CN1369392A - 电动机车适应型电动机限流准位控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种电动机车适应型电动机限流准位控制方法及其装置,由适应型电流准位限流方式控制电动机起动及加速性,可切换成最大/省电加速模式,最大加速模式是电动机工作电流可随时为最大值,当系统遇到过温状态,电动机电流降至保护限流值,省电加速模式分起动区、加速区及最大限流值区,处于起动区时限流值为最小的设定值,处于加速区时限流值受控于油门开度,依油门开度呈线性增加,处于最大限流值区时油门开度到达某程度即可进入此模式。

Description

电动机车适应型电动机限流准位控制方法及其装置

本发明是涉及一种电动机车电动机电流控制方法及其控制器，特别是涉及一种电动机车适应型电动机限流准位控制方法及其装置。

一般电动车辆的推广对空气污染的防治有积极的作用，而电动机车则更适合作为短程距离的环保交通工具，然而由于受到电池技术的限制而其续航力始终无法令人满意，在受到现实环境因素限制的情况下，除了提高机车的传动效率外，如何提高电动机的操作效率也可在增加续航力上有所助益，基于电动机车大部份的行驶模式，发展一种特殊的限流准位设定方式，可降低电能损耗，同时也可避免起动冲力过大并具有加速性，从而可提升电动机车的性能及市场的接受度。

以往的电动机车基于电动机的额定电流及功率元件的功率限制，均会对电动机的最大电流进行限制，即具有限流功能，如图1所示，现有的作法是最简单的方式而属于一种固定电流准位的设计，所述方式虽可达到保护电动机及功率元件的功能，但是，在电动机车使用场合时，于起动时因速度缓慢上升会操作在限流一小段时间，待机车起步后才慢慢减少限流情况产生，对经常在停止后起动的机车而言，无异是非常耗电，因此造成骑乘续航力差。

为此，业界开发出一种多段式限流值设计，如图2所示为第81109983号发明名称为「电动载具用电动机的电流限制方法与装置」的台湾发明专利，其方案中虽然改以多段式的限流值设计，但是其设计是考虑功率元件及电动机过温及刹车状况下做限流值切换，而非在正常行驶模式的下做限流值切换，所以帮助不大。

本发明的目的在于提供一种可节省电池能量，增加行驶续航力、避免起动冲力过大并使电动机车具有加速顺畅特性以及保护电动机及功率元件的电动机车适应型电动机限流准位控制方法及其装置。

为实现上述目的，本发明的电动机车适应型电动机限流准位控制装置，是由一种适应型电流准位限流方式控制电动机的起动及加速特性，其特点是：所述适应型准位限流方式可切换成最大加速模式或省电加速模式等两种操作模式；所述最大加速模式是电动机工作电流可随时为最大值，当系统遇到过温状态，则电动机电流降至保护限流值；所述省电加速模式分为起动区、加速区及最大限流值区等三种操作模式，当处于起动区模式时，限流值为最小的设定值，处于加速区模式时，限流值为受控于油门开度，按照油门开度呈线性增加，而当处于最大限流值区模式时，油门开度到达某程度即可进入此模式。

为实现上述目的，本发明的电动机车适应型电动机限流准位控制方法，其特点是，它包括下列步骤：起动时将电动机电流控制在起动区，以最小限流让电动机车平稳地起动；起动后操作者继续增加油门开度，此时，限流准位按照油门开度呈线性增加，避免起动冲力过大发生；油门继续增加时，会受一最大固定限流准位所限制，使限流准位维持在一安全范围内，以保护电动机及功率元件。

本发明的上述方案具有以下优点：一、可节省电池能量，增加行驶续航力；二、可避免起动冲力过大，使电动电动机具有加速顺畅性；三、可保护电动机及功率元件。

为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明。

图1所示是一般固定电流准位设计的曲线图；

图2所示是现有的多段式限流值设计的曲线图；

图3所示是本发明一较佳实施例的整体电路布置图；

图4所示是本发明一较佳实施例其省电加速模式的曲线图；

图5所示是本发明一较佳实施例的方法步骤流程图。

本发明一较佳实施例的电动机车适应型电动机限流准位控制方法及其装置是由一种适应型电流准位限流方式控制电动机的起动及加速特性。如图5所示，本发明的方法步骤为：步骤一：起动时将电动机电流控制在起动区，以最小限流让电动机车平稳地起动；步骤二：起动后操作的人可继续增加油门开度，此时，限流准位则依油门开度呈线性增加，避免起动冲力过大发生；步骤三：油门继续增加时，会受一最大固定限流准位所限制，使限流准位维持在一安全范围内，达到保护电动机及功率元件。

