CN105762868B - 一种电动车电源管理装置及电源控制方法 - Google Patents

一种电动车电源管理装置及电源控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动车电源管理装置及电源控制方法，包括蓄电池组，充电器，MCU处理器，多功能开关K1‑K3，电机控制器，刹车能量反馈装置和超级电容，各单体蓄电池与所述MCU处理器之间电连接有电压温度检测模块，蓄电池组与充电器之间电连接有电流检测单元，电流检测单元还电连接有MCU处理器，电机控制器顺次连接有电机M、刹车能量反馈装置、超级电容以及电压检测单元。本发明通过采用超级电容提供电动车的启动电源，防止了电动车启动瞬间的大电流放电对蓄电池组的影响，通过实时监测蓄电池的各项参数，使得蓄电池的充放电过程实行闭环控制，控制精度更高，节约了维修时间，防止了电池浪费，延长了电池的使用寿命，保护了环境。

Description

一种电动车电源管理装置及电源控制方法
技术领域
本发明涉及电源管理领域，尤其涉及电动车用铅酸蓄电池组管理控制领域。
背景技术
随着经济的高速发展，铅酸蓄电池产业获得了巨大的市场机遇，广泛地应用于工业生产和人们生活的各个领域，比如：交通运输，电力电信，矿井操作，航天航海，银行、学校、商场，国防军工等等。为了得到高功率、高电压，必须将蓄电池串并联使用，但是对于同规格、同型号的蓄电池来说，由于制造工艺的水平限制和使用管理方法不当，电池单体的不一致问题是不可避免的；在电池组使用中，单体电池不一致问题对电池组性能造成了很大的影响，尤其是大家平时用的电动车的电池组，一个单体电池坏了，整组电池要全部换掉，浪费严重，报废严重，污染严重。蓄电池组寿命较短的原因主要是电动车启动时蓄电池要大电流放电，造成电池过放，蓄电池充电时没及时断开充电器造成电池过充。所以对电动车的蓄电池组进行合理有效地管理是当前急需解决的重要问题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种电动车电源管理装置及控制方法，能够有效防止蓄电池组过放、过充、过温等不良现象，避免了蓄电池的浪费，延长了蓄电池的循环使用寿命，保护了环境。
技术方案：本发明所述的一种电动车电源管理装置，包括蓄电池组，充电器，MCU处理器，多功能开关K1-K3，电机控制器，刹车能量反馈装置和超级电容，所述蓄电池组由若干单体蓄电池串联而成，各单体蓄电池与所述MCU处理器之间电连接有电压温度检测模块，所述蓄电池组与所述充电器之间电连接有电流检测单元，所述电流检测单元还电连接有MCU处理器，所述电机控制器顺次连接有电机M、刹车能量反馈装置、超级电容以及电压检测单元，所述电压检测单元还与所述MCU处理器连接，所述超级电容还分别连接有多功能开关K1、多功能开关K2，所述多功能开关K1还连接有多功能开关K3以及蓄电池组，所述多功能开关K1和多功能开关K3还共同连接有电机控制器，所述多功能开关K1、多功能开关K2以及多功能开关K3分别与所述MCU处理器连接。
进一步的，所述单体蓄电池采用铅酸电池。
进一步的，当电动车刹车时产生的制动能量通过刹车能力反馈装置给超级电容充电。
进一步的，当电动车启动时，系统自动检测超级电容的电压，若低于预设值则通过控制多功能开关K1让蓄电池组则对超级电容进行快速充电。
进一步的，所述MCU处理器还连接有报警电路。
进一步的，所述报警电路当单体蓄电池温度高于环境温度5℃或单体蓄电池电压高于或低于平均电压1V时发出报警，并以警报声的频次提示出故障电池的序号。
进一步的，当电流检测单元检测到蓄电池总电流超出预设上限时，切断电源并发出连续警报。
本发明还公开了上述一种电动车电源管理装置的控制方法，包括如下步骤：
（1）系统自动检测单体蓄电池的电压、温度和电流；
（2）比较判断，若总电流超过设定值，温度高于环境温度5℃，则断开电源，报警电路动作；
（3）MCU处理器将采集到的电压数据进行处理，计算出电池组中单体电池的平均电压；
（4）比较判断，若单体电池电压小于平均电压1V以上，则断开电源，报警电路动作；
（5）检测超级电容电压，若该电压值低于设定电压值则多功能开关K1闭合0.5S，蓄电池组对超级电容充电；
（6）电动车启动时，K2闭合K3断开，当超级电容电压接近蓄电池电压时切换到蓄电池供电；
（7）电动车刹车时，刹车能量反馈装置对超级电容充电。
有益效果：本发明的一种电源管理装置及管理方法，利用超级电容大电流放电特性给电动车启动时提供电源，避免蓄电池组过放。通过刹车能力反馈装置将电动车刹车时产生的制动能量给超级电容充电，节约能源。报警电路以警报声的频次提示出故障电池的序号，方便维修人员迅速找到故障电池，只针对故障电池进行维修或更换，节约了维修时间，防止了电池浪费，延长了电池的使用寿命，保护了环境。
附图说明
图1为本发明的控制电路原理示意图；
图2为本发明的控制方法流程图。
具体实施方式
