CN104723903A - 一种电动车前、后三动力智能驱动系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电动车前、后三动力智能驱动系统及其控制方法，该系统包括后轮主驱动电机、后轮主控制器、后轮辅驱动电机、后轮辅控制器、前轮驱动电机、前轮控制器、前驱按钮开关、后驱辅电机故障蜂鸣器及前驱故障蜂鸣器。本发明优点如下：一、在驱动轮毂上将能安装的电机动力系统最大化；二、智能控制自动切换后驱的一驱、二驱、前驱且支持手动控制，满足各种人群、各种骑行条件，显著改善了电动车大负载工作的扭矩、效率平台问题；每个驱动电机都处于最佳工作效率的状态，从而将大动力的续行里程最大化；三、彻底解决了动力爬坡问题和大动力骑行的不安全因素，起步平稳，随着骑行负载的加大,能自动按需求切换进入/退出双驱动和三驱动。
Description
技术领域
本发明涉及电动车动力技术领域，尤其涉及一种电动车前、后三动力智能驱动系统及其控制方法。
背景技术
目前，电动车行业的产品往往都是单驱动模式，这样存在如下四个方面的不足和缺陷：一、动力不足，为了满足整车正常行驶只能无穷加大工作电流，这样电机在工作效率很低的平台上工作，实际转换的有用功很低，而且频繁的瞬间大电流，因电器件的使用寿命有限，导线材料容易老化、破皮、短路。二、为满足负载爬坡能力，单台电机过分加大功率，电机的转速将会相应的提高，高速度骑行对车架、避震都会带来安全隐患，而且功率电流过分加大，电动车瞬间起步的后仰惯性增大，对骑行者的安全带来很大隐患。三、电机材料大都采用的是中、低配材料，大负载、大电流工作时，转换效率很低，能量消耗过多，为提升平台效率、输出功率，需要增加过多无用的材料成本，进而导致能源、资源的浪费。四、单驱电动车在驱动系统出现故障后，只能人力推动或借助其他工具前行，给用户带来很大不便。
发明内容
本发明的目的在于通过一种电动车前、后三动力智能驱动系统及其控制方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电动车前、后三动力智能驱动系统，包括后轮主驱动电机、后轮主控制器、后轮辅驱动电机、后轮辅控制器、前轮驱动电机、前轮控制器、前驱按钮开关、后驱辅电机故障蜂鸣器以及前驱故障蜂鸣器；所述后轮主驱动电机为电动车正常工作时的主驱动系统，后轮辅驱动电机、前轮驱动电机均为辅驱动系统；所述后轮主控制器为主控制器，后轮辅控制器、前轮控制器均为辅控制器；其中，所述后轮主驱动电机连接后轮主控制器，后轮辅驱动电机连接后轮辅控制器，前轮驱动电机连接前轮控制器，后轮主控制器、后轮辅控制器及前轮控制器的电源线、转把信号线并用，后轮辅控制器通过一控制信号线连接后轮主控制器；所述前轮控制器通过一控制信号线连接后轮辅控制器，前驱按钮开关并用该控制信号线；所述后驱辅电机故障蜂鸣器、前驱故障蜂鸣器分别与后驱辅控制器、前驱控制器对应连接。
本发明还公开了一种上述电动车前、后三动力智能驱动系统的控制方法，其包括：
一、空载和平路正常工作时，仅启动后轮主驱动电机工作；
