【請求項４】
前記一次回路は、
第１の電源スイッチであって、前記第１の電源スイッチの第１の端子は前記電源受信端子に電気的に接続され、前記第１の電源スイッチの制御端子は前記コントローラに電気的に接続された、第１の電源スイッチと、
第２の電源スイッチであって、前記第２の電源スイッチの第１の端子は前記一次巻線の第１の端子に電気的に接続され、前記第２の電源スイッチの第２の端子は第１の電源スイッチの第２の端子に電気的に接続され、前記第２の電源スイッチの制御端子は前記コントローラに電気的に接続された、第２の電源スイッチと、
入力コンデンサであって、前記入力コンデンサの第１の端子は前記電源受信端子に電気的に接続され、前記入力コンデンサの第２の端子は前記一次巻線の第２の端子及び基準電圧端子に電気的に接続された、入力コンデンサと、
を備える、請求項１に記載の電力管理回路。
【請求項５】
前記第１の電力伝送回路は、
第１のコンデンサであって、前記第１のコンデンサの第１の端子は前記二次巻線の第１の端子及び前記電池の正極に電気的に接続され、前記第１のコンデンサの第２の端子は前記電池の負極に電気的に接続された、第１のコンデンサと、
第３の電源スイッチであって、前記第３の電源スイッチの第１の端子は前記第１のコンデンサの第２の端子及び前記電池の負極に電気的に接続され、前記第３の電源スイッチの第２の端子は前記二次巻線の第２の端子に電気的に接続され、前記第３の電源スイッチの制御端子は前記コントローラに電気的に接続された第３の電源スイッチと、
を備える、請求項４に記載の電力管理回路。
【請求項６】
前記第２の電力伝送回路は、
前記モータと電気的に並列に接続された第２のコンデンサと、
第４の電源スイッチであって、前記第４の電源スイッチの第１の端子は前記二次巻線の第１の端子及び前記電池の正極に電気的に接続され、前記第４の電源スイッチの第２の端子は前記第２のコンデンサの一端子に電気的に接続され、前記第４の電源スイッチの制御端子は前記コントローラに電気的に接続された、第４の電源スイッチと、
第５の電源スイッチであって、前記第５の電源スイッチの第１の端子は前記第２のコンデンサの他端子に電気的に接続され、前記第５の電源スイッチの第２の端子は前記第３の電源スイッチの第２の端子及び前記二次巻線の第２の端子に電気的に接続され、前記第５の電源スイッチの制御端子は前記コントローラに電気的に接続された第５の電源スイッチと、
を備える、請求項５に記載の電力管理回路。
【請求項７】
前記第１の動作モードにおいて、
前記コントローラは、前記第２の電源スイッチ、前記第４の電源スイッチ及び前記第５の電源スイッチをオフにし、前記第１の電源スイッチをオンにし、
前記第３の電源スイッチは、デューティーサイクルに基づいてスイッチング操作を実行し、
前記デューティーサイクルは、０％超１００％未満であり、
前記一次回路は、前記変圧器を介して前記電池電力を受信し、前記第２の電源スイッチのダイオード素子及び前記第１の電源スイッチを介して前記電池電力を前記電源受信端子に伝送する、
請求項６に記載の電力管理回路。
【請求項８】
前記第２の動作モードにおいて、
前記コントローラは、前記第１の電源スイッチ、前記第２の電源スイッチ及び前記第３の電源スイッチをオフにし、前記第５の電源スイッチをオンにし、
前記第４の電源スイッチは、デューティーサイクルに基づいてスイッチング操作を実行し、
前記デューティーサイクルは、０％超１００％未満であり、
前記モータの電力は、前記第５の電源スイッチ及び前記変圧器の励磁インダクタを介して前記電池に提供される、
請求項６に記載の電力管理回路。
【請求項９】
第３の動作モードにおいて、
前記コントローラは、前記第１の電源スイッチ、前記第２の電源スイッチ及び前記第４の電源スイッチをオフにし、前記第５の電源スイッチをオンにし、
前記第３の電源スイッチは、デューティーサイクルに基づいてスイッチング操作を実行し、
前記デューティーサイクルは、０％超１００％未満であり、
前記電池電力は、前記変圧器の励磁インダクタ、前記第５の電源スイッチ及び前記第４の電源スイッチのダイオード素子を介して前記モータに提供される、
請求項６に記載の電力管理回路。
【請求項１０】
第４の動作モードにおいて、
前記コントローラは、前記第３の電源スイッチ、前記第４の電源スイッチ及び前記第５の電源スイッチをオフにし、前記第１の電源スイッチをオンにし、
前記第２の電源スイッチは、デューティーサイクルに基づいてスイッチング操作を実行し、
前記デューティーサイクルは、０％超１００％未満であり、
前記電源受信端子に位置する電力は、前記第１の電源スイッチ、前記第２の電源スイッチ及び前記変圧器を介して前記電池に提供される、
