CN106828168A - 电流控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电流控制方法及装置，属于自动控制技术领域。该电流控制方法应用于电动车控制系统，该电动车控制系统包括：电池和控制器，电池与控制器电连接。该电流控制方法包括：控制器获取电池的输出电压值；控制器判断输出电压值是否在预设范围内；若输出电压值在预设范围内，则控制器按照预设规则降低限流。本发明提供的电流控制方法及装置能够有效地增加电动车的行驶里程。

Description

电流控制方法及装置
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，具体而言，涉及一种电流控制方法及装置。
背景技术
随着环境问题的日益严峻，绿色能源的发展越来越受到人们的关注。电动车包括电动自行车、电动三轮车、电动汽车等的使用也越来越普遍。我们知道，电动车均是通过电池作为能量来源，将电能转换为机械能运动。由于电池的容量有限，电动车的行驶里程也是有限的。对于现有的电动车，当用户忘记充电或外出距离过长时，经常会存在中途缺电无法行驶的情况，为用户造成困扰。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电流控制方法及装置，能够有效增加电动车的行驶里程。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种电流控制方法，应用于电动车控制系统，所述电动车控制系统包括：电池和控制器，所述电池与所述控制器电连接。所述方法包括：所述控制器获取所述电池的输出电压值；所述控制器判断所述输出电压值是否在预设范围内；若所述输出电压值在所述预设范围内，则所述控制器按照预设规则降低限流。
进一步的，所述控制器按照预设规则降低限流之后，所述方法还包括：若所述电池的当前输出电压值小于预设的告警电压阈值，所述控制器控制输出电流的大小以使所述输出电压值与所述告警电压阈值之间差值的绝对值小于预设的浮动阈值。
进一步的，所述若所述电池的当前输出电压值小于预设的告警电压阈值，所述控制器控制输出电流的大小以使所述输出电压值与所述告警电压阈值之间差值的绝对值小于预设的浮动阈值，包括：若所述电池的当前输出电压值小于所述告警电压阈值，则按照预设步长降低所述输出电流，直至所述电池的当前输出电压值大于所述告警电压阈值，按照预设步长增加所述输出电流，直至所述电池的当前输出电压值小于所述告警电压阈值。
进一步的，所述方法还包括：若所述输出电流小于预设的告警电流阈值，所述控制器停止工作。
进一步的，所述控制器判断所述输出电压值是否在预设范围内；若所述输出电压值在所述预设范围内，则所述控制器按照预设规则降低限流，包括：判断当前输出电压值是否大于第一阈值且小于第二阈值；若当前输出电压值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，获取所述第二阈值与所述当前输出电压值之间的差值，根据该差值与预设的额定限流值将所述限流降低至与该差值对应的限流值，其中，所述限流值大于或等于预设的最小限流值。
进一步的，所述第一阈值为所述控制器的欠压值，所述第二阈值为所述控制器的额定电压值。
进一步的，所述控制器获取所述电池的输出电压值，包括：所述控制器按照预设时间间隔获取所述电池的输出电压值。
另一方面，本发明实施例还提供了一种电流控制装置，应用于电动车控制系统。所述电动车控制系统包括：电池和控制器，所述电池与所述控制器电连接，所述电流控制装置运行于所述控制器。所述电流控制装置包括：电压获取模块、判断模块以及第一控制模块。其中，电压获取模块，用于获取所述电池的输出电压值。判断模块，用于判断所述输出电压值是否在预设范围内。第一控制模块，用于若所述输出电压值在所述预设范围内，则所述控制器按照预设规则降低限流。
进一步的，上述电流控制装置还包括：第二控制模块，用于若所述电池的当前输出电压值小于预设的告警电压阈值，所述控制器控制输出电流的大小以使所述输出电压值与所述告警电压阈值之间差值的绝对值小于预设的浮动阈值。
