CN205292314U - 一种具有电量管理功能的电动车控制器 - Google Patents

Abstract

一种具有电量管理功能的电动车控制器，属于电池充电管理领域，包括电池、电门锁开关、控制器开关电源模块、延迟关闭主控芯片模块、电量采样模块、主控芯片、DC转换模块和充电器，使控制器芯片电源不受整车钥匙控制，即使钥匙关闭后，控制器芯片仍能继续工作，解决了无法在钥匙关闭后对电池电量进行采集的问题，使采集到的电池电量数据更准确，并且采用积分运算，对放电量进行库伦累积计算，解决了电池放电电量计算不精确的问题，兼顾铅酸电池和锂电的共同特性，将电池管理系统集成于控制器中，可同时适用铅酸电池和锂电，不需要再进行额外的单独设计。

Description

一种具有电量管理功能的电动车控制器

技术领域

本实用新型属于电池充电管理领域。

背景技术

随着现代社会的发展，电动车已经成为人们生活中不可或缺的一部分，而电池的电量大小直接影响电动车性能，于是对电动车电池的保养成为了人们最关注的热点，目前市面上的电动车当整车钥匙关闭后，其电源也相应切断，控制器主芯片断电，无法在整车钥匙关闭状态下继续对电池进行监控，但根据电池电压判断电池容量，必须在电池结束放电一段时间后，否则采集的数据不准确，而且如要对电池实际容量进行校准，则需要进行一次完整的放电与充电后，方可校准，但充放电的操作不能受管理系统控制，是由使用者决定的，所以可操作性不强，难以实现；而且市面上多数采用测量电压的方式，但在运行过程中，电池大电流放电，电池电压变化较大，不能代表电池容量，运行中根据电压测试的电池容量并不准确；市面上的电动车控制器中DC转换器、充电器都各自相互独立，相互间无数据通信，控制单元不能掌握其工作情况，并且在对电池进行欠压保护时，当电压低于某一设定值时，停止动力驱动。但由于不同的运行工况会导致电池电压变化差异较大，所以，该方式进行保护，可能会造成保护提前或者滞后，保护提前，则使整车续航减短，影响用户使用，保护滞后，会造成电池过度放电，影响电池寿命；目前铅酸电池并无电池管理系统，锂电池需要根据电池进行单独的电池管理系统设计，通用性不强，不适用于铅酸电池；

发明内容

本实用新型的目的是提供一种具有电量管理功能的电动车控制器，使控制器芯片电源不受整车钥匙控制，即使钥匙关闭后，控制器芯片仍能继续工作，解决了无法在钥匙关闭后对电池电量进行采集的问题，使采集到的电池电量数据更准确，并且采用积分运算，对放电量进行库伦累积计算，解决了电池放电电量计算不精确的问题，将DC转换器回路途经控制器，解决了在电量计算时，不能将动力耗电与功能耗电同时计算问题，同时兼顾铅酸电池和锂电的共同特性，将电池管理系统集成于控制器中，可同时适用铅酸电池和锂电，不需要再进行额外的单独设计。

为实现上述目的，本使用新型采用如下技术方案：

一种具有电量管理功能的电动车控制器，其特征在于：

包括电池、电门锁开关、控制器开关电源模块、延迟关闭主控芯片模块、电量采样模块、主控芯片、DC转换模块和充电器，控制器开关电源模块的输入端与电门锁开关的输出端连接，所述控制器开关电源模块的输出端与主控芯片的供电端连接；所述控制器开关电源模块的输入端还与延迟关闭主控芯片模块的延迟接口连接，延迟关闭主控芯片模块的BAT+端与电池正极连接，所述延迟关闭主控芯片模块的延迟控制端与主控芯片的延迟控制端连接，所述延迟关闭主控芯片模块的充电控制端与充电器的控制端连接；所述电门锁开关的输出端还与DC转换模块的输入端连接，DC转换模块的输出端与所述主控芯片的DC采样端连接，充电器的输出端与所述主控芯片的充电器采样端连接；所述电量采样模块包括电流采样电路和电压采样电路，所述电流采样电路包括电阻R1，电阻R1的一端与电池负极连接，另外一端接地线，所述电阻R1的两端还与所述主控芯片的电流采样端连接；电压采样电路的输入端与电池的正极连接，所述电压采样电路的输出端与主控芯片的电压采样端连接。

所述延迟关闭主控芯片模块包括电阻R6、电阻R7、三极管Q4、三极管Q3和光耦U1，光耦U1的控制端为所述充电控制端，光耦U1的驱动端与电阻R6的一端连接，三极管Q3的基极为所述延迟关闭主控芯片模块的延迟控制端，三极管Q3的集电极与电阻R7的一端连接，所述电阻R7和电阻R6的另一端均与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极为所述延迟接口，三极管Q4的发射极与电池的正极连接；

