CN114701365A - 电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于电动车辆控制技术领域，提供了电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，通过设置高电压智控永磁同步控制器，以及与所述高电压智控永磁同步控制器相匹配的永磁同步电机，高电压智控永磁同步控制器具有陡坡缓降、可控平稳倒溜和反充电功能，安装本发明的控制系统的电动车辆，具有起步扭矩大、载重多，上坡电流小、下坡就发电、续航里程远，智控防溜坡技术和陡坡缓降技术使车辆行驶更安全，半坡起步更平稳以及电机、控制带有温控保护功能使车辆系统运行效率更高。该功能控制器提高了车辆骑行舒适性、安全性以及提升了整车的载重能力和续航能力，降低故障率、降低安全隐患，能满足山区绝大多数人民的生产生活需求。

Description

电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统
技术领域
本发明属于电动车辆控制技术领域，尤其涉及电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统。
背景技术
使用于山区丘陵等地区的电动三轮车为山区人民带来便利的同时又带来很大不便，续航能力差、爬坡能力差、行驶里程短，车辆容易损坏等不便，是山区人民在使用过程中经常出现的问题。
车辆行驶在长下坡或者较陡路段，控制器元件不能支撑下坡滑行产生的高压，不能有效将电能吸收转化，容易导致控制器器件损坏。再者机械刹车不能有效控制车辆行驶速度，常规的防溜坡响应时间慢，或者因为人为原因操作不当造成车辆下坡或者溜坡速度快，存在重大安全隐患，危害人员安全和造成财产损失。
发明内容
本发明提供电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，旨在解决现有技术存在的问题。
本发明是这样实现的，电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，包括高电压智控永磁同步控制器，以及与所述高电压智控永磁同步控制器相匹配的永磁同步电机、通讯仪表、机械刹车、反充电模块、电源模块；
所述永磁同步电机用于驱动车辆行驶；所述电源模块连接有电池用于向车辆提供电力来源；
所述通讯仪表用于实时显示控制器状态信息、电机状态信息、电池电量状态信息、速度状态信息；
其中，在车辆行驶至下坡路段时，通过所述高电压智控永磁同步控制器发出陡坡缓降指令；通过机械刹车控制车辆下坡速度，使车辆在下坡路段以预设速度缓慢平稳下坡；
在车辆行驶至上坡路段时，且出现倒溜的情况时，所述高电压智控永磁同步控制器输出陡坡缓降指令，控制车辆以预设速度缓慢平稳倒溜，并可通过机械刹车控制车辆倒溜速度值位于一个预设的范围内；
当车辆处于刹车、减速或下坡滑行状态时，由于惯性导致电机具有反电动势同时因为具有电感储能功能，驱动电机具有发电机的功能，并且产生的能量通过所述反充电模块向电池逆向充电，产生的电量反馈给电源模块进行电量存储。
优选的，还包括电机温控模块，其用于监控所述永磁同步电机的温度值，并实时在所述通讯仪表上显示电机温升数值。
优选的，所述高电压智控永磁同步控制器设置有高速挡和低速挡的两档循环速功能，在低速档控制所述永磁同步电机以基准转速工作；高速档通过弱磁控制，使永磁同步电机以预设的小电流高转速运行。
优选的，车辆起步时，所述高电压智控永磁同步控制器控制所述永磁同步电机以低速挡行驶、在行驶过程中，按下预设的档位控制按键时，所述永磁同步电机进入高速档行驶，当踩下机械刹车后，所述永磁同步电机由高速档降为低速档。
优选的，所述高电压智控永磁同步控制器根据永磁同步电机内置霍尔角速度控制制动控制速度，使车辆在陡坡缓降过程中以预设速度匀速下坡以及在溜坡状态下判别电机转动方向。
