CN203522244U - 一种电动车电源管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电动车是控制领域，具体涉及一种电动车电源管理系统，包括单片机，连接在单片机上的信号采集电路和隔离电路，信号采集电路的输出端经过隔离电路与单片机相连接，采样电路控制端与单片机相连接，所述单片机上还连接有超级电容管理电路。本实用新型由单片机通过信号隔离采样电路采集电池电压、电池放电电流、超级电容电压、电动车行走速度等信号来控制超级电容的充电和放电，在电动车电池不放电且电动车滑行或刹车时，将电能存储到超级电容，当检测到电池放电电流过大时，超级电容放电，减少电池的放电电流，实现延长电动车行驶里程、延长电池寿命的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于电动车是控制领域，具体涉及一种电动车电源管理系统。
背景技术
电动车是一种利用电能驱动的交通工具，电能是由三至五只电瓶串联提供的，实际使用中，经常发生电动车行驶里程短，电池寿命短的现象。 电动车电源管理系统的优劣能较大程度的影响行驶里程和延长电池使用寿命。
由于采用了单片机采集电池电压、放电电流和电动车转速，根据采集的数据控制超级电容收集因制动产生的电能和参与放电，从而减少电池大电流放电，所以，本控制器是一种单片机闭环控制系统。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在电动车电池使用中，电动车行驶里程短，电池寿命短的问题，提出一种电动车电源管理系统。
本实用新型的技术方案是：一种电动车电源管理系统，包括单片机，连接在单片机上的信号采集电路和隔离电路，信号采集电路的输出端经过隔离电路与单片机相连接，采样电路控制端与单片机相连接，所述单片机上还连接有超级电容管理电路。
所述的电动车电源管理系统，其特征在于：所述信号采集电路包括，超级电容信号采样电路、放电电流信号采集电路、电池电压信号采集电路、速度信号采集电路。
所述的电动车电源管理系统，所述超级电容信号采集电路的输入端为连接在单片机上的第一光电耦合器T1，第一光电耦合器T1的输出端分别连接在超级电容的正负极，第一光电耦合器T1的输出端分别经第一三极管Q11和第一二极管D11、第二三极管Q12和第二二极管D12与隔离电路连接。
所述的电动车电源管理系统，所述放电电流信号采集电路的输入端为连接在单片机上的第二光电耦合器T2，第二光电耦合器T2的输出端分别连接在采样电阻的两端，第二光电耦合器T2的输出端分别经第三三极管Q21和第三二极管D21、第四三极管Q22和第四二极管D22与隔离电路连接。
所述的电动车电源管理系统，所述放电池电压信号采集电路的输入端为连接在单片机上的第三光电耦合器T3，第三光电耦合器T3的输出端分别连接在电池的两端，第三光电耦合器T3的输出端分别经第五三极管Q31和第五二极管D31、第六三极管Q32和第六二极管D32与隔离电路连接。
所述的电动车电源管理系统，所述隔离电路包括第四光电耦合器TIL，在第四光电耦合器TIL的输入端连接有第一运算放大器IC91A组成的电路，第四光电耦合器TIL的输出端连接有第二运算放大器IC92A组成的电路，第二运算放大器IC92A的输出端连接在单片机上。
所述的电动车电源管理系统，所述速度信号采集电路包括输入端连接在单片机控制端的第五光电耦合器T5，第五光电耦合器T5的输出端连接速度检测传感器。
所述的电动车电源管理系统，所述超级电容管理电路经过MOS驱动器连接在单片机的PWM输出脚，超级电容管理电路包括超级电容、电感、第一MOS管M1、蓄电池串联构成的回路，电路中从左到右依次并联第一电容C1、第二MOS管M2和第二电容C2，其中第一MOS管M1位于第二MOS管M2的左端，第二电容C2位于第一MOS管M1的右端。
