CN106981912A - 一种带有电池管理功能的充电式电机控制器 - Google Patents

Abstract

一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，所述的电机控制器包括三相驱动装置、单片机、第一整流滤波装置、变压器、第二整流滤波装置、充电接口、多功能逆变器、电池管理装置和电池存电量采样装置，所述的电机控制器连接有72V动力电池、电机和220V外接电源。本发明克服了现有技术的不足，利用电动车电机控制器和充电器是不同时工作这一现象，同时控制器和充电器存在大量相同部件（单片机、三相驱动），利用此基础将电动车电机控制器和充电器合二为一，同时控制器上还集成有多功能逆变器、电池管理装置和电池存电量采样装置组成的电池管理系统，保证电池组实用寿命。

Description

一种带有电池管理功能的充电式电机控制器

技术领域

本发明涉及电动车配件技术领域，具体属于一种带有电池管理功能的充电式电机控制器。

背景技术

电动车电气系统四大主要系统为电机控制器、电池管理系统(BMS)、充电器和DC-DC。

电机控制器是通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向，速度，角度，响应时间进行工作。使得电机应用范围更为广泛，输出效率更高，噪音更小等优点。

电池管理系统俗称之为电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。

充电器是采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整充电技术。工频机是以传统的模拟电路原理来设计的，机器内部电力器件（如变压器、电感、电容器等）都比较大，一般在带载较大运行时存在较小噪声，但该机型在恶劣的电网环境条件中耐抗性能较强，可靠性及稳定性均比高频机强。

DC-DC是一种直流电压转换器，在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置，其采用微电子技术，把小型表面安装集成电路与微型电子元器件组装成一体而构成。

目前市面上电动车所四大系统均为不通厂家生产独立的配件、部分独立配件之间可以相互通讯。但是由于四大系统为不通厂家生产，不同生产厂家生产的系统相互配合会造成匹配性不好、通讯方式需要共享、资源浪费，同时部分功能不足或者功能冗余等情况。

发明内容

本发明的目的是提供了一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，克服了现有技术的不足，利用电动车电机控制器和充电器是不同时工作这一现象，同时控制器和充电器存在大量相同部件（单片机、三相驱动），利用此基础将电动车电机控制器和充电器合二为一，同时控制器上还集成有多功能逆变器、电池管理装置和电池存电量采样装置组成的电池管理系统，在充电时，可以利用充电器对整个电池组充电，也可以根据电池管理装置控制对电池组内的单个电池充电，行走时，在某个电池块馈电严重时，电池组放电利用多功能逆变器和第三整流滤波装置对馈电严重的电池块进行充电，使其保持与其他电池块电量至，从而保证电池组实用寿命，同时解决独立系统的匹配性问题，整合资源、利用共同资源，由最简单的硬件基础实现最多、最大的功能；结构合理，巧妙利用不同系统工作于不同时间，使得相同硬件实现不同功能，充电器和控制器利用同一外壳散热，节约铝材、降低成本、节约资源；合理利用内部空间，相同功能体积比现用产品体积小的多。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，所述的电机控制器包括三相驱动装置、单片机、第一整流滤波装置、变压器、第二整流滤波装置、充电接口、多功能逆变器、电池管理装置和电池存电量采样装置，所述的电机控制器连接有72V动力电池、电机和220V外接电源，所述的多功能逆变器上设有一个电力接收端和6个电力输出端，所述的72V动力电池有6个12V电池块组成，所述的多功能逆变器上的6个电力输出端与6个12V电池块一一对应、且连接导线上均设有第三整流滤波装置，所述的多功能逆变器与电池管理装置连接、被其控制启动和关闭，所述的72V动力电池分别与三相驱动装置电力接收端和多功能逆变器电力接收端连接、给其输送电力，所述的三相驱动装置分别与电机和变压器连接、驱动电机旋转和变压器工作，所述的单片机分别与三相驱动装置、变压器、电池管理装置和电池存电量采样装置直接连接、用于给三相驱动装置和电池管理装置发送工作指令、控制变压器的启动和关闭、接收电池存电量采样装置采集的电池信息，所述的第一整流滤波装置进电端与充电接口连接、出电端与变压器进电端连接，所述的第二整流滤波装置进电端与变压器出电端连接、出电端分别与72V动力电池和多功能逆变器电力接收端连接。

