CN108340810A - 基于电机调速的电动汽车行驶控制系统 - Google Patents

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徐志强
马春秀
黄欢
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Abstract

本发明公开了一种基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,包括:蓄电池、稳压模块、重力传感模块、模数转换模块、控制模块、电机调速模块、永磁同步电机;所述蓄电池的输出电流通过稳压模块稳压后输入控制模块;所述重力传感模块对电动汽车行驶中的重力检测获得检测信号,经模数转换模块转换获得数字信号;所述控制模块根据提取的数字信号进行分析,判断电动汽车当前行驶的路面状态,及根据判断结果生成驱动信号;所述电机调速模块根据驱动信号生成脉冲控制信号至永磁同步电机,所述永磁同步电机的输出轴的转速带动车轮实现调速。本发明根据重力状态对永磁同步电机的转速调节,精准方便地实现自动化控制,增强电动汽车的自动化性能。

Description

基于电机调速的电动汽车行驶控制系统
技术领域
本发明涉及一种基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,属于电动汽车的技术领域。
背景技术
随着全球金融危机、生态环境恶化与能源、资源 枯竭等问题的加剧,大力研究和利用电动汽车相关技术及促进产业发展已成为世界汽车工业竞争的一个新焦点。为了在新一轮全球竞争中继续领先,美国、日本、德国等世界主要汽车制造强国纷纷加入抢占电动汽车技术和市场制高点的行列,陆续出台了一系列全面促进电动汽车产业发展的政策措施。全球电动汽车市场正以更快的速度成长,电动汽车产销量均有明显提升。2014年全球市场共销售353522辆电动汽车,同比增长56.78%;其中,电动乘用车323864辆,占比91.61%,电动乘用车指“双80”车,即最高时速100km/h以上,同时一次充电续航里程80km以上;电动客车及电动专用车29658辆,占比8.39% 。美国、欧盟、中国、日本仍然在全球电动汽车市场中位居前列。
我国积极引导和鼓励国内电动汽车产业的发展。在各项政策的推动下,国内汽车企业不断增加对电动汽车及相关零部件的研 发投入,在突破电池、电机、电控等关键技术、完善基础设施建设、推动电动汽车产业化等方面取得了长足的进步。
我国从维护能源安全、 改善大气环境、提高汽车工业竞争力及实现我国工业的跨越式发展的战略高度出发,形成了以纯电动、油电混合动力、燃料电池3条技术路线为“三纵”,以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、电力蓄电池及其管理系统3种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。
目前,现有的电动汽车控制系统,如申请号:201510450977.8 申请日:2015-07-28的文件中,公开了一种电动汽车的控制系统及电动汽车,该控制系统包括:动力电池;主继电器,主继电器设置在动力电池和高压母线之间;电池管理系统,电池管理系统与主继电器的控制端相连,电池管理系统处于正常状态时用于控制主继电器的开启和闭合;控制开关,控制开关的一端与主继电器的控制端相连,控制开关的另一端接常电;整车控制器,整车控制器与控制开关的控制端相连,用于在电池管理系统发生故障时,通过控制开关控制主继电器的开启和闭合。本发明实施例的主继电器可以由电池管理系统和整车控制器进行控制,不但保证了电池管系统功能的完整性,又可以在电池管理系统出现故障时通过整车控制器完成高压上电,保证车辆可以继续行驶。
而在另外一种申请号:201410283801.3 申请日:2014-06-23的文件中,提出一种电动汽车的控制方法,包括以下步骤:当车辆的加速踏板和制动踏板均未被踩下时,获取车辆的当前车速和档位状态;当前车速小于预设速度且档位状态为前进挡或倒挡状态,根据车辆特性得到比例系数和积分系数,并得到目标车速与当前车速的车速差值;根据档位状态得到比例修正系数,根据档位状态和车速差值得到积分修正系数;根据比例系数和比例修正系数得到最终比例系数,根据积分系数和积分修正系数得到最终积分系数;根据车速差值、最终比例系数和最终积分系数对驱动力矩进行PI控制以使车辆的当前车速趋于目标车速。本发明实施例的方法能够提高驾驶员的驾驶舒适度,还可一定程度上防止汽车溜坡。本发明还提供了一种电动汽车。
