一種微型低電壓純電動(dòng)車(chē)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種微型低電壓純電動(dòng)車(chē)，包括數(shù)字控制器、低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)、快速充電控制器、多個(gè)相互連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和牽引電動(dòng)機(jī)以及機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)件，所述數(shù)字控制器通過(guò)耦合器與低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)相連，所述低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)還與所述快速充電控制器相連，所述數(shù)字控制器還與所述快速充電控制器的控制端相連，所述數(shù)字控制器還分別與多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接；所述機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)件用于將多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸扭矩進(jìn)行組合。本發(fā)明具有很好的安全性和電池組合的靈活性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種微型低電壓純電動(dòng)車(chē)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及純電動(dòng)車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微型低電壓純電動(dòng)車(chē)。
【背景技術(shù)】
[0002]純電動(dòng)車(chē)是指完全由動(dòng)力蓄電池提供電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē)。其以車(chē)載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪實(shí)現(xiàn)行駛。電動(dòng)汽車(chē)的組成包括:電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力傳動(dòng)等機(jī)械系統(tǒng)、完成既定任務(wù)的工作裝置等。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電源和電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制裝置等組成。電源為電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)提供電能，電動(dòng)機(jī)將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過(guò)傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪和工作裝置。純電動(dòng)化、微型化的電動(dòng)車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程中秉承的重要理念是:車(chē)輛的適用性安全性以及節(jié)能特性，但是微型化的電動(dòng)車(chē)的動(dòng)力特性應(yīng)與傳統(tǒng)電動(dòng)車(chē)相同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種微型低電壓純電動(dòng)車(chē)，具有很好的安全性和電池組合的靈活性。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種微型低電壓純電動(dòng)車(chē)，包括數(shù)字控制器、低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)、快速充電控制器、多個(gè)相互連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和牽引電動(dòng)機(jī)以及機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)件，所述數(shù)字控制器通過(guò)耦合器與低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)相連，所述低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)還與所述快速充電控制器相連，所述數(shù)字控制器還與所述快速充電控制器相連，所述數(shù)字控制器還分別與多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接;所述機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)件用于將多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸扭矩進(jìn)行組合。
[0005]所述數(shù)字控制器連接有車(chē)載GPS模塊和車(chē)載GPRS模塊，所述車(chē)載GPS模塊用于讀取車(chē)輛運(yùn)行軌跡;所述GPRS模塊用于發(fā)送整車(chē)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
[0006]所述低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)由多個(gè)低壓電池組并聯(lián)而成。
[0007]所述低壓電池組由多個(gè)單體電池串聯(lián)而成。
[0008]所述低壓電池組還與電池管理系統(tǒng)相連，所述電池管理系統(tǒng)還與所述數(shù)字控制器相連。
[0009]所述數(shù)字控制器還通過(guò)耦合器與超級(jí)電容器模組相連。
[0010]有益效果
