电动车燃油发电、空调控制装置及控制方法

专利名称：电动车燃油发电、空调控制装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及电动车控制装置，具体涉及靠燃油发动机同时带动发电机、空调压缩机工作，用来增加电动车续航里程和调节驾驶室温度的电动车燃油发电、空调控制装置及控制方法。
背景技术：
随着国民经济的快速发展和国家的富民政策的实施，绿色环保、节能减排和低碳消费的概念已成为社会发展的主流，在国家鼓励并支持电动汽车发展的政策下，人们对电动车的需求日益剧增，当前，虽然电动车在国内已经经历了较长一段时期的发展，但还处于不完全成熟的初级阶段。多年来，已有一些企业在生产纯电动低速汽车，但该车还存在续航里程有限，无冷暖空调等舒适性设施的缺陷。为了解决这一技术难题，业内一些企业和文献资料显示，也有在电动车上安装燃油发电机发电为蓄电瓶充电，用来解决电动车的续航能力差的难题，但是，不管怎样，这些技术也只是利用燃油发动机带动发电机用于电动车的发电增程，解决了电动车的续航问题，却不能有效解决电动车的空调问题。还有一些企业采用电动空调压缩机，也即使用电动马达带动空调压缩机解决电动车的空调问题，但电动空调压缩机必须使用蓄电瓶的电能，虽然解决了电动车的空调问题却又降低了电动车的续航里程。若采用安装燃油发电机，再使用电动空调压缩机，这种技术仍存在较多缺陷:一是电动车的安装空间有限，且安装难度较大；二是增设一个空调电动机，成本较高；三是把蓄电瓶和发电机的电能通过电动机带动压缩机造成过程损耗等。

发明内容
本发明的目的在于提供一种电动车燃油发电、空调控制装置及控制方法，它将发动机、发电机、空调压缩机组合连接在一起，通过控制系统在蓄电瓶电压较低时，自动启动发电机工作，为蓄电瓶充电；蓄电瓶电量充足时，若未开启空调系统，自动关闭发动机停止充电；当蓄电瓶电量充足且空调空缩机在工作过程中，则系统自动切断发电机充电电路，以免造成蓄电瓶过充现象；若在充电过程中需要关闭空调，则系统自动控制空调压缩机电磁离合器分离，使空缩机停止工作。发动机既可带动发电机充电又可带动空调压缩机工作，既有效地解决了电动车的续航问题，提高了蓄电瓶的使用寿命，又解决了电动车空调使用问题。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:—种电动车燃油发电、空调控制装置，包括分别与发动机连接的发电机和空调压缩机、蓄电瓶，所述的发动机、发电机、空调压缩机与蓄电瓶之间还设有用于通过拾取发动机启动模式开关、电动车加速器、蓄电瓶电压等信号判断并控制发动机、发电机、空调压缩机有序工作的启动控制模块、用于发电机工作时防止蓄电瓶过充的充电截止模块、用于防止启动控制模块过载的反向截流模块、空调压缩机开关、用于将发电机发出的三相电全桥整流后为蓄电瓶充电的三相整流模块，所述蓄电瓶经充电截止模块、三相整流模块与发电机连接，蓄电瓶还经反向截流模块与启动控制模块连接，所述空调压缩机开关接启动控制模块的输入端，所述充电截止模块还接启动控制模块的输出端，所述启动控制模块的输入端还与发动机启动模式开关、电动车加速器连接；启动控制模块的输出端接发电机，所述启动控制模块的输出端分别经发动机熄火线路、发动机油门控制装置与发动机连接，启动控制模块的输出端经压缩机电磁离合器线路与空调压缩机连接。上述电动车燃油发电、空调控制装置，所述的启动控制模块由主控制芯片、与主控制芯片连接的副控制芯片、用于检测蓄电瓶电压的电压比较电路、用于检测电动车是否行驶的车速信号拾取电路、发动机转速信号感应电路、用于控制发动机油门大小的油门控制电路、用于控制空调压缩机开启与关闭的压缩机电磁离合器控制电路、用于控制发动机熄火的熄火控制电路、稳压电路、用于发电机兼作发动机启动电机时识别三相相序的发电机相序信号拾取电路、用于驱动三相电机运转的A相MOS管驱动电路、B相MOS管驱动电路、C相MOS管驱动电路和限流保护电路、充电截止控制电路组成。其中:电压比较电路、车速信号拾取电路、发动机启动模式开关、发动机转速信号感应电路接主控制芯片的输入端，主控制芯片的输出端分别经油门控制电路、压缩机电磁离合器控制电路、熄火控制电路与发动机的发动机油门控制装置、压缩机电磁离合器线路、发动机的发动机熄火线路连接，电压比较电路还与蓄电瓶连接；副控制芯片的输入端接稳压电路、发电机相序信号拾取电路，稳压电路与蓄电瓶连接，副控制芯片的输出端分别经A相MOS管驱动电路、B相MOS管驱动电路、C相MOS管驱动电路接发电机的三相电；限流保护电路接副控制芯片的输入端；所述的充电截止控制电路与副控制芯片连接。所述的空调压缩机开关接主控制芯片的输入端。所述的发动机转速信号感应电路还与发动机脉冲线圈连接。 所述的车速信号拾取电路还与电动车加速器连接。所述的反向截流模块由反向截流电路组成，反向截流电路分别与蓄电瓶、A相MOS管驱动电路、B相MOS管驱动电路、C相MOS管驱动电路和限流保护电路连接。限流保护电路还与蓄电瓶负极连接。所述的充电截止模块由充电截止开关电路组成，充电截止开关电路与充电截止控制电路连接；所述的三相整流模块由三相整流电路组成；三相整流电路的三相输入端接发电机的三相电，三相整流电路的输出正极经充电截止开关电路接蓄电瓶的正极，三相整流电路的输出负极接蓄电瓶的负极。