CN117067943B - 一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统 - Google Patents
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Abstract
本发明主要关于一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统，智慧泵控制器包括：双向泵电源模块，用于根据整车系统的需求输出特定的电压；和电机驱动模块，用于将直流电源转换为三相交流电源驱动整车直流电机转动，同时根据获取的目标车速、实时车速、电机运行效率、电池当前电压计算出最佳需求电压和最佳工作电流，并将最佳需求电压和最佳工作电流传输给双向泵电源模块。智慧泵控制器可驱动整车直流电机转动并对电池电压进行实时的正向和逆向的升降压变换，实现了能量的双向传输，并可智能识别整车当前路况状态，根据路况状态与整车工作效率平台，智能判断是否进行升降压及智能调节增压比。
Description
技术领域
本发明主要关于动力电池控制技术领域，特别是关于一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统。
背景技术
对于电动两轮车而言，目前主流的适配电池就两种，铅酸电池和锂离子电池。钠离子电池的出现则在在很大程度上兼顾了比铅酸电池更高的能量密度和比锂离子电池更好的安全性，更是补齐了锂离子电池相较铅酸电池的成本和安全两大短板，在未来将会成为两轮电动车主要动力电池。
钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似，是利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。由于钠的标准电极电势低于锂，使得钠离子电池的电压比锂离子电池要低很多，在现有电动车控制器工作模式下，钠离子电池及电池包放电功率和能量密度比较低。为此，需要针对钠离子电池低电压平台和无过放电特性，以及铅酸电池、锂离子电池低电压情况，开发一种电池智慧泵控制器，满足动力电池低电压平台输入，通过智慧泵自适应调节控制，使得智慧泵控制器输出电压落在电机最佳功率区间，提高了电池放电容量同时发挥整车系统最大的优势。
前述背景技术知识的记载旨在帮助本领域普通技术人员理解与本发明较为接近的现有技术，同时便于对本申请发明构思及技术方案的理解，应当明确的是，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请技术方案的新创性。
发明内容
为解决上述背景技术中提及的至少一种技术问题，本发明的目的旨在提供一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统，智慧泵控制器可驱动整车直流电机转动并对电池电压进行实时的正向和逆向的升降压变换，实现了能量的双向传输，并可智能识别整车当前路况状态，根据路况状态与整车工作效率平台，智能判断是否进行升降压。
一种动力电池智慧泵控制器，包括：
双向泵电源模块，连接动力电池，用于根据整车系统的需求，对从动力电池输出的电压进行升降压变换以输出特定的电压；和
电机驱动模块，设置在双向泵电源模块与直流电机之间，用于将直流电源转换为三相交流电源驱动整车直流电机转动，同时用于根据获取的目标车速、实时车速、电机运行效率、电池当前电压计算出最佳需求电压和最佳工作电流，并将最佳需求电压和最佳工作电流通讯传输给双向泵电源模块。
作为对本申请技术方案的优选，所述动力电池包括钠离子电池、铅酸电池或锂离子电池的至少一种。动力电池智慧泵控制器不仅适用于钠离子电池，还适用于低电压情况下的铅酸电池及锂离子电池，满足动力电池低电压输入，通过智慧泵自适应调节控制，使得智慧泵控制器输出电压落在电机最佳功率区间，提高了电池放电容量同时发挥整车系统最大的优势。
作为对本申请技术方案的优选，所述动力电池智慧泵控制器还包括：
通讯模块，用于双向泵电源模块与电机驱动模块实现内部通讯；和/或
电压、电流采集模块，用于采集电池的电压值和电流值。
作为对本申请技术方案的优选，所述通讯模块以选自一线通、RS485、RS232、CAN或者无线通讯方式的任一种进行通讯。
作为对本申请技术方案的优选，所述双向泵电源模块设计为双向升压型、双向降压型、双向升降压型的至少一种。
作为对本申请技术方案的优选，所述双向泵电源模块包括：电压变换单元、智慧泵微控制器单元、PWM1单元，且智慧泵微控制器单元、PWM1单元和电压变换单元顺序连接。
作为对本申请技术方案的优选，所述电压变换单元用于实现升降压功能。