本实用新型的有益效果是：本实用新型由单片机通过信号隔离采样电路采集电池电压、电池放电电流、超级电容电压、电动车行走速度等信号来控制超级电容的充电和放电，在电动车电池不放电且电动车滑行或刹车时，将启动超级电容管理电路里的第一MOS管M1，通过第一MOS管M1和电感L组成的PWM降压电路，利用电动车电机被动转动形成的电流来给超级电容充电，当检测到电池放电电流过大时，将启动超级电容管理电路里的第二MOS关M2，通过第二MOS管M2和电感L、第一电容C1灯组成的PWM升压电路参与电池放电，减少电池的放电电流，这样可以增加电动车电机的转动力矩，提升电动车加速力量，同时减小电池大电流放电的时间达到保护电池的目的，实现延长电动车行驶里程、延长电池寿命的目的。
附图说明
图1为本实用新型电路的连接结构示意图；
图2为本实用新型的工作原理框图。
具体实施方式
实施例1：结合图1，一种电动车电源管理系统，包括单片机，连接在单片机上的信号采集电路和隔离电路， 所述信号采集电路包括，超级电容信号采样电路、放电电流信号采集电路、电池电压信号采集电路、速度信号采集电路。
单片机的PB1脚经过电阻连接在超级电容信号采集电路的第一光电耦合器T1的输入端，第一光电耦合器T1的输出端经过电阻分别连接在超级电容的正负极，在正极接线线路上的电阻的两端并联有第一三极管Q11，在负极接线线路上的电阻的两端并联有第二三极管Q12，第一三极管的集电极连接第一二级管D11，第二三极管的集电极连接第二二极管D12，D11、D12分别与隔离电路连接；单片机的PB2脚经过电阻连接在放电电流号采集电路的第二光电耦合器T2的输入端，第二光电耦合器T2的输出端经过电阻分别连接在采样电阻的两端，在采样电阻的其中一端接线线路上的电阻的两端并联有第三三极管Q21，在采样电阻另一端接线线路上的电阻的两端并联有第四三极管Q22，第三三极管的集电极连接第三二级管D21，第四三极管的集电极连接第四二极管D22，D21、D22分别与隔离电路连接；单片机的PB3脚经过电阻连接在电池电压信号采集电路的第三光电耦合器T3的输入端，第三光电耦合器T3的输出端经过电阻分别连接在电池的正负极，在正极接线线路上的电阻的两端并联有第五三极管Q31，在负极接线线路上的电阻的两端并联有第六三极管Q32，第五三极管的集电极连接第五二级管D31，第六三极管的集电极连接第六二极管D32，D31、D32分别与隔离电路连接；其中，超级电容信号采样电路、放电电流信号采集电路、电池电压信号采集电路并联后与隔离电路的输入端连接。隔离电路包括第四光电耦合器TIL，在第四光电耦合器TIL的输入端连接有第一运算放大器IC91A组成的电路，第四光电耦合器TIL的输出端连接有第二运算放大器IC92A组成的电路，第二运算放大器（IC92A）的输出端连接在单片机的AD1脚。
单片机PD1脚连接在第五光电耦合器T5的输出端，第五光电耦合器T5的输入端连接速度检测传感器。
单片机的PWM1、PWM2脚经过MOS驱动器与超级电容管理电路连接，其中超级电容管理电路包括超级电容、电感、第一MOS管M1、蓄电池串联构成的回路，电路中从左到右依次并联第一电容C1、第二MOS管M2和第二电容C2，其中第一MOS管M1位于第二MOS管M2的左端，第二电容C2位于第一MOS管M1的右端。超级电容管理电路里的第一MOS管M1，通过第一MOS管M1和电感L组成的PWM降压电路，利用电动车电机被动转动形成的电流来给超级电容充电，当检测到电池放电电流过大时，将启动超级电容管理电路里的第二MOS关M2，通过第二MOS管M2和电感L、第一电容C1灯组成的PWM升压电路参与电池放电。
工作流程：结合图2，单片机初始化，运行主程序，采集电池电流，如果电流大于I0，则启动PWM升压电路，使得超级电容放电，维持电流水平；如果电流小于I0，单片机启动超级电容电压采集电路，如果超级电容电压大于V1，单片机启动电池采压电路，如果电池电压小于V0则，单片机启动报警电路，提示电池电压低，如果电容电压小于V1，单片机启动速度采样电路，采集速度信号，如果车子在行走且未减速，则继续采集速度信号，如果车子在行走，且正在减速，则单片机启动PWM降压电路对超级电容进行充电。