进一步，所述的还包括电源线，所述的电源线一端设有插头一、另一端设有插头二。

进一步，所述的插头一与充电接口配合、用于给其输送电力。

进一步，所述的插头二为二芯插头，所述的二芯插头通过插座连接有220V外接电源。

进一步，所述的变压器为含桥变压器。

进一步，所述的多功能逆变器上的6个电力输出端与6个12V电池块连接导线上还设有6个独立的电动开关，所述的6个电动开关分别与电池管理装置连接、被其控制启动和关闭。

进一步，所述的72V动力电池与多功能逆变器电力接收端连接线上设有电动开关，所述的电动开关与电池管理装置连接、被其控制启动和关闭。

进一步，所述的第二整流滤波装置出电端与多功能逆变器电力接收端连接线上设有电动开关，所述的电动开关与电池管理装置连接、被其控制启动和关闭。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

本发明所述一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，利用电动车电机控制器和充电器是不同时工作这一现象，同时控制器和充电器存在大量相同部件（单片机、三相驱动），利用此基础将电动车电机控制器和充电器合二为一，同时控制器上还集成有多功能逆变器、电池管理装置和电池存电量采样装置组成的电池管理系统，在充电时，可以利用充电器对整个电池组充电，也可以根据电池管理装置控制对电池组内的单个电池充电，行走时，在某个电池块馈电严重时，电池组放电利用多功能逆变器和第三整流滤波装置对馈电严重的电池块进行充电，使其保持与其他电池块电量至，从而保证电池组实用寿命，同时解决独立系统的匹配性问题，整合资源、利用共同资源，由最简单的硬件基础实现最多、最大的功能；结构合理，巧妙利用不同系统工作于不同时间，使得相同硬件实现不同功能，充电器和控制器利用同一外壳散热，节约铝材、降低成本、节约资源；合理利用内部空间，相同功能体积比现用产品体积小的多。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为电池管理系统结构示意图。

图3为72V动力电池内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明不仅限于这些实例，在为脱离本发明宗旨的前提下，所为任何改进均落在本发明的保护范围之内。

如图所示，本发明所述的一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，所述的电机控制器包括三相驱动装置2、单片机4、第一整流滤波装置5、变压器6、第二整流滤波装置7、充电接口11、多功能逆变器8、电池管理装置9和电池存电量采样装置91，所述的电机控制器连接有72V动力电池1、电机3和220V外接电源10，所述的多功能逆变器上设有一个电力接收端和6个电力输出端，所述的72V动力电池1有6个12V电池块组成，所述的多功能逆变器8上的6个电力输出端与6个12V电池块一一对应、且连接导线上均设有第三整流滤波装置81，所述的多功能逆变器8与电池管理装置9连接、被其控制启动和关闭，所述的72V动力电池1分别与三相驱动装置2电力接收端和多功能逆变器8电力接收端连接、给其输送电力，所述的三相驱动装置2分别与电机3和变压器6连接、驱动电机3旋转和变压器6工作，所述的单片机4分别与三相驱动装置2、变压器6、电池管理装置9和电池存电量采样装置91直接连接、用于给三相驱动装置2和电池管理装置9发送工作指令、控制变压器6的启动和关闭、接收电池存电量采样装置91采集的电池信息，所述的第一整流滤波装置5进电端与充电接口连接、出电端与变压器6进电端连接，所述的第二整流滤波装置7进电端与变压器出电端连接、出电端分别与72V动力电池和多功能逆变器8电力接收端连接。

进一步，所述的还包括电源线101，所述的电源线一端设有插头一102、另一端设有插头二103。

进一步，所述的插头一102与充电接口11配合、用于给其输送电力。

进一步，所述的插头二为二芯插头，所述的二芯插头通过插座连接有220V外接电源。

进一步，所述的变压器为含桥变压器。

进一步，所述的多功能逆变器上的6个电力输出端与6个12V电池块连接导线上还设有6个独立的电动开关82，所述的6个电动开关分别与电池管理装置9连接、被其控制启动和关闭。