上述电动车燃油发电、空调控制装置，所述的充电截止控制电路由电阻R65、R67、R66、光电耦合器B6、三极管Q32、继电器J4组成。电阻R65 —端接控制芯片IC3的CB输出脚，另一端接光电稱合器B6的I脚,光电稱合器B6的输出脚3经电阻R66接三极管Q32的I脚基极，光电耦合器B6的输出脚3经电阻R67与蓄电瓶正极UC相连，三极管集电极2脚、光电耦合器B6的4脚、2脚分别与蓄电瓶负极相连。三极管Q32的极电极3脚经继电器J4与蓄电瓶正极UC相连，续流二极管D7跨接在继电器J4的两端。所述的压缩机电磁离合器控制电路07由电阻R63、R61、R62、光电稱合器B5、三极管Q31、继电器J2组成。电阻R63 —端接主控制芯片IC4的LH输出脚，另一端接光电耦合器B5的I脚，光电耦合B5的输出脚3经电阻R62接三极管Q32的I脚基极，光电耦合B5的输出脚3经电阻R61与蓄电瓶正极UC相连，三极管集电极2脚、光电耦合器B5的4脚、2脚分别与蓄电瓶负极相连。三极管Q31的极电极3脚经继电器J2与蓄电瓶正极UC相连，续流二极管D6跨接在继电器J2的两端。继电器J2的常开触点一端连接逆变低压电源BCC，继电器J2的常开触点另一端连接空调压缩机电磁离合线圈DLH的一端，空调压缩机电磁离合线圈DLH和另一端接蓄电瓶负极。所述的充电截止开关电路由继电器J4常开触点CK组成，继电器J4常开触点G1、G2 —端连接蓄电瓶正极，继电器J4常开触点G1、G2的另一端连接三相整流电路18的输出端。一种电动车燃油发电、空调控制装置的控制方法，包含以下步骤:步骤101:程序开始并初始化后，主控制芯片IC4通过拾取发动机启动模式开关的信号判断是否有启动指令，是:则进入步骤102，否:循环判断是否有启动指令；步骤102:通过拾取空调压缩开关信号判断是否有使用空调的指令:是:进入步骤113，否:进入步骤103 ；步骤103:程序内部固化有蓄电瓶电压值，电压值一般设定在蓄电瓶总电量的40 %左右，主控制芯片通过拾取当前蓄电瓶的电压由电压比较电路与固化的蓄电瓶电压值对比，判断蓄电瓶是否低于预设的启动电压:是:则主控制芯片向副控制芯片发出启动指令，副控制芯片根据发电机相序信号拾取电路拾取的相序位置信号再由副控制芯片控制A、B、C相MOS管驱动电路依次分相通断蓄电瓶向发电机各相线的供电，此时，三相永磁发电机充当发动机启动电机使用，进而启动发动机然后进入步骤104 ；否:则返回步骤102，继续判断是否有空调指令；步骤104:检测发动机转速确定发动机是否已启动:主控制芯片通过发动机转速感应电路拾取的发动机当前转速信号，与程序内部固化的识别发动机已启动的转速值对t匕，判断当前发动机转速是否已达到设定的转速:是:即已达到设定的转速，则该步骤确定发动机已启动，然后关闭启动指令，进入步骤106 ；否:则进入步骤105;步骤105:检测是否达到设定的启动次数:在程序内固化有发动机一个启动过程的启动次数，设定启动次数为3次,每次启动时间设定为3秒钟,若一次未能启动发动机,则与再次启动设有间隔时间，设定的间隔时间为3秒钟:是:即判断结果已经达到设定次数，则关闭发动机程序返回，关闭发动机是指通过程序控制熄火电路，使发动机的熄火线接地，进而使发动机熄火；否:即该步骤的判断结果没有达到设定的启动次数，则继续启动发动机，并返回步骤 104 ；步骤106:判断系统电压是否超过设定的电压值:程序内部固化有最高电压值，在蓄电瓶电压充满后、发电机发电电量使蓄电瓶充满、电瓶线接触不良或掉线都会使系统电压增高，程序通过电压比较电路拾取的当前电压信号与内部固化的最高电压值对比，判断系统电压是否超过设定的电压值:是:则关闭发动机程序返回；否:则进入步骤107;步骤107:判断电动车加速器是否动作:主控制芯片通过车速信号拾取电路判断电动车加速器是否有加速信号使电动车行驶:是:则关闭油门控制电路，进而使发动机转速达到工作转速状态，然后进入步骤108 ；否:则开启油门控制电路，油门控制电路开启后，控制发动机油门控制装置，进而控制发动机油门使发动机进入低转速状态，然后进入步骤108 ；步骤108:判断是否有空调指令:主控制芯片通过拾取空调压缩机开关信号判断是否有空调开启指令:是:则程序返回；否:进入步骤109 ；步骤109:判断是否有发动机关闭指令:主芯片通过拾取发动机启动模式开关信号判断是否有发动机关闭指令:是:关闭发动机后程序返回；否:返回步骤106 ；步骤113:判断发动机是否已启动:是:进入步骤116;否:启动发动机后进入步骤114 ;步骤114:检测发动机转速确定发动机是否已启动:是:关闭启动指令后进入步骤116 ;否:进入步骤115;步骤115:检测是否达到设定的启动次数:是:程序返回；否:继续启动发动机，程序返回114步骤；步骤116:判断是否达到超压保护值:系统内部固化有最高保护电压值，最高保护电压值是真对发电机工作时蓄电瓶接线端子接触不良、掉线产生的高虚电压进行保护，系统通过电压比较电路拾取当前系统电压与内部固化的超压保护值进行对比，判断是否达到超压保护值:是:则自动断开压缩机电磁离合器电路、关闭发动机后程序返回；否:则接通压缩机电磁离合器电路，使空调压缩机开始工作，然后进入117步骤；步骤117:判断蓄电瓶是否已饱和:系统内固化有蓄电瓶电饱和电压值，发电机把蓄电瓶电压充满至饱和状态或蓄电瓶电压自身已在饱和状态，即发电机无需再为蓄电瓶充电:是:即饱和，系统自动断开充电截止控制电路，进而控制充电截止开关电路，断开三相整流电路至蓄电瓶的供电，以免出现蓄电瓶过充现象；