尽管上述文献对现有的电动汽车控制系统作出改进,但仍然存在不足。现有的电动汽车控制系统,无法对行驶过程中汽车的重力检测,使得电动汽车在不同路面上的速度无法实现调节,导致电动汽车的行驶无法实现自适应调速,而依赖人工控制方式,降低了系统的自动化作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,解决现有的电动汽车控制系统,无法对行驶过程中汽车的重力检测,使得电动汽车在不同路面上的速度无法实现调节,导致电动汽车的行驶无法实现自适应调速的问题。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题:
基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,包括:蓄电池、稳压模块重力传感模块、模数转换模块、控制模块、电机调速模块、永磁同步电机,其中永磁同步电机的输出轴连接车轮;所述蓄电池的输出电流通过稳压模块稳压后输入控制模块;所述重力传感模块对电动汽车行驶中的重力检测获得检测信号,经模数转换模块转换获得数字信号后输入控制模块;所述控制模块根据提取的数字信号进行分析,判断电动汽车当前行驶的路面状态,及根据判断结果生成驱动信号输出至电机调速模块;所述电机调速模块根据驱动信号生成脉冲控制信号至永磁同步电机,所述永磁同步电机输出轴带动连接的车轮转速调节实现调速。
进一步地,作为本发明的一种优选技术方案:所述控制模根据提取的数字信号进行分析包括设置信号频率范围,及建立信号频率范围与电动汽车行驶的路面状态的判断规则。
进一步地,作为本发明的一种优选技术方案:所述控制模块所判断电动汽车当前行驶的路面状态包括水平路面、上坡路面及下坡路面。
进一步地,作为本发明的一种优选技术方案:所述控制模块根据判断结果生成用于加速或加速或匀速的驱动信号。
进一步地,作为本发明的一种优选技术方案:还包括霍尔车速检测模块,用于对电动汽车的车速检测并反馈至控制模块。
进一步地,作为本发明的一种优选技术方案:所述重力传感模块采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器。
本发明采用上述技术方案,能产生如下技术效果:
本发明提供的一种基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,通过对传统控制系统作出改进,在其中增加重力传感技术,利用重力传感模块检测电动汽车行驶中的重力检测获得检测信号,经模数转换模块转换获得数字信号后输入控制模块,由控制模块对数字信号分析,根据信号的波动范围判断电动汽车当前行驶的路面状态,及根据判断结果生成驱动信号输出至电机调速模块,使得可以实现根据路面状态而进行加速或减速或匀速的调速控制,通过重力感应可以灵活准确的检测出车辆的重力状态,从而通过电机调速模块的脉冲控制信号对永磁同步电机的转速调节,精准方便地实现自动化控制,使得行驶过程中具备自适应作用,增强电动汽车的自动化性能。可以解决现有的电动汽车控制系统,无法对行驶过程中汽车的重力检测,使得电动汽车在不同路面上的速度无法实现调节,导致电动汽车的行驶无法实现自适应调速的问题。
附图说明
图1为本发明基于电机调速的电动汽车行驶控制系统的模块示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的实施方式进行描述。
如图1所示,本发明设计了一种基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,包括:蓄电池、稳压模块、重力传感模块、模数转换模块、控制模块、电机调速模块、永磁同步电机,其中永磁同步电机的输出轴连接车轮;所述蓄电池的输出电流通过稳压模块稳压后输入控制模块;所述重力传感模块对电动汽车行驶中的重力检测获得检测信号,经模数转换模块转换获得数字信号后输入控制模块;所述控制模块根据提取的数字信号进行分析,判断电动汽车当前行驶的路面状态,及根据判断结果生成驱动信号输出至电机调速模块;所述电机调速模块根据驱动信号生成脉冲控制信号至永磁同步电机,所述永磁同步电机的输出轴的转速带动车轮实现调速。本发明中采用永磁同步电机,其功率效率高以及功率因数高,使传动力性能提高。