如图1所示的一种电动车电源管理装置，包括蓄电池组，充电器，MCU处理器，多功能开关K1-K3，电机控制器，刹车能量反馈装置和超级电容，所述蓄电池组由若干单体蓄电池串联而成，各单体蓄电池与所述MCU处理器之间电连接有电压温度检测模块，所述蓄电池组与所述充电器之间电连接有电流检测单元，所述电流检测单元还电连接有MCU处理器，所述电机控制器顺次连接有电机M、刹车能量反馈装置、超级电容以及电压检测单元，所述电压检测单元还与所述MCU处理器连接，所述超级电容还分别连接有多功能开关K1、多功能开关K2，所述多功能开关K1还连接有多功能开关K3以及蓄电池组，所述多功能开关K1和多功能开关K3还共同连接有电机控制器，所述多功能开关K1、多功能开关K2以及多功能开关K3分别与所述MCU处理器连接。
进一步的，所述单体蓄电池采用铅酸电池。
进一步的，当电动车刹车时产生的制动能量通过刹车能力反馈装置给超级电容充电。
进一步的，当电动车启动时，系统自动检测超级电容的电压，若低于预设值则通过控制多功能开关K1让蓄电池组则对超级电容进行快速充电。
进一步的，所述MCU处理器还连接有报警电路。
进一步的，所述报警电路当单体蓄电池温度高于环境温度5℃或单体蓄电池电压高于或低于平均电压1V时发出报警，并以警报声的频次提示出故障电池的序号。
进一步的，当电流检测单元检测到蓄电池总电流超出预设上限时，切断电源并发出连续警报。
如图2所示，上述一种电动车电源管理装置的控制方法，包括如下步骤：
（1）系统自动检测单体蓄电池的电压、温度和电流；
（2）比较判断，若总电流超过设定值，温度高于环境温度5℃，则断开电源，报警电路动作；
（3）MCU处理器将采集到的电压数据进行处理，计算出电池组中单体电池的平均电压；
（4）比较判断，若单体电池电压小于平均电压1V以上，则断开电源，报警电路动作；
（5）检测超级电容电压，若该电压值低于设定电压值则多功能开关K1闭合0.5S，蓄电池组对超级电容充电；
（6）电动车启动时，K2闭合K3断开，当超级电容电压接近蓄电池电压时切换到蓄电池供电；
（7）电动车刹车时，刹车能量反馈装置对超级电容充电。
本发明的一种电源管理装置及管理方法，利用超级电容大电流放电特性给电动车启动时提供电源，避免蓄电池组过放。通过刹车能力反馈装置将电动车刹车时产生的制动能量给超级电容充电，节约能源。报警电路以警报声的频次提示出故障电池的序号，方便维修人员迅速找到故障电池，只针对故障电池进行维修或更换，节约了维修时间，防止了电池浪费，延长了电池的使用寿命，保护了环境。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种电动车电源管理装置的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)系统自动检测单体蓄电池的电压、温度和电流；
(2)比较判断，若总电流超过设定值，温度高于环境温度5℃，则断开电源，报警电路动作；
(3)MCU处理器将采集到的电压数据进行处理，计算出电池组中单体电池的平均电压；
(4)比较判断，若单体电池电压小于平均电压1V以上，则断开电源，报警电路动作；
(5)检测超级电容电压，若超级电容的电压值低于设定电压值则多功能开关K1闭合0.5S，蓄电池组对超级电容充电；
(6)电动车启动时，K2闭合K3断开，当超级电容电压接近蓄电池电压时切换到蓄电池供电；
(7)电动车刹车时，刹车能量反馈装置对超级电容充电；
所述的电动车电源管理装置包括蓄电池组，充电器，MCU处理器，多功能开关K1-K3，电机控制器，刹车能量反馈装置和超级电容，所述蓄电池组由若干单体蓄电池串联而成，各单体蓄电池与所述MCU处理器之间电连接有电压温度检测模块，所述蓄电池组与所述充电器之间电连接有电流检测单元，所述电流检测单元还电连接有MCU处理器，所述电机控制器顺次连接有电机M、刹车能量反馈装置、超级电容以及电压检测单元，所述电压检测单元还与所述MCU处理器连接，所述超级电容还分别连接有多功能开关K1、多功能开关K2，所述多功能开关K1还连接有多功能开关K3以及蓄电池组，所述多功能开关K1和多功能开关K3还共同连接有电机控制器，所述多功能开关K1、多功能开关K2以及多功能开关K3分别与所述MCU处理器连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动车电源管理装置的控制方法，其特征在于：所述单体蓄电池采用铅酸电池。
3.根据权利要求1所述的一种电动车电源管理装置的控制方法，其特征在于：当电动车刹车时产生的制动能量通过刹车能力反馈装置给超级电容充电。
4.根据权利要求1所述的一种电动车电源管理装置的控制方法，其特征在于：当电动车启动时，系统自动检测超级电容的电压，若低于预设值则通过控制多功能开关K1让蓄电池组则对超级电容进行快速充电。
5.根据权利要求1所述的一种电动车电源管理装置的控制方法，其特征在于：所述MCU处理器还连接有报警电路。
6.根据权利要求5所述的一种电动车电源管理装置的控制方法，其特征在于：所述报警电路当单体蓄电池温度高于环境温度5℃或单体蓄电池电压高于或低于平均电压1V时发出报警，并以警报声的频次提示出故障电池的序号。
7.根据权利要求1所述的一种电动车电源管理装置的控制方法，其特征在于：当电流检测单元检测到蓄电池总电流超出预设上限时，切断电源并发出连续警报。
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