作为对本申请技术方案的优选，所述电压变换单元采用反激变换拓扑结构、正激变换拓扑结构、推挽变换拓扑结构、半桥变换拓扑结构或全桥变换拓扑结构的至少一种。
作为对本申请技术方案的优选，所述电压变换单元采用全桥PWM变换拓扑结构，包括四个MOS管、四个肖特基二极管、一个电感元件L1、滤波电容器等组成；其中，四个MOS管分别为MOS11、MOS12、MOS13、MOS14，分别对应PWM11脉冲调制波、PWM12脉冲调制波、PWM13脉冲调制波、PWM14脉冲调制波，四个肖特基二极管分别为D1、D2、D3和D4，作为续流二极管。
作为对本申请技术方案的优选，所述智慧泵微控制器单元在接收到电机驱动模块的电压需求后进行运算，进入升降压逻辑程序，控制PWM1单元输出合适的调制PWM波，控制MOS开关，使得双向泵电源输出最优电压。
作为对本申请技术方案的优选，所述PWM1单元含有PWM调制模块、MOS驱动电路，具有过流保护功能，短路保护功能，以及过压保护等功能，MOS驱动电路可以是组合电路或使用专用驱动芯片。所述PWM1单元的PWM调制模块通过PWM脉冲调制，控制四个MOS管的开关状态，实现正向和逆向升压、降压变压模式。
作为对本申请技术方案的优选，所述电机驱动模块包括：三相电机逆变模块、电机驱动微控制器、PWM2单元，且电机驱动微控制器、PWM2单元和三相电机逆变模块顺序连接。
作为对本申请技术方案的优选，所述三相电机逆变模块包括六个MOS管、六个肖特基二极管，所述六个MOS管分别为MOS21、MOS22、MOS23、MOS24、MOS25、MOS26，分别对应PWM21脉冲调制波、PWM22脉冲调制波、PWM23脉冲调制波、PWM24脉冲调制波、PWM25脉冲调制波、PWM26脉冲调制波，所述六个肖特基二极管分别为D21、D22、D23、D24、D25、D26。
作为对本申请技术方案的优选，所述PWM2单元含有PWM调制模块、MOS驱动电路，具有过流保护功能，短路保护功能，以及过压保护等功能，MOS驱动电路可以是组合电路或使用专用驱动芯片。
一种整车系统，包括充电器、动力电池、前述所述智慧泵控制器、通讯单元、调速转把、直流电机和速度检测模块。
作为对本申请技术方案的优选，所述动力电池包括电池和/或电池组。
作为对本申请技术方案的优选，所述智慧泵控制器中的电压、电流采集模块可用于采集整车系统的电压值和电流值。
作为对本申请技术方案的优选，所述通讯单元以选自一线通、RS485、RS232、CAN或者无线通讯方式的任一种进行通讯。
作为对本申请技术方案的优选，所述调速转把用于调控速度，根据骑行者对速度要求的不同输出连续变化、大小不一的控制电压输入到智慧泵控制器，实现对电动车速度的控制。
作为对本申请技术方案的优选，所述速度检测模块通过霍尔编码器、旋转编码器的其中一种得到整车实时速度。
本申请的有益效果为：
动力电池智慧泵控制器集成了双向泵电源模块和电器驱动模块，可对电池电压进行实时的正向和逆向的升降压变换，实现了能量的双向传输，双向泵电源模块的增压比可以根据系统需求和效率进行自适应改变，使整车工作在最佳状态。
智慧泵控制器可以驱动整车电机转动、调速并智能识别整车当前路况状态，根据路况状态与整车工作效率平台，智能判断是否进行升降压。当在平路骑行状态，不进行变压变换，减少变压损耗，当在爬坡状态，进行升压变换，使得控制器线电流下降，使动力系统工作在最佳效率区间。
附图说明
为让本发明的上述和/或其他目的、特征、优点与实例能更明显易懂，下面将对本发明的具体实施方式中所需要使用的附图进行简单的介绍，显然地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示动力电池智慧泵控制器的原理框图；
图2表示包含动力电池智慧泵控制器的整车系统框图；
图3表示动力电池智慧泵控制器的控制流程图；
图4表示动力电池智慧泵控制器的升降压流程图。
具体实施方式
本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当替换和/或改动工艺参数实现，然而特别需要指出的是，所有类似的替换和/或改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明所述产品和制备方法已经通过较佳实例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的产品和制备方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语，具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。本发明使用本文中所描述的方法和材料；但本领域中已知的其他合适的方法和材料也可以被使用。本文中所描述的材料、方法和实例仅是说明性的，并不是用来作为限制。所有出版物、专利申请案、专利案、临时申请案、数据库条目及本文中提及的其它参考文献等，其整体被并入本文中作为参考。若有冲突，以本说明书包括定义为准。