[0011]由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本發(fā)明的電壓等級(jí)屬于低壓范疇，因此具有很好的安全性和電池組合的靈活性，由于處于低壓的狀態(tài)，因此，串聯(lián)支路的電池?cái)?shù)量較少，要獲得大容量，只需將少量的電池進(jìn)行串聯(lián)后，再實(shí)施并聯(lián);并聯(lián)的數(shù)量取決于容量的需求。本發(fā)明采用了多電機(jī)的組合方式，在結(jié)構(gòu)方面采用I?3個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行組合實(shí)現(xiàn)了功率的優(yōu)化疊加。本發(fā)明在低壓狀態(tài)時(shí)，做到大電流充電，只需3?5分鐘即可完成整車(chē)的充電。本發(fā)明的運(yùn)行狀態(tài)可以自適應(yīng)優(yōu)化控制調(diào)節(jié)。由于系統(tǒng)采用了多電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式，因此，控制運(yùn)行功率與調(diào)節(jié)過(guò)程就增加了靈活性，在車(chē)輛運(yùn)行中，將依照駕駛員給定的需求調(diào)節(jié)參數(shù)(油門(mén)給定量與梯度)，自動(dòng)切換電機(jī)的投用數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0014]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種微型低電壓純電動(dòng)車(chē)，如圖1所示，包括數(shù)字控制器1、低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)、快速充電控制器9、多個(gè)相互連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器6和牽引電動(dòng)機(jī)7以及機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)件8，所述數(shù)字控制器I通過(guò)耦合器2與低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)相連，所述低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)還與所述快速充電控制器9相連，所述數(shù)字控制器I還與所述快速充電控制器9的控制端相連，所述數(shù)字控制器I還分別與多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器6連接;所述機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)件8用于將多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)7的轉(zhuǎn)軸扭矩進(jìn)行組合。所述數(shù)字控制器I還通過(guò)耦合器2與超級(jí)電容器模組5相連。
[0015]所述數(shù)字控制器I由DSP芯片和FPGA芯片組成，其為整個(gè)微型低電壓純電動(dòng)車(chē)的控制核心，用來(lái)對(duì)整車(chē)進(jìn)行調(diào)度控制。該控制器帶有數(shù)據(jù)總線(xiàn)的整車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用以對(duì)整個(gè)車(chē)輛各個(gè)部件模塊進(jìn)行控制。
[0016]所述數(shù)字控制器I連接有車(chē)載GPS模塊和車(chē)載GPRS模塊，所述車(chē)載GPS模塊用于讀取車(chē)輛運(yùn)行軌跡;所述GPRS模塊用于發(fā)送整車(chē)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)至遠(yuǎn)程Internet網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)中心，用以完成對(duì)整車(chē)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控、以及電池健康狀態(tài)管理等諸多功能。
[0017]耦合器2用于完成各個(gè)低壓電池組并聯(lián)和超級(jí)電容器模組的組合，在特定的時(shí)間段可以是一組低壓電池工作，或多組低壓電池同時(shí)工作，以及超級(jí)電容器模組的投入或切除。
[0018]所述低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)由多個(gè)低壓電池組3并聯(lián)而成，為了獲得足夠的能量，必須并聯(lián)多組的低壓電池組，其低壓電池組數(shù)量的多少，則由所需的續(xù)航里程決定，在本系統(tǒng)中可以是I組，或η組，η的數(shù)量由所需的容量和車(chē)輛存儲(chǔ)空間決定。所述低壓電池組由多個(gè)單體電池串聯(lián)而成，由于采用低電壓的模式，其相對(duì)所配置的電池單體數(shù)量就相對(duì)較少，當(dāng)配置70V系統(tǒng)時(shí)，該低壓電池組的單體電池?cái)?shù)量?jī)H為22塊；當(dāng)配320V系統(tǒng)時(shí)，該低壓電池組的單體電池?cái)?shù)量?jī)H為100塊，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到靈活的配置原則，因此，其數(shù)量可以是22?100塊的任意數(shù)，這對(duì)微型公交車(chē)的儲(chǔ)能系統(tǒng)配置的靈活性帶來(lái)了極大的便捷與好處。其中，每個(gè)低壓電池組3均帶有BMS電池管理系統(tǒng)4，用于對(duì)各個(gè)電池單體容量的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果通過(guò)數(shù)字控制器的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳遞給數(shù)字控制器。
[0019]所述超級(jí)電容器模組5是為提升整個(gè)系統(tǒng)的瞬間功率而配置，通過(guò)該模組的配置實(shí)現(xiàn)了“雙電型儲(chǔ)能系統(tǒng)”。
[0020]快速充電控制器9用于執(zhí)行對(duì)低壓電池組系統(tǒng)進(jìn)行快速充電，其輸入端與外置充電機(jī)相連，輸出端與低壓電池組系統(tǒng)相連，數(shù)據(jù)控制端與數(shù)字控制器相連。快速充電控制器用于執(zhí)行快速充電過(guò)程的算法執(zhí)行，運(yùn)行控制將依照如下順序步實(shí)施:
[0021]1、通過(guò)數(shù)據(jù)控制端得到數(shù)字控制器傳輸?shù)谋拒?chē)輛的剩余電量，并根據(jù)剩余電量計(jì)算本次的充電所需的電量。
[0022]2、通過(guò)與充電機(jī)的數(shù)字通訊，獲得該充電粧的允許最大充電限定電流，該充電電流的最大值，是快速充電的依據(jù)。
[0023]3、根據(jù)時(shí)間優(yōu)先的算法，控制器給出充電機(jī)的調(diào)節(jié)電流，以最大的允許工作電流作為起始充電電流。
[0024]4、根據(jù)電池的特性曲線(xiàn)，控制充電機(jī)的充電功率和電流，在算法確定的充電時(shí)間段內(nèi)完成整車(chē)的充電。
