TWI487635B - Power adjusting device of electric vehicle and method thereof - Google Patents

Description

電動車之動力調整裝置及其方法

本發明係關於一種動力調整裝置及其方法，尤指一種電動車之動力調整裝置及其方法，以避免使用過大電流來驅動電動車的情形持續太久。

目前在電動車的普遍設計上，在動力可用範圍中，大致區分為高電力模式(Power Mode)、標準模式(Normal Mode)、及省電模式(ECO Mode)三大模式。

一般來說，在上述模式的選擇使用中，標準模式以及省電模式並無限制可用條件或範圍，但是高電力模式下，由於高電力模式在電動車設計上會使用較大電流，而長時間使用大電流，將容易使電動車上之電池、控制器、馬達等裝置受到相當程度的耗損，甚至損壞。

針對長時間使用大電流之問題，目前的設計上，為了顧慮到電流大小的限制，在大電流維持一段固定時間後，必須切換動力來降低電流值，即強制高電力模式下降成標準模式或省電模式。然，此種方式雖然可避免大電流使用時間太長。但並無法適應性的根據實際使用的電流狀況來調整限制大電流的使用時間，故無法有效的使用此大電流區段之電流量。

發明人爰因於此，本於積極發明之精神，亟思一種電動車之動力調整裝置及其方法，提供電動車能更有效率的使用此大電流區段之電流量，同時，亦可避免長時間使用此大電流區段而傷害到電動車之動力組件或其他週邊零組件的品質與壽命，幾經研究實驗終至完成此項嘉惠世人之發明。

鑑於先前技術中電動車在高電力模式下需使用到大電流且限制大電流之使用時間不具彈性之問題。本發明透過計數電動車運作在高電力模式下電流的使用情況，來適應性的調整並限制大電流之使用時間，以有效的使用此大電流區段之電流量，亦可避免因長時間使用大電流而耗損電動車上之用電裝置。

為達成上述目的，本發明提供了一種電動車之動力調整裝置，控制電動車之動力，以限制流至一動力馬達之電流。電動車之動力調整裝置包括一驅動單元、一控制單元、及一供電單元。其中，驅動單元係設定一高電流範圍、及一非高電流範圍，並產生一代表高電流範圍、或非高電流範圍之驅動訊號，以驅動動力馬達。控制單元為電連接驅動單元，並接收一控制訊號，以據此產生一模式切換訊號來控制驅動單元。而供電單元則耦接驅動單元及控制單元，以供應電力至控制單元、及驅動單元。

其中，控制單元接收驅動訊號，以於驅動訊號處於高電流範圍一限制時間後，控制單元輸出模式切換訊號，以限制驅動單元產生代表高電流範圍之驅動訊號，進而限制流至動力馬達之電流，且控制單元開始計數一允許時間，而允許時間係根據驅動訊號來調整允許時間，並於控制單元計數至允許時間後輸出模式切換訊號，以允許驅動單元產生代表高電流範圍之驅動訊號，進而解除流至動力馬達之電流限制。

此外，本發明之高電流範圍與非高電流範圍可不重疊。

再者，本發明之非高電流範圍可具有一中電流範圍、及一低電流範圍，且中電流範圍與低電流範圍可不重疊。

再者，當控制單元判斷驅動訊號處於高電流範圍一限制時間之後，並接收到代表非高電流範圍之驅動訊號時，本發明之控制單元可縮短允許時間。

另外，本發明之非高電流範圍為低電流範圍之允許時間可為低於非高電流範圍為中電流範圍之允許時間。

本發明更提供了一種電動車之動力調整方法，用以限制流至電動車之一動力馬達之電流。此方法包括有一用以產生一驅動訊號之驅動單元、一接收一控制訊號並根據驅動訊號而控制驅動單元之控制單元、及一供應驅動單元與控制單元電力之供電單元，其中驅動訊號係將流至動力馬達之電流分成一高電流範圍、及一非高電流範圍。電動車之動力調整方法方法包含步驟：(A)偵測驅動訊號是否處於高電流範圍一限制時間；(B)若是，則限制驅動單元產生代表高電流範圍之驅動訊號，以限制流至動力馬達之電流，而控制單元開始計數一允許時間；(C)根據驅動訊號來調整允許時間；以及(D)於計數至允許時間後，允許驅動單元產生代表高電流範圍之驅動訊號，以解除流至動力馬達之電流限制。

以上的概述與接下來的詳細說明皆為示範性質，是為了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。

請參考圖1，係本發明一較佳實施例之電動車之動力調整裝置示意圖。電動車之動力調整裝置係控制電動車之動力，以限制流至一動力馬達130之電流。在本實施例中，動力馬達130係用來提供電動車動力，以驅動電動車行進。如圖1所示，動力調整裝置包括一驅動單元120、一控制單元110、及一供電單元100。其中，驅動單元120係設定一高電流範圍、及一非高電流範圍，並產生一代表該高電流範圍、或該非高電流範圍之驅動訊號Ds，以據此控制動力馬達130之轉速，進而驅動該動力馬達130。此外，非高電流範圍係具有一中電流範圍、及一低電流範圍。而該高電流範圍、中電流範圍、與低電流範圍彼此不重疊。

