專利名稱：一種帶控制檔的電動車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電動車領(lǐng)域，具體涉及一種能夠根據(jù)不同需要、不同路面進行車速及扭矩調(diào)整的電動車。
背景技術(shù)：
目前電動車用戶對電動車性能要求各不相同，平原地區(qū)及道路平坦的市區(qū)對電動車的續(xù)行里程(一次充電騎行的里程)放在首位，其爬坡性能和最高車速放在其次，而在丘陵地區(qū)則對電動車的爬坡性能和最高車速放在首位，其續(xù)行里程放在其次，對于山區(qū)及道路較差的鄉(xiāng)村，對電動車的爬坡性能放在首位，其續(xù)行里程和最高車速放在其次，因此為滿足不同市場的需求，電動車生產(chǎn)廠家費盡心思，將電動車產(chǎn)品配置進行細分，從而出現(xiàn)“長跑王”、“爬坡王”等單項電動車優(yōu)勢產(chǎn)品，這樣不但增加了電動車廠家的操作難度，而且在適應(yīng)性上來說，還是不能滿足消費者需要一種能夠同時針對所有路面情況都能適應(yīng)的“全 能王”產(chǎn)品的需求。根據(jù)電動車國內(nèi)目前發(fā)展現(xiàn)狀及其工作原理(以無刷直流電機為動力，鉛酸蓄電池為動力能源)，電動車的里程、爬坡和車速三者之間成反比關(guān)系，這種需要在硬件上不能兼容在同一輛電動車上，要想里程長，爬坡性能就差，車速就慢；要想爬坡性能好，里程就短，車速就慢；要想車速快，里程就短，爬坡性能就差。

實用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中一輛電動車僅通過調(diào)速轉(zhuǎn)把進行速度控制，而不能根據(jù)不同的路況和要求對電動車的行駛參數(shù)進行細化調(diào)整的問題，本實用新型提供一種在電動車上設(shè)置不同控制檔來針對不同的路況和要求，以實現(xiàn)同一輛電動車在爬坡、速度、里程方面發(fā)揮最大優(yōu)勢的裝置。具體方案如下一種帶控制檔的電動車，所述電動車包括驅(qū)動車輪的驅(qū)動電機、給驅(qū)動電機供電的蓄電池、調(diào)節(jié)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速快慢的調(diào)速轉(zhuǎn)把、控制上述部件的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)連接有控制蓄電池電流輸出大小和驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速快慢的控制檔。為避免電動車做無用功并發(fā)揮最大的效率所述控制檔包括以爬坡為目的的爬坡檔、以速度為目的的速度檔和強調(diào)行駛距離的里程檔。為方便駕駛者控制所述控制檔安裝在車頭上或車把上。為方便操作所述控制檔采用一個點動開關(guān)來實現(xiàn)檔位轉(zhuǎn)換，通過按下點動開關(guān)的不同次數(shù)來觸發(fā)控制系統(tǒng)相應(yīng)的控制程序，進而使電動車采用與當前路況相應(yīng)的蓄電池電流和驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速。為方便操作和觀察所述控制檔采用撥動式開關(guān)，設(shè)置有三個撥動位，分別對應(yīng)三種不同檔位，每個檔位通過信號線與控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)根據(jù)觸發(fā)的不同信號進而使電動車采用與當前路況相應(yīng)的蓄電池電流和驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速。為使駕駛者清楚當前的檔位所述控制系統(tǒng)連接有提醒駕駛者改變當前不對應(yīng)路況檔位的提示燈。[0009]本方案根據(jù)無刷直流電機性能和鉛酸蓄電池放電特性，即車速(電機轉(zhuǎn)速)和爬坡性能(電機扭矩)跟驅(qū)動電機相關(guān)，里程跟蓄電池放電性能及驅(qū)動電機效率相關(guān)，在常規(guī)情況下，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速高時，其工作電流大，最大扭矩小，驅(qū)動電機在低轉(zhuǎn)速時，其工作電流小，最大扭矩大，驅(qū)動電機在最大扭矩時，電流最大但效率很低。鉛酸蓄電池以2h容量為額定容量(即以0. 5C電流放電時間為2h)，如以大于0. 