专利名称：自适应节电储能型直流无刷控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电气传动控制技术领域，具体涉及一种电动自行车电气传动控制器。
背景技术：
电动助力自行车靠其经济和轻便等特点吸引广大消费者的青睐。然而以往的设计者为了 满足人们对行驶速度、爬坡力矩的追求，其控制器都采用大电流驱动，而忽视了对电池的保 护，造成电池深度大电流放电。从而也縮短了电动车控制器、电机及其它电气传动部件的使 用年限。
电动助力自行车一般都采用免维护铅酸电池，大电流放电、特别是深度放电对电池实用 寿命影响极大、电池放电越深。其循环使用次数越少，而大电流密度放电就意味着在很短时 间内有大量的铅酸离子转入电解液，导致生成致密的硫酸铅层而发生了钝化，从而使电池内 阻增大，降低电池放电效率，电池性能降低。
实用新型内容
本实用新型的目的是，克服现有技术的上述不足，针对电动助力自行车所用电池的性能 ，提供一种能够延长电池释放的电流时间，增加电动车的续行里程，有效的保护电池、电机 ，延长其使用寿命的电动车电气传动控制器。
为此，本实用新型采用如下的技术方案
一种自适应节电储能型直流无刷控制器，包括电池电压信号、手把速度控制信号、刹把 刹车信号、电机霍尔信号检测电路、微处理器、驱动器，功率管桥臂输出电路，电池电压信 号、手把速度控制信号、刹把刹车信号、电机霍尔信号检测电路输出的各路检测信号被送入 微处理器，微处理器根据输入的各路信号通过驱动器控制功率管桥壁输出电路，其特征在于 ，所述的微处理器根据电池电压信号设置有第一和第二阈值节点，当接收到的电池电压信号 高于第一阈值节点时，LED灯亮，并控制传动比率最大放电电流随电池电压降低而降低，在 接收到电池电压信号高于第二阈值节点时，降低功率管桥臂输出电路输出电流使电机扭矩下降。
作为优选实施方式，本实用新型的自适应节电储能型直流无刷控制器还包括一个接在功 率管桥壁输出电路的接地采样电阻，该电阻引出一个电流分量，经比较器后生成运行电流信 号，被送入微处理器，用于自动控制降低大电流输出；所述的微处理器在接收到刹把刹车信 号信号时，控制功率管桥臂电路，使功率管桥臂下管关闭，同时打开上桥管导通，使处于自 发电状态的电机的机械动能转化为电能储存在电池里。
本实用新型自适应节电储能型直流无刷控制器，应用数字变频检测技术，对电池放电分 级缓冲限流进行适当的控制，具有在骑速持续加快时自动降低电量输出功能特性，设置两个 控制保护功能阀值，能有效的抑制大电流释放，从而保护电池，电机、控制器，提高了产品 的可靠性和实用性。
图l本实用新型的自适应节电储能原理示意图。
图2本实用性的自适应节电储能型直流无刷控制器的结构框图。
具体实施方式
本实用新型的控制器包含两个新型技术内容自适应节电储能和适时充电储能。 自适应节电储能为了防止电池的大电流放电及深度放电，首先设定放电电流与电池电 压的关系曲线I = B1+K (V —V上)，其中K为系数.