优选的，所述通讯仪表采用国标SIF通讯协议。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，通过设置高电压智控永磁同步控制器，以及与所述高电压智控永磁同步控制器相匹配的永磁同步电机，高电压智控永磁同步控制器具有陡坡缓降、可控平稳倒溜和反充电功能，安装本发明的控制系统的电动车辆，具有起步扭矩大、载重多，上坡电流小、下坡就发电、续航里程远，智控防溜坡技术和陡坡缓降技术使车辆行驶更安全，半坡起步更平稳以及电机、控制带有温控保护功能使车辆系统运行效率更高。该功能控制器提高了车辆骑行舒适性、安全性以及提升了整车的载重能力和续航能力，降低故障率、降低安全隐患，能满足山区绝大多数人民的生产生活需求。
附图说明
图1为本发明的电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统的系统原理示意图；
图2为本发明具体实施方式的通讯仪表通讯协议的TTL规范示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，包括高电压智控永磁同步控制器，以及与高电压智控永磁同步控制器相匹配的永磁同步电机、通讯仪表、机械刹车、反充电模块、电源模块、电机温控模块。
永磁同步电机用于驱动车辆行驶。永磁同步电机采用全承载式电驱动电机，通过弱磁转速达到4500RPM，16齿内花键，噪音小，与差速包接触面增大，扭矩损耗少。外侧设置专用加厚风罩。
高电压智控永磁同步控制器采用MCU控制器，高电压智控永磁同步控制器电压等级为96V-120V，双排结构布局，集成电源模块、反充电功能模块、基本功能模块、集成驱动PWM控制模块设计。高电压智控永磁同步控制器设置有高速挡和低速挡的两档循环速功能，在低速档控制永磁同步电机以基准转速工作；高速档通过弱磁控制，使永磁同步电机以预设的小电流高转速运行。高电压智控永磁同步控制器根据永磁同步电机内置霍尔角速度控制制动控制速度，使车辆在陡坡缓降过程中以预设速度匀速下坡以及在溜坡状态下判别电机转动方向。电源模块用于向车辆提供电力来源，并且连接电池。电源模块低欠压点设计，具有电池保护功能。实行高速档，低速档及空档三档设计，车辆起步默认为低速档，在行驶过程中，按S档按键后，车辆进入高速档行驶，踩刹车后高速档变成低速档。
通讯仪表采用国标SIF通讯协议，接口通用方便，用于实时显示控制器状态信息、电机状态信息、电池电量状态信息、速度状态信息。
其中，在车辆行驶至下坡路段时，通过高电压智控永磁同步控制器发出陡坡缓降指令；通过机械刹车控制车辆下坡速度，使车辆在下坡路段以预设速度缓慢平稳下坡。具体的，在下坡路段按压住陡坡缓降功能按键，使车辆进入陡坡缓降功能，陡坡缓降功能快速响应并调动集成驱动PWM控制模块，控制车辆以预设速度缓慢平稳下坡，并通过机械刹车控制车辆下坡速度，车辆行驶至平坦路段，松开按钮开关，陡坡缓降功能，车辆恢复正常行驶。陡坡缓降功能是一种辅助车辆控制功能，在车辆下坡时通过开关控制车辆下坡时速减缓车辆速度，防止车速过快带来的安全隐患，该功能辅助机械刹车使重载车辆在下坡路段缓慢行驶，提高车辆的安全性，且稳定的制动重载车辆。使用陡坡缓降时，转把功能失效，在下坡时，踩住刹车并将陡坡缓降功能开关按下。使车辆缓慢行驶，车速过快时务必增加机械刹车控制车速，车辆行驶至平缓路段时需解除陡坡缓降功能，车辆即可正常行驶。
在车辆行驶至上坡路段时，且出现倒溜的情况时，高电压智控永磁同步控制器输出陡坡缓降指令，控制车辆以预设速度缓慢平稳倒溜，并可通过机械刹车控制车辆倒溜速度值位于一个预设的范围内。具体的，在上坡路段过程中，控制器MCU检测到霍尔信号减弱并判别电机转向发生改变后，智控防溜坡功能单元快速响应并调动集成驱动PWM控制模块，控制车辆以预设速度缓慢平稳倒溜，并可通过机械刹车控制车辆倒溜速度，运行到平稳路段后车辆停止，智控防溜坡功能解除。
当车辆处于刹车、减速或下坡滑行状态时，由于惯性导致电机具有反电动势同时因为具有电感储能功能，驱动电机具有发电机的功能，并且产生的能量通过反充电模块向电池逆向充电，产生的电量反馈给电源模块进行电量存储，起到反充电的效果，响应快、安全。从而对电池进行维护，延长电池寿命，增加续行里程。反充电模块设置有逆变器。
其用于监控永磁同步电机的温度值，并实时在通讯仪表上显示电机温升数值。
车辆起步时，高电压智控永磁同步控制器控制永磁同步电机以低速挡行驶、在行驶过程中，按下预设的档位控制按键“S档”时，永磁同步电机进入高速档行驶，当踩下机械刹车后，永磁同步电机由高速档降为低速档。