请参阅图3所示，所述适应型准位限流方式，可通过一切换开关10(SW1)切换成最大加速模式或省电加速模式等两种操作模式，当切换开关10(SW1)切换为ON状态时，电动机将操作在最大加速模式，此时，限流值在正常状态下为最大值，只能依照系统的保护模式变更；如图4所示，而当切换开关10(SW1)切换为OFF状态时，电动机则操作在省电加速模式。

如图3、4所示，所述省电加速模式，其限流值是随油门开度而分为(1)起动区、(2)加速区及(3)最大限流值区等三种操作模式，且起动区、加速区及最大限流值区三种模式的切换是由油门开度通过二极管(D1、D2、D3)自动切换；其中：

(1)起动区限流准位设定：所述起动区的限流准位为一最小固定限流值，一般可设为电动机额定电流的45～55％左右，目的是提供足够的起动扭矩让机车顺利的起动，减少不必要的电力损耗，在起动时，电动机因反电动势很小甚至为零，电流增加很快，所以不宜使用最大限流值，避免起动扭矩过大，造成暴冲及浪费电池能量，所以利用起动区设定限流值将可节省电池能量，以及可增加续航力，至于所述起动区的电路动作原理如下：

若V_加速(1+R3/R2)＜V_起动

则限流准位VCL＝V_起动＝固定值

这时表示油门开度小于某比例时，会处在起动区，以最小限流让机车平稳地起动。

而此段限流也为电动机温度或控制器温度过高时的限流，此时其电路动作原理如下：

若电动机温度或控制器温度过高发生时，过温设定信号会由低准位转态为高准位，而让Q1晶体管20导通，此时油门开度已无法影响限流值，所以限流值会被强迫在起动区设定，使降至保护限流值，达到保护电动机及功率元件的功效。

(2)加速区限流准位设定：所述加速区的限流准位为一可变限流值，当经过起动区后，电动机车已起动达到一定速度，若使用者继续增加油门开度表示要加速，此时，限流准位则按照油门开度呈线性增加，所以，即可避免起动冲力过大，而达到加速顺畅的功效，其动作原理如下：

若V_加速(1+R3/R2)＞V_起动

则限流准位由V_加速决定

VCL＝V_加速(1+R3/R2)

所以限流准位会随V_加速依(1+R3/R2)倍率增加。

(3)最大限流准位区：所述最大限流准位区的限流准位为一最大固定限流值，受到电动机额定电流及功率元件的特性的限制，须有此一设定，当油门开度继续增大，VCL会受到最大限流准位Vmax的限制，其动作原理如下：

VCL＝Vmax+(D3的顺向压降)

VCL＝V_加速(1+R3/R2)-(D2的顺向压降)

-(R4压降)

若V_加速(1+R3/R2)＞Vmax+(D3的顺向压降)

则VCL会被钳位在Vmax+(D3的顺向压降)

因Vmax为定值，且D3的顺向压降也为定值，所以

VCL为定值，不再受油门的开度影响。

综上，以上三段的切换点相对于油门开度的设定可依电动机车本身的起动扭矩需求及加速特性来设定，所以，即可调整起动及加速的特性，以期达到最佳化的操控。

Claims (4)

1.一种电动机车适应型电动机限流准位控制装置，是由一种适应型电流准位限流方式控制电动机的起动及加速特性，其特征在于：

所述适应型多段式准位限流方式可切换成最大加速模式或省电加速模式等两种操作模式；

所述最大加速模式是电动机工作电流可随时为最大值，当系统遇到过温状态，则电动机电流降至保护限流值；

所述省电加速模式，可分为起动区、加速区及最大限流值区等三种操作模式，当处于起动区模式时，限流值为最小的设定值，处于加速区模式时，限流值为受控于油门开度，依油门开度呈线性增加，而当处于最大限流值区模式时，油门开度到达某程度时即可进入此模式。

2.如权利要求1所述的电动机车适应型电动机限流准位控制装置，其特征在于：

所述最大加速模式与省电加速模式之间的切换是以一切换开关作为切换的元件。

3.如权利要求1所述的电动机车适应型电动机限流准位控制装置，其特征在于：

所述省电加速模式的起动区、加速区及最大限流值区模式的切换由油门开度通过二极管自动切换。

4.一种电动机车适应型电动机限流准位控制方法，其特征在于，它包括下列步骤：

起动时将电动机电流控制在起动区，以最小限流让电动机车平稳地起动；

起动后操作者继续增加油门开度，此时，限流准位按照油门开度呈线性增加，避免起动冲力过大发生；

油门继续增加时，会受一最大固定限流准位所限制，使限流准位维持在一安全范围内，以保护电动机及功率元件。

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