CN103023275A

CN103023275A - 电动车增程控制器

Info

Publication number: CN103023275A
Application number: CN2011103134184A
Authority: CN
Inventors: 韩群山; 马华伟; 高代远; 马延昌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-27
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明公开了一种电动车增程控制器，控制芯片的输入端连接稳压电路、发动机启动开关电路、发电机相序信号拾取电路，控制芯片的输出端连接A相MOS管驱动电路、B相MOS管驱动电路、C相MOS管驱动电路，控制芯片、A相MOS管驱动电路、B相MOS管驱动电路、C相MOS管驱动电路与限流保护电路连接。本发明利用控制手段，在使用过程中可配合电动车仪表显示进行合理的操作，当电量显示过低时，及时启动燃油发电机工作为蓄电瓶充电，蓄电瓶电量显示充足时，及时关闭燃油发电机，避免蓄电瓶过充。本发明结构合理、操作简单、维修方便、成本低廉、便于推广。

Description

电动车增程控制器

技术领域

本发明涉及电动车控制器，具体涉及一种靠燃油发电充电增加续航里程的电动车增程控制器。

背景技术

随着国民经济的快速发展和国家的富民政策的实施，绿色环保、节能减排和低碳消费的概念已成为社会发展的主流，人们购置电动车的需求日益剧增，但现行的电动三轮车续航能力差和行驶路程短，一直制约着电动车的健康发展，给用户带来了极大的不便。

目前，行业中的电动车一般采用蓄电瓶给驱动电机供电，进而带动车轮运转，达到纯电动模式行驶的目的。这种结构其优点为：百公里耗电量与燃油车相比可节约成本，操作简单，噪声较小，比较环保。但是，也存在较大的技术缺陷，一是因蓄电瓶的容量有限，储电技术受气温高低的影响较大，续行里程短。二是遇到蓄电瓶电量不足时，用户为达目的地采取继续行驶，造成电瓶亏电，导致蓄电瓶经常处于深度放电状态，使蓄电瓶的使用寿命缩短30％左右，增加蓄电瓶的更换频次和使用成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过控制手段使燃油发电机及时为蓄电瓶充电，满足无限续航里程的电动车增程控制器。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电动车增程控制器，由控制芯片、发动机启动开关电路、稳压电路、发电机相序信号拾取电路、A相MOS管驱动电路、B相MOS管驱动电路、C相MOS管驱动电路和限流保护电路组成；所述的发动机启动开关电路、稳压电路、发电机相序信号拾取电路分别与控制芯片的输入端连接，控制芯片的输出端分别经A相MOS管驱动电路、B相MOS管驱动电路、C相MOS管驱动电路与燃油发电机的MA、MB、MC相电连接；所述的限流保护电路分别与A相MOS管驱动电路、B相MOS管驱动电路、C相MOS管驱动电路、控制芯片连接；所述稳压电路、限流保护电路分别接蓄电瓶。

上述电动车增程控制器，所述的发动机启动开关电路由按钮开关AN组成，按钮开关AN的一端接芯片IC1的CN脚输入端，按钮开关AN的另一端接地。

上述电动车增程控制器，所述的发电机相序信号拾取电路由电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12、比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C、电容C3、C4、C5组成；电阻R7、R8串联后一端接燃油发电机的MA相，电阻R7、R8串联后的另一端分别接比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的2脚，电容C3的一端接电阻R7、R8之间和比较器IC4-A的1脚，电容C3的另一端接地；电阻R9、R10串联后一端接发电机的MB相，电阻R9、R10串联后的另一端分别接比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的2脚，电容C4的一端接电阻R9、R10之间和比较器IC4-B的1脚，电容C4的另一端接地；电阻R11、R12串联后一端接发电机的MC相，电阻R11、R12串联后的另一端分别接比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的2脚，电容C5的一端接电阻R11、R12之间和比较器IC4-C的1脚，电容C5的另一端接地；比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的3脚均接地，比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的5脚均接控制芯片的VCC脚，比较器IC4-A的4脚、IC4-B的4脚、IC4-C的4脚分别接地控制芯片的ACAL脚、BCAL脚、CCAL脚。

上述电动车增程控制器，所述的限流保护电路由取样电阻RA组成，取样电阻RA的一端接地，取样电阻RA的另一端分别接A相MOS管驱动电路中MOS管Q9的2脚、B相MOS管驱动电路中MOS管Q17的2脚、C相MOS管驱动电路中MOS管Q25的2脚。