电压采样电路包括三极管Q2、三极管Q1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，三极管Q2的基极与所述主控芯片的采样控制端连接，三极管Q2的发射极接地线，三极管Q2的集电极均与三极管Q1的基极和电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端和三极管Q1的发射极均与电池正极连接，三极管Q1的集电极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R2连接并作为所述电压采样电路的输出端，电阻R2的另外一端接地线。

所述电池为铅酸电池或锂电池。

本实用新型所述的一种具有电量管理功能的电动车控制器，通过更改电路设计，使控制器芯片电源不受整车钥匙控制，实现了钥匙关闭后，控制器芯片仍能继续工作，进行相关的任务处理，至任务处理完成后，再自行将电源关闭，芯片停止工作，并且根据电池的特性，检测电池开路电压，判断电池容量情况，是电池电量的测量更加准确；同时采用积分运算，对放电量进行库伦累积计算，可精确计算出电池放电电量，再配合整车停止后电压校准，可进行精确的电池容量检测；作为整车控制单元及动力驱动单元的控制器，将DC转换模块回路途经控制器，即可实时掌握DC转换模块工作情况，再电量计算时，将动力耗电与功能耗电同时计算，则不会对电量积算造成遗漏；将充电器回路途经控制器，可实时掌握充电器工作情况，对电池已充电量进行精确的计算；对电池进行电量检测，当电池电量接近放完时，进行保护，保护点不会受放电工况的影响；兼顾铅酸电池和锂电的共同特性，将电池管理系统集成于控制器中，可同时适用铅酸电池和锂电，不需要再进行额外的单独设计。

附图说明

图1是本实用新型的电量计算模块电路图；

图2是本实用新型的控制器开关电源模块电路图；

图3是本实用新型的延迟关闭主控芯片模块电路图；

具体实施方式

如图1-图3所示，一种具有电量管理功能的电动车控制器，其特征在于：

包括电池、电门锁开关、控制器开关电源模块、延迟关闭主控芯片模块、电量采样模块、主控芯片、DC转换模块和充电器，控制器开关电源模块的输入端与电门锁开关的输出端连接，所述控制器开关电源模块的输出端与主控芯片的供电端连接；所述控制器开关电源模块的输入端还与延迟关闭主控芯片模块的延迟接口连接，延迟关闭主控芯片模块的BAT+端与电池正极连接，所述延迟关闭主控芯片模块的延迟控制端与主控芯片的延迟控制端连接，所述延迟关闭主控芯片模块的充电控制端与充电器的控制端连接；所述电门锁开关的输出端还与DC转换模块的输入端连接，DC转换模块的输出端与所述主控芯片的DC采样端连接，充电器的输出端与所述主控芯片的充电器采样端连接；所述电量采样模块包括电流采样电路和电压采样电路，所述电流采样电路包括电阻R1，电阻R1的一端与电池负极连接，另外一端接地线，所述电阻R1的两端还与所述主控芯片的电流采样端连接；电压采样电路的输入端与电池的正极连接，所述电压采样电路的输出端与主控芯片的电压采样端连接。

所述延迟关闭主控芯片模块包括电阻R6、电阻R7、三极管Q4、三极管Q3和光耦U1，光耦U1的控制端为所述充电控制端，光耦U1的驱动端与电阻R6的一端连接，三极管Q3的基极为所述延迟关闭主控芯片模块的延迟控制端，三极管Q3的集电极与电阻R7的一端连接，所述电阻R7和电阻R6的另一端均与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极为所述延迟接口，三极管Q4的发射极与电池的正极连接；

当充电器接电时，充电器激活光耦U1的驱动端，并使光耦U1的控制端导通，此时三极管Q4的基极就可以从与光耦U1的控制端连接的电阻R6上获取到高电平，从而使Q4的发射极和集电极导通，电池正极就可以通过Q4将电压输出给延迟接口，延迟接口将电压输出给控制器开关电源模块的输入端，控制器开关电源模块工作，并对主控芯片供电。

当充电器不接电时，主控芯片通过延迟控制端KB对三极管Q3的基极提供高电平，使三极管Q3导通，三极管Q4的基极就可以从与三极管Q3的集电极连接的电阻R7上获取高电平，从而使三极管Q4导通，电池正极就可以通过三极管Q4将电压输出控制器开关电源模块，控制器开关电源模块工作，并对主控芯片供电；主控芯片也可以通过延迟控制端KB对三极管Q3的基极提供低电平，使三极管Q3断开，三极管Q4也相应断开，电池正极端也相应不对控制器开关电源模块供电，从而关闭主控芯片。

