專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)車(chē)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)車(chē)控制器，適用于電動(dòng)車(chē)在剎車(chē)制動(dòng)及下坡滑動(dòng)時(shí)，將機(jī)械慣量能轉(zhuǎn)換為電能，為電動(dòng)車(chē)的蓄電池組充電。
電動(dòng)自行車(chē)是一種零污染、低噪音、安全、節(jié)能，低故障的綠色環(huán)保交通工具，在國(guó)內(nèi)外有廣闊的發(fā)展前景，但是，困擾電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)化的最大障礙是蓄電池比能量低，行駛距離短等問(wèn)題。目前，受技術(shù)條件及材料科學(xué)的制約，完全靠蓄電池生產(chǎn)廠(chǎng)大幅度提高蓄電池比能量是不現(xiàn)實(shí)的。國(guó)內(nèi)外電動(dòng)自行車(chē)均不具備將機(jī)械慣量能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪芰糠答伋潆姽δ?，因此，在電?dòng)自行車(chē)剎車(chē)制動(dòng)及下坡滑行時(shí)，將其機(jī)械動(dòng)能白白地?fù)p耗了，待蓄電池儲(chǔ)存的電能消耗用到一定值后，只能通過(guò)外接充電器向蓄電池充電。
本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)車(chē)控制器，通過(guò)能量反饋充電控制電路，有效地利用了蓄電池可反復(fù)充電的特性，將電動(dòng)自行車(chē)在剎車(chē)制動(dòng)及下坡時(shí)的機(jī)械慣量能轉(zhuǎn)換為電能，適時(shí)地向電動(dòng)車(chē)的蓄電池組進(jìn)行充電，從而提高了能量有效利用率，增加了電動(dòng)車(chē)的續(xù)駛里程。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施利用蓄電池可反復(fù)充放電的特性，在電動(dòng)自行車(chē)剎車(chē)制動(dòng)及下坡滑行時(shí)，將機(jī)械慣量能轉(zhuǎn)換為電能，反充到蓄電池，是一條增加其比能量的有效途徑，設(shè)計(jì)了電動(dòng)車(chē)控制器。
直流電機(jī)的基本方程式為端電壓U＝E+IaRa反電勢(shì)E＝K1WΦ轉(zhuǎn)矩 M＝K2IaΦ磁通 Φ＝K3If總的機(jī)械功率 P＝MW＝EIa式中Ia、If分別為電樞電流和磁場(chǎng)電流；Ra為電樞電阻；W為電樞旋轉(zhuǎn)速度(rad/S)；K1、K2、k3為比例常數(shù)。
當(dāng)電動(dòng)車(chē)自行車(chē)剎車(chē)制動(dòng)或下坡滑行時(shí)，封鎖蓄電池供電回路，提供充電回路，利用泵升原理，使電樞感應(yīng)的反電勢(shì)高于蓄電池端電壓，從而形成充電電流，達(dá)到既能制動(dòng)減速，又能回饋電能，向蓄電池充電的目的，進(jìn)而延長(zhǎng)了電動(dòng)車(chē)的續(xù)駛里程。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果充分利用了電動(dòng)自行車(chē)頻繁剎車(chē)制動(dòng)及下坡滑行時(shí)機(jī)械動(dòng)能，自動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能，適時(shí)向蓄電池充電，達(dá)到既能制動(dòng)減速，又能回饋電能，向蓄電池組充電，提高了能量有效利用率，增加了電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)駛里程，下坡剎車(chē)時(shí)能量反饋，增加電量10-20％，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)電動(dòng)自行車(chē)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)檢測(cè)，得出如下數(shù)據(jù)車(chē)速(Km/h)時(shí)間(s)反饋時(shí)充電電流(A)200.125161 7102.53

圖1為一種電動(dòng)車(chē)控制器電路結(jié)構(gòu)示意圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
