电动车的功率管理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于电动车的功率管理系统及方法，该装置包括：电源模块；定时器，被配置用于在驱动电机的启动或加速周期进行计时；以及控制器，被配置成连接驱动电机的驱动电路，用于控制从电源模块向驱动电机提供的驱动电流；控制器在定时器计时的启动或加速周期的第一时间段内，控制驱动电流快速上升至第一电流值以产生第一驱动力矩；在定时器计时的启动或加速周期的第二时间段内，控制驱动电流降低至第二电流值以产生第二驱动力矩。本发明专利技术能显著提升电动车的启动性能，并保护电机和电源不受损坏。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于，该装置包括：电源模块；定时器，被配置用于在驱动电机的启动或加速周期进行计时；以及控制器，被配置成连接驱动电机的驱动电路，用于控制从电源模块向驱动电机提供的驱动电流；控制器在定时器计时的启动或加速周期的第一时间段内，控制驱动电流快速上升至第一电流值以产生第一驱动力矩；在定时器计时的启动或加速周期的第二时间段内，控制驱动电流降低至第二电流值以产生第二驱动力矩。本专利技术能显著提升电动车的启动性能，并保护电机和电源不受损坏。【专利说明】
本专利技术涉及一种电动车的控制系统，具体涉及一种。
技术介绍
当前在市场上销售的电动车包括电动自行车、电动滑板车、电动汽车等，其电源一般都采用充电电池。电动车在从速度为O的状态开始启动或者在电动车需要加速时，都需要加大驱动电流以实现电动车的加速。而在加速过程中提供给驱动电机的功率往往要受到电动车中电池的恒定电流之限制，难以使电动车实现较大的加速度。现有的电动自行车和电动滑板车在启动时通常是控制用于驱动电机的驱动电流快速上升至最大的限定值，其驱动电流值与启动时间的关系如图1所示。图1中的横坐标表示时间T (单位为秒)，纵坐标表示驱动电流(单位为安)。电机的驱动电流在不到I秒的时间内快速上升并达到限定值I 之后，驱动电流维持在该限定值I不变，克服阻力做功，产生动能以启动电机并驱动电动车行进。但是这种控制结构及方式使得该电流限定值I的设定存在问题，电流限定值I设置过高容易损坏电机和电池，而设置过低又会使电机产生的启动力矩不足，用户体验不佳，尤其是当电动车处于坡道或重载启动状态时的启动速度明显较慢。因此现有技术在电动车的功率管理方面存在一定的设计缺陷。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的上述缺点。本专利技术提供一种用于电动车的功率管理系统，包括:电源模块，被配置用于向电动车的驱动电机提供驱动电流，以驱动电动车行进；定时器，被配置用于在所述驱动电机的启动或加速周期进行计时；以及控制器，被配置成连接所述驱动电机的驱动电路，用于控制从所述电源模块向所述驱动电机提供的驱动电流；其中，所述控制器在所述定时器计时的所述启动或加速周期的第一时间段内，控制所述驱动电流快速上升至第一电流值以产生第一驱动力矩；在所述定时器计时的所述启动或加速周期的第二时间段内，控制所述驱动电流降低至第二电流值以产生第二驱动力矩；其中，所述第一电流值大于所述第二电流值；所述第一驱动力矩大于所述第二驱动力矩。本专利技术还提供一种用于电动车的功率管理方法，包括:向电动车的驱动电机提供驱动电流，以驱动所述驱动电机进而驱动电动车行进；在所述驱动电机的启动或加速周期进行计时；在所计时的所述启动或加速周期的第一时间段内，控制所述驱动电流快速上升至第一电流值以产生第一驱动力矩；在所计时的所述启动或加速周期的第二时间段内，控制所述驱动电流降低至第二电流值以产生第二驱动力矩；其中，所述第一电流值大于所述第二电流值；所述第一驱动力矩大于所述第二驱动力矩。以下结合附图进一步描述本专利技术的实施例。【专利附图】【附图说明】图1是现有技术的电动车中电机的驱动电流值与启动时间的关系示意图；图2是本专利技术第一实施例的功率管理系统的结构示意图；图3是本专利技术第二实施例的电动自行车的整体控制系统的结构框图，其中的控制系统包括电机控制模块、电池组和车把控制模块；图4是本专利技术第二实施例的电机控制模块的结构框图；图5是本专利技术第二实施例的电机控制模块中的驱动桥路和电机的结构连接示意图；图6是本专利技术第二实施例的功率管理方法的流程图；图7是本专利技术实施例的电动车中电机的驱动电流值与启动时间的关系示意图；以及图8是本专利技术第一实施例中对电机的驱动电流进行检测的流程图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。