本发明的稳压电路以及结构相同的A相MOS管驱动电路、B相MOS管驱动电路、C相MOS管驱动电路为本领域常用电路结构。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

工作时，打开电源钥匙，按下发动机启动按钮开关时，根据按钮开关提供的指令信号，向控制芯片发出指令，再由控制芯片通过发电机相序信号拾取电路3拾取到发电机相序位置后，控制A、B、C相MOS管驱动电路工作，驱动发电机运转，进而使发电机运转带动燃油发动机启动，此时，发电机充当启动电机使用。发电机为三相交流电机，发电时，A、B、C相MOS管驱动电路内部的续流二极管又组成了一个完整三相整流桥，把发电机发出的三相电整流后为蓄电瓶充电或为行驶电机供电，本发明利用控制手段，在蓄电瓶电量不足时及时启动燃油发电机为蓄电瓶充电，电动车在行驶过程中不会出现因蓄电瓶电量过低而造成中途停车现象，真正实现了电动车无限续航的需求，同时也大大延长蓄电瓶的使用寿命。在使用过程中可配合电动车仪表显示进行合理的操作，当电量显示过低时，及时启动燃油发电机工作，蓄电瓶电量显示充足时，及时关闭燃油发电机，避免蓄电瓶过充。本发明结构合理、操作简单、维修方便、成本低廉、便于推广。

本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明的工作原理框图；

图2为本发明控制电路原理图；

图中标记：1-稳压电路2-发动机启动开关电路3-发电机相序信号拾取电路4-A相MOS管驱动电路5-B相MOS管驱动电路6-C相MOS管驱动电路7-限流保护电路

具体实施方式

如图1、图2所示，一种增程式电动车控制器，由控制芯片IC1、稳压电路1、发动机启动开关电路2、发电机相序信号拾取电路3、A相MOS管驱动电路4、B相MOS管驱动电路5、C相MOS管驱动电路6和限流保护电路7组成；所述的稳压电路1、发动机启动开关电路2、发电机相序信号拾取电路3分别与控制芯片IC1的输入端连接，控制芯片IC1的输出端分别经A相MOS管驱动电路4、B相MOS管驱动电路5、C相MOS管驱动电路6与燃油发电机的MA、MB、MC相电连接；所述的限流保护电路7分别与A相MOS管驱动电路4、B相MOS管驱动电路5、C相MOS管驱动电路6、控制芯片IC1连接；所述稳压电路1、限流保护电路7分别接蓄电瓶。

所述的稳压电路1的电路结构为：稳压电路1由电阻R1、R2、R3、R4、三极管Q1、电解电容C1、电容C2、稳压集成块IC2、IC3组成，电阻R1、电解电容C1串接后跨接在蓄电瓶正、负极，稳压集成块IC3的1脚接电阻R1和电解电容C1之间，电阻R2的一端接稳压集成块IC3的3脚和稳压集成块IC2的1脚输出VDD，电阻R2的另一端经电阻R3接地，稳压集成块IC3的2脚接电阻R2和电阻R3之间，稳压集成块IC2的2脚接地，稳压集成块IC2的3脚输出VCC并经电容C2接地，稳压集成块IC2的3脚还接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极经电阻R4接控制芯片IC1的POWER脚，三极管Q1的集电极接稳压集成块IC2的3脚，三极管Q1的发射极输出为VBB。

所述的发动机启动开关电路2由按钮开关AN组成，按钮开关AN的一端接芯片IC1的CN脚输入端，按钮开关AN的另一端接地。

所述的发电机相序信号拾取电路3由电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12、比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C、电容C3、C4、C5组成；电阻R7、R8串联后一端接燃油发电机的MA相，电阻R7、R8串联后的另一端分别接比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的2脚，电容C3的一端接电阻R7、R8之间和比较器IC4-A的1脚，电容C3的另一端接地；电阻R9、R10串联后一端接发电机的MB相，电阻R9、R10串联后的另一端分别接比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的2脚，电容C4的一端接电阻R9、R10之间和比较器IC4-B的1脚，电容C4的另一端接地；电阻R11、R12串联后一端接发电机的MC相，电阻R11、R12串联后的另一端分别接比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的2脚，电容C5的一端接电阻R11、R12之间和比较器IC4-C的1脚，电容C5的另一端接地；比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的3脚均接地，比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的5脚均接稳压电路1中的VCC，比较器IC4-A的4脚、IC4-B的4脚、IC4-C的4脚分别接地控制芯片IC1的ACAL脚、BCAL脚、CCAL脚。