否:即非饱和，系统自动开启充电截止控制电路，进而接通三相整流电路至蓄电瓶的供电，此时，发动机即可带动空调压缩机正常工作，又可带动发电机为蓄电瓶正常充电，然后进入118步骤；步骤118:判断电动车加速器是否动作:主控制芯片通过车速信号拾取电路判断电动车加速器是否有加速信号使电动车行驶:是:则关闭油门控制电路，进而使发动机转速达到工作转速状态，然后进入步骤119 ；否:则开启油门控制电路，油门控制电路开启后，控制发动机油门控制装置，进而控制发动机油门使发动机进入低转速状态，然后进入步骤119 ；步骤119:判断是否关闭空调指令:是:断开电磁离合器电路，关闭发动机后程序返回；否:返回步骤116。由于采用上述技术方案，本发明的有益效果为:一是:发动机启动控制模块中的三相MOS管驱动电路同样具有整流充电功能，但两千瓦以上的发电机、40A以上的用电量，必需加大MOS管功率，加大MOS管功率会导致与该方案相比增加较大的成本，且还会导致控制驱动电路热量过高、容易造成损坏。本发明采用反向截流模块的作用在于:反向截流模块为单向通电电路，该模块只为启动控制模块中的三相MOS管驱动电路正向供电，进而通过兼作启动机的发电机运转启动发动机，发电机运转后发出的电能通过反向截流模块切断向蓄电瓶的供电，使启动控制模块失去充电功能，不再出现过充现象。发电机发出的电量通过与启动控制模块并接的三相整流电路进行整流后为蓄电瓶和电动车驱动电机提供电能，既降低了启动控制模块的成本、满足了大功率发电机的整流需求，又实现了系统自动控制的有益效果。第二:发动机、发电机、空调压缩机为一体化连接结构，组成发电空调机组，在蓄电瓶电压较低时，启动控制模块把通过反向截流模块获取的蓄电瓶电量经MOS管驱动电路分相后自动驱动发电机运转，进而启动发动机工作为蓄电瓶充电，当蓄电瓶电量充足时，若未开启空调系统，则自动关闭发动机进而停止为蓄电瓶充电，达到节能的有益效果。当蓄电瓶电量充足且需要空调空缩机工作时，启动控制模块自动控制充电截止模块切断发电机经三相整流模块向蓄电瓶的充电电路，达到了避免造成蓄电瓶过充的有益效果。电动车在行驶过程中，蓄电瓶贮存电量慢慢下降，当下降至预置的电压值时，启动控制模块自动控制充电截止模块，使充电截止模块接通发电机经三相整流模块向蓄电瓶的充电电路，为蓄电瓶及时提供充足的电量，达到了避免蓄电瓶亏电的有益效果。若在发电机为蓄电瓶充电的过程中需要关闭空调，则启动控制模块自动断开空调压缩机电磁离合器的供电，使电磁离合器分离进而使空调压缩机停止工作，达到了减少发动机负荷、节约燃油自动化控制的有益效果。其三:发电空调机组工作后，电动车在减速滑行、中途短时暂停行驶时，只要电动车加速器回到起始位置，则启动控制模块自动控制发动机油门控制装置，使发动机转速进入低速运转状态，达到了节能减排、减少发动机磨损的有益效果。本发明:发动机既可带动发电机充电又可带动空调压缩机工作，既有效地解决了电动车的续航里程问题，提高了蓄电瓶的使用寿命，又解决了电动车空调使用的问题，结合自动控制模块的智能控制手段根据需要，适时开启或关闭发电机的充电电路和空调压缩机的电磁离合器电路，达到了最佳的智能控制效果，为电动车的迅速普及、提升消费者的满意度打下了良好的技术基础。本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。


下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细描述。图1为本发明结构原理方框2为本发明电路原理框3为本发明主控制电路结构4为本发明副控制电路结构5为本发明控制程序流程中标记:001-发动机002-发电机003-空调压缩机004-蓄电瓶005-启动控制模块006-充电截止模块007-反向截流模块008-发动机启动模式开关009-电动车加速器010-空调压缩机开关011-三相整流模块012-发动机熄火线路013-发动机油门控制装置014-压缩机电磁离合器线路02-电压比较电路04-车速信号拾取电路05-发动机转速信号感应电路06-油门控制电路07-压缩机电磁离合器控制电路08-熄火控制电路09-反向截流电路10-稳压电路11-发电机相序信号拾取电路12-充电截止控制电路13-充电截止开关电路14-A相MOS管驱动电路15-B相MOS管驱动电路16-C相MOS管驱动电路17-限流保护电路18-三相整流电路
