CN111245082A - 具有主控模块的再生制动电能回馈系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有主控模块的再生制动电能回馈系统，包括：本发明创作主要透过侦测动力马达组的电压、及蓄电池的电压，来控制系统处于所述蓄电池供电给所述动力马达组的状态，或是控制所述动力马达组发电而将电能储存至所述蓄电池组；此外，更透过比较二者之间的电压大小，及侦测所述动力马达组是否处于剎车状态或是滑行状态，来控制升降压转换电路进行升压模式或是降压模式，除了可有效将多余的动能转换成电能进行储存外，同时可避免充电电压过高而导致所述蓄电池损毁，或是因充电电压过低而无法进行充电等问题。

Description

具有主控模块的再生制动电能回馈系统
技术领域
本发明涉及再生制动技术领域，特别涉及具有主控模块的再生制动电能回馈系统。
背景技术
当前，我们都已经知道石化能源并不会源源不觉得任凭我们使用，在使用这些石化能源的同时，也逐渐破坏着整个地球环境，而交通工具(如汽机车、火车、飞机、船舶等)是日常生活中使用能源最多的物品，也因此，如何让交通工具更节省能源，以增加其持久力进而降低环境污染便成为一项重要课题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种具有主控模块的再生制动电能回馈系统，其技术方案如下：
一种具有主控模块的再生制动电能回馈系统，其特征在于，包括：蓄电池、升降压转换电路、动力马达组、主控模块，所述蓄电池电性连接所述升降压转换电路，所述升降压转换电路电性连接所述动力马达组，所述主控模块分别信息连接所述蓄电池、升降压转换电路、动力马达组；所述升降压转换电路包括：第一电容、第二电容、电感、第一MOSFET、第二MOSFET、第三MOSFET及二极管，所述第一至第三MOSFET分别具有寄生二极管，所述蓄电池、第一电容、第二MOSFET、二极管、第二电容及动力马达组依序形成并联，所述第一电容并联所述第二MOSFET的路径设有所述第一MOSFET，所述第二MOSFET并联所述二极管的路径设有所述电感，所述二极管并联所述第二电容的路径设有所述第三MOSFET。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、可增加所述蓄电池的持久力：
所述主控模块根据所述动力马达组的状况，及所述动力马达组的电压与所述蓄电池的电压之间大小的判断，作为控制所述升降压电路的判断依据，如此一来，所述蓄电池可以提供所述动力马达组电能，而所述动力马达组可在剎车或滑行状态时，将多余的动能转换成电能储存至所述蓄电池，藉此来延长所述蓄电池的持久力。
2.具有较佳充电效率：
利用所述主控模块控制所述升降压转换电路形成升压模式或降压模式，来让所述动力马达组所产生电能的电压值无论是否比所述蓄电池的电压高，均可对所述蓄电池进行充电，如此一来，无论所述动力马达组是处于剎车状态还是滑行状态等，都可有效对蓄电池进行充电，同时还具有保护所述蓄电池的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明各主要组件链接示意图
图2为本发明升降压转换电路的实施例图
图中数字表示：
1 蓄电池 2 升降压转换电路
21 第一电容 22 第二电容
23 电感 24 第一MOSFET
25 第二MOSFET 26 第三MOSFET
27 二极管 28 寄生二极管
29 寄生二极管 20 寄生二极管
3 动力马达组 4 主控模块
5 显示器
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
主要实施例：
如图1所示，本发明创作是一种具有主控模块的再生制动电能回馈系统，其特征在于，包括：蓄电池1、升降压转换电路2、动力马达组3、主控模块4、显示器5，所述蓄电池1电性连接所述升降压转换电路2，所述升降压转换电路2电性连接所述动力马达组3，所述主控模块4分别信息连接所述蓄电池1、升降压转换电路2、动力马达组3、及显示器5。
如图2所示，所述升降压转换电路2包括：第一电容21、第二电容22、电感23、第一MOSFET24、第二MOSFET25、第三MOSFET26及二极管27，所述第一至第三MOSFET24、25、26分别具有寄生二极管28、29、20，所述蓄电池1、第一电容21、第二MOSFET25、二极管27、第二电容22及动力马达组3依序形成并联，所述第一电容21并联所述第二MOSFET25的路径设有所述第一MOSFET24，所述第二MOSFET25并联所述二极管27的路径设有所述电感23，所述二极管27并联所述第二电容22的路径设有所述第三MOSFET20。
