[发明专利]电动自行车内置电机内置锂电池和保护板

说明书

技术领域

本发明涉及到锂电池应用领域，特别是一种电动自行车内置电机内置锂电池和保护板。

景技术

现有电动自行车，其整体结构都是车架、电机、电池组、控制器几大主要部件构成，这几个大件，分别需要将控制器、电池组、电机等放置到电动自行车的不同位置，构成了不同类型的电动自行车。目前常见的不同的车型，有将电池放置到车架前端的，有放置到脚踏板下的，也有将电池组放置在座位下的中梁位置的，部分小型电动自行车，也有将电池放置到车架内部的设计方式的。其电机控制器，一般情况下，是放置在脚踏的周围，距离地面很近，很容易因为进水导致控制器失效。从目前情况看，这种电池自行车的结构，没有明显的改变，相应的车型也没有大的变化。即使是一些车厂使用锂电池的电动自行车，其车的结构，也同样没有大的变化，在传统的应用领域中，由于使用的是铅酸电池，由于电池的体积和重量都很大，必须设计一个放置电池的电池盒，将电池成组后，放置到电池盒中，其整体的结构必须是使用电池盒，电机、控制器分立的结构。

随着电池加工技术的进步，以锂电池为代表的二次电池，已经大量的应用到电动自行车甚至电动车领域，由于电池采用新型的锂电池等二次电池，电池方面具有体积小、重量轻、寿命长的优点。更加突出的是目前新型的磷酸铁锂锂电池，电池组的循环寿命可以达到1000次以上，其使用寿命是铅酸电池的三到五倍，具有良好的环保特性，使用中不会造成环境污染。随着锂电池的体积和重量的减小，已经将电池放置到电机的内部，从而简化了电动自行车的结构。

目前新型的锂电池电动自行车，在应用锂电池时，都需要增加一个电池组保护系统，用于对电池进行安全管理，以保护电池的使用安全。传统的锂电池的保护电路请见图1(以四串电池组为例)，BMS系统由电池电压检测系统和充放电开关控制系统两部分构成，图1中，集成电路S-8254承担着电池电压检测的功能，其12-15脚分别连接四颗串联的电池组。在充电过程中，一旦任何一个电池的电压高于IC设定的电压，出现充电电压异常，集成电路的COP端(1脚)，由低电平输出为高电平，通过电阻Rcop关断充电用FET，切断充电回路；放电时一旦集成电路检测到任何一个电池的电压低于设定的电压，并且延迟一定时间，集成电路的DOP脚(3脚)，由低电平转换为高电平，关断放电回路。

传统的保护电路系统，应用到动力系统后，有着一些不可避免的问题：

问题一：传统的保护电路，使用的专用集成电路，常见的都是适用于三、四串锂电池电池组用途的，而应用到电动自行车系统时，大多都要用到7-12串的结构，传统的集成电路想要应用到动力系统，则需要三到四个图一的集成电路进行级联，必须对充放电控制信号，去统一控制充放电开关MOS。由于原有的电路是针对三或四串电池组设计的，集成电路本身并没有考虑多个IC叠加级联问题，这个级联电路由于电路本身并没有设计，就必须通过外接电路进行充放电信号转换后，才能实现统一控制同一个充放电控制输出的目的。导致电路复杂，并进一步导致保护板的可靠性降低。还有常规的集成电路，是以传统的小电流、低干扰的数码类电池组的应用为主，在电动自行车的动力场合应用时，传统的集成电路已经无法适应动力电机强电磁干扰的环境，造成保护电路失效或者损坏，所以这样的保护电路，不但无法起到保护电池的作用，反而容易成为造成电池失效或损坏的杀手。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电动自行车内置电机内置锂电池和保护板的方案，它是将二次电池内置到电机内部后，同时将二次电池的保护电路同样内置到电机的内部的解决方案，达到有效保护电机内部的锂电池的目的。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种电动自行车内置电机内置锂电池和保护板，其特征在于：电机由定子部分、放置在定子上的电池组、充当外壳的转子、放置在电机内部的电池保护系统构成。

所述的电动自行车内置电机内置锂电池和保护板，其特征在于：定子部分由电池支架和外圈的定位线圈的硅钢片构成，在定子上沿轴线方向对称的开孔，用于放置电池，定子的中心为带有定位卡的通孔构成，用于将定子固定在电机的中轴上。

所述的电动自行车内置电机内置锂电池和保护板，其特征在于：可以使用圆柱形二次电池，构成二次电池的材料可以是钴酸锂或者是磷酸铁锂、镍氢等材料。圆柱电池组的形状设计为等边三角形或者为菱形，放置在电机内部的配套电池仓中。