5C電流放電，蓄電池實際容量就會小于額定容量，電流越大，耗電量越快，反之，如以小于0. 5C電流放電,蓄電池實際容量就會大于額定容量。根據(jù)上述驅(qū)動電機和蓄電池工作特性及相互聯(lián)系，將電動車在里程、爬坡和車速三個行駛方面分別用三個檔位來對應(yīng)，包括里程檔一省電模式，即啟動電流和工作電流都小于蓄電池額定容量的電流值，此時驅(qū)動電機的效率最高。根據(jù)電機效率曲線，選定效率較高曲線段相對應(yīng)的驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速作為該檔的最高車速，以IOOKgd個大人加I個小孩的體重)負載在該檔選定車速上的電流為該檔的限流值，為減少蓄電池大電流放電，起步時采用緩慢加速的軟啟動，即該檔基本模式為軟啟動+限流+限速；爬坡檔一動カ模式，即啟動加速度要快，蓄電池電流輸出大于額定容量的電流 值，同時限制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，這樣可減少電動車在爬坡時速度明顯下降的現(xiàn)象，具體的電流值需要根據(jù)該款驅(qū)動電機的性能和蓄電池的額定容量確定，這種電動車起步快速提速的方式稱為硬啟動，即該檔模式為硬啟動+最大電流+限速；車速檔——超車模式，為節(jié)省能量，采用緩慢加速的軟啟動和適當?shù)南蘖?不超過蓄電池容量相同的電流)，即該檔模式為軟啟動+限流+不限速。本方案根據(jù)上述原理，通過與控制系統(tǒng)連接的控制檔，來觸發(fā)控制系統(tǒng)中不同的控制程序，使不同的路況下，蓄電池和驅(qū)動電機能夠根據(jù)檔位設(shè)定做出適應(yīng)性的調(diào)整，從而使電動車的行駛更加合理，同時還兼顧了節(jié)能、減少磨損等方面。采用點動開關(guān)能夠快速將信號傳遞到控制系統(tǒng)，而采用撥動式開關(guān)能夠清楚當前的檔位，利用檔位提示燈可以提醒駕駛者根據(jù)當前路況改變當前檔位。

圖I本實用新型的連接示意圖。圖2本實用新型中各檔位參數(shù)設(shè)定的根據(jù)表。附圖中標號說明1_控制系統(tǒng)、2-調(diào)速轉(zhuǎn)把、3-蓄電池、4-驅(qū)動電機、5-控制檔、6-電源鎖、7-電流線、8-轉(zhuǎn)速線、9-扭矩線、10-效率線。
具體實施方式
如圖I所示，本方案的電動車包括驅(qū)動電動車車輪的驅(qū)動電機4，與驅(qū)動電機4連接并給其供電的蓄電池3，調(diào)節(jié)驅(qū)動電機4轉(zhuǎn)速快慢的調(diào)速轉(zhuǎn)把2，分別與上述部件連接的控制系統(tǒng)1，其中控制系統(tǒng)I連接有控制蓄電池3電流輸出和驅(qū)動電機4轉(zhuǎn)速快慢的控制檔5，本方案的控制檔為ー個檔位切換開關(guān)，具體的檔位包括保證電動車最大行駛距離的里程檔，適應(yīng)坡地或丘陵地形的爬坡檔，提高最高時速的速度檔，各檔位通過信號線與控制系統(tǒng)連接，以上三種檔位使駕駛者在不同地形時采用不同的檔位，不但實現(xiàn)電動車的效率最大化，而且能夠減少電動車上蓄電池、驅(qū)動電機的磨損。[0018]本方案的控制原理是現(xiàn)有電動車是控制系統(tǒng)為調(diào)速轉(zhuǎn)把提供5V的電壓，調(diào)速轉(zhuǎn)把根據(jù)提供的5V電壓，將其在I 4. 2V之間進行調(diào)節(jié)，再回輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將此調(diào)節(jié)后的電壓信號傳送到驅(qū)動電機進行相應(yīng)的車速控制，如果控制系統(tǒng)輸送給調(diào)速轉(zhuǎn)把的基本電壓低，那么調(diào)速轉(zhuǎn)把能夠調(diào)速的電壓范圍也就低，本方案就是通過控制控制系統(tǒng)輸出到調(diào)速轉(zhuǎn)把的電壓大小來對驅(qū)動電機進行限速，具體體現(xiàn)在限流和限速兩個方面；對于限流來說，目前電動車上的控制系統(tǒng)對電動車都有限流功能，這個限流值即為電動車的最大輸出電流，這個電流值都是由電動車生產(chǎn)廠家制定的，一般在蓄電池額定容量的I. 5 2倍之間，如電池為12Ah，限流一般為17 25A，電池為20Ah，限流一般為25 35A,由于市場上各電動車米用的驅(qū)動電機功率不一樣,蓄電池的容量大小也不一樣，針對目前市面上的電動車，路試按標準負重75kg的人騎行時，速度加到最快且平穩(wěn)時，驅(qū)動電機的扭矩一般在9. 