透过上述可知，本发明创作的再生制动功能除了可以让所述动力马达组3于运转过程中所产生的多余电能转换成电能进行储存外，同时可根据所述动力马达组3与蓄电池1之间的电压差进行升压或是降压的动作，可确保整体在充电过程中不会因为高电压而对所述蓄电池1产生过多的负荷，以确保所述蓄电池1的安全性，同时也可延长使用寿命。以下配合各实施例的介绍，来说明本发明创作在各种模式下的作动流程。
实施例1：
首先先介绍本发明创作的主控模块4在马达驱动模式下的工作实施例：当所述主控模块4判断所述蓄电池1的输出电压小于所述动力马达组3的驱动电压时，所述主控模块4进行马达驱动模式，控制所述第二MOSFET25、所述第一MOSFET24的寄生二极管28、二极管27形成截止，控制所述第三MOSFET26导通，并传送第一PWM信号给所述第一MOSFET24及第二MOSFET25的寄生二极管29，用以供在导通及截止状态二种状态之间进行切换。
此时，所述升降压转换电路2便成为降压模式，当所述第一MOSFET24导通时，电能由所述蓄电池1传递至右方的动力马达组3，且所述电感23及第二电容22开始储存电能。当所述第一MOSFET24截止时，所述电感23及第二电容22开始释放电能至所述动力马达组3，直到电能释放殆尽为止。
此外，所述第一PWM信号的工作周期主要是透过所述主控模块4来决定，而所述主控模块4根据公式：
Figure BDA0002413582490000041
控制所述第一PWM信号的工作周期，其中D代表第一PWM的工作周期，Vi梠代表所述升降压转换电路2的输入电压、Vouh代表升降压转换电路2的输出电压、L代表所述电感之电感值、T代表时间。如此一来本发明创作可具有较佳的能源输出效能。
实施例2：
接着介绍第一种再生制动模式之实施例：当所述主控模块4判断所述动力马达组3处于剎车或者滑行模式时，则所述主动模块4启动再生制动模式，接着当判断所述动力马达组3的电压大于所述蓄电池1的电压时，则所述主动模块4控制所述升降压转换电路2进行降压模式，而控制所述第二MOSFET25、第二MOSFET25的寄生二极管29、第三MOSFET26的寄生二极管20形成截止，控制所述第一MOSFET24形成导通，并传送第二PWM信号给所述第三MOSFET26及二极管27，用以供在导通及截止状态二种状态之间进行切换。
此时，由于所述动力马达组3的电压高于所述蓄电池1的电压，为保护所述蓄电池1不会因为高电压而造成损毁或者减损使用寿命，这时所述升降压转换电路2便形成降压模式，当所述第三MOSFET26导通时，则所述动力马达组2开始产生电能并往所述蓄电池1输送，且所述电感23及第一电容21储存电能；当所述第三MOSFET26截止时，所述电感23及第一电容21开始释放电能，直到电能释放殆尽为止。
此外，所述第二PWM信号的工作周期同样也是透过所述主控模块4来决定，所述主控模块4主要是根据公式：
Figure BDA0002413582490000051
Figure BDA0002413582490000052
控制所述第二PWM信号的工作周期，其中VBF代表动力马达组的电压，Vbah代表所述蓄电池的电压。
实施例3：
最后介绍另一种再生制动模式，由于所述马达驱动组2所产生的电能其电压小于所述蓄电池1的电压时，这时便无法发挥电能储存的功能，必须透过所述升降压转换电路2进行升压模式才得以进行电能储存，其实施方式为：当所述主动模块4启动再生制动模式之状况下，当判断所述动力马达组2的电压小于所述蓄电池1的电压时，则所述主动模块4控制所述升降压转换电路2进行升压模式，而控制所述第二MOSFET25的寄生二极管29、第三MOSFET26的寄生二极管20、二极管27形成截止，控制所述第三MOSFET26形成导通，并传送第三PWM信号给所述第一MOSFET24及第二MOSFET25，用以供在导通及截止状态二种状态之间进行切换，且所述第一MOSFET24及第二MOSFET25的导通及截止状态相反，也就是当所述第一MOSFET24导通时，则所述第二MOSFET25截止；相反的，所述第一MOSFET24截止时，则所述第二MOSFET25形成导通。