二、控制启动双驱动、三驱动电机工作：(一)双驱启动：后轮主控制器检测行驶状态是否满足以下条件：a、后轮主驱动电机的工作电流达到预设电流，b、转速小于预设转速，c、后轮主驱动电机的工作电流达到预设电流的持续时间超过预设时长；若同时满足a、b、c，则输出控制信号给后轮辅控制器，后轮辅控制器根据该控制信号启动后轮辅驱动电机工作，此时后轮主驱动电机、后轮辅驱动电机同时工作，实现双驱动；若未同时满足a、b、c，则不启动后轮辅驱动电机工作；(二)三驱启动：当实现双驱启动后，后轮主控制器检测行驶状态是否满足以下条件：a、后轮辅驱动电机已工作，b、后轮主驱动电机工作电流达到预设电流的持续时间超过预设时长,若同时满足a、b,则后轮主控制器将通过信号线输出控制信号给前轮控制器，前轮控制器根据收到的控制信号启动前轮驱动电机，此时后轮主驱动电机、后轮辅驱动电机、前轮驱动电机同时工作，实现三驱动；若未同时满足a、b,则不启动前轮驱动电机工作；另外，若当前行驶状态下，后轮双驱动无法满足行驶状态，且未达到切换条件a、b，而骑行者自身感觉又需启动前轮驱动电机增加动力，可按住前驱按钮开关不松，启动前轮驱动电机工作，实现三驱动，若不需要三驱，松开前驱按钮开关即可。
三、控制停止双驱动、三驱动工作：若后轮主驱动电机的转速大于预设转速，后轮主控制器将切断对前轮控制器的信号线电压，前轮控制器停止工作，从而前轮驱动电机停止工作，此时三驱动停止，转换为双驱动工作；若后轮主驱动电机的转速大于预设转速，后轮主控制器将切断对后轮辅控制器的信号线电压，后轮辅控制器停止工作，从而后轮辅驱动电机停止工作，此时双驱动停止，转换为后轮主驱动电机单独工作；
四、起步时，双驱动、三驱动的启动与停止控制：无论是由平路行驶至坡道、平路大负载起步、坡点起步或其他骑行状态，后轮主驱动电机启动时，后轮主控制器判断是否满足控制启动后轮辅驱动电机工作的条件即所述双驱启动的条件，若满足，则启动后轮辅驱动电机工作，否则不启动后轮辅驱动电机工作；若后轮辅驱动电机启动工作后，前轮控制器判断是否满足控制启动前轮驱动电机工作的条件即三驱动启动的条件，若满足，则后轮主控制器则输出信号给前轮控制器，启动前轮驱动电机工作，否则不启动前轮驱动电机工作；
五、手动启动前驱：(一)若当前行驶的状态环境无法满足智能切换即智能启动双驱动、三驱动，或智能切换不能满足骑行者，而骑行者需求前驱时，可按住前驱按钮开关不松，启动前轮驱动电机工作；(二)当后驱发生故障时，骑行者可按住前驱按钮开关不松，启动前轮驱动电机工作。
特别地，所述电动车前、后三动力智能驱动系统的控制方法还包括：
六、多驱的故障排除：当前轮驱动电机短路损坏或前轮控制器MOS管损坏，前轮控制器将反馈信号给后轮主控制器，同时前驱故障蜂鸣器发出鸣叫，此时电动车停止工作；当后轮辅驱动电机短路损坏或后轮辅控制器MOS管损坏，后轮辅控制器将反馈信号给后轮主控制器，同时后驱辅电机故障蜂鸣器发出鸣叫，此时电动车停止工作，以供工作人员进行故障排除。
特别地，所述控制启动双驱动、三驱动电机工作，具体包括：(一)双驱启动：后轮主控制器检测行驶状态是否满足以下条件：a、后轮主驱动电机的工作电流达到25A，b、转速小于180r/min，c、后轮主驱动电机的工作电流达到25A的持续时间超过3s；若同时满足a、b、c，则输出控制信号给后轮辅控制器，后轮辅控制器根据该控制信号启动后轮辅驱动电机工作，此时后轮主驱动电机、后轮辅驱动电机同时工作，实现双驱动；若未同时满足a、b、c，则不启动后轮辅驱动电机工作；(二)三驱启动：当实现双驱启动后，后轮主控制器检测行驶状态是否满足以下条件：a、后轮辅驱动电机已工作，b、后轮主驱动电机工作电流达到22A持续时间超过5s,若同时满足a、b,则后轮主控制器将通过信号线输出控制信号给前轮控制器，前轮控制器根据收到的控制信号启动前轮驱动电机，此时后轮主驱动电机、后轮辅驱动电机、前轮驱动电机同时工作，实现三驱动；若未同时满足a、b,则不启动前轮驱动电机工作；另外，若当前行驶状态下，后轮双驱动无法满足行驶状态，且未达到切换条件a、b，而骑行者自身感觉又需启动前轮驱动电机增加动力，可按住前驱按钮开关不松，启动前轮驱动电机工作，实现三驱动，若不需要三驱，松开前驱按钮开关即可。