[0025]電機(jī)驅(qū)動(dòng)器6用于完成低壓條件下的電機(jī)功率輸出，從而完成對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)和控制，牽引電動(dòng)機(jī)用于實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)功率的輸出。圖1中共有3個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和3個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)。
[0026]機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)件用于將圖1中3個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸扭矩進(jìn)行組合，最終在輸出軸上完成旋轉(zhuǎn)扭矩的疊加。各個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)扭矩是受控于各自的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，而電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸入是由數(shù)字控制器給出信號(hào)進(jìn)行控制的。
[0027]本發(fā)明在低壓的配置前提下，首先要決定的是采用什么電壓等級(jí)的電池配置，在空間、重量、續(xù)航里程三者的參數(shù)平衡后，確定了所需配置的整車(chē)電壓等級(jí)。當(dāng)電壓等級(jí)被確定下之后，必須衡量為達(dá)到行駛速度和爬坡度所必須配置的電動(dòng)機(jī)功率，由于該系統(tǒng)采用了多電機(jī)的系統(tǒng)，因此，電動(dòng)機(jī)的配置功率可以小很多，轉(zhuǎn)矩采用了疊加原理使得整體輸出仍然能夠保持傳統(tǒng)汽車(chē)的水平，這些參數(shù)確定之后，必須將所有這些參數(shù)設(shè)置于數(shù)字控制器中，由數(shù)字控制器根據(jù)整車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自適應(yīng)優(yōu)化控制調(diào)節(jié)。由于系統(tǒng)采用了多電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式，因此，控制運(yùn)行功率與調(diào)節(jié)過(guò)程就增加了靈活性，在車(chē)輛運(yùn)行中，將依照駕駛員給定的需求調(diào)節(jié)參數(shù)(油門(mén)給定量與梯度)，自動(dòng)切換電機(jī)的投用數(shù)實(shí)施輸出，以此決定由一個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)運(yùn)行還是多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微型低電壓純電動(dòng)車(chē)，包括數(shù)字控制器、低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)、快速充電控制器、多個(gè)相互連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和牽引電動(dòng)機(jī)以及機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)件，其特征在于，所述數(shù)字控制器通過(guò)耦合器與低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)相連，所述低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)還與所述快速充電控制器相連，所述數(shù)字控制器還與所述快速充電控制器相連，所述數(shù)字控制器還分別與多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接;所述機(jī)械齒輪結(jié)構(gòu)件用于將多個(gè)牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸扭矩進(jìn)行組合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型低電壓純電動(dòng)車(chē)，其特征在于，所述數(shù)字控制器連接有車(chē)載GPS模塊和車(chē)載GPRS模塊，所述車(chē)載GPS模塊用于讀取車(chē)輛運(yùn)行軌跡;所述GPRS模塊用于發(fā)送整車(chē)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型低電壓純電動(dòng)車(chē)，其特征在于，所述低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)由多個(gè)低壓電池組并聯(lián)而成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型低電壓純電動(dòng)車(chē)，其特征在于，所述低壓電池組由多個(gè)單體電池串聯(lián)而成。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型低電壓純電動(dòng)車(chē)，其特征在于，所述低壓電池組還與電池管理系統(tǒng)相連，所述電池管理系統(tǒng)還與所述數(shù)字控制器相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型低電壓純電動(dòng)車(chē)，其特征在于，所述數(shù)字控制器還通過(guò)耦合器與超級(jí)電容器模組相連。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型低電壓純電動(dòng)車(chē)，其特征在于，所述快速充電控制器用于獲取剩余電量和充電機(jī)允許的最大充電限定電流，根據(jù)時(shí)間優(yōu)先的算法給出充電機(jī)的調(diào)節(jié)電流并以最大允許工作電流作為起始充電電流，并根據(jù)電池的特性曲線(xiàn)，控制充電機(jī)的充電功率和電流，在算法確定的充電時(shí)間段內(nèi)完成整車(chē)的充電。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK105882445SQ201610255429
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】陸政德, 帥鴻元
【申請(qǐng)人】上海瑞華(集團(tuán))有限公司