一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统的制作方法

本发明主要关于动力电池控制，特别是关于一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统。

背景技术：

1、对于电动两轮车而言，目前主流的适配电池就两种，铅酸电池和锂离子电池。钠离子电池的出现则在在很大程度上兼顾了比铅酸电池更高的能量密度和比锂离子电池更好的安全性，更是补齐了锂离子电池相较铅酸电池的成本和安全两大短板，在未来将会成为两轮电动车主要动力电池。

2、钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似，是利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。由于钠的标准电极电势低于锂，使得钠离子电池的电压比锂离子电池要低很多，在现有电动车控制器工作模式下，钠离子电池及电池包放电功率和能量密度比较低。为此，需要针对钠离子电池低电压平台和无过放电特性，以及铅酸电池、锂离子电池低电压情况，开发一种电池智慧泵控制器，满足动力电池低电压平台输入，通过智慧泵自适应调节控制，使得智慧泵控制器输出电压落在电机最佳功率区间，提高了电池放电容量同时发挥整车系统最大的优势。

3、前述背景技术知识的记载旨在帮助本领域普通技术人员理解与本发明较为接近的现有技术，同时便于对本技术发明构思及技术方案的理解，应当明确的是，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术技术方案的新创性。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提及的至少一种技术问题，本发明的目的旨在提供一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统，智慧泵控制器可驱动整车直流电机转动并对电池电压进行实时的正向和逆向的升降压变换，实现了能量的双向传输，并可智能识别整车当前路况状态，根据路况状态与整车工作效率平台，智能判断是否进行升降压。

2、一种动力电池智慧泵控制器，包括：

3、双向泵电源模块，连接动力电池，用于根据整车系统的需求，对从动力电池输出的电压进行升降压变换以输出特定的电压；和

4、电机驱动模块，设置在双向泵电源模块与直流电机之间，用于将直流电源转换为三相交流电源驱动整车直流电机转动，同时用于根据获取的目标车速、实时车速、电机运行效率、电池当前电压计算出最佳需求电压和最佳工作电流，并将最佳需求电压和最佳工作电流通讯传输给双向泵电源模块。

5、作为对本技术技术方案的优选，所述动力电池包括钠离子电池、铅酸电池或锂离子电池的至少一种。动力电池智慧泵控制器不仅适用于钠离子电池，还适用于低电压情况下的铅酸电池及锂离子电池，满足动力电池低电压输入，通过智慧泵自适应调节控制，使得智慧泵控制器输出电压落在电机最佳功率区间，提高了电池放电容量同时发挥整车系统最大的优势。

6、作为对本技术技术方案的优选，所述动力电池智慧泵控制器还包括：

7、通讯模块，用于双向泵电源模块与电机驱动模块实现内部通讯；和/或

8、电压、电流采集模块，用于采集电池的电压值和电流值。

9、作为对本技术技术方案的优选，所述通讯模块以选自一线通、rs485、rs232、can或者无线通讯方式的任一种进行通讯。

10、作为对本技术技术方案的优选，所述双向泵电源模块设计为双向升压型、双向降压型、双向升降压型的至少一种。

11、作为对本技术技术方案的优选，所述双向泵电源模块包括：电压变换单元、智慧泵微控制器单元、pwm1单元，且智慧泵微控制器单元、pwm1单元和电压变换单元顺序连接。

12、作为对本技术技术方案的优选，所述电压变换单元用于实现升降压功能。

13、作为对本技术技术方案的优选，所述电压变换单元采用反激变换拓扑结构、正激变换拓扑结构、推挽变换拓扑结构、半桥变换拓扑结构或全桥变换拓扑结构的至少一种。

14、作为对本技术技术方案的优选，所述电压变换单元采用全桥pwm变换拓扑结构，包括四个mos管、四个肖特基二极管、一个电感元件l1、滤波电容器等组成；其中，四个mos管分别为mos11、mos12、mos13、mos14，分别对应pwm11脉冲调制波、pwm12脉冲调制波、pwm13脉冲调制波、pwm14脉冲调制波，四个肖特基二极管分别为d1、d2、d3和d4，作为续流二极管。

15、作为对本技术技术方案的优选，所述智慧泵微控制器单元在接收到电机驱动模块的电压需求后进行运算，进入升降压逻辑程序，控制pwm1单元输出合适的调制pwm波，控制mos开关，使得双向泵电源输出最优电压。

16、作为对本技术技术方案的优选，所述pwm1单元含有pwm调制模块、mos驱动电路，具有过流保护功能，短路保护功能，以及过压保护等功能，mos驱动电路可以是组合电路或使用专用驱动芯片。所述pwm1单元的pwm调制模块通过pwm脉冲调制，控制四个mos管的开关状态，实现正向和逆向升压、降压变压模式。

17、作为对本技术技术方案的优选，所述电机驱动模块包括：三相电机逆变模块、电机驱动微控制器、pwm2单元，且电机驱动微控制器、pwm2单元和三相电机逆变模块顺序连接。

18、作为对本技术技术方案的优选，所述三相电机逆变模块包括六个mos管、六个肖特基二极管，所述六个mos管分别为mos21、mos22、mos23、mos24、mos25、mos26，分别对应pwm21脉冲调制波、pwm22脉冲调制波、pwm23脉冲调制波、pwm24脉冲调制波、pwm25脉冲调制波、pwm26脉冲调制波，所述六个肖特基二极管分别为d21、d22、d23、d24、d25、d26。

19、作为对本技术技术方案的优选，所述pwm2单元含有pwm调制模块、mos驱动电路，具有过流保护功能，短路保护功能，以及过压保护等功能，mos驱动电路可以是组合电路或使用专用驱动芯片。

20、一种整车系统，包括充电器、动力电池、前述所述智慧泵控制器、通讯单元、调速转把、直流电机和速度检测模块。

21、作为对本技术技术方案的优选，所述动力电池包括电池和/或电池组。

22、作为对本技术技术方案的优选，所述智慧泵控制器中的电压、电流采集模块可用于采集整车系统的电压值和电流值。

23、作为对本技术技术方案的优选，所述通讯单元以选自一线通、rs485、rs232、can或者无线通讯方式的任一种进行通讯。

24、作为对本技术技术方案的优选，所述调速转把用于调控速度，根据骑行者对速度要求的不同输出连续变化、大小不一的控制电压输入到智慧泵控制器，实现对电动车速度的控制。

25、作为对本技术技术方案的优选，所述速度检测模块通过霍尔编码器、旋转编码器的其中一种得到整车实时速度。

26、本技术的有益效果为：

27、动力电池智慧泵控制器集成了双向泵电源模块和电器驱动模块，可对电池电压进行实时的正向和逆向的升降压变换，实现了能量的双向传输，双向泵电源模块的增压比可以根据系统需求和效率进行自适应改变，使整车工作在最佳状态。

28、智慧泵控制器可以驱动整车电机转动、调速并智能识别整车当前路况状态，根据路况状态与整车工作效率平台，智能判断是否进行升降压。当在平路骑行状态，不进行变压变换，减少变压损耗，当在爬坡状态，进行升压变换，使得控制器线电流下降，使动力系统工作在最佳效率区间。