除非具体说明，本文所描述的材料、方法和实例仅是示例性的，而非限制性的。尽管与本文所述的那些方法和材料类似或等同的方法和材料可用于本发明的实施或测试，但本文仍描述了合适的方法和材料。
为了便于理解本发明的实施例，首先对本发明实施例中可能涉及的缩略语和关键术语进行解释说明或定义。
MOS：是MOSFET的缩写，即金属-氧化物半导体场效应晶体管；
PWM：Pulse width modulation，脉冲宽度调制；
MCU：Microcontroller Unit，即微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
以下详细描述本发明。
实施例1：
本实施例提供一种动力电池智慧泵控制器，具体以钠离子电池为例，其原理框图如图1所示，包括双向泵电源模块和电机驱动模块，以及用于双向泵电源模块和电机驱动模块内部通讯的通讯模块，采集钠离子电池电压值、电流值的电压、电流采集模块，所述双向泵电源模块连接动力电池，所述电机驱动模块设置在双向泵电源模块与直流电机之间。
所述双向泵电源模块用于根据整车系统的需求，对从动力电池输出的电压进行升降压变换以输出特定的电压，可设计为双向升压型、双向降压型、双向升降压型的至少一种，包括：
电压变换单元：用于实现升降压功能，应当理解的是，所有能够实现升降压功能的变换结构均可应用于本申请方案且均在本申请方案的保护范围之内，特别的，本实施例采用全桥PWM变换拓扑结构，包括四个MOS管、四个肖特基二极管、一个电感元件L1、滤波电容器等组成；其中，四个MOS管分别为MOS11、MOS12、MOS13、MOS14，分别对应PWM11脉冲调制波、PWM12脉冲调制波、PWM13脉冲调制波、PWM14脉冲调制波，四个肖特基二极管分别为D1、D2、D3和D4，作为续流二极管；
智慧泵微控制器单元：用于在接收到电机驱动模块的电压需求后进行运算，进入升降压逻辑程序，控制PWM1单元输出合适的调制PWM波，控制MOS开关，使得双向泵电源输出最优电压；
PWM1单元：其含有PWM调制模块、MOS驱动电路，具有过流保护功能，短路保护功能，以及过压保护等功能，MOS驱动电路可以是组合电路或使用专用驱动芯片，PWM调制模块通过PWM脉冲调制，控制四个MOS管的开关状态，实现正向和逆向升压、降压变压模式。
所述智慧泵微控制器单元、PWM1单元和电压变换单元顺序连接。
所述双向泵电源模块是双向的，具有升压和降压的双向变换功能，输入和输出电压具有相同的极性，实现了能量的双向传输，进而实现钠离子电池的充放电电压管理。当整车负载需要特定电压时，双向泵电源可以将输入的电池电压通过电压变换单元变换为适合的电压，同时，在整车进行刹车、减速或下坡等无需能量供给的操作时，电机的反向能量回馈可以通过双向泵电源模块转换成最优的反充电压给动力电池进行回馈充电，或当使用充电器进行充电时，可以根据电池的状态，通过双向泵电源变换最优的电压给电池进行高效充电。
所述电机驱动模块用于将直流电源转换为三相交流电源驱动整车直流电机转动，同时根据获取的目标车速、实时车速、电机运行效率、电池当前电压计算出最佳需求电压和最佳工作电流，并将最佳需求电压和最佳工作电流传输给双向泵电源模块，电机驱动模块具体包括：
三相电机逆变模块，包括六个MOS管、六个肖特基二极管，所述六个MOS管分别为MOS21、MOS22、MOS23、MOS24、MOS25、MOS26，分别对应PWM21脉冲调制波、PWM22脉冲调制波、PWM23脉冲调制波、PWM24脉冲调制波、PWM25脉冲调制波、PWM26脉冲调制波，所述六个肖特基二极管分别为D21、D22、D23、D24、D25、D26；
电机驱动微控制器，即MCU；
PWM2单元，含有PWM调制模块、MOS驱动电路，具有过流保护功能，短路保护功能，以及过压保护等功能，MOS驱动电路可以是组合电路或使用专用驱动芯片。
所述电机驱动微控制器、PWM2单元和三相电机逆变模块顺序连接。
所述智慧泵控制器根据整车动力系统绘制功率曲线，在电流小于最大限流值的一定区间内，动力系统的效率最高，所述智慧泵控制器组成的动力系统可以智能计算最佳的工作电压电流，从而使整车工作在最佳状态。
实施例2：
在前述实施例的基础上，本实施例提供一种整车系统，如图2所示，包括充电器、钠离子电池/电池组、实施例1所述智慧泵控制器、通讯单元、调速转把、直流电机和速度检测模块。