特别地，所述控制停止双驱动、三驱动工作，具体包括：若后轮主驱动电机的转速大于250r/min，后轮主控制器将切断对前轮控制器的信号线电压，前轮控制器停止工作，从而前轮驱动电机停止工作，此时三驱动停止，转换为双驱动工作；若后轮主驱动电机的转速大于300r/min，后轮主控制器将切断对后轮辅控制器的信号线电压，后轮辅控制器停止工作，从而后轮辅驱动电机停止工作，此时双驱动停止，转换为后轮主驱动电机单独工作。
本发明提出的电动车前、后三动力智能驱动系统及其控制方法具有如下优点：一、在驱动轮毂上将能安装的电机动力系统最大化；二、智能控制自动切换后驱的一驱、二驱、前驱且支持手动控制，满足各种人群、各种骑行条件，显著改善了电动车大负载工作的扭矩、效率平台问题；电动车负载工作时的最大电流由前轮驱动电机、后轮主驱动电机、后轮辅驱动电机分担，使得每个驱动电机都处于最佳工作效率的状态，从而将大动力的续行里程最大化；三、彻底解决了动力爬坡问题和大动力骑行的不安全因素，起步平稳，随着骑行负载的加大,能自动按需求切换进入/退出双驱动和三驱动。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电动车前、后三动力智能驱动系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的电动车前、后三动力智能驱动系统结构图。
本实施例中电动车前、后三动力智能驱动系统具体包括后轮主驱动电机101、后轮主控制器102、后轮辅驱动电机103、后轮辅控制器104、前轮驱动电机105、前轮控制器106、前驱按钮开关107、后驱辅电机故障蜂鸣器108以及前驱故障蜂鸣器109。所述后轮主驱动电机101为电动车正常工作时的主驱动系统，后轮辅驱动电机103、前轮驱动电机105均为辅驱动系统；所述后轮主控制器102为主控制器，后轮辅控制器104、前轮控制器106均为辅控制器。其中，所述后轮主驱动电机101连接后轮主控制器102，后轮辅驱动电机103连接后轮辅控制器104，前轮驱动电机105连接前轮控制器106，后轮主控制器102、后轮辅控制器104及前轮控制器106的电源线、转把信号线并用，后轮辅控制器104通过一控制信号线连接后轮主控制器102；所述前轮控制器106通过一控制信号线连接后轮辅控制器104，前驱按钮开关107并用该控制信号线；所述后驱辅电机故障蜂鸣器108、前驱故障蜂鸣器109分别与后驱辅控制器、前驱控制器对应连接。此外，在具体应用中，电动车前、后三动力智能驱动系统还包括调速把110、电源锁111、保护开关112及电源113。
工作时，本实施例中的电动车前、后三动力智能驱动系统的控制方法包括：
一、空载和平路正常工作时，仅启动后轮主驱动电机101工作。
二、控制启动双驱动、三驱动电机工作：(一)双驱启动：后轮主控制器102检测行驶状态是否满足以下条件：a、后轮主驱动电机101的工作电流达到预设电流，b、转速小于预设转速，c、后轮主驱动电机101的工作电流达到预设电流的持续时间超过预设时长；若同时满足a、b、c，则输出控制信号给后轮辅控制器104，后轮辅控制器104根据该控制信号启动后轮辅驱动电机103工作，此时后轮主驱动电机101、后轮辅驱动电机103同时工作，实现双驱动；若未同时满足a、b、c，则不启动后轮辅驱动电机103工作；(