具体实施例方式如图1、图2、图3、图4所示，一种电动车燃油发电、空调控制装置，包括分别与发动机001连接的发电机002和空调压缩机003、蓄电瓶004。所述的发动机001、发电机002、空调压缩机003与蓄电瓶004之间还设有启动控制模块005、充电截止模块006、反向截流模块007、空调压缩机开关010、三相整流模块011 ;所述蓄电瓶004经充电截止模块006、三相整流模块011与发电机002连接，蓄电瓶004还经反向截流模块007与启动控制模块005的连接，所述空调压缩机开关010与启动控制模块005连接，所述充电截止模块006还与启动控制模块005连接，所述启动控制模块005还与发动机启动模式开关008、电动车加速器009连接；启动控制模块005与发电机002连接，所述启动控制模块005的输出端分别经发动机熄火线路012、发动机油门控制装置013与发动机001连接，启动控制模块005的输出端经压缩机电磁离合器线路014与空调压缩机003连接。所述的启动控制模块005由主控制芯片IC4、与主控制芯片IC4连接的副控制芯片IC3、用于检测蓄电瓶电压的电压比较电路02、用于检测电动车是否行驶的车速信号拾取电路04、发动机转速信号感应电路05、用于控制发动机油门大小的油门控制电路06、用于控制空调压缩机开启与关闭的压缩机电磁离合器控制电路07、用于控制发动机熄火的熄火控制电路08、稳压电路10、用于发电机兼作发动机启动电机时识别三相相序的发电机相序信号拾取电路11、用于驱动三相电机运转的A相MOS管驱动电路14、B相MOS管驱动电路15、C相MOS管驱动电路16和限流保护电路17、充电截止控制电路12组成；其中:电压比较电路02、车速信号拾取电路04、发动机启动模式开关008、发动机转速信号感应电路05接主控制芯片IC4的输入端，主控制芯片IC4的输出端分别经油门控制电路06、压缩机电磁离合器控制电路07、熄火控制电路08与发动机001的发动机油门控制装置013、压缩机电磁离合器线路014、发动机001的发动机熄火线路012连接，电压比较电路02还与蓄电瓶004连接；副控制芯片IC3的输入端接稳压电路10、发电机相序信号拾取电路11，稳压电路10与蓄电瓶004连接，副控制芯片IC3的输出端分别经A相MOS管驱动电路14、B相MOS管驱动电路15、C相MOS管驱动电路16接发电机002的三相电；限流保护电路17接副控制芯片IC3的输入端；所述的充电截止控制电路12与副控制芯片IC3连接。所述的空调压缩机开关010接主控制芯片IC4的输入端。所述的发动机转速信号感应电路05还与发动机脉冲线圈连接。所述的车速信号拾取电路04还与电动车加速器009连接。所述的反向截流模块007由反向截流电路09组成，反向截流电路09分别与蓄电瓶004、A相MOS管驱动电路14、B相MOS管驱动电路15、C相MOS管驱动电路16连接。限流保护电路17与蓄电瓶004负极连接。所述的充电截止模块006由充电截止开关电路13组成，充电截止开关电路13与充电截止控制电路12连接。所述的三相整流模块011由三相整流电路18组成；三相整流电路18的三相输入端接发电机002的三相电，三相整流电路18的输出正极经充电截止开关电路13接蓄电瓶004的正极，三相整流电路18的输出负极接蓄电瓶004的负极。本实施例中，充电截止控制电路12、压缩机电磁离合器控制电路07、充电截止开关电路13为一种电路结构，还可以通过其它电路结构实现充电截止控制和压缩机电磁离合器控制，上述各部分电路结构为:充电截止控制电路12由电阻R65、R67、R66、光电耦合器B6、三极管Q32、继电器J4组成。其中，电阻R65 —端接控制芯片IC3的CB输出脚，另一端接光电耦合器B6的I脚，光电I禹合器B6的输出脚3经电阻R66接三极管Q32的I脚基极,光电I禹合器B6的输出脚3经电阻R67与蓄电瓶正极UC相连，三极管集电极2脚、光电耦合器B6的4脚、2脚分别与蓄电瓶负极相连。三极管Q32的极电极3脚经继电器J4与蓄电瓶正极UC相连，续流二极管D7跨接在继电器J4的两端；压缩机电磁离合器控制电路07由电阻R63、R61、R62、光电稱合器B5、三极管Q31、继电器J2组成。其中，电阻R63—端接主控制芯片IC4的LH输出脚，另一端接光电耦合器B5的I脚，光电耦合器B5的输出脚3经电阻R62接三极管Q32的I脚基极，光电耦合器B5的输出脚3经电阻R61与蓄电瓶正极UC相连，三极管集电极2脚、光电耦合器B5的4脚、2脚分别与蓄电瓶负极相连。三极管Q31的极电极3脚经继电器J2与蓄电瓶正极UC相连，续流二极管D6跨接在继电器J2的两端。继电器J2的常开触点一端连接逆变低压电源BCC，继电器J2的常开触点的另一端连接空调压缩机电磁离合线圈DLH的一端，空调压缩机电磁离合线圈DLH的另一端接蓄电瓶负极。