請求項６に記載の電力管理回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力管理回路に関し、特に電動アシスト車両に用いられる電力管理回路に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電動アシスト車両（電動アシスト車椅子、電動アシスト自転車、電動アシストスクーター又は電動バイクなど）は、電池の電力を用いてモータを駆動し、モータは使用者を補助する動力を提供する。電動アシスト車両は、無線又は有線で外部電源を受信し、外部電源を用いて電池を充電する。
【０００３】
一部の設計において、電動アシスト車両は、電池の電力を外部電源にフィードバックすることができる。しかしながら、現行の充電メカニズム及び電力フィードバックメカニズムは、異なる電力コンバータを使用して実施される。したがって、電動アシスト車両の設計コストは増加することになる。このことから、複数の電力伝送機能を有する回路をどのように提供するかは、当業者の研究焦点の１つである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、電動アシスト車両に用いられる電力管理回路を提供する。電力管理回路は、複数の電力伝送機能を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電力管理回路は、電動アシスト車両に用いられる。電動アシスト車両は、電池と、モータと、電源受信端子と、を備える。電力管理回路は、変圧器と、一次回路と、第１の電力伝送回路と、第２の電力伝送回路と、コントローラと、を備える。変圧器は、一次巻線及び二次巻線を含む。一次回路は、一次巻線及び電源受信端子に電気的に接続される。第１の電力伝送回路は、二次巻線及び電池に電気的に接続される。第２の電力伝送回路は、二次巻線、電池及びモータに電気的に接続される。コントローラは、一次回路、第１の電力伝送回路及び第２の電力伝送回路に電気的に接続される。コントローラは、第１の動作モードにおいて、一次回路及び第１の電力伝送回路を制御することにより、電池の電池電力を電源受信端子に提供する。コントローラは、第２の動作モードにおいて、第２の電力伝送回路を制御し、第２の電力伝送回路はモータの電力を用いて電池を充電する。
【発明の効果】
【０００６】
以上に基づき、第１の動作モードにおいて、電力管理回路は、電池の電池電力を電源受信端子にフィードバックする。第２の動作モードにおいて，電力管理回路は、モータの電力を用いて電池を充電する。このように、電力管理回路は複数の電力伝送機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の実施形態による電力管理回路の概略図である。
本発明の実施形態による電力管理回路の回路概略図である。
本発明の実施形態による第１の動作モードの動作概略図である。
本発明の実施形態による第２の動作モードの動作概略図である。
本発明の実施形態による第３の動作モードの動作概略図である。
本発明の実施形態による第４の動作モードの動作概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下は、図面を合わせて本発明の一部の実施形態を詳細に説明し、以下の説明において引用される要素符号は、異なる図面に同一の要素符号が示されている場合には同一又は類似の構成要素として扱われる。これらの実施形態は本発明の一部にすぎず、本発明の可能なすべての実施を開示するものではない。むしろ、これらの実施形態は、本発明の請求の範囲内の単なる例にすぎない。
【０００９】
図１を参照すると、図１は、本発明の実施形態による電力管理回路の概略図である。本実施形態において、電力管理回路１００は電動アシスト車両１０に用いられる。電動アシスト車両１０は、電池ＢＴ、モータＭＴ及び電源受信端子ＴＣを含む。電動アシスト車両１０は、例えば、電動アシスト車椅子、電動アシスト自転車、電動アシストスクーター又は電動バイクであって良いが、本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態において、電動アシスト車両１０は、無線又は有線で電源受信端子ＴＣで直流電力ＶＷＰＴを受信し、直流電力ＶＷＰＴを用いて電池ＢＴを充電する。電池ＢＴは、アルミニウムイオン電池（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ）で実現することができるが、本実施形態はこれに限定されるものではない。
【００１０】
本実施形態において、電力管理回路１００は、変圧器ＴＲと、一次回路１１０と、第１の電力伝送回路１２０と、第２の電力伝送回路１３０と、コントローラ１４０と、を備える。変圧器ＴＲは、一次巻線ＬＰ及び二次巻線ＬＳを含む。一次回路１１０は、一次巻線ＬＰ及び電源受信端子ＴＣに電気的に接続される。第１の電力伝送回路１２０は、二次巻線ＬＳ及び電池ＢＴに電気的に接続される。第２の電力伝送回路１３０は、二次巻線ＬＳ、電池ＢＴ及びモータＭＴに電気的に接続される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許