本发明中,由蓄电池的输出电流通过稳压模块稳压后输入控制模块实现稳压直流供电。并且,优选地所述控制模根据提取的数字信号进行分析包括设置信号频率范围,及建立信号频率范围与电动汽车行驶的路面状态的判断规则。如设置信号频率范围分成3个范围,每个范围对应的判断结果各不同,优选地所述控制模块所判断电动汽车当前行驶的路面状态包括水平路面、上坡路面及下坡路面。其具体数值可根据实际信号的频率范围设置,本发明不对其进行限定。
该过程中,判断电动汽车当前行驶的路面状态包括水平路面、上坡路面及下坡路面,
所述控制模块根据判断结果生成用于加速或加速或匀速的驱动信号。
本发明的工作原理是:利用重力传感模块检测电动汽车行驶中的重力检测获得检测信号,经模数转换模块转换获得数字信号后输入控制模块,由控制模块对数字信号分析,根据信号的波动范围判断电动汽车当前行驶的路面状态,及根据判断结果生成驱动信号输出至电机调速模块,使得可以实现根据路面状态而进行加速或减速或匀速的调速控制,如判断规则设定在判断为水平路面时,对应输出匀速的驱动信号;判断为上坡路面时,对应输出加速的驱动信号;判断为下坡路面时,对应输出减速的驱动信号;通过重力感应可以灵活准确的检测出车辆的重力状态,从而通过电机调速模块的脉冲控制信号对永磁同步电机的转速调节,实现永磁同步电机的转速增加或减少,使得电动汽车的车轮转速相应改变,精准方便地实现自动化控制。
为了便于对速度监控,本发明还包括霍尔车速检测模块,用于对电动汽车的车速检测并反馈至控制模块。通过控制模块对车速检测,获得车速并显示。
进一步地,所述重力传感模块采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器,利用该种简单结构,便于感应,且灵活的完成从重力变化到电信号的转换。
综上,本发明通过电机调速模块的脉冲控制信号对永磁同步电机的转速调节,精准方便地实现自动化控制,使得行驶过程中具备自适应作用,增强电动汽车的自动化性能。可以解决现有的电动汽车控制系统,无法对行驶过程中汽车的重力检测,使得电动汽车在不同路面上的速度无法实现调节,导致电动汽车的行驶无法实现自适应调速的问题。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,其特征在于,包括:蓄电池、稳压模块
重力传感模块、模数转换模块、控制模块、电机调速模块、永磁同步电机,其中永磁同步电机的输出轴连接车轮;所述蓄电池的输出电流通过稳压模块稳压后输入控制模块;所述重力传感模块对电动汽车行驶中的重力检测获得检测信号,经模数转换模块转换获得数字信号后输入控制模块;所述控制模块根据提取的数字信号进行分析,判断电动汽车当前行驶的路面状态,及根据判断结果生成驱动信号输出至电机调速模块;所述电机调速模块根据驱动信号生成脉冲控制信号至永磁同步电机,所述永磁同步电机输出轴带动连接的车轮转速调节实现调速。
2.根据权利要求1所述基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,其特征在于:所述控制模根据提取的数字信号进行分析包括设置信号频率范围,及建立信号频率范围与电动汽车行驶的路面状态的判断规则。
3.根据权利要求1所述基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,其特征在于:所述控制模块所判断电动汽车当前行驶的路面状态包括水平路面、上坡路面及下坡路面。
4.根据权利要求1所述基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,其特征在于:所述控制模块根据判断结果生成用于加速或加速或匀速的驱动信号。
5.根据权利要求1所述基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,其特征在于:还包括霍尔车速检测模块,用于对电动汽车的车速检测并反馈至控制模块。
6.根据权利要求1所述基于电机调速的电动汽车行驶控制系统,其特征在于:所述重力传感模块采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器。
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