所述的充电截止开关电路13由继电器J4常开触点CK组成。继电器J4常开触点Gl、G2 一端连接蓄电瓶正极，继电器J4常开触点Gl、G2的另一端连接由二极管D21、D22、D23、D24、D25、D26组成的三相整流电路18的正极输出端。本实施例中:除上述电路外，其它各部分电路为实现本发明所设计的电路结构，与本实施例的电路功能相同的电路较多，本实施例只公开了 一种电路结构，各部分电路结构如下:发动机启动模式开关008为按钮开关AN-1，按钮开关AN-1的一端接主控制芯片IC4的KG脚输入端，按钮开关AN-1的另一端接地。空调压缩机开关010为按钮开关AN-2，按钮开关AN-2的一端按主控制芯片IC4的CN-2脚输入端，按钮开关AN-2的另一端接地。所述的发电机相序信号拾取电路11由电阻R060、R061、R062、电容C020、C021、C022组成；电阻R060、R061、R062的一端分别接三相永磁发电机霍尔输出线，另一端经电容C020、C02UC022 滤波后接副控制芯片 IC3 的 ACAL-1、BCAL-1、CCAL-1 脚；所述的反向截流电路09的一端接蓄电瓶004的正极，反向截流电路09的另一端接A相MOS管驱动电路14、B相MOS管驱动电路15、C相MOS管驱动电路16。反向截流电路09由反向截流二极管DOlO组成，反向截流二极管DOlO的输入端接蓄电瓶正极，反向截流二极管DOlO的输出端接A相MOS管驱动电路中MOS管Q05的3脚、B相MOS管驱动电路中MOS管Q013的3脚、C相MOS管驱动电路中MOS管Q021的3脚。所述的充电截止开关电路13由继电器J4常开触点CK组成。继电器J4常开触点Gl、G2 一端连接蓄电瓶正极，继电器J4常开触点Gl、G2的另一端连接由二极管D21、D22、D23、D24、D25、D26组成的三相整流电路18的正极输出端。所述的三相整流电路18的三相输入端分别与发电机的三相电连接；三相整流电路的正极输出端经充电限流控制线路常开触点Gl、G2接蓄电瓶正极，三相整流电路的负极输出端接蓄电瓶负极，其电路结构为:三相整流电路18由整流二极管021、022、023、024、025、026组成，由整流二极管D21、D22、D23、D24、D25、D26组成的三相整流桥的正极输出端接充电限流线路，三相整流桥的负极输出端接蓄电瓶负极。三相整流桥的三个输入端接发电机相线。所述的限流保护电路17由取样电阻RA组成，取样电阻RA的一端接地，取样电阻RA的另一端分别接A相MOS管驱动电路中MOS管Q09的2脚、B相MOS管驱动电路中MOS管Q17的2脚、C相MOS管驱动电路中MOS管Q25的2脚，取样电阻RA的另一端还经电阻R42与副控制芯片IC3的MAX脚连接。稳压电路10以及结构相同的A相MOS管驱动电路14、B相MOS管驱动电路15、C相MOS管驱动电路16为本领域常用电路结构，不再赘述。所述的电压比较电路02由电阻R50、R51、R52组成，电阻R50的一端接蓄电瓶的正极，电阻R50的另一端分别接电阻R51、R52的一端，电阻R51的另一端接地，电阻R52的另一端接主控制芯片IC4的BJ脚。所述的车速信号拾取电路04包括霍尔集成块IC6、电阻R55、R56 ;霍尔集成块IC6的I脚接主控制芯片IC4的VCC脚，霍尔集成块IC6的3脚经电阻R56接主控制芯片IC4的CS脚，霍尔集成块IC6的2脚接地，电阻R55跨接在霍尔集成块IC6的1、3脚之间。
所述的发动机转速信号感应电路05包括电阻R57、光电耦合器B3 ;电阻R57的一端接发动机脉冲点火电路MH，电阻R57的另一端接光电耦合器B3的I脚，光电耦合器B3的3脚接主控制芯片IC4的GY脚，光电耦合器B3的2、4脚接地。所述的熄火控制电路08包括电阻R73、三极管Q33、二极管D8、继电器J3 ;电阻R73的一端接主控制芯片IC4的XH脚，电阻R73的另一端接三极管Q33的基极，三极管Q33的集电极经二极管D8接VCC脚，继电器J3跨接在二极管D8两端，三极管Q33的发射极接地，继电器J3的触点KJ的一端接地，KJ的另一端接发动机脉冲点火电路MH。所述的油门控制电路06由电阻1 58、1 59、1 60、达林顿管030、光电耦合器财、二极管D5、吸拉继电器Jl组成；电阻R58的一端接蓄电瓶正极UC,电阻R58的另一端分别接光电率禹合器B4的3脚和电阻R60的一端，电阻R60的另一端接达林顿管Q30的I脚,达林顿管Q30的3脚经吸拉继电器Jl接蓄电瓶正极UC，达林顿管Q30的2脚接地，二极管D5跨接在吸拉继电器Jl两端，电阻R59的一端接主控制芯片的YM脚，电阻R59的另一端接光电耦合器B4的I脚，光电耦合器B4的2、4脚接地。本发明实施例中的发电机为三相永磁电机。发电增程模式分为有限增程模式和无限增程模式，其区别在于:有限增程的发电机功率小于电动车驱动电机的功率，此种增程方式能够有限增加电动车的续航里程，在使用时只要电动车开始行驶，往往需要同时启动增程发电系统，这种结构在程序工作时的前期步骤不再判断蓄电瓶004电压，只要按动发动机启动模式开关008可随时启动增程发电机002。无限增程模式的增程发电机功率大于电动车的驱动电机功率，此种增程方式只要有充足的燃料就能够无限增加电动车的续航里程，在蓄电瓶004电量较充足的情况下，不需要提前开启增程发电系统。以下所描述的是无限增程模式的工作原理。该方案的工作模式主要分为两种:一是只使用发电增程模式，二是发电增程和空调压缩机联合工作模式。其主要区别在于:不使用空调功能时的工作方法和使用空调后的工作方法不同。工作时，驾驶员打开钥匙开关，启动控制模块005的控制芯片初始化，等待驾驶员按动相关控制按钮发出的指令。只按动发动机启动模式开关008时，启动控制模块005判断蓄电瓶004电压如果低于系统内部预设的电压值，则发动机001会立即启动，如果此时电压较高，则发电增程系统不会启动，等待电动车行驶后电量消耗到设定的值后再自动启动增程发动机001。