当所述第二MOSFET25导通时，电能由所述第一电容21释放电能至所述蓄电池1，同时所述动力马达组3对所述电感23进行充电；当所述第二MOSFET25截止时，所述动力马达组3及电感23同时对所述蓄电池1及第一电容21进行充电。如此一来，无论所述动力马达组的电压是高或低，均可以对所述蓄电池进行充电。
此外，所述第三PWM信号的工作周期同样也是透过所述主控模块4来决定，所述主控模块4主要是根据公式：
Figure BDA0002413582490000061
控制所述第三PWM信号的工作周期。
实施例4：
请看图2，为让使用者知道所述蓄电池1的蓄电量，所述主控模块4信号连接所述显示器5，所述主控模块4可供侦测所述蓄电池1的蓄电量，并将蓄电量侦测结果透过所述显示器5显示。
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 (8)

1.一种具有主控模块的再生制动电能回馈系统，其特征在于，包括：蓄电池、升降压转换电路、动力马达组、主控模块，所述蓄电池电性连接所述升降压转换电路，所述升降压转换电路电性连接所述动力马达组，所述主控模块分别信息连接所述蓄电池、升降压转换电路、动力马达组；所述升降压转换电路包括：第一电容、第二电容、电感、第一MOSFET、第二MOSFET、第三MOSFET及二极管，所述第一至第三MOSFET分别具有寄生二极管，所述蓄电池、第一电容、第二MOSFET、二极管、第二电容及动力马达组依序形成并联，所述第一电容并联所述第二MOSFET的路径设有所述第一MOSFET，所述第二MOSFET并联所述二极管的路径设有所述电感，所述二极管并联所述第二电容的路径设有所述第三MOSFET。
2.根据权利要求1所述的具有主控模块的再生制动电能回馈系统，其特征在于，当所述主控模块判断所述蓄电池的输出电压小于所述动力马达组的驱动电压时，所述主控模块进行马达驱动模式，控制所述第二MOSFET、所述第一MOSFET的寄生二极管、二极管形成截止，控制所述第三MOSFET导通，并传送第一PWM信号给所述第一MOSFET及第二MOSFET的寄生二极管，用以供在导通及截止状态二种状态之间进行切换。
3.根据权利要求1所述的具有主控模块的再生制动电能回馈系统，其特征在于，所述主控模块根据公式：
Figure 4
控制所述第一PWM信号的工作周期，其中D代表第一PWM的工作周期，Vin代表所述升降压转换电路的输入电压、Vout代表升降压转换电路的输出电压、L代表所述电感之电感值、T代表时间。
4.根据权利要求3所述的具有主控模块的再生制动电能回馈系统，其特征在于，当所述主控模块判断所述动力马达组处于剎车或者滑行模式时，则所述主动模块启动再生制动模式，接着当判断所述动力马达组的电压大于所述蓄电池的电压时，则所述主动模块控制所述升降压转换电路进行降压模式，而控制所述第二MOSFET、第二MOSFET的寄生二极管、第三MOSFET的寄生二极管形成截止，控制所述第一MOSFET形成导通，并传送第二PWM信号给所述第三MOSFET及二极管，用以供在导通及截止状态二种状态之间进行切换。
5.根据权利要求1所述的具有主控模块的再生制动电能回馈系统，其特征在于，所述主控模块根据公式：
Figure 6
控制所述第二PWM信号的工作周期，其中VBF代表动力马达组的电压，Vbat代表所述蓄电池的电压。
6.根据权利要求5所述的具有主控模块的再生制动电能回馈系统，其特征在于，当所述主动模块启动再生制动模式之状况下，当判断所述动力马达组的电压小于所述蓄电池的电压时，则所述主动模块控制所述升降压转换电路进行升压模式，而控制所述第二MOSFET的寄生二极管、第三MOSFET的寄生二极管、二极管形成截止，控制所述第三MOSFET形成导通，并传送第三PWM信号给所述第一MOSFET及第二MOSFET，用以供在导通及截止状态二种状态之间进行切换，且所述第一MOSFET及第二MOSFET的导通及截止状态相反。
7.根据权利要求1所述的具有主控模块的再生制动电能回馈系统，其特征在于，其特征在于：所述主控模块根据公式：
Figure FDA0002413582480000023
控制所述第三PWM信号的工作周期。
8.根据权利要求1所述的具有主控模块的再生制动电能回馈系统，其特征在于，所述主控模块信号连接显示器，所述主控模块可供侦测所述蓄电池的蓄电量，并将蓄电量侦测结果透过所述显示器显示。
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