电压采样电路包括三极管Q2、三极管Q1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，三极管Q2的基极与所述主控芯片的采样控制端连接，三极管Q2的发射极接地线，三极管Q2的集电极均与三极管Q1的基极和电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端和三极管Q1的发射极均与电池正极连接，三极管Q1的集电极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R2连接并作为所述电压采样电路的输出端，电阻R2的另外一端接地线。

电流采样电路工作时是在电阻R1的两端直接采样电流值，电压采样电路在工作时，先由主控芯片为三极管Q2提供高电平，使三极管Q2导通，连接与三极管Q2集电极上的电阻R4就可以对三极管Q1的基极提供高电平，使三极管Q1导通，电池正极就可以通过三极管Q1将电压加在电阻R2和电阻R3上，主控芯片就可以从电阻R2和电阻R3的连接端获取电压值。

当整车钥匙关闭后，由于有延迟关闭主控芯片模块的存在，主控芯片不关闭，等电池静置(不工作放电)一段时间后，主控芯片再进行电压检测；在进行电量计算时，主控芯片根据采样到的电压值和电流值采用积分运算，对放电量进行库伦累积计算，可精确计算出电池放电电量，再配合整车停止后电压校准，可进行精确的电池容量检测；等处理完成后，主控芯片通过延迟关闭主控芯片模块再自行将电源关闭，芯片停止工作。

DC转换模块主要提供车辆指示、功能电器件的用电，如仪表、喇叭、灯具等；充电器负责给电池进行充电，将DC转换模块回路途经控制器，即可实时掌握DC转换模块工作情况，再电量计算时，将动力耗电与功能耗电同时计算，则不会对电量积算造成遗漏；将充电器回路途经控制器，可实时掌握充电器工作情况，对电池已充电量进行精确的计算；

当电池电量接近放完时，进行保护，保护点不会受放电工况的影响

所述电池为铅酸电池或锂电池。

Claims (4)

1.一种具有电量管理功能的电动车控制器，其特征在于：包括电池、电门锁开关、控制器开关电源模块、延迟关闭主控芯片模块、电量采样模块、主控芯片、DC转换模块和充电器，控制器开关电源模块的输入端与电门锁开关的输出端连接，所述控制器开关电源模块的输出端与主控芯片的供电端连接；所述控制器开关电源模块的输入端还与延迟关闭主控芯片模块的延迟接口连接，延迟关闭主控芯片模块的BAT+端与电池正极连接，所述延迟关闭主控芯片模块的延迟控制端与主控芯片的延迟控制端连接，所述延迟关闭主控芯片模块的充电控制端与充电器的控制端连接；所述电门锁开关的输出端还与DC转换模块的输入端连接，DC转换模块的输出端与所述主控芯片的DC采样端连接，充电器的输出端与所述主控芯片的充电器采样端连接；所述电量采样模块包括电流采样电路和电压采样电路，所述电流采样电路包括电阻R1，电阻R1的一端与电池负极连接，另外一端接地线，所述电阻R1的两端还与所述主控芯片的电流采样端连接；电压采样电路的输入端与电池的正极连接，所述电压采样电路的输出端与主控芯片的电压采样端连接。

2.如权利要求1所述的一种具有电量管理功能的电动车控制器，其特征在于：所述延迟关闭主控芯片模块包括电阻R6、电阻R7、三极管Q4、三极管Q3和光耦U1，光耦U1的控制端为所述充电控制端，光耦U1的驱动端与电阻R6的一端连接，三极管Q3的基极为所述延迟关闭主控芯片模块的延迟控制端，三极管Q3的集电极与电阻R7的一端连接，所述电阻R7和电阻R6的另一端均与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极为所述延迟接口，三极管Q4的发射极与电池的正极连接。

3.如权利要求1所述的一种具有电量管理功能的电动车控制器，其特征在于：电压采样电路包括三极管Q2、三极管Q1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，三极管Q2的基极与所述主控芯片的采样控制端连接，三极管Q2的发射极接地线，三极管Q2的集电极均与三极管Q1的基极和电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端和三极管Q1的发射极均与电池正极连接，三极管Q1的集电极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与电阻R2一端连接并作为所述电压采样电路的输出端，电阻R2的另外一端接地线。

4.如权利要求1所述的一种具有电量管理功能的电动车控制器，其特征在于：所述电池为铅酸电池或锂电池。