发动机001启动后，系统循环检测蓄电瓶004电压、电动车加速器009的工作位置、发动机001的关闭指令和开启空调指令，因增程发电机002为蓄电瓶004充电使蓄电瓶004饱和或接线端子接触不良、掉线等原因引起的系统电压超过最高电压值，则系统自动关闭发动机001进行保护。电动车未行驶或中途减速滑行时，只要电动车加速器009回到起始位置，系统自动使发动机001转速下降至节油、防蓄电瓶过充状态，只要电动车加速器009离开起始位，发动机001转速立即恢复至正常工作状态。在发电增程模式工作过程中，只要按动空调压缩机开关010，系统立即进入发电增程和空调压缩机联合工作模式。若在程序初始化时同时按 动发动机启动模式开关008和空调压缩机开关010，启动控制模块005使空调压缩机003先处于分离状态，以便减少发动机001启动阻力，然后，使发动机001启动。程序从只使用发电增程模式时转换到发电增程和空调压缩机联合工作模式时，程序先判断发动机OOl是否已启动,若发动机001没有启动，则重新启动发动机001，若发动机001已启动，则系统接通空调压缩机电磁离合器控制电路07，使空调压缩机003正常工作。该模式在工作过程中，由于发电机002在源源不断为蓄电瓶004提供电能，若电动车驱动电机消耗的电量较小，会使蓄电瓶004电压进入饱和状态,此时启动控制模块005自动断开发电机002经三相整流电路18向蓄电瓶004的供电电路，防止蓄电瓶004过充，蓄电瓶004电压降低后，启动控制模块005自动接通蓄电瓶004的供电电路。电动车加速器009的动作位置对发动机001的油门控制与发电增程模式工作程序相同。在发电增程和空调压缩机联合工作模式时，只要断开空调压缩机开关010，程序自动转入发电增程模式。如图5所示，一种电动车燃油发电、空调控制装置的控制方法，包含以下步骤:步骤101:程序开始并初始化后，主控制芯片IC4通过拾取发动机启动模式开关的信号判断是否有启动指令:是:则进入步骤102;否:循环判断是否有启动指令；步骤102:通过拾取空调压缩开关信号判断是否有使用空调的指令:是:进入步骤113;否:进入步骤103;步骤103:程序内部固化有蓄电瓶电压值，电压值一般设定在蓄电瓶总电量的40 %左右，主控制芯片通过拾取当前蓄电瓶的电压由电压比较电路与固化的蓄电瓶电压值对比，判断蓄电瓶是否低于预设的启动电压:是:则主控制芯片向副控制芯片发出启动指令，副控制芯片根据发电机相序信号拾取电路拾取的相序位置信号再由副控制芯片控制A、B、C相MOS管驱动电路依次分相通断蓄电瓶向发电机各相线的供电，此时，三相永磁发电机充当发动机启动电机使用，进而启动发动机然后进入步骤104 ；否:则返回步骤102，继续判断是否有空调指令；步骤104:检测发动机转速确定发动机是否启动:主控制芯片通过发动机转速感应电路拾取的发动机当前转速信号，与程序内部固化的识别发动机已启动的转速值对比，判断当前发动机转速是否已达到设定的转速:是:即已达到设定的转速，则该步骤确定发动机已启动，然后关闭启动指令，进入步骤106 ；否:则进入步骤105;步骤105:检测是否达到设定的启动次数:在程序内固化有发动机一个启动过程的启动次数，设定启动次数为3次,每次启动时间设定为3秒钟,若一次未能启动发动机,则与再次启动设有间隔时间，设定的间隔时间为3秒钟:是:即判断结果已经达到设定次数，则关闭发动机程序返回，关闭发动机是指通过程序控制熄火电路，使发动机的熄火线接地，进而使发动机熄火；否:即该步骤的判断结果没有达到设定的启动次数，则继续启动发动机，并返回步骤 104 ；步骤106:判断系统电压是否超过设定的电压值:程序内部固化有最高电压值，在蓄电瓶电压充满后、发电机发电电量使蓄电瓶充满、电瓶线接触不良或掉线都会使系统电压增高，程序通过电压比较电路拾取的当前电压信号与内部固化的最高电压值对比，判断系统电压是否超过设定的电压值:是:则关闭发动机程序返回；否:则进入步骤107;步骤107:判断电动车加速器是否动作:主控制芯片通过车速信号拾取电路判断电动车加速器是否有加速信号使电动车行驶:是:则关闭油门控制电路，进而使发动机转速达到工作转速状态，然后进入步骤108 ；否:则开启油门控制电路，油门控制电路开启后，控制发动机油门控制装置，进而控制发动机油门使发动机进入低转速状态，然后进入步骤108 ；步骤108:判断是否有空调指令:主控制芯片通过拾取空调压缩机开关信号判断是否有空调开启指令:是:则程序返回；否:进入步骤109 ;步骤109:判断是否有发动机关闭指令:主芯片通过拾取发动机启动模式开关信号判断是否有发动机关闭指令:是:关闭发动机后程序返回；否:返回步骤106 ；步骤113:判断发动机是否已启动:是:进入步骤116;否:启动发动机后进入步骤114;步骤114:检测发动机转速确定发动机是否已启动:是:关闭启动指令后进入步骤116 ；否:进入步骤115;步骤115:检测是否达到设定的启动次数:是:程序返回；否:继续启动发动机,返回114步骤；步骤116:判断是否达到超压保护值:系统内部固化有最高保护电压值，最高保护电压值是真对发电机工作时蓄电瓶接线端子接触不良、掉线产生的高虚电压进行保护，系统通过电压比较电路拾取当前系统电压与内部固化的超压保护值进行对比，判断是否达到超压保护值:是:则自动断开压缩机电磁离合器电路、关闭发动机后程序返回；否:则接通压缩机电磁离合器电路，使空调压缩机开始工作，然后进入117步骤；步骤117:判断蓄电瓶是否已饱和:系统内固化有蓄电瓶电饱和电压值，发电机把蓄电瓶电压充满至饱和状态或蓄电瓶电压自身已在饱和状态，即发电机无需再为蓄电瓶充电:是:即饱和，系统自动断开充电截止控制电路，进而控制充电截止开关电路，断开三相整流电路至蓄电瓶的供电，以免出现蓄电瓶过充现象；