所述智慧泵控制器中的电压、电流采集模块可用于采集整车系统的电压值和电流值。
所述通讯单元以选自一线通、RS485、RS232、CAN或者无线通讯方式的任一种进行通讯。
所述调速转把用于调控速度，根据骑行者对速度要求的不同输出连续变化、大小不一的控制电压输入到智慧泵控制器，实现对电动车速度的控制。
所述速度检测模块通过霍尔编码器、旋转编码器的其中一种得到整车实时速度。
引入智慧泵控制器，可以解决钠离子电池整车系统宽电压输入的问题，通过智慧泵自适应调节控制，使得整车系统工作在最佳效率区间范围内，提高了电池放电容量同时发挥整车系统最大的优势。
实施例3：
在前述实施例的基础上，本实施例具体展示前述整车系统在正向放电时的电压正向变换方法。
智慧泵控制器设置有最低欠压保护VL、最高电压保护VH和最大电流限流Imax，并根据整车及电机特性等条件计算整车最佳工作电压区间VG1-VG2及最佳效率电压VG。
智慧泵控制器中双向泵电源模块输入电压为电池电压Vb，输出电压为Vout，增压比P为Vout和Vb的比值，该比值可以进行智能自适应调整，如图3和图4所示。
(1)当动力电池实际电池电压Vb满足Vb＜VL时，电压随动控制器将发出欠压预警，通过通讯单元传输给电池及电动车控制器，电池和电动车控制器将采取设定程序进行欠压保护，从而保护动力电池过放电。
(2)当动力电池实际电池电压Vb满足VH＜Vb时，电压随动控制器将发出过压预警，通过通讯单元传输给电池及电动车控制器，电池和电动车控制器将采取设定程序进行过压保护，从而保护动力电池和整车系统过压运行。
(3)当动力电池实际电池电压Vb满足VL＜Vb＜VH且VG2＜Vb时，根据当前系统特性和效率，双向泵电源模块进行降压转换，MOS11作为开关由PWM11脉冲调制波进行控制，其他MOS关断，增压比P＜1，使得双向泵电源模块输出为VG2，且Vb越大，PWM11占空比越小，P越小。
(4)当动力电池实际电池电压Vb满足VL＜Vb＜VH且Vb＜VG1，根据当前系统特性和效率，双向泵电源模块进行升压转换，增压比P＞1，使得双向泵电源模块输出为VG1。
(5)当动力电池实际电池电压Vb满足VL＜Vb＜VH且VG1＜Vb＜VG2时，当车辆速度给定为X，电机驱动模块计算整车的理论运行速度SX1（允许误差范围SX1-SX2）及理论线电流Ix。
(6)当整车实际速度SX1＜S＜SX2且整车线电流I满足IX＜I＜Imax时，双向泵电源模块不启动电压转换，MOS11和MOS14完全开通，MOS12和MOS13完全关闭，PWM12=PWM13=0，PWM11=PWM14=1，增压比P=1，使得双向泵电源模块输出为Vout=Vb。
(7)设定整车最小爬坡速度为S0，当整车实际速度S0＜S＜SX1且整车线电流I=Imax时，说明整车在进行爬坡运行模式，双向泵电源模块进行升压转换，MOS11完全开通，MOS12和MOS13完全关闭，MOS14作为开关由PWM14脉冲调制波进行控制，增压比P＞1，使得双向泵电源模块输出为Vout＞Vb，随着动力电池电压降低或爬坡角度增大，PWM14的占空比增大，P自适应加大，使得双向泵电源模块电压输出维持在需求电压范围内，I＜Imax，从而使得整车系统工作在高效区间，减少功耗。
智慧泵控制器可以驱动整车电机转动、调速并智能识别整车当前路况状态，如电压是否介于最佳工作电压电压范围，实际车速范围，整车线电流范围等，根据路况状态与整车工作效率平台，智能判断是否进行升降压，智能调整增压比及输出电压。当在平路运行状态，不进行变压变换，减少变压损耗，当在爬坡状态，进行升压变换，使得控制器线电流下降，使动力系统工作在最佳效率区间。
实施例4：
在前述实施例的基础上，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例3所述的电压正向变换方法的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PR AM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitorymedia)，如调制的数据信号和载波。
上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