5N. m,而在9. 5N. m扭矩所對應(yīng)的最快速度下的電流大小是不同的，如車速為34km/h時，這個9. 5N.m所對應(yīng)的電流為IlA左右，最高車速在26km/h時，這個9. 5N. m所對應(yīng)的電流為7A左右，所以里程檔要限速，目的就是降低行駛電流，增加續(xù)行里程，而爬坡檔的設(shè)定思想是電動車在啟動或爬坡時就直接是該檔的最大電流，利用檔位切 換，能夠避免在不同路況時蓄電池輸出無用電流，而導致耗電量大，續(xù)行里程短，電池壽命短等問題。如圖2所示，具體每個檔位的限速、限流依據(jù)是根據(jù)電機效率曲線來確定的，電機效率曲線是由檢測電機參數(shù)的“測功系統(tǒng)”測試出來的，測功系統(tǒng)是目前國內(nèi)的電機廠及電動車整車廠都采用的一套檢測設(shè)備，由測功機和電腦軟件以及一些顯示儀表組成，根據(jù)電機效率曲線相對應(yīng)的數(shù)據(jù)，能清楚了解被測試電機的具體參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、扭矩、輸入功率、輸出功率、電流、效率等，如圖2所示的即為某驅(qū)動電機的效率曲線，包括電流線7、轉(zhuǎn)速線8、扭矩線9和效率線10，可以看出驅(qū)動電機效率較高的曲線段在A交叉點跟B交叉點之間，當電動車路試按標準負重75kg的人騎行時，速度加到最快且平穩(wěn)時驅(qū)動電機扭矩一般在9. 5N. m,故將9. 5N. m時驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速盡量限制在效率最高點D附近，來作為里程檔的最高車速。根據(jù)圖2可以看出，里程檔時最大電流為交叉點C對應(yīng)的電流值最為理想，故將里程檔的限流值設(shè)為交叉點C對應(yīng)的電流值，將上述數(shù)值寫入控制系統(tǒng)的控制程序，當控制系統(tǒng)接到相應(yīng)檔位發(fā)出的信號時，即啟動相應(yīng)的控制程序去調(diào)整蓄電池的電流輸出和驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，從而達到適應(yīng)當前路況的目的。通過本方案的設(shè)置可以避免在爬坡時，驅(qū)動電機不會慢速啟動，避免駕駛者感到車速慢，而平地時驅(qū)動電機不會快速啟動，避免駕駛者出現(xiàn)無法掌控電動車的情況發(fā)生。本方案在電動車的車頭上設(shè)置了一個控制擋后，為使駕駛者清楚當前使用的行駛檔位，在儀表盤上設(shè)置了相應(yīng)的提示燈。本方案默認打開電源鎖6后的檔位為里程檔。具體的控制檔部件可以采用點動開關(guān)來實現(xiàn)，利用按下點動開關(guān)來觸發(fā)相應(yīng)檔位的觸發(fā)信號，控制系統(tǒng)接到相應(yīng)的觸發(fā)信號后會轉(zhuǎn)到相應(yīng)的控制程序，從而對蓄電池進行限流或是對驅(qū)動電機進行限速。當前的路況與電動車采用的檔位不一致時，控制系統(tǒng)根據(jù)蓄電池輸出的電流大小、驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速等相關(guān)信息，通過提示燈向駕駛者發(fā)出提示信息，提醒駕駛者進行檔位切換。通過行駛在不同的路況下提示燈的顏色，駕駛者也可以主動切換到相應(yīng)的檔位。此外控制檔還可以采用撥動式開關(guān)，一個撥動開關(guān)控制三個檔位，將撥動開關(guān)撥到相應(yīng)位置即可觸發(fā)此檔位的信號，此方式能夠不增加提示燈也讓駕駛者對當前檔位一目了然。表ー針對ー些常用電動車參數(shù)進行限流和限速的參考表
\f最高I If 「
N. 參數(shù)行駛電流最大扭續(xù)行里電池使
狀態(tài) \A 矩N.m 程km 用壽命
Nn km/h
H前市場狀態(tài) 30 9.55460差限流值22A,速度100%
里程檔 26 7.24575好軟啟動+限流15A (50%) +限
全能-------
爬坡檔 2996862 一般硬啟動+限流30A+限速85%
系統(tǒng)_______