如图l所示在设计时给电池的放电电压设置上下两个节点(V上、V下)，电压高于上节 点、电池最大放电电流是个恒定值lM ，当低于该节点，最大放电电流随电池电压降低而降 低，，直到下节点位置"欠压"电流停止输出。 一方面给电池的化学反应以充足的时间并使 电池及时补充电能，保证了电池的放电效率，续行距离得以拉长，另一方面延长了电池的寿 命。
2. 适时充电储能利用电池放电的空隙，控制器停止工作，此时没有放电电流。而 电机处于运转的情况下，比如刹车时，让其机械功能通过过电子电路设计软件程序控制转化 为电能回充给电池。将回充的电能储存在电池里。
下面针对具体设计方案对本实用新型进一步说明。本实用新型控制器的构成如图2所示 实用新型控制器包括微处理器，电池电压、手把、刹把、电机霍尔位置信号、电池电流等检测电路，驱动器，由三对桥式的MOS大功率管电路构成的功率管桥臂输出电路等。以微 处理器为中心，各种外部信号都引到微处理器的端口进行检测手把产生1 V的调速控制信 号，刹把刹车信号被用于控制MOS大功率管的开启和关闭，电机霍尔位置信号通过微处理器后 发出一定的时序脉冲，通过三对桥式的MOS大功率管电路的推动电机转动。电池电压与电流 检测信号通过微处理器内部的AD采样得到电池电压和运行电流数据，该实用新型控制器工具 对这些数据的处理实现了自适应节点储能的功能。
对于自适应节电储能的设计在软件中设定上下两个节点(V上、V下)分别为45V和 41.5V。当采样检测到电池电压低于45V时，电池对大放电电流随降低的电压而降低，电压降 得越多，最大的放电电流也最低，公式中的K可根据要求设定，当取1(=2，如45V以上时电池 最大放大电流IM为17A，当电压降到41.5V左右时，In变为10A，极大的避免了大电流放电， 自动调节起到了节能限流储能的目的。
适时充电储能设计当微处理器在接收到刹把刹车信号信号时，控制功率管桥臂电路， 使功率管桥臂下管关闭，同时打开上桥管导通，电机处于转动状态，让电机转动产生的自发 电回流到电池，将回流的电能储存起来，往复循环利用，提高了电池储能效果，延长了电动 车的行驶里程。
本实用新型的控制器，还在功率管桥壁输出电路接一个接地采样电阻，引出一个电流分 量，此电流分量作为运行电流信号，被送入微处理器的电流比较器，当采样电流分量大于设 定值时，比较器翻转，驱动输出被关闭，用于自动控制降低大电流输出。
权利要求1.一种自适应节电储能型直流无刷控制器，包括电池电压信号、手把速度控制信号、刹把刹车信号、电机霍尔信号检测电路、微处理器、驱动器，功率管桥臂输出电路，电池电压信号、手把速度控制信号、刹把刹车信号、电机霍尔信号检测电路输出的各路检测信号被送入微处理器，微处理器根据输入的各路信号通过驱动器控制功率管桥壁输出电路，其特征在于，所述的微处理器根据电池电压信号设置有第一和第二阈值节点，当接收到的电池电压信号高于第一阈值节点时，LED灯亮，并控制传动比率最大放电电流随电池电压降低而降低，在接收到电池电压信号高于第二阈值节点时，降低功率管桥臂输出电路输出电流使电机扭矩下降。
2 根据权利要求l所述的自适应节电储能型直流无刷控制器，其特 征在于，所述的控制器还包括一个接在功率管桥壁输出电路的接地采样电阻，该电阻引出一 个电流分量，经比较器后生成运行电流信号，被送入微处理器，用于自动控制降低大电流输 出。
3 根据权利要求1或2所述的自适应节电储能型直流无刷控制器， 其特征在于，所述的微处理器在接收到刹把刹车信号信号时，控制功率管桥臂电路，使功率 管桥臂下管关闭，同时打开上桥管导通，使处于自发电状态的电机的机械动能转化为电能储 存在电池里。
专利摘要本实用新型涉及电气传动控制技术领域，涉及一种自适应节电储能型直流无刷控制器，该控制器的电池电压信号、手把速度控制信号、刹把刹车信号、电机霍尔信号检测电路输出的各路检测信号被送入微处理器，微处理器根据输入的各路信号通过驱动器控制功率管桥壁输出电路，所述的微处理器根据电池电压信号设置有第一和第二阈值节点，当接收到的电池电压信号高于第一阈值节点时，LED灯亮，并控制传动比率最大放电电流随电池电压降低而降低，在接收到电池电压信号高于第二阈值节点时，降低功率管桥臂输出电路输出电流使电机扭矩下降。本实用新型设置两个控制保护功能阀值，能有效的抑制大电流释放，从而保护电池，电机、控制器，提高了产品的可靠性和实用性。
文档编号H02P6/16GK201388179SQ200920302780
公开日2010年1月20日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者强 魏 申请人:天津市飞科电动车有限公司