虽然上述具体实施方式已经显示、描述并指出应用于各种实施方案的新颖特征，但应理解，在不脱离本公开内容的精神的前提下，可对所说明的装置或方法的形式和细节进行各种省略、替换和改变。另外，上述各种特征和方法可彼此独立地使用，或可以各种方式组合。所有可能的组合和子组合均旨在落在本公开内容的范围内。上述许多实施方案包括类似的组分，并且因此，这些类似的组分在不同的实施方案中可互换。虽然已经在某些实施方案和实施例的上下文中公开了本发明，但本领域技术人员应理解，本发明可超出具体公开的实施方案延伸至其它的替代实施方案和/或应用以及其明显的修改和等同物。因此，本发明不旨在受本文优选实施方案的具体公开内容限制。
本发明未尽事宜均为公知技术。
Claims (7)
1.一种整车系统，其特征在于：包括充电器、动力电池、智慧泵控制器、通讯单元、调速转把、直流电机和速度检测模块；
所述智慧泵控制器包括：双向泵电源模块，连接动力电池，用于根据整车系统的需求，对从动力电池输出的电压进行升降压变换以输出特定的电压；和电机驱动模块，连接双向泵电源模块与直流电机，用于将直流电源转换为三相交流电源驱动整车直流电机转动，同时根据获取的目标车速、实时车速、电机运行效率、电池当前电压计算出最佳需求电压和最佳工作电流，并将最佳需求电压和最佳工作电流通讯传输给双向泵电源模块；
所述双向泵电源模块包括顺序相连的智慧泵微控制器单元、PWM1单元和电压变换单元；所述电压变换单元用于实现升降压功能；
所述电压变换单元采用全桥PWM变换拓扑结构，包括四个MOS管、四个肖特基二极管、一个电感元件L1、滤波电容器；其中，四个MOS管分别为MOS11、MOS12、MOS13、MOS14，分别对应PWM11脉冲调制波、PWM12脉冲调制波、PWM13脉冲调制波、PWM14脉冲调制波，四个肖特基二极管分别为D1、D2、D3和D4，作为续流二极管；
所述智慧泵微控制器单元在接收到电机驱动模块的电压需求后进行运算，进入升降压逻辑程序，控制PWM1单元输出合适的调制PWM波，控制MOS开关，使得双向泵电源输出最优电压；
整车系统在正向放电时的电压正向变换方法包括：
智慧泵控制器设置有最低欠压保护VL、最高电压保护VH和最大电流限流Imax，并根据整车及电机特性条件计算整车最佳工作电压区间VG1-VG2及最佳效率电压VG；智慧泵控制器中双向泵电源模块输入电压为电池电压Vb，输出电压为Vout，增压比P为Vout和Vb的比值；
当整车实际速度S满足SX1＜S＜SX2且整车线电流I满足IX＜I＜Imax时，SX1-SX2为电机驱动模块计算整车的理论运行速度范围，双向泵电源模块不启动电压转换，MOS11和MOS14完全开通，MOS12和MOS13完全关闭，PWM12=PWM13=0，PWM11=PWM14=1，增压比P=1，使得双向泵电源模块输出为Vout=Vb；
设定整车最小爬坡速度为S0，当整车实际速度S满足S0＜S＜SX1且整车线电流I=Imax时，说明整车在进行爬坡运行模式，双向泵电源模块进行升压转换，MOS11完全开通，MOS12和MOS13完全关闭，MOS14作为开关由PWM14脉冲调制波进行控制，增压比P＞1，使得双向泵电源模块输出为Vout＞Vb，随着动力电池电压降低或爬坡角度增大，PWM14的占空比增大，P自适应加大，使得双向泵电源模块电压输出维持在需求电压范围内，I＜Imax，从而使得整车系统工作在高效区间，减少功耗。
2.根据权利要求1所述的整车系统，其特征在于：
所述PWM1单元含有PWM调制模块、MOS驱动电路。
3.根据权利要求1所述的整车系统，其特征在于：
所述电机驱动模块包括顺序连接的电机驱动微控制器、PWM2单元和三相电机逆变模块；所述三相电机逆变模块包括六个MOS管、六个肖特基二极管。
4.根据权利要求1所述的整车系统，其特征在于：所述调速转把用于调控速度，根据骑行者对速度要求的不同输出连续变化、大小不一的控制电压输入到智慧泵控制器，实现对电动车速度的控制。
5.权利要求1或4所述整车系统在正向放电时的电压正向变换方法，其特征在于包括：
智慧泵控制器设置有最低欠压保护VL、最高电压保护VH和最大电流限流Imax，并根据整车及电机特性条件计算整车最佳工作电压区间VG1-VG2及最佳效率电压VG；
智慧泵控制器中双向泵电源模块输入电压为电池电压Vb，输出电压为Vout，增压比P为Vout和Vb的比值；
当电池电压Vb满足Vb＜VL时，电压随动控制器将发出欠压预警，通过通讯单元传输给电池及电动车控制器，电池和电动车控制器将采取设定程序进行欠压保护，从而保护动力电池过放电；和/或
当电池电压Vb满足VH＜Vb时，电压随动控制器将发出过压预警，通过通讯单元传输给电池及电动车控制器，电池和电动车控制器将采取设定程序进行过压保护，从而保护动力电池和整车系统过压运行。
6.根据权利要求5所述的整车系统在正向放电时的电压正向变换方法，其特征在于：