进一步的，所述判断模块具体用于，判断当前输出电压值是否大于第一阈值且小于第二阈值。所述第一控制模块具体用于，若当前输出电压值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，获取所述第二阈值与所述当前输出电压值之间的差值，根据该差值与预设的额定限流值将所述限流降低至与该差值对应的限流值，其中，所述限流值大于或等于预设的最小限流值。
本发明实施例提供的电流控制方法及装置，应用于电动车的控制器时，通过判断电池的输出电压值在预设范围内，若在预设范围内时，则控制器按照预设规则降低限流，实现电动车的续航，有效地增加了电动车的行驶里程。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例提供的一种电动车控制系统的模块框图；
图2示出了本发明实施例提供的一种电流控制方法的流程图；
图3示出了本发明另一实施例提供的一种电流控制方法的流程图；
图4示出了本发明实施例提供的另一种电流控制方法的流程图；
图5示出了本发明另一实施例提供的另一种电流控制方法的流程图；
图6示出了本发明实施例提供的步骤S400的具体流程图；
图7示出了本发明实施例提供的一种电流控制装置的功能模块框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1，示出了本发明实施例提供的一种电动车控制系统的模块框图。如图1所示，该电动车控制系统10包括电池100、控制器200及电机300。电池100与电机300均与控制器200电连接。
其中，控制器200用于控制电动车电机300的启动、运行、进退、速度、停止以及电动车的其它电子器件。本实施例中，控制器200包括电压检测电路220、电流检测电路230、微控制单元210(Microcontroller Unit，MCU)和电机驱动电路240。具体的，电压检测电路220的输入端与电池100的输出端电连接，输出端与MCU电连接，用于检测电池100的输出电压。电流检测电路230的输入端与电机驱动电路240的输出端电连接，电流检测电路230的输出端与MCU电连接，用于检测电机驱动电路240的输出电流，即电机300的实际工作电流。电机驱动电路240用于驱动电机300工作。
图2示出了本发明实施例提供的一种电流控制方法的流程图，请参阅图2，本实施例描述的是电动车控制系统10中的控制器200的处理流程。所述方法包括：
步骤S210，所述控制器获取所述电池的输出电压值；
控制器200中MCU通过电压检测电路220获取到电池100的输出电压值。可以理解的是，电动车电池100充满电的情况下，电池100的输出电压通常高于控制器200的额定电压，随着对电池100电量的消耗，电池100的输出电压逐步降低。
具体的，控制器200按照预设时间间隔获取所述电池100的输出电压值，以便于对电池100的输出电压值进行实时监测。其中，预设时间间隔可以根据需要设置。例如，可以设置为几百微秒。
步骤S220，所述控制器判断所述输出电压值是否在预设范围内；
本步骤中，预设范围可以根据需要设置，例如，下限值可以设置为控制器200的欠压点，上限值可以设置为控制器200的额定工作电压，或者，下限值可以设置为大于欠压点且位于欠压点附近的电压值，上限值可以设置为小于控制器200的额定工作电压且位于额定工作电压附近的电压值。例如，对于额定电压为48V的控制器200，欠压点通常为42V，上述预设范围可以设置为(42V，48V)，也可以设置为(43V，47V)等。
步骤S230，若所述输出电压值在所述预设范围内，则所述控制器按照预设规则降低限流。
限流指的是控制器200的最大输出电流，其决定了电机300的实际最大工作功率。对于额定电压为48V，限流30A的控制器200，当电池100输出电压大于或等于48V时，控制器200的最大输出电流为30A。当电池100的输出电压在上述预设范围内时，则按照预设规则降低控制器200的限流值，以减小电量消耗速度，增加行驶里程。
本实施例中，预设规则可以根据需要设置。作为一种实施方式，若电池100的输出电压值在预设范围内，则将限流降低至一个固定限流值。该固定限流值可以根据用户对行驶里程增加量以及电动车行驶速度的需求设置。作为另一种实施方式，也可以将上述预设范围划分为多个电压子范围，每个电压子范围对应一个限流值。当然，可以理解的是，随着电压值由高到低的顺序，电压子范围对应的限流值越来越小。此时，可以通过判定电池100的输出电压值所在的电压子范围，将限流控制在该电压子范围对应的限流值。