进一步，所述的72V动力电池与多功能逆变器电力接收端连接线上设有电动开关82，所述的电动开关82与电池管理装置连接、被其控制启动和关闭。

进一步，所述的第二整流滤波装置出电端与多功能逆变器电力接收端连接线上设有电动开关，所述的电动开关与电池管理装置连接、被其控制启动和关闭。

电池管理装置，包括动力电池1、单片机4、多功能逆变器8、电池管理装置9和电池存电量采样装置91，所述的动力电池1有若干个12V电池块12组成，所述的多功能逆变器8上设有一个电力接收端和若干个电力输出端，所述的多功能逆变器8电力接收端通过电动开关82和导线与动力电池1的正负极连接、用于接收动力电池上的电力，所述的若干个电力输出端和若干个12V电池块12数量一致、且一一对应，所述的每个电力输出端均通过连接导线和整流滤波装置81与对应的12V电池块12正负极连接、用于给12V电池块充电，所述的每个连接导线上均设有电动开关82，上述所述的所有电动开关82均与电池管理装置9连接、被控制开启和关闭，所述的电池存电量采样装置91检测端分别与每个12V电池块12连接、用于检测其内部电量情况、信号输出端通过单片机4与电池管理装置9连接；所述的若干个12V电池块和若干个电力输出端均为6个，所述的6个12V电池块相互串联、组成一个72V的动力电池；所述的动力电池的正负极还通过导线与电池管理装置直接连接，用于给其供电；所述的多功能逆变器内部包括有一个主线圈和若干个副线圈，所述的主线圈与电力接收端连接，所述的副线圈分别与电力输出端。

利用电动车电机控制器和充电器是不同时工作这一现象，同时控制器和充电器存在大量相同部件（单片机、三相驱动），利用此基础将电动车电机控制器和充电器合二为一，同时控制器上还集成有多功能逆变器、电池管理装置和电池存电量采样装置组成的电池管理系统，在充电时，可以利用充电器对整个电池组充电，也可以根据电池管理装置控制对电池组内的单个电池充电，行走时，在某个电池块馈电严重时，电池组放电利用多功能逆变器和第三整流滤波装置对馈电严重的电池块进行充电，使其保持与其他电池块电量至，从而保证电池组实用寿命，同时解决独立系统的匹配性问题，整合资源、利用共同资源，由最简单的硬件基础实现最多、最大的功能；结构合理，巧妙利用不同系统工作于不同时间，使得相同硬件实现不同功能，充电器和控制器利用同一外壳散热，节约铝材、降低成本、节约资源；合理利用内部空间，相同功能体积比现用产品体积小的多。

Claims (8)

1.一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，所述的电机控制器包括三相驱动装置和单片机，所述的电机控制器连接有72V动力电池、电机和220V外接电源，其特征在于：还包括第一整流滤波装置、变压器、第二整流滤波装置、充电接口、多功能逆变器、电池管理装置和电池存电量采样装置，所述的多功能逆变器上设有一个电力接收端和6个电力输出端，所述的72V动力电池有6个12V电池块组成，所述的多功能逆变器上的6个电力输出端与6个12V电池块一一对应、且连接导线上均设有第三整流滤波装置，所述的多功能逆变器与电池管理装置连接、被其控制启动和关闭，所述的72V动力电池分别与三相驱动装置电力接收端和多功能逆变器电力接收端连接、给其输送电力，所述的三相驱动装置分别与电机和变压器连接、驱动电机旋转和变压器工作，所述的单片机分别与三相驱动装置、变压器、电池管理装置和电池存电量采样装置直接连接、用于给三相驱动装置和电池管理装置发送工作指令、控制变压器的启动和关闭、接收电池存电量采样装置采集的电池信息，所述的第一整流滤波装置进电端与充电接口连接、出电端与变压器进电端连接，所述的第二整流滤波装置进电端与变压器出电端连接、出电端分别与72V动力电池和多功能逆变器电力接收端连接。

2.根据权利要求1所述的一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，其特征在于：所述的还包括电源线，所述的电源线一端设有插头一、另一端设有插头二。

3.根据权利要求2所述的一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，其特征在于：所述的插头一与充电接口配合、用于给其输送电力。

4.根据权利要求2所述的一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，其特征在于：所述的插头二为二芯插头，所述的二芯插头通过插座连接有220V外接电源。

5.根据权利要求1所述的一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，其特征在于：所述的变压器为含桥变压器。

6.根据权利要求1所述的一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，其特征在于：所述的多功能逆变器上的6个电力输出端与6个12V电池块连接导线上还设有6个独立的电动开关，所述的6个电动开关分别与电池管理装置连接、被其控制启动和关闭。

7.根据权利要求1或6任一项所述的一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，其特征在于：所述的72V动力电池与多功能逆变器电力接收端连接线上设有电动开关，所述的电动开关与电池管理装置连接、被其控制启动和关闭。

8.根据权利要求1或6任一项所述的一种带有电池管理功能的充电式电机控制器，其特征在于：所述的第二整流滤波装置出电端与多功能逆变器电力接收端连接线上设有电动开关，所述的电动开关与电池管理装置连接、被其控制启动和关闭。