当电池电压Vb满足VL＜Vb＜VH且VG2＜Vb时，根据当前系统特性和效率，双向泵电源模块进行降压转换，MOS11作为开关由PWM11脉冲调制波进行控制，其他MOS关断，增压比P＜1，使得双向泵电源模块输出为VG2，且Vb越大，PWM11占空比越小，P越小；和/或
当电池电压Vb满足VL＜Vb＜VH且Vb＜VG1，根据当前系统特性和效率，双向泵电源模块进行升压转换，增压比P＞1，使得双向泵电源模块输出为VG1；和/或
当电池电压Vb满足VL＜Vb＜VH且VG1＜Vb＜VG2时，当车辆速度给定为X，电机驱动模块计算整车的理论运行速度范围SX1-SX2及理论线电流Ix。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求5或6所述方法。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101026353A (zh) * | 2006-12-27 | 2007-08-29 | 金华市绿源电动车有限公司 | 一种提高直流无刷电机速度的控制方法及装置 |
| JP2009248725A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Honda Motor Co Ltd | ハイブリッド車両の制御装置 |
| CN104842993A (zh) * | 2014-02-18 | 2015-08-19 | 富士重工业株式会社 | 电池电压的控制装置及电池电压的控制方法 |
| CN106427615A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-02-22 | 江苏大学 | 一种复合电源控制系统及其在不同工况时的切换方法 |
| CN115313867A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-11-08 | 湖北汽车工业学院 | 一种双向升降压可调全功率dc/dc电路及其工作方法 |
| WO2023115501A1 (zh) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 浙江希衍科技有限公司 | 一种用于电动摩托车的增压功率系统及其控制方法 |
| CN116729197A (zh) * | 2023-06-15 | 2023-09-12 | 浙江华宇钠电新能源科技有限公司 | 钠离子电池的电压随动控制方法及控制系统 |
-
2023
- 2023-10-16 CN CN202311332400.8A patent/CN117067943B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101026353A (zh) * | 2006-12-27 | 2007-08-29 | 金华市绿源电动车有限公司 | 一种提高直流无刷电机速度的控制方法及装置 |
| JP2009248725A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Honda Motor Co Ltd | ハイブリッド車両の制御装置 |
| CN104842993A (zh) * | 2014-02-18 | 2015-08-19 | 富士重工业株式会社 | 电池电压的控制装置及电池电压的控制方法 |
| CN106427615A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-02-22 | 江苏大学 | 一种复合电源控制系统及其在不同工况时的切换方法 |
| WO2023115501A1 (zh) * | 2021-12-22 | 2023-06-29 | 浙江希衍科技有限公司 | 一种用于电动摩托车的增压功率系统及其控制方法 |
| CN115313867A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-11-08 | 湖北汽车工业学院 | 一种双向升降压可调全功率dc/dc电路及其工作方法 |
| CN116729197A (zh) * | 2023-06-15 | 2023-09-12 | 浙江华宇钠电新能源科技有限公司 | 钠离子电池的电压随动控制方法及控制系统 |
| CN116853072A (zh) * | 2023-06-15 | 2023-10-10 | 浙江华宇钠电新能源科技有限公司 | 钠离子电池的电压随动控制方法及控制系统 |
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