此外，步骤S220中，若判定电池100的输出电压值大于或等于上述预设范围的上限值时，则返回步骤S210，获取下一个输出电压值，继续判断下一个输出电压值是否在预设范围内，直至获取到的输出电压值在上述预设范围内，再进一步执行步骤S230。电动车开启时，若电池100的输出电压小于上述预设范围的下限值，且下限值为控制器200的欠压点时，控制器200无法工作。
图3示出了本发明另一实施例提供的一种电流控制方法的流程图，如图3所示，所述方法包括：
步骤S310，所述控制器获取所述电池的输出电压值；
本实施例中，步骤S310与上述步骤S210相同，其具体实施方式可以参照上述步骤S210，此处不再赘述。
步骤S320，判断当前输出电压值是否大于第一阈值且小于第二阈值；
本实施例中，所述第一阈值优选为控制器200的欠压值，第二阈值优选为控制器200的额定工作电压值。例如，额定工作电压为48V的电动车控制器200，欠压点通常为42V。
步骤S330，若当前输出电压值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，获取所述第二阈值与所述当前输出电压值之间的差值，根据该差值与预设的额定限流值将所述限流降低至与该差值对应的限流值。
当前获取到的电池100输出电压值大于控制器200的欠压值且小于控制器200的额定工作电压值时，表示电动车工作在缺电状态。具体的，为了增加电动车在缺电状态下的行驶里程，本实施例优选获取控制器200的额定工作电压值与当前输出电压值之间的差值，然后根据该差值与预设的额定限流值对限流进行控制，将限流降低至与该差值对应的限流值。其中，所述限流值大于或等于预设的最小限流值，即最低降至最小限流值。
具体的，假设当前获取到的输出电压值为Ui，额定工作电压值为Ue，额定限流值为Imax。此时，额定工作电压值与当前输出电压值之间的差值为Ue-Ui，假设与该差值对应的限流值为Ii，Ii可以根据以下公式得到。
Ii＝Imax-k·(Ue-Ui)
式中，k为预先设置的转换系数，具体可以综合考虑用户对行驶里程增加量、行驶速度的需求以及控制器200的相关参数设置。例如，以额定工作电压为48V，限流为30A的电动车控制器200为例，当MCU通过电压检测电路220检测到的电池100输出电压为47V时，通过电流检测电路230和电机驱动电路240控制电机300，将电机驱动电路240的输出电流即电机300的输入电流最大限制在28A；当检测到的电池100输出电压为46V时，限流控制在26A；当检测到的电池100输出电压为42V至45V时，控制器200限流在14A至24A之间变化。
除了上述实施方式外，作为另一种实施方式，若当前获取到的电池100输出电压值大于控制器200的欠压值且小于控制器200的额定工作电压值时，也可以获取输出电压值与控制器200的欠压值之间的差值作为第一差值，获取控制器200的额定工作电压值与欠压值之间的差值作为第二差值，然后根据第一差值与第二差值之间的比值、预设的额定限流值以及预设的最小限流值对限流进行控制，将限流降低至与该比值对应的限流值。例如，假设当前获取到的输出电压值为Ui，控制器200的欠压值为Uq，额定工作电压值为Ue，额定限流值为Imax，预设的最小限流值为Imin，此时，第一差值为Ui-Uq，第二差值为Ue-Uq，第一差值与第二差值的比值为：假设与该比值对应的限流值为Ii，第一差值与第二差值的比值与该比值对应的限流值Ii的关系可以为：
式中，ξ为预先设置的转换系数，具体可以综合考虑用户对行驶里程增加量、行驶速度的需求以及控制器200的相关参数设置。
为了防止电池100过量放电损坏电池100，现有的电动车控制器200通常设置有欠压保护，当电池100的输出电压达到欠压值时，控制器200停止工作。鉴于此，为了在不对电池100造成过放电损坏的条件下进一步增加电动车的行驶里程，上述两个实施例中，如图4和图5所示，执行完步骤S230或步骤S330之后，所述方法还包括：
步骤S400，若所述电池的当前输出电压值小于或等于预设的告警电压阈值，所述控制器控制输出电流的大小以使所述输出电压值与所述告警电压阈值之间差值的绝对值小于预设的浮动阈值。