根據(jù)圖1可知，控制器IC1的1腳和2腳分別與功率開(kāi)關(guān)管BG1、BG2的G極相連，控制器IC1與電阻R1、R2的上端相連，電阻R1、R2下端接地，電阻R1、R2的主要作用是為了降低VDMOS功率開(kāi)關(guān)管BG1、BG2的輸入阻抗，防止干擾，功率開(kāi)關(guān)管BG1的D端與續(xù)流二極管D1的負(fù)極相連，同時(shí)與蓄電池E的正極相連，功率開(kāi)關(guān)管BG1的S端與功率開(kāi)關(guān)管BG2的D端相連，同時(shí)與續(xù)流二極管D2的負(fù)極、續(xù)流二極管D1的正極及電抗器L1的左端相連，功率開(kāi)關(guān)管BG2的S端與續(xù)流二極管D2的正極相連，同時(shí)與蓄電池E的負(fù)極相連，也與電機(jī)M右端相連，電機(jī)M的左端與電抗器L1的右端相連，從而構(gòu)成了半橋式聯(lián)接回路。當(dāng)電動(dòng)車(chē)正常行駛時(shí)，控制器IC1的1腳發(fā)出導(dǎo)通信號(hào)，使功率開(kāi)關(guān)管BG1導(dǎo)通，控制器IC1的2腳發(fā)出關(guān)斷信號(hào)，功率開(kāi)關(guān)管BG2關(guān)斷，蓄電池E的正極通過(guò)功率開(kāi)關(guān)管BG1的D端、S端及電抗器L1向電機(jī)供電，使其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其電流回路為ABCDEA，當(dāng)剎車(chē)制動(dòng)或下坡時(shí)，功率開(kāi)關(guān)管BG1和功率開(kāi)關(guān)管BG2導(dǎo)通時(shí)序受控制器IC1的控制，分為三步時(shí)序(一)功率開(kāi)關(guān)管BG1、BG2同時(shí)關(guān)斷，儲(chǔ)存在電機(jī)繞組LM及電抗器L1的能量形成反電勢(shì)，通過(guò)DFCD回路消耗。
時(shí)序(二)當(dāng)反電勢(shì)減少為零時(shí)，控制器IC1發(fā)出信號(hào)，功率開(kāi)關(guān)管BG2導(dǎo)通，功率開(kāi)關(guān)管BG1關(guān)斷，同時(shí)，由于電動(dòng)車(chē)的機(jī)械慣量，電機(jī)繼續(xù)同方向旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，通過(guò)CFDC回路形成電流。根據(jù)克希荷夫定律，可得出如下方程iR+E+Ldi/dt＝0 7-1i＝-E/R+(I2+E/R)e-RT/L7-2E＝KeN27-3式中E為電機(jī)電動(dòng)勢(shì)，N2為電機(jī)轉(zhuǎn)速，I2為時(shí)序(二)開(kāi)始的回路電流。
時(shí)序(三)當(dāng)功率開(kāi)關(guān)管BG2導(dǎo)通一段時(shí)間后，控制器IC1又發(fā)出信號(hào)，令其關(guān)斷，由于儲(chǔ)存在電機(jī)繞組LM和電抗器L1的能量不能突然消失，自動(dòng)泵升成反電勢(shì)向蓄電池組充電，其充電回路為DCBAED，此時(shí)，向蓄電池充電的電能為W＝SoToffEidt＝E[(Ui-E)/R+(Ion-(Ui-E)/Re-R/L]dt因此達(dá)到了機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽詣?dòng)泵升充電的目的，RM為直流電機(jī)等效電阻，LM為直流電機(jī)等效電感。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)車(chē)控制器，其特征是控制器IC1與功率開(kāi)關(guān)管BG1、BG2的G級(jí)相連，控制器IC1與電阻R1、R2相連，功率開(kāi)關(guān)管BG1的D端與續(xù)流二極管D1的負(fù)極相連，并與蓄電池E的正極相連，功率開(kāi)關(guān)管BG1的S端與功率開(kāi)關(guān)管BG2的D端相連，同時(shí)與續(xù)流二極管D2的負(fù)極、續(xù)流二極管D1的正極及電抗器L1的左端相連，功率開(kāi)關(guān)管BG2的S端與續(xù)流二極管D2的正極相連，同時(shí)與蓄電池E的負(fù)極相連，也與電機(jī)M的右端相連，電機(jī)M的左端與電抗器L1的右端相連。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)車(chē)控制器,控制器與功率開(kāi)關(guān)管相連,控制器與電阻相連,功率開(kāi)關(guān)管的D端與續(xù)流二極管的負(fù)極相連,并與蓄電池的正極相連,功率開(kāi)關(guān)管的S端與功率開(kāi)關(guān)管的D端相連,同時(shí)與續(xù)流二極管的負(fù)極、正極及電抗器的左端相連,功率開(kāi)關(guān)管的S端與續(xù)流二極管的正極相連,同時(shí)與蓄電池E的負(fù)極相連,也與電機(jī)的右端相連,電機(jī)M的左端與電抗器的右端相連。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,達(dá)到了既能制動(dòng)減速,又能回饋電能,向蓄電池組充電,提高了能量有效利用率,增加了電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)駛里程。
文檔編號(hào)B62M7/00GK1270907SQ99116439
公開(kāi)日2000年10月25日 申請(qǐng)日期1999年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月16日
發(fā)明者李開(kāi)貴, 楊培德 申請(qǐng)人:武漢云鶴車(chē)輛制造廠(chǎng), 武漢思德計(jì)算機(jī)房技術(shù)有限責(zé)任公司