第一实施例图2不出第一实施例的用于电动车的功率管理系统的结构不意图，图中还包括与该系统连接的电机驱动电路和用于驱动电动车的车轮行进的电机。本实施例的功率管理系统包括电源、定时器以及控制器。电源用于向电动车的电机提供驱动电流，以驱动电动车行进；在电动车中的电源一般采用可充电电池。定时器用于在驱动电机的启动或加速周期进行计时；定时器可以由软件或硬件来实现。控制器被配置成连接电机驱动电路，用于控制从电源向电机提供的驱动电流。电机驱动电路的输入端与控制器连接，用于接收控制器提供的驱动序列信号，并根据驱动序列信号来施加驱动电流以驱动电机定向旋转。电机驱动电路用以输出电机的转向信号和驱动电流控制信号至电机，在本实施例中，电机的转向信号是开关信号，用以控制电机的转向；驱动电流控制信号是占空比可变的方波信号，用以通过控制电机的驱动电流值进而控制电机的转速。在电机驱动电路与控制器之间还可连接一个用于对电机进行反馈控制的反馈控制电路；例如通过检测电机内部环境温度和电机电流、检测电机驱动电路的电路状态等参量，并将所检测的参量发送给控制器，由控制器发出相应的控制信号。例如在电机温度过高或电流过大时、或者电机驱动电路出现故障时，由控制器减小驱动电流或使电动车熄火。电机控制模块中的反馈控制电路包括电机电流采样电路(图中未示)，用于电机内部相电流的采样反馈，以实现电机电流限制或钳位。由反馈控制电路中的电机电流采样电路检测电机驱动电流，并将采样检测的电流值I提供给微控制器。控制器在定时器计时的启动或加速周期的第一时间段(例如从开始启动或开始加速后第0-1秒)内，控制驱动电流快速上升至第一电流值以产生第一驱动力矩，例如当第一电流值大于用于电机驱动的安全门限电流值Ilimit时，电机可产生较大的高效驱动力矩。在定时器计时的启动或加速周期的第二时间段(例如从开始启动或开始加速后第1-6秒)内，由控制器控制驱动电流降低至第二电流值以产生第二驱动力矩；例如当第二电流值等于上述的安全门限电流值时，则电机产生的驱动力矩可用于持续驱动电动车前行，且此后(例如从第6秒以后)电机维持此驱动力矩。其中，第一电流值大于第二电流值；第一驱动力矩大于第二驱动力矩。在第二时间段内驱动电流值的降低可以是多种方式，例如可以是随时间递减，也可以是在第二时间段内先维持驱动电流略低于第一电流值，然后在第二时间段快结束时快速降低至安全门限电流值。在该实施例中，第一电流值可以设置为等于安全门限电流的NI倍；第二电流值可以设置为等于安全门限电流的N2倍，其中N1>N2，且N1>1，N2>=1 ;第二驱动力矩大于或等于驱动电机的正常启动或加速的驱动力矩。根据本实施例，可以在电动车的启动或加速周期中的不同时间段实现动态的电池电流限制以保护电机及电池，利用不同的驱动力矩以改善用户体验，提升电动车的启动性能之技术效果。图8是利用本专利技术实施例的功率管理方法中对电机的驱动电流进行控制的流程图。具体过程描述如下:步骤80:微控制器检测到电流值I大于安全门限电流Ilimit，并且电机处于O速启动状态；步骤80:由电机电流采样电路检测电机驱动电流,并将采样检测的电流值I提供给微控制器；微控制器判断电流值I是否大于安全门限电流Ilimit ；步骤81:判断从电机转速(每分钟转数rpm)为O时开始计时的定时器计时是否小于I秒；如是则转步骤82，如否则转步骤84 ；步骤82:判断电流值I是否小于1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动车的功率管理系统，包括：电源模块，被配置用于向电动车的驱动电机提供驱动电流，以驱动电动车行进；定时器，被配置用于在所述驱动电机的启动或加速周期进行计时；以及控制器，被配置成连接所述驱动电机的驱动电路，用于控制从所述电源模块向所述驱动电机提供的驱动电流；其中，所述控制器在所述定时器计时的所述启动或加速周期的第一时间段内，控制所述驱动电流快速上升至第一电流值以产生第一驱动力矩；在所述定时器计时的所述启动或加速周期的第二时间段内，控制所述驱动电流降低至第二电流值以产生第二驱动力矩；其中，所述第一电流值大于所述第二电流值；所述第一驱动力矩大于所述第二驱动力矩。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·卡曾伯格，陈锋，
申请(专利权)人：博世汽车部件苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：