于本步骤中，告警电压阈值也可以根据需要设置。本实施例中优选将告警电压阈值设置为控制器200的欠压值。当然，也可以设置为大于控制器200的欠压值，且与该欠压值之间差值较小的一个电压值。执行完上述步骤S230或步骤S330之后，继续采集电池100的当前输出电压，当检测到电池100的输出电压小于告警电压阈值时，为了避免电池100过度放电，控制器200减小输出电流，直到电池100的输出电压高于告警电压阈值，当电池100电压高于告警电压阈值时，控制器200增加输出电流，直到电池100输出电压低于42V，这样来回控制，保持电池100的输出电压值在告警电压阈值的附近上下浮动，即使得电池100的输出电压值与告警电压阈值之间差值的绝对值小于预设的浮动阈值。可以理解的是，该浮动阈值为一个较小的值，接近于零，该这样就能够保证电动车行驶过程中，电池100一直有电，不会对电池100造成过放电损坏。
具体的，如图6所示，步骤S400可以包括以下步骤S401至步骤S405。
步骤S401，若所述电池的当前输出电压值小于或等于预设的告警电压阈值，按照预设步长降低所述输出电流。
其中，预设步长可以根据需要设置，本实施例中，优选设置为几百毫安。
步骤S402，判断所述输出电流是否小于预设的告警电流阈值。
可以理解的是，电动车要实现正常行驶需要电机300的输入电流达到一个告警电流阈值。当电机300的输入电流小于该告警电流阈值时，电动车根本走不动。因此，该告警电流阈值可以根据实际电动车的具体情况设置。例如，对于额定工作电压为48V，限流30A的电动车控制器200，电机300的告警电流阈值可以设置为3A。
于本发明的较佳实施例中，每降低一次输出电流均需要执行步骤S402。若所述输出电流小于预设的告警电流阈值，则执行步骤S403；若所述输出电流大于或等于预设的告警电流阈值，则执行步骤S404。
步骤S403，控制器停止工作。
控制器200的输出电流小于上述告警电流阈值时，已无法驱动电动车正常行驶，此时，控制器200停止工作。
步骤S404，判断所述电池的当前输出电压值是否大于所述告警电压阈值。
若电池100的当前输出电压值大于告警电压阈值，则执行步骤S405。若电池100的当前输出电压值小于或等于告警电压阈值，则满足步骤S401的条件，返回执行步骤S401。
步骤S405，按照预设步长增加所述输出电流。
于本步骤中，增加输出电流时遵循的步长可以与上述步骤S401中降低输出电流时遵循的步长相等，也可以不相等。用户可以根据需要对输出电流的调节步长进行设置。
每增加一次输出电流则返回步骤S404继续判断电池100的当前输出电压值是否大于所述告警电压阈值，若电池100的当前输出电压值大于告警电压阈值，则继续执行步骤S405，直至所获取到的所述输出电压值小于所述告警电压阈值，此时满足步骤S401的条件，继续执行步骤S401。
另外，本发明实施例还提供了一种电流控制装置，所述电流控制装置运行于上述电动机控制系统中的控制器200。如图7所示，所述电流控制装置400包括：电压获取模块410、判断模块420以及第一控制模块430。
其中，电压获取模块410，用于获取所述电池100的输出电压值；
判断模块420，用于判断所述输出电压值是否在预设范围内；
第一控制模块430，用于若所述输出电压值在所述预设范围内，则所述控制器200按照预设规则降低限流。
进一步的，如图7所示，上述电流控制装置400还包括：第二控制模块440。
第二控制模块440，用于若所述电池100的当前输出电压值小于预设的告警电压阈值，所述控制器200控制输出电流的大小以使所述输出电压值与所述告警电压阈值之间差值的绝对值小于预设的浮动阈值。
具体的，本实施例中，上述判断模块420具体用于，判断当前输出电压值是否大于第一阈值且小于第二阈值。上述第一控制模块430具体用于，若当前输出电压值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，获取所述第二阈值与所述当前输出电压值之间的差值，根据该差值与预设的额定限流值将所述限流降低至与该差值对应的限流值，其中，所述限流值大于或等于预设的最小限流值。
综上所述，本发明实施例提供的电流控制方法及装置，应用于电动车的控制器200时，通过判断电池100的输出电压值在预设范围内，若在预设范围内时，则控制器200按照预设规则降低限流，实现电动车的续航，有效地增加了电动车的行驶里程。