二)三驱启动：当实现双驱启动后，后轮主控制器102检测行驶状态是否满足以下条件：a、后轮辅驱动电机103已工作，b、后轮主驱动电机101工作电流达到预设电流的持续时间超过预设时长,若同时满足a、b,则后轮主控制器102将通过信号线输出控制信号给前轮控制器106，前轮控制器106根据收到的控制信号启动前轮驱动电机105，此时后轮主驱动电机101、后轮辅驱动电机103、前轮驱动电机105同时工作，实现三驱动；若未同时满足a、b,则不启动前轮驱动电机105工作；另外，若当前行驶状态下，后轮双驱动无法满足行驶状态，且未达到切换条件a、b，而骑行者自身感觉又需启动前轮驱动电机105增加动力，可按住前驱按钮开关107不松，启动前轮驱动电机105工作，实现三驱动，若不需要三驱，松开前驱按钮开关107即可。于本实施例中所述步骤(一)中预设电流为25A，所述预设转速设置为180r/min，所述预设时长设置为3s。所述步骤(二)中预设电流设置为22A，预设时长设置为5s。
三、控制停止双驱动、三驱动工作：若后轮主驱动电机101的转速大于预设转速，后轮主控制器102将切断对前轮控制器106的信号线电压，前轮控制器106停止工作，从而前轮驱动电机105停止工作，此时三驱动停止，转换为双驱动工作；若后轮主驱动电机101的转速大于预设转速，后轮主控制器102将切断对后轮辅控制器104的信号线电压，后轮辅控制器104停止工作，从而后轮辅驱动电机103停止工作，此时双驱动停止，转换为后轮主驱动电机101单独工作。于本实施例中所述后轮主驱动电机101的转速大于预设转速，此预设转速设置为250r/min；所述后轮主驱动电机101的转速大于预设转速，此预设转速设置为300r/min。
四、起步时，双驱动、三驱动的启动与停止控制：无论是由平路行驶至坡道、平路大负载起步、坡点起步或其他骑行状态，后轮主驱动电机101启动时，后轮主控制器102判断是否满足控制启动后轮辅驱动电机103工作的条件即所述双驱启动的条件，若满足，则启动后轮辅驱动电机103工作，否则不启动后轮辅驱动电机103工作；若后轮辅驱动电机103启动工作后，前轮控制器106判断是否满足控制启动前轮驱动电机105工作的条件即三驱动启动的条件，若满足，则后轮主控制器102则输出信号给前轮控制器106，启动前轮驱动电机105工作，否则不启动前轮驱动电机105工作；
五、手动启动前驱：(一)若当前行驶的状态环境无法满足智能切换即智能启动双驱动、三驱动，或智能切换不能满足骑行者，而骑行者需求前驱时，可按住前驱按钮开关107不松，启动前轮驱动电机105工作；(二)当后驱发生故障时，骑行者可按住前驱按钮开关107不松，启动前轮驱动电机105工作，骑行者可到专业维修点维修，解决车坏在半路的各种困扰。
六、多驱的故障排除：当前轮驱动电机105短路损坏或前轮控制器106的MOS管损坏，前轮控制器106将反馈信号给后轮主控制器102，同时前驱故障蜂鸣器109发出鸣叫，此时电动车停止工作；当后轮辅驱动电机103短路损坏或后轮辅控制器104的MOS管损坏，后轮辅控制器104将反馈信号给后轮主控制器102，同时后驱辅电机故障蜂鸣器108发出鸣叫，此时电动车停止工作，以供工作人员进行故障排除。针对多个驱动系统为避免一个系统坏而影响其他驱动系统，且短时间内找不到哪个驱动系统出问题，本发明提供了上述多驱的故障排除方法。