否:即非饱和，系统自动开启充电截止控制电路，进而接通三相整流电路至蓄电瓶的供电，此时，发动机即可带动空调压缩机正常工作，又可带动发电机为蓄电瓶正常充电，然后进入118步骤；步骤118:判断电动车加速器是否动作:主控制芯片通过车速信号拾取电路判断电动车加速器是否有加速信号使电动车行驶:是:则关闭油门控制电路，进而使发动机转速达到工作转速状态，然后进入步骤119 ；否:则开启油门控制电路，油门控制电路开启后，控制发动机油门控制装置，进而控制发动机油门使发动机进入低转速状态，然后进入步骤119 ；步骤119:判断是否关闭空调指令:是:断开电磁离合器电路，关闭发动机后程序返回；否:返回步骤116。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种电动车燃油发电、空调控制装置，包括分别与发动机(OOl)连接的发电机(002)和空调压缩机(003)、蓄电瓶(004)，其特征在于:所述的发动机(001)、发电机(002)、空调压缩机(003)与蓄电瓶(004)之间还设有用于通过拾取发动机启动模式开关、电动车加速器、蓄电瓶电压等信号，决断并控制发动机、发电机、空调压缩机有序工作的启动控制模块(005)、用于发电机工作时防止蓄电瓶过充的充电截止模块(006)、用于防止启动控制模块过载的反向截流模块(007)、空调压缩机开关(010)、三相整流模块(011)，所述蓄电瓶(004)经充电截止模块(006)、三相整流模块(011)与发电机(002)连接，蓄电瓶(004)还经反向截流模块(007)与启动控制模块(005)的输入端连接，所述空调压缩机开关(010)接启动控制模块(005)的输入端，所述充电截止模块(006)还接启动控制模块(005)的输出端，所述启动控制模块(005)的输入端还与发动机启动模式开关(008)、电动车加速器(009)连接；启动控制模块(005)的输出端接发电机(002)，所述启动控制模块(005)的输出端分别经发动机 熄火线路(012)、发动机油门控制装置(013)与发动机连接，启动控制模块(005)的输出端经压缩机电磁离合器线路(014)与空调压缩机(003)连接。
2.根据权利要求1所述的电动车燃油发电、空调控制装置，其特征在于:所述的启动控制模块(005)由主控制芯片(IC4)、与主控制芯片(IC4)连接的副控制芯片(IC3)、用于检测蓄电瓶电压的电压比较电路(02)、用于检测电动车是否行驶的车速信号拾取电路(04)、发动机转速信号感应电路(05)、用于控制发动机油门大小的油门控制电路(06)、用于控制空调压缩机开启与关闭的压缩机电磁离合器控制电路(07)、用于控制发动机熄火的熄火控制电路(08)、稳压电路(10)、用于发电机兼作发动机启动电机时识别三相相序的发电机相序信号拾取电路(11)、用于驱动三相电机运转的A相MOS管驱动电路(14)、B相MOS管驱动电路(15)、C相MOS管驱动电路(16)和限流保护电路(17)、充电截止控制电路(12)组成；其中:电压比较电路(02)、车速信号拾取电路(04)、发动机启动模式开关(008)、发动机转速信号感应电路(05)接主控制芯片(IC4)的输入端，主控制芯片(IC4)的输出端分别经油门控制电路(06)、压缩机电磁离合器控制电路(07)、熄火控制电路(08)与发动机(001)的发动机油门控制装置(013)、压缩机电磁离合器线路(014)、发动机(001)的发动机熄火线路(012)连接，电压比较电路(02)还与蓄电瓶(004)连接；副控制芯片(IC3)的输入端接稳压电路(10)、发电机相序信号拾取电路(11)，稳压电路(10)与蓄电瓶(004)连接，副控制芯片(IC3)的输出端分别经A相MOS管驱动电路(14)、B相MOS管驱动电路(15)、C相MOS管驱动电路(16)接发电机(002)的三相电；限流保护电路(17)接副控制芯片(IC3)的输入端；所述的充电截止控制电路(12)与副控制芯片(IC3)连接； 所述的空调压缩机开关(010)接主控制芯片(IC4)的输入端； 所述的发动机转速信号感应电路(05)还与发动机脉冲线圈连接； 所述的车速信号拾取电路(04)还与电动车加速器(009)连接； 所述的反向截流模块(007)由反向截流电路(09)组成，反向截流电路(09)分别与蓄电瓶(004)、A相MOS管驱动电路(14)、B相MOS管驱动电路(15)、C相MOS管驱动电路(16)和限流保护电路(17)连接，限流保护电路(17)还与蓄电瓶(004)负极连接； 所述的充电截止模块(006)由充电截止开关电路(13)组成，充电截止开关电路(13)与充电截止控制电路(12)连接； 所述的三相整流模块(011)由三相整流电路(18)组成；三相整流电路(18)的三相输入端接发电机(002)的三相电，三相整流电路(18)的输出正极经充电截止开关电路(13)接蓄电瓶(004)的正极，三相整流电路(18)的输出负极接蓄电瓶(004)的负极。