速度檔 34 10.95156 一般軟啟動+限流20A+限速100%表一中包括了限流和限速兩種方式，如當電動車的驅(qū)動電機最高轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)/分，相應(yīng)的最高車速為30km/h，而現(xiàn)在調(diào)至450轉(zhuǎn)/分，相應(yīng)的最高車速就可以達到34km/h，因此最高車速比現(xiàn)在的電動車快。在限流方面，現(xiàn)在的電動車控制限流一般為22A，驅(qū)動電機最大扭矩為54N. m，而現(xiàn)在調(diào)至30A，驅(qū)動電機的最大扭矩為68N. m,因此爬坡性能比現(xiàn)在電動車好。兩者不能同時進行調(diào)整，否則就犧牲了續(xù)行里程和電池壽命，因此本方案在控制程序里將上述內(nèi)容歸納到不同的控制程序中，即里程檔75%——25. 5km/h、爬坡檔85%——29km/h、速度檔100%——34km/h，將限流再分成三段里程檔50%——15A、爬坡檔100%——30A、速度檔66. 6%——20A，由檔位開關(guān)通過與控制系統(tǒng)的連接來觸發(fā)控制系統(tǒng)中不同的控制程序，即實現(xiàn)電動車在不同路況下不同檔位的切換。
權(quán)利要求1.一種帶控制檔的電動車，所述電動車包括驅(qū)動車輪的驅(qū)動電機(4)、給驅(qū)動電機供電的蓄電池(3)、調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(4)轉(zhuǎn)速快慢的調(diào)速轉(zhuǎn)把(2)、控制上述部件的控制系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(I)連接有控制蓄電池電流輸出大小和驅(qū)動電機(4)轉(zhuǎn)速快慢的控制檔(5)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種帶控制檔的電動車，其特征在于，所述控制檔(5)包括以爬坡為目的的爬坡檔、以速度為目的的速度檔和強調(diào)行駛距離的里程檔。
3.如權(quán)利要求I所述的一種帶控制檔的電動車，其特征在于，所述控制檔(5)安裝在車頭上或車把上。
4.如權(quán)利要求I所述的一種帶控制檔的電動車，其特征在于，所述控制檔(5)采用一個點動開關(guān)來實現(xiàn)檔位切換，點動開關(guān)通過信號線與控制系統(tǒng)連接，通過按下點動開關(guān)不同的次數(shù)來觸發(fā)控制系統(tǒng)相應(yīng)的控制程序，進而使電動車采用與當前路況相應(yīng)的蓄電池電流和驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速。
5.如權(quán)利要求I所述的一種帶控制檔的電動車，其特征在于，所述控制檔(5)采用撥動式開關(guān)，設(shè)置有三個撥動位，分別對應(yīng)三種不同檔位，每個檔位通過信號線與控制系統(tǒng)連接，控制系統(tǒng)根據(jù)觸發(fā)的不同信號進而使電動車采用與當前路況相應(yīng)的蓄電池電流和驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速。
6.如權(quán)利要求4或5所述的一種帶控制檔的電動車，其特征在于，所述控制系統(tǒng)連接有提醒駕駛者改變當前不對應(yīng)路況檔位的提示燈。
專利摘要本實用新型公開一種帶控制檔的電動車，所述電動車包括驅(qū)動車輪的驅(qū)動電機、給驅(qū)動電機供電的蓄電池、調(diào)節(jié)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速快慢的調(diào)速轉(zhuǎn)把、控制上述部件的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)連接有控制蓄電池電流輸出大小和驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速快慢的控制檔。本方案根據(jù)驅(qū)動電機和蓄電池工作特性及相互聯(lián)系，將電動車在里程、爬坡和車速三個行駛方面分別用三個檔位來對應(yīng)，通過與控制系統(tǒng)的連接來觸發(fā)控制系統(tǒng)中不同的控制程序，針對不同的路況蓄電池和驅(qū)動電機能夠做出適應(yīng)性的調(diào)整，從而使電動車的行駛更加合理，同時還兼顧了節(jié)能、減少磨損等方面。
文檔編號B62K11/14GK202573853SQ20122016729
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者張昌雄 申請人:臺州市王派車業(yè)有限公司