本发明的技术方案具有如下优点：一、在驱动轮毂上将能安装的电机动力系统最大化；二、智能控制自动切换后驱的一驱、二驱、前驱且支持手动控制，满足各种人群、各种骑行条件，显著改善了电动车大负载工作的扭矩、效率平台问题；电动车负载工作时的最大电流由前轮驱动电机、后轮主驱动电机、后轮辅驱动电机分担，使得每个驱动电机都处于最佳工作效率的状态，从而将大动力的续行里程最大化；三、彻底解决了动力爬坡问题和大动力骑行的不安全因素，起步平稳，随着骑行负载的加大,能自动按需求切换进入/退出双驱动和三驱动。本发明能应用于电动车前后驱动的产品领域，解决了电动车动力瓶颈缺陷，且控制系统合理、完善，操作简单，易于快速的在行业内普及推广，能帮助电动车行业成功打开山区市场、农村市场，提升电动车现有饱和量。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (5)
1.一种电动车前、后三动力智能驱动系统，其特征在于，包括后轮主驱动电机、后轮主控制器、后轮辅驱动电机、后轮辅控制器、前轮驱动电机、前轮控制器、前驱按钮开关、后驱辅电机故障蜂鸣器以及前驱故障蜂鸣器；所述后轮主驱动电机为电动车正常工作时的主驱动系统，后轮辅驱动电机、前轮驱动电机均为辅驱动系统；所述后轮主控制器为主控制器，后轮辅控制器、前轮控制器均为辅控制器；其中，所述后轮主驱动电机连接后轮主控制器，后轮辅驱动电机连接后轮辅控制器，前轮驱动电机连接前轮控制器，后轮主控制器、后轮辅控制器及前轮控制器的电源线、转把信号线并用，后轮辅控制器通过一控制信号线连接后轮主控制器；所述前轮控制器通过一控制信号线连接后轮辅控制器，前驱按钮开关并用该控制信号线；所述后驱辅电机故障蜂鸣器、前驱故障蜂鸣器分别与后驱辅控制器、前驱控制器对应连接。
2.一种如权利要求1所述的电动车前、后三动力智能驱动系统的控制方法，其特征在于，包括：
一、空载和平路正常工作时，仅启动后轮主驱动电机工作；
二、控制启动双驱动、三驱动电机工作：(一)双驱启动：后轮主控制器检测行驶状态是否满足以下条件：a、后轮主驱动电机的工作电流达到预设电流，b、转速小于预设转速，c、后轮主驱动电机的工作电流达到预设电流的持续时间超过预设时长；若同时满足a、b、c，则输出控制信号给后轮辅控制器，后轮辅控制器根据该控制信号启动后轮辅驱动电机工作，此时后轮主驱动电机、后轮辅驱动电机同时工作，实现双驱动；若未同时满足a、b、c，则不启动后轮辅驱动电机工作；(二)三驱启动：当实现双驱启动后，后轮主控制器检测行驶状态是否满足以下条件：a、后轮辅驱动电机已工作，b、后轮主驱动电机工作电流达到预设电流的持续时间超过预设时长,若同时满足a、b,则后轮主控制器将通过信号线输出控制信号给前轮控制器，前轮控制器根据收到的控制信号启动前轮驱动电机，此时后轮主驱动电机、后轮辅驱动电机、前轮驱动电机同时工作，实现三驱动；若未同时满足a、b,则不启动前轮驱动电机工作；另外，若当前行驶状态下，后轮双驱动无法满足行驶状态，且未达到切换条件a、b，而骑行者自身感觉又需启动前轮驱动电机增加动力，可按住前驱按钮开关不松，启动前轮驱动电机工作，实现三驱动，若不需要三驱，松开前驱按钮开关即可。
三、控制停止双驱动、三驱动工作：若后轮主驱动电机的转速大于预设转速，后轮主控制器将切断对前轮控制器的信号线电压，前轮控制器停止工作，从而前轮驱动电机停止工作，此时三驱动停止，转换为双驱动工作；若后轮主驱动电机的转速大于预设转速，后轮主控制器将切断对后轮辅控制器的信号线电压，后轮辅控制器停止工作，从而后轮辅驱动电机停止工作，此时双驱动停止，转换为后轮主驱动电机单独工作；