Claims (8)
1. 一种电动车电源管理系统，包括单片机，连接在单片机上的信号采集电路和隔离电路，其特征在于：信号采集电路的输出端经过隔离电路与单片机相连接，采样电路控制端与单片机相连接，所述单片机上还连接有超级电容管理电路。
2. 根据权利要求1所述的电动车电源管理系统，其特征在于：所述信号采集电路包括，超级电容信号采样电路、放电电流信号采集电路、电池电压信号采集电路、速度信号采集电路。
3. 根据权利要求2所述的电动车电源管理系统，其特征在于：所述超级电容信号采集电路的输入端为连接在单片机上的第一光电耦合器（T1），第一光电耦合器（T1）的输出端分别连接在超级电容的正负极，第一光电耦合器（T1）的输出端分别经第一三极管（Q11）和第一二极管（D11）、第二三极管（Q12）和第二二极管（D12）与隔离电路连接。
4. 根据权利要求2所述的电动车电源管理系统，其特征在于：所述放电电流信号采集电路的输入端为连接在单片机上的第二光电耦合器（T2），第二光电耦合器（T2）的输出端分别连接在采样电阻的两端，第二光电耦合器（T2）的输出端分别经第三三极管（Q21）和第三二极管（D21）、第四三极管（Q22）和第四二极管（D22）与隔离电路连接。
5. 根据权利要求2所述的电动车电源管理系统，其特征在于：所述放电池电压信号采集电路的输入端为连接在单片机上的第三光电耦合器（T3），第三光电耦合器（T3）的输出端分别连接在电池的两端，第三光电耦合器（T3）的输出端分别经第五三极管（Q31）和第五二极管（D31）、第六三极管（Q32）和第六二极管（D32）与隔离电路连接。
6. 根据权利要求1或3所述的电动车电源管理系统，其特征在于：所述隔离电路包括第四光电耦合器（TIL），在第四光电耦合器（TIL）的输入端连接有第一运算放大器（IC91A）组成的电路，第四光电耦合器（TIL）的输出端连接有第二运算放大器（IC92A）组成的电路，第二运算放大器（IC92A）的输出端连接在单片机上。
7. 根据权利要求2所述的电动车电源管理系统，其特征在于：所述速度信号采集电路包括输入端连接在单片机控制端的第五光电耦合器（T5），第五光电耦合器（T5）的输出端连接速度检测传感器。
8. 根据权利要求1所述的电动车电源管理系统，其特征在于：所述超级电容管理电路经过MOS驱动器连接在单片机的PWM输出脚，超级电容管理电路包括超级电容、电感、第一MOS管（M1）、蓄电池串联构成的回路，电路中从左到右依次并联第一电容（C1）、第二MOS管（M2）和第二电容（C2），其中第一MOS管（M1）位于第二MOS管（M2）的左端，第二电容（C2）位于第一MOS管（M1）的右端。
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| CN106335377A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-18 | 合肥博雷电气有限公司 | 一种基于超级电容的车载复合电源装置 |
| CN108199431A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 郑州嘉晨电器有限公司 | 电动设备及其快速软启动控制方法 |
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| CN106335377B (zh) * | 2016-08-30 | 2019-02-01 | 合肥博雷电气有限公司 | 一种基于超级电容的车载复合电源装置 |
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