所述的A相MOS管驱动电路4的电路结构如下：

A相MOS管驱动电路4由电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、三极管Q2、Q3、Q4、Q6、Q7、Q8、MOS管Q5、Q9、电解电容C6、电容C7、C8、二极管D1、D10、D11组成，电阻R13、R14的一端接在一起与控制芯片IC1的MAH脚连接，电阻R14的另一端接三极管Q2的基极，电阻R13的另一端接燃油发电机的MA相，三极管Q2的发射极经电阻R15接地，三极管Q2的集电极经电阻R16分别接稳压电路1中VDD和三极管Q3的集电极，三极管Q3的集电极经电解电容C6接燃油发电机的MA相，三极管Q3的基极接三极管Q2的集电极，三极管Q3的发射极经二极管D1、电阻R18接MOS管Q5的1脚，三极管Q3的发射极还经电阻R17接燃油发电机的MA相，三极管Q4的基极接三极管Q3的发射极，三极管Q4的集电极接MOS管Q5的1脚，三极管Q4的发射极接燃油发电机的MA相，电容C7的一端接MOS管Q5的1脚，电容C7的另一端接燃油发电机的MA相，MOS管Q5的2脚接燃油发电机的MA相，MOS管Q5的3脚接蓄电瓶正极，二极管D10跨接在MOS管Q5的2脚和3脚之间，三极管Q6的集电极接三极管Q3的集电极，三极管Q6的基极接三极管Q7的集电极，三极管Q6的发射极接MOS管Q9的1脚，三极管Q7的基极接稳压电路1中VBB，三极管Q7的发射极经电阻R19、R20接MOS管Q9的2脚，电阻R21的一端接电阻R19、R20之间和控制芯片IC1的MAL脚，电阻R21的另一端接三极管Q8的基极，三极管Q8的集电极接MOS管Q9的1脚，三极管Q8的发射极接地，电阻R22和电容C8并接后跨接在MOS管Q9的1脚和2脚之间，二极管D11跨接在MOS管Q9的2脚和3脚之间，MOS管Q9的3脚接MOS管Q5的2脚。

B相MOS管驱动电路、C相MOS管驱动电路与A相MOS管驱动电路的结构相同，不再赘述。B相MOS管驱动电路、C相MOS管驱动电路中的VDD、VBB与稳压电路1中的VDD、VBB连接。

所述的限流保护电路7由取样电阻RA组成，取样电阻RA的一端接地，取样电阻RA的另一端分别接A相MOS管驱动电路4中MOS管Q9的2脚、B相MOS管驱动电路5中MOS管Q17的2脚、C相MOS管驱动电路6中MOS管Q25的2脚。

控制芯片IC1主要是控制发电机的启动，按钮开关AN发出启动信号后，控制芯片IC1控制A相MOS管驱动电路4、B相MOS管驱动电路5、C相MOS管驱动电路6为三相发电机提供有序的三相脉冲电源使发电机作为启动电机运转，然后带动燃油发电机启动。

如图2所示，稳压电路1：蓄电瓶电压通过电阻R1给稳压集成块IC3供电，稳压集成块IC3的控制极通过电阻R2、R4组成的分压电路使稳压集成块IC3输出端VDD电压稳定在13.5V左右，然后通过稳压集成块IC2将VCC的电压稳定在5V，为控制芯片IC1提供稳定电源，三极管Q1受控于控制芯片IC1，当出现电机堵转时，使A、B、C相MOS管驱动电路的下桥臂同时关断，这样就使驱动电机断电，避免了驱动电机和A、B、C相MOS管驱动电路的损坏。

发电机相序信号拾取电路3：判断电机转子的位置后，控制芯片IC1输出相应顺序的三相脉冲信号，使发电机正常运转。

A相MOS管驱动电路4：当需要A相MOS管驱动电路4中上桥臂MOS管Q5导通时，控制芯片IC1输出一个低电平通过电阻R14到三极管Q2基极，然后三极管Q2集电极和发射极关闭；这时三极管Q3基极处于高电位，三极管Q3的集电极和发射极导通，VDD13.5伏电源加在MOS管的栅极，使MOS管的源极和漏极导通，完成A相MOS管驱动电路4中上桥臂MOS管Q5的打开；当需要A相MOS管驱动电路4中的下桥臂MOS管Q9导通时，控制芯片IC1给出一个低电平通过电阻R21到三极管Q8基极，然后三极管Q8集电极和发射极关闭，这时三极管Q7基极处于低电位，三极管Q7的集电极和发射极截止，三极管Q6集电极和发射极导通，VDD13.5伏电源通过电阻R19加在MOS管的栅极，使MOS管的源极和漏极导通，完成A相MOS管驱动电路4中下桥臂MOS管Q9的打开。