3.根据权利要求2所述的电动车燃油发电、空调控制装置，其特征在于:所述的充电截止控制电路(12)由电阻R65、R67、R66、光电耦合器B6、三极管Q32、继电器J4组成，其中，电阻R65 —端接控制芯片IC3的CB输出脚,另一端接光电稱合器B6的I脚,光电稱合器B6的输出脚3经电阻R66接三极管Q32的I脚基极，光电耦合器B6的输出脚3经电阻R67与蓄电瓶正极UC相连，三极管集电极2脚、光电耦合器B6的4脚、2脚分别与蓄电瓶负极相连；三极管Q32的极电极3脚经继电器J4与蓄电瓶正极UC相连，续流二极管D7跨接在继电器J4的两端； 所述的压缩机电磁离合器控制电路(07)由电阻1 63、1 61、1 62、光电耦合器85、三极管Q31、继电器J2组成，其中，电阻R63 —端接主控制芯片IC4的LH输出脚，另一端接光电耦合器B5的I脚，光电耦合器B5的输出脚3经电阻R62接三极管Q32的I脚基极，光电耦合器B5的输出脚3经电阻R61与蓄电瓶正极UC相连,三极管集电极2脚、光电稱合器B5的4脚、2脚分别与蓄电瓶负极相连； 三极管Q31的极电极3脚经继电器J2与蓄电瓶正极UC相连，续流二极管D6跨接在继电器J2的两端；继电器J2的常开触点一端连接逆变低压电源BCC，另一端连接空调压缩机电磁离合线圈DLH的一端，空调压缩机电磁离合线圈DLH的另一端接蓄电瓶负极； 所述的充电截止开关电路(13)由继电器J4常开触点CK组成，继电器J4常开触点G1、G2 —端连接蓄电瓶正极，继电器J4常开触点G1、G2的另一端连接三相整流电路18的输出端。
4.一种电动车燃油发电、空调控制装置的控制方法，其特征在于:包含以下步骤: 步骤101:程序开始并初始化后判断是否有启动指令: 是:进入步骤102， 否:继续判断是否有启动指令； 步骤102:判断是否有空调指令: 是:进入步骤113， 否:进入步骤103 ； 步骤103:判断是否低于预设启动电压: 是:启动发动机工作后进入步骤104， 否:返回步骤102，继续判断是否有空调指令； 步骤104:检测发动机转速确定发动机是否启动: 是:关闭启动指令后进入步骤106, 否:进入步骤105 ； 步骤105:检测是否达到设定的启动次数: 是:关闭发动机程序返回， 否:继续启动发动机程序返回步骤104 ； 步骤106:判断发电机的发电电压是否超过系统设定值: 是:关闭发动机程序返回， 否:进入步骤107 ；步骤107:判断电动车加速器是否动作:是:关闭油门控制电路后进入步骤108,否:开启油门控制电路后进入步骤108 ；步骤108:判断是否有空调指令:是:程序返回，否:进入步骤109 ； 步骤109:判断是否有发动机关闭指令:是:关闭发动机后程序返回，否:返回步骤106 ；步骤113:判断发动机是否已启动:是:进入步骤116，否:启动发动机后进入步骤114 ；步骤114:检测发动机转速确定发动机是否已启动:是:关闭启动指令后进入步骤116，否:进入步骤115 ；步骤115:检测是否达到设定的启动次数:是:程序返回，否:继续启动发动机并返回步骤114 ；步骤116:判断是否达到超压保护值:是:断开电磁离合器电路，关闭发动机后程序返回，否:接通电磁离合器电路后进入步骤117 ；步骤117:判断蓄电瓶是否已饱和:是:断开充电截止控制电路后进入步骤118，否:开启充电截止控制电路后进入步骤118 ；步骤118:判断电动车加速器是否动作是:关闭油门控制装置，进入步骤119否:开启油门控制装置，进入步骤119 ；步骤119:判断是否关闭空调指令:是:断开电磁离合器电路，关闭发动机后程序返回，否:返回步骤116。
全文摘要
本发明涉及一种电动车燃油发电、空调控制装置及控制方法，发动机、发电机、空调压缩机与蓄电瓶之间还设有启动控制模块、充电截止模块、反向截流模块、空调压缩机开关、三相整流模块，蓄电瓶经充电截止模块、三相整流模块与发电机连接，反向截流模块与启动控制模块连接，充电截止模块还接启动控制模块，并分别经发动机熄火线路、发动机油门控制装置与发动机连接，经压缩机电磁离合器线路与空调压缩机连接。启动控制模块拾取发动机启动模式开关、电动车加速器、蓄电瓶电压、发动机转速、空调压缩机开关等信号判断并控制发动机、发电机、空调压缩机有序工作。本发明既满足续航需求，也解决了电动车的空调问题，大大改善了电动车的驾乘环境。为我国电动车行业的又好又快发展提供了技术和装备支撑。
文档编号B60W10/04GK103085811SQ20111035308
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者韩群山, 马华伟, 高代远, 马延昌 申请人:韩群山