四、起步时，双驱动、三驱动的启动与停止控制：无论是由平路行驶至坡道、平路大负载起步、坡点起步或其他骑行状态，后轮主驱动电机启动时，后轮主控制器判断是否满足控制启动后轮辅驱动电机工作的条件即所述双驱启动的条件，若满足，则启动后轮辅驱动电机工作，否则不启动后轮辅驱动电机工作；若后轮辅驱动电机启动工作后，前轮控制器判断是否满足控制启动前轮驱动电机工作的条件即三驱动启动的条件，若满足，则后轮主控制器则输出信号给前轮控制器，启动前轮驱动电机工作，否则不启动前轮驱动电机工作；
五、手动启动前驱：(一)若当前行驶的状态环境无法满足智能切换即智能启动双驱动、三驱动，或智能切换不能满足骑行者，而骑行者需求前驱时，可按住前驱按钮开关不松，启动前轮驱动电机工作；(二)当后驱发生故障时，骑行者可按住前驱按钮开关不松，启动前轮驱动电机工作。
3.根据权利要求2所述的电动车前、后三动力智能驱动系统的控制方法，其特征在于，还包括：六、多驱的故障排除：当前轮驱动电机短路损坏或前轮控制器MOS管损坏，前轮控制器将反馈信号给后轮主控制器，同时前驱故障蜂鸣器发出鸣叫，此时电动车停止工作；当后轮辅驱动电机短路损坏或后轮辅控制器MOS管损坏，后轮辅控制器将反馈信号给后轮主控制器，同时后驱辅电机故障蜂鸣器发出鸣叫，此时电动车停止工作，以供工作人员进行故障排除。
4.根据权利要求2所述的电动车前、后三动力智能驱动系统的控制方法，其特征在于，所述控制启动双驱动、三驱动电机工作，具体包括：(一)双驱启动：后轮主控制器检测行驶状态是否满足以下条件：a、后轮主驱动电机的工作电流达到25A，b、转速小于180r/min，c、后轮主驱动电机的工作电流达到25A的持续时间超过3s；若同时满足a、b、c，则输出控制信号给后轮辅控制器，后轮辅控制器根据该控制信号启动后轮辅驱动电机工作，此时后轮主驱动电机、后轮辅驱动电机同时工作，实现双驱动；若未同时满足a、b、c，则不启动后轮辅驱动电机工作；(二)三驱启动：当实现双驱启动后，后轮主控制器检测行驶状态是否满足以下条件：a、后轮辅驱动电机已工作，b、后轮主驱动电机工作电流达到22A持续时间超过5s,若同时满足a、b,则后轮主控制器将通过信号线输出控制信号给前轮控制器，前轮控制器根据收到的控制信号启动前轮驱动电机，此时后轮主驱动电机、后轮辅驱动电机、前轮驱动电机同时工作，实现三驱动；若未同时满足a、b,则不启动前轮驱动电机工作；另外，若当前行驶状态下，后轮双驱动无法满足行驶状态，且未达到切换条件a、b，而骑行者自身感觉又需启动前轮驱动电机增加动力，可按住前驱按钮开关不松，启动前轮驱动电机工作，实现三驱动，若不需要三驱，松开前驱按钮开关即可。
5.根据权利要求2所述的电动车前、后三动力智能驱动系统的控制方法，其特征在于，所述控制停止双驱动、三驱动工作，具体包括：若后轮主驱动电机的转速大于250r/min，后轮主控制器将切断对前轮控制器的信号线电压，前轮控制器停止工作，从而前轮驱动电机停止工作，此时三驱动停止，转换为双驱动工作；若后轮主驱动电机的转速大于300r/min，后轮主控制器将切断对后轮辅控制器的信号线电压，后轮辅控制器停止工作，从而后轮辅驱动电机停止工作，此时双驱动停止，转换为后轮主驱动电机单独工作。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Effective date of abandoning: 20180403 |
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| AD01 | Patent right deemed abandoned |