而在電動車之動力設計中，其動力可用範圍可分為高電力模式(Power Mode)、標準模式(Normal Mode)、及省電模式(ECO Mode)，以根據不同的模式提供不同的電流至動力馬達來驅動電動車。在本實施例中，高電流範圍、中電流範圍、及低電流範圍係分別對應到上述動力可用範圍之高電力模式、標準模式、及省電模式，以代表動力馬達130在不同模式下所使用的電流量。此外，本實施例之低電流範圍係介於0A(安培)至不超過20A，其中電流範圍係介於20A至不超過52A，而其高電流範圍則為52A以上。

控制單元110係電連接驅動單元120，且接收一控制訊號Cs，以據此產生一模式切換訊號Mt來控制驅動單元120。在本實施例中，控制訊號Cs係連接到一電門(未繪於圖式)，以據此調整驅動單元120所產生的驅動訊號Ds之電流範圍。而供電單元100則耦接該驅動單元120及該控制單元110，以供應電力至該控制單元110、及該驅動單元120。在本實施例中，供電單元100為產生一控制電力Pc至控制單元110，且此控制電力Pc為12V(福特)。同時，供電單元100產生一驅動電力Pd至該驅動單元120，且此驅動電力Pd為48V。

此外，控制單元110將根據驅動訊號Ds，以於驅動訊號Ds處於高電力模式一限制時間後，該控制單元110輸出模式切換訊號Mt，以限制該驅動單元120產生代表該高電流範圍之驅動訊號Ds，進而限制流至動力馬達130之電流，即限制高電力模式的使用權限。在本實施例中，限制時間係以每秒加9單位值的方式來計算，當限制時間由初始下限0單位值被加至限制上限360單位值，控制單元110將限制高電力模式的使用權限，以避免長時間使用此高電流範圍，而傷害到電動車之動力組件或其他週邊零組件的品質與壽命。

而控制單元110亦將於驅動訊號Ds處於高電力模式一限制時間後，開始計數一允許時間。其中，允許時間為根據該驅動訊號Ds來調整允許時間，並於控制單元110計數至 允許時間後輸出該模式切換訊號Mt，以允許驅動單元120產生代表該高電流範圍之驅動訊號Ds，進而解除流至該動力馬達130之電流限制，即開放高電力模式的使用權限。在本實施例中，允許時間係根據驅動訊號Ds來計算。當控制單元110接收到代表該中電流範圍之該驅動訊號Ds時，允許時間以每秒減1單位值的方式來計算。而當控制單元110接收到代表低電流範圍之驅動訊號Ds時，允許時間遂以每秒減3單位值的方式來計算。因此，當允許時間因控制單元110接收到代表不同電流範圍之驅動訊號Ds而由限制上限360單位值被減至初始下限值0單位值，控制單元110將開放高電力模式的使用權限，以讓動力馬達130可繼續於高電力模式操作。故上述之允許時間因不同電流範圍之驅動訊號Ds而可適應性的調整允許時間，以適應性的調整大電流之使用時間，並使電動車得以更有效率的使用高電力模式之電流量。

再來，請同時參考圖2，係本發明一較佳實施例之電動車之動力調整方法流程圖。首先，駕駛者係操控電動車之電門，以傳送控制訊號Cs至本實施例之動力調整裝置，而提供動力馬達130之動力，進而帶動電動車行進。當電動車被操控在代表高電流範圍之高電力模式時，控制單元110遂開始偵測驅動訊號Ds是否處於高電流範圍一限制時間(步驟S210)。在本實施例中，高電流範圍為52A以上。因此，若控制單元110偵測到驅動訊號Ds高於52A，將由初始下限0 單位值開始計數限制時間，並每秒加9單位值。而限制時間之限制上限係設為360單位值。

若此限制時間並未計數至360單位值時，控制單元110不會限制動力馬達130操作在高電力模式下。意即驅動單元120可被允許產生代表高電流範圍之驅動訊號(步驟S220)。

而若此限制時間已計數至360單位值時，控制單元110將會限制動力馬達130操作在高電力模式下。意即驅動單元120被限制產生代表高電流範圍之驅動訊號，以限制過大的電流流至動力馬達130。同時，控制單元110遂開始計數一允許時間(步驟S230)。而此時，控制單元110將強制動力馬達130操作在標準模式下。

但若此時駕駛者仍然維持電門，以透過控制訊號Cs告知控制單元110，欲將動力馬達130操作在代表高電流範圍之高電力模式下(此時動力馬達130實際上仍操作在標準模式下)，控制單元110將從限制上限360單位值，以每秒減1單位值的方式來計數允許時間(步驟S240、S250)。若於計算過程中，駕駛者操控電門，以使動力馬達130操作在代表低電流範圍之省電模式下，控制單元110將改以每秒減3單位值的方式來計數允許時間(步驟S240、S260)。