以上实施例中，各模块可以是由软件代码实现，也可以由硬件例如集成电路芯片实现。
本发明实施例所提供的电流控制装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置及系统，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电流控制方法，其特征在于，应用于电动车控制系统，所述电动车控制系统包括：电池和控制器，所述电池与所述控制器电连接，所述方法包括：
所述控制器获取所述电池的输出电压值；
所述控制器判断所述输出电压值是否在预设范围内；
若所述输出电压值在所述预设范围内，则所述控制器按照预设规则降低限流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器按照预设规则降低限流之后，所述方法还包括：
若所述电池的当前输出电压值小于或等于预设的告警电压阈值，所述控制器控制输出电流的大小以使所述输出电压值与所述告警电压阈值之间差值的绝对值小于预设的浮动阈值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述若所述电池的当前输出电压值小于预设的告警电压阈值，所述控制器控制输出电流的大小以使所述输出电压值与所述告警电压阈值之间差值的绝对值小于预设的浮动阈值，包括：
若所述电池的当前输出电压值小于或等于所述告警电压阈值，则按照预设步长降低所述输出电流，直至所述电池的当前输出电压值大于所述告警电压阈值，按照预设步长增加所述输出电流，直至所述电池的当前输出电压值小于所述告警电压阈值。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述输出电流小于预设的告警电流阈值，所述控制器停止工作。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器判断所述输出电压值是否在预设范围内；若所述输出电压值在所述预设范围内，则所述控制器按照预设规则降低限流，包括：
判断当前输出电压值是否大于第一阈值且小于第二阈值；
若当前输出电压值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，获取所述第二阈值与所述当前输出电压值之间的差值，根据该差值与预设的额定限流值将所述限流降低至与该差值对应的限流值，其中，所述限流值大于或等于预设的最小限流值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一阈值为所述控制器的欠压值，所述第二阈值为所述控制器的额定电压值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器获取所述电池的输出电压值，包括：
所述控制器按照预设时间间隔获取所述电池的输出电压值。
8.一种电流控制装置，其特征在于，应用于电动车控制系统，所述电动车控制系统包括：电池和控制器，所述电池与所述控制器电连接，所述电流控制装置运行于所述控制器，所述电流控制装置包括：
电压获取模块，用于获取所述电池的输出电压值；
判断模块，用于判断所述输出电压值是否在预设范围内；
第一控制模块，用于若所述输出电压值在所述预设范围内，则所述控制器按照预设规则降低限流。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
第二控制模块，用于若所述电池的当前输出电压值小于或等于预设的告警电压阈值，所述控制器控制输出电流的大小以使所述输出电压值与所述告警电压阈值之间差值的绝对值小于预设的浮动阈值。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述判断模块具体用于，判断当前输出电压值是否大于第一阈值且小于第二阈值；
所述第一控制模块具体用于，若当前输出电压值大于所述第一阈值且小于所述第二阈值，获取所述第二阈值与所述当前输出电压值之间的差值，根据该差值与预设的额定限流值将所述限流降低至与该差值对应的限流值，其中，所述限流值大于或等于预设的最小限流值。
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