对于通讯仪表通讯协议以及数据说明如下：
数据遵循TTL规范请参阅下表1和图2
表1：
Figure RE-GDA0003646801490000051
帧格式：
表2：
Figure RE-GDA0003646801490000052
Figure RE-GDA0003646801490000061
数据内容说明：
表3：
Figure RE-GDA0003646801490000062
Figure RE-GDA0003646801490000071
Figure RE-GDA0003646801490000081
本发明的电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，通过设置高电压智控永磁同步控制器，以及与所述高电压智控永磁同步控制器相匹配的永磁同步电机，高电压智控永磁同步控制器具有陡坡缓降、可控平稳倒溜和反充电功能，安装本发明的控制系统的电动车辆，具有起步扭矩大、载重多，上坡电流小、下坡就发电、续航里程远，智控防溜坡技术和陡坡缓降技术使车辆行驶更安全，半坡起步更平稳以及电机、控制带有温控保护功能使车辆系统运行效率更高。该功能控制器提高了车辆骑行舒适性、安全性以及提升了整车的载重能力和续航能力，降低故障率、降低安全隐患，能满足山区绝大多数人民的生产生活需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，其特征在于：包括高电压智控永磁同步控制器，以及与所述高电压智控永磁同步控制器相匹配的永磁同步电机、通讯仪表、机械刹车、反充电模块、电源模块；
所述永磁同步电机用于驱动车辆行驶；所述电源模块连接有电池并且用于向车辆提供电力来源；
所述通讯仪表用于实时显示控制器状态信息、电机状态信息、电池电量状态信息、速度状态信息；
其中，在车辆行驶至下坡路段时，通过所述高电压智控永磁同步控制器发出陡坡缓降指令；通过机械刹车控制车辆下坡速度，使车辆在下坡路段以预设速度缓慢平稳下坡；
在车辆行驶至上坡路段时，且出现倒溜的情况时，所述高电压智控永磁同步控制器输出陡坡缓降指令，控制车辆以预设速度缓慢平稳倒溜，并可通过机械刹车控制车辆倒溜速度值位于一个预设的范围内；
当车辆处于刹车、减速或下坡滑行状态时，由于惯性导致电机具有反电动势同时因为具有电感储能功能，驱动电机具有发电机的功能，并且产生的能量通过所述反充电模块向电池逆向充电，产生的电量反馈给电源模块进行电量存储。
2.如权利要求1所述的电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，其特征在于：还包括电机温控模块，其用于监控所述永磁同步电机的温度值，并实时在所述通讯仪表上显示电机温升数值。
3.如权利要求1所述的电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，其特征在于：所述高电压智控永磁同步控制器设置有高速挡和低速挡的两档循环速功能，在低速档控制所述永磁同步电机以基准转速工作；高速档通过弱磁控制，使永磁同步电机以预设的小电流高转速运行。
4.如权利要求2所述的电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，其特征在于：车辆起步时，所述高电压智控永磁同步控制器控制所述永磁同步电机以低速挡行驶、在行驶过程中，按下预设的档位控制按键时，所述永磁同步电机进入高速档行驶，当踩下机械刹车后，所述永磁同步电机由高速档降为低速档。
5.如权利要求1所述的电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，其特征在于：所述高电压智控永磁同步控制器根据永磁同步电机内置霍尔角速度控制制动控制速度，使车辆在陡坡缓降过程中以预设速度匀速下坡以及在溜坡状态下判别电机转动方向。
6.如权利要求1所述的电动车辆智控陡坡缓降功能和反充电功能的控制系统，其特征在于：所述通讯仪表采用国标SIF通讯协议。
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