當限制上限360單位值被減至初始下限值0單位值後，控制單元110將開放高電力模式的使用權限，以讓動力馬達130可操作於高電力模式，意即解除流至動力馬達130之電流限制(步驟S270)。

故由上述可知，本發明之動力調整裝置不但可以防止電動車因長時間於大電流下運作，導致電動車上的用電裝置有耗損，而影響其運作品質及使用壽命。且藉由驅動訊號Ds來調整允許時間，亦可適應性的調整大電流之使用時間，以使電動車得以更有效率的使用高電力模式下之大電流量。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

100‧‧‧供電單元

110‧‧‧控制單元

120‧‧‧驅動單元

130‧‧‧動力馬達

Cs‧‧‧控制訊號

Ds‧‧‧驅動訊號

Mt‧‧‧模式切換訊號

Pc‧‧‧控制電力

Pd‧‧‧驅動電力

S210、S220、S230、S240、S250、S260、S270‧‧‧步驟

圖1係本發明一較佳實施例之電動車之動力調整裝置示意圖。

圖2係本發明一較佳實施例之電動車之動力調整方法流程圖。

100．．．供電單元

110．．．控制單元

120．．．驅動單元

130．．．動力馬達

Cs．．．控制訊號

Ds．．．驅動訊號

Mt．．．模式切換訊號

Pc．．．控制電力

Pd．．．驅動電力

Claims (10)

1. 一種電動車之動力調整裝置，控制該電動車之動力，以限制流至一動力馬達之電流，包括：一驅動單元，設定一高電流範圍、及一非高電流範圍，並產生一代表該高電流範圍、或該非高電流範圍之驅動訊號，以驅動該動力馬達；一控制單元，電連接該驅動單元，並接收一控制訊號，以據此產生一模式切換訊號來控制該驅動單元；以及一供電單元，耦接該驅動單元及該控制單元，以供應電力至該控制單元、及該驅動單元；其中，該控制單元接收該驅動訊號，以於該驅動訊號處於該高電流範圍一限制時間後，該控制單元輸出該模式切換訊號，以限制該驅動單元產生代表該高電流範圍之驅動訊號，進而限制流至該動力馬達之電流，且該控制單元開始計數一允許時間，而該允許時間係根據該驅動訊號來調整該允許時間，並於該控制單元計數至該允許時間後輸出該模式切換訊號，以允許該驅動單元產生代表該高電流範圍之驅動訊號，進而解除流至該動力馬達之電流限制。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電動車之動力調整裝置，其中，該高電流範圍與該非高電流範圍不重疊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電動車之動力調整裝置，其中，該非高電流範圍具有一中電流範圍、及一低電流範圍，且該中電流範圍與該低電流範圍不重疊。
4. 如申請專利範圍第3項所述之電動車之動力調整裝置，其中，當該控制單元判斷該驅動訊號處於該高電流範圍一限制時間之後，並接收到代表該非高電流範圍之該驅動訊號時，該控制單元縮短該允許時間。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電動車之動力調整裝置，其中，該非高電流範圍為該低電流範圍之該允許時間係低於該非高電流範圍為該中電流範圍之該允許時間。
6. 一種電動車之動力調整方法，用以限制流至該電動車之一動力馬達之電流，該方法包括有一用以產生一驅動訊號之驅動單元、一接收一控制訊號並根據該驅動訊號而控制該驅動單元之控制單元、及一供應該驅動單元與該控制單元電力之供電單元，其中該驅動訊號係將流至該動力馬達之電流分成一高電流範圍、及一非高電流範圍，該方法包含下列步驟：(A)偵測該驅動訊號是否處於該高電流範圍一限制時間；(B)若否，則限制該驅動單元產生代表該高電流範圍之驅動訊號，以限制流至該動力馬達之電流，而該控制單元開始計數一允許時間；(C)根據該驅動訊號來調整該允許時間；以及(D)於計數至該允許時間後，允許該驅動單元產生代表該高電流範圍之驅動訊號，以解除流至該動力馬達之電流限制。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電動車之動力調整方法，其中，該高電流範圍與該非高電流範圍不重疊。
8. 如申請專利範圍第6項所述之電動車之動力調整方法，其中，該非高電流範圍具有一中電流範圍、及一低電流範圍，且該中電流範圍與該低電流範圍不重疊。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電動車之動力調整方法，其中，當該控制單元判斷該驅動訊號處於該高電流範圍一限制時間之後，並接收到代表該非高電流範圍之該驅動訊號時，該控制單元縮短該允許時間。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電動車之動力調整方法，其中，該非高電流範圍為該低電流範圍之該允許時間係低於該非高電流範圍為該中電流範圍之該允許時間。