B相MOS管驱动电路5和C相MOS管驱动电路6与A相MOS管驱动电路4工作机理相同，不再赘述。

A相MOS管驱动电路4、B相MOS管驱动电路5、C相MOS管驱动电路6的MOS管Q5、Q9、Q13、Q17、Q21、Q25的内部续流二极管D10、D11、D12、D13、D14、D15组成完整的三相整流桥，三相交流电通过三相整流桥整流后为蓄电池充电。

限流保护电路7由取样电阻RA通过A相MOS管驱动电路4、B相MOS管驱动电路5、C相MOS管驱动电路6的回路电流在电阻两端形成一定的压降，当压降达到设定值时，控制芯片IC1就对MOS管的输出做出一定的限流，完成限流保护。

工作时，打开电源开关，控制芯片IC1上电后，判断发动机启动开关电路2是否按下，如果按下，控制芯片IC1根据发电机相序信号拾取电路3，检测发电机相序位置后，控制A相MOS管驱动电路4、B相MOS管驱动电路5、C相MOS管驱动电路6的MOS管输出对应的相序电压，使发电机运转，进而带动发动机启动。启动过程中通过限流保护电路7检测发电机是否堵转，启动电流过大时自动保护，使发动机停止启动。

本发明控制由发动机和发电机组合而成燃油发电机。结构简单、便于操作，一是发电机的独有特性，既能作为发电机使用，为蓄电瓶充电，又能作为启动电机使用，启动发动机工作；二是三相MOS管驱动电路既能作为驱动模块使发电机运转，又能通过MOS管中的续流二极管组成的三相整流桥把发电机发出的三相交流电整流，为蓄电瓶充电。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种电动车增程控制器，其特征在于：由控制芯片(IC1)、稳压电路(1)、发动机启动开关电路(2)、发电机相序信号拾取电路(3)、A相MOS管驱动电路(4)、B相MOS管驱动电路(5)、C相MOS管驱动电路(6)和限流保护电路(7)组成；所述的稳压电路(1)、发动机启动开关电路(2)、发电机相序信号拾取电路(3)分别与控制芯片(IC1)的输入端连接，控制芯片(IC1)的输出端分别经A相MOS管驱动电路(4)、B相MOS管驱动电路(5)、C相MOS管驱动电路(6)与燃油发电机的MA、MB、MC相电连接；所述的限流保护电路(7)分别与A相MOS管驱动电路(4)、B相MOS管驱动电路(5)、C相MOS管驱动电路(6)、控制芯片(IC1)连接；所述稳压电路(1)、限流保护电路(7)分别接蓄电瓶。

2.按照权利要求1所述的电动车增程控制器，其特征在于：所述的发动机启动开关电路(2)由按钮开关AN组成，按钮开关AN的一端接芯片IC1的CN脚输入端，按钮开关AN的另一端接地。

3.按照权利要求1所述的电动车增程控制器，其特征在于：所述的发电机相序信号拾取电路(3)由电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12、比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C、电容C3、C4、C5组成；电阻R7、R8串联后一端接燃油发电机的MA相，电阻R7、R8串联后的另一端分别接比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的2脚，电容C3的一端接电阻R7、R8之间和比较器IC4-A的1脚，电容C3的另一端接地；电阻R9、R10串联后一端接发电机的MB相，电阻R9、R10串联后的另一端分别接比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的2脚，电容C4的一端接电阻R9、R10之间和比较器IC4-B的1脚，电容C4的另一端接地；电阻R11、R12串联后一端接发电机的MC相，电阻R11、R12串联后的另一端分别接比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的2脚，电容C5的一端接电阻R11、R12之间和比较器IC4-C的1脚，电容C5的另一端接地；比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的3脚均接地，比较器IC4-A、IC4-B、IC4-C的5脚均接控制芯片(IC1)的VCC脚，比较器IC4-A的4脚、IC4-B的4脚、IC4-C的4脚分别接地控制芯片(IC1)的ACAL脚、BCAL脚、CCAL脚。

4.按照权利要求1所述的电动车增程控制器，其特征在于：所述的限流保护电路(7)由取样电阻RA组成，取样电阻RA的一端接地，取样电阻RA的另一端分别接A相MOS管驱动电路(4)中MOS管Q9的2脚、B相MOS管驱动电路(5)中MOS管Q17的2脚、C相MOS管驱动电路(6)中MOS管Q25的2脚。