专利名称：一种电动车自动变速装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电动车速控制部件技术领域，涉及一种电动车自动变速装置。
背景技术：
电动车的驱动动力来源于电机。但是电机的扭矩变化范围较小，牵引力和转速不能适应在各种复杂阻力范围内变化要求。现有的电动车仅靠调节占空比来实现速度调节，占空比是高电平所占周期时间与整个周期时间的比值靠霍尔转把开环控制，当电动车在弱附着地面上起步，加速度或爬坡时驱动轮非常容易过度滑转，而导致车辆驱动性能、操作性能喝稳定性变差。启动瞬间靠大电流维持，对蓄电池和控制器冲击较大，下坡和滑行中反电动势控制器和电机自身冲击较大，控制器与电机的爬坡和长下坡过程中容易烧坏，不能满足复杂路况要求，需要频繁拧动转把与制动，造成蓄电池能量大量浪费，缩短了电动车的续航里程。同时，对控制器MOS管的冲击非常大，所以目前仅使用占空比来调速，制约了电动车在不同行驶路况下的应用，缩短了蓄电池、控制器、电机的使用寿命。且中国专利文件公开了申请号为200920176086.4的电动车自动变档装置，该装置通过电动机转动连接塔式转动齿轮，塔式转动齿轮与碟簧凸轮差动传动传感器连接，碟簧凸轮差动传动传感器与凸轮变速器ECU控制器连接，ECU控制器再与电机电信号连接，形成闭环控制。该技术方案一定程度上解决了常速电动车车速突然变化，驱动电机处于非稳态工况，引起电池突然大电流和深度放电，造成电机堵转发热，致使整车电起控制系统受损的问题，但该装置通过凸轮变速机构根据受力大小分别由传给塔式传动齿轮机构，由塔式传动齿轮机构接触不同速比实现变速信号，该装置通过机械结构进行变速信号的传输、结构复杂闭环控制执行受干扰和应变能力差。
发明内容本实用新型针对现有的问题，提出了一种电动车自动变速装置，该装置结构简单的实现控制电动车变速行驶适应不同路况。本实用新型通过下列技术方案来实现:一种电动车自动变速装置，包括用于给电动车提供驱动动力的电控双速电机、用于根据判断的路况对应控制电控双速电机输出的双路控制器和给电控双速电机与双路控制器提供电能的蓄电池，其特征在于，所述的电控双速电机包括三相低速绕组和三相高速绕组，所述三相高速绕组匝数少于三相低速绕组匝数，所述的双路控制器包括低速绕组控制输出口和高速绕组控制输出口，所述三相低速绕组连接低速绕组控制输出口，所述三相高速绕组连接高速绕组控制输出口，所述蓄电池连接双路控制器的输入口，所述双路控制器实时接收蓄电池的输出电流信号并比较判断出蓄电池输出电流小于设定值时，控制断开电控双速电机的三相低速绕组同时导通三相高速绕组；反之，双路控制器控制导通电控双速电机三相低速绕组同时断开三相高速绕组。双路控制器实时收蓄电池的输出电流信号，通过蓄电池的输出电流信号判断用于提供电动车动能的电控双速电机运转信号并监控当前电动车行驶路况，当接收的蓄电池输出电流值小于双路控制器内预设定值时，即判定电动车当前行驶的道路为上坡期，双路控制器控制电控双速电机变速，双路控制器控制电控双速电机导通三相高速绕组同时断开三相低速绕组从而实现在电动车的自动变速；当接收的蓄电池输出电流值大于双路控制器内预设定值时，即判定电动车当前行驶的道路为下坡或平路期，双路控制器控制电控双速电机变速，双路控制器控制电控双速电机断开三相高速绕组同时导通三相低速绕组从而实现在电动车的自动从高速到低速的变速。在上述的电动车自动变速装置中，所述的三相低速绕组和三相高速绕组为同一套三相定子绕组，所述三相高速绕组抽头为三相低速绕组的中间抽头。电控双速电机换档技术采用抽头变档原理来实现的。在上述的电动车自动变速装置中，所述的三相低速绕组和三相高速绕组为两套三相绕组，所述三相低速绕组的每相绕组匝数多于三相高速绕组的每相绕组匝数。通过在双速电机内设置两套不同匝数的定子绕组改变切换使用达到变速的目的。在上述的电动车自动变速装置中，所述的双路控制器包括中央处理器和继电器驱动电路，中央处理器上设有与蓄电池连接的输入端和与继电器驱动电路连接的输出端。中央处理器实现对输入信号的处理和判断并最终做出控制指令。在上述的电动车自动变速装置中，所述的继电器驱动电路包括分别串联在每相三相高速绕组和三相低速绕组电源电路上的继电器开关，所述继电器开关通过三相高速绕组输出口和三相低速绕组输入口分别连接三相高速绕组抽头和三相低速绕组抽头，所述继电器驱动电路还包括连接中央处理器输出口的与继电器开关一一对应的继电器线圈。在双路控制器判定出当前电动车行驶的路况为上坡期时，控制三相高速绕组上的继电器开关对应的继电器线圈导通，同时控制三相低速绕组上的继电器开关对应的继电器线圈断开，则实现上坡时自动变成高速度行驶的电动车。控制器与电机的爬坡和长下坡过程中不容易烧坏，且同时也节约了蓄电池的电能。 在上述的电动车自动变速装置中，所述的继电器线圈通过双路控制器控制三极管导通。双路控制器输出导通或断开三极管的基极来控制三极管的导通，通过控制三极管的通断来控制继电器线圈的通断使控制更加合理化。在上述的电动车自动变速装置中，所述继电器驱动和中央处理器集成一体。一体式的设计方便双路控制器的运输过程不容易损坏且结构小方便客户安装。与现有技术相比，本实用新型电动车自动变速装置具有以下优点:1、本实用新型通过对蓄电池输出信号的监控了解电动车当前的行驶路况，并在路况上下破时实现自动变速，上坡时，电控双速电机低速运行，给电动车提供足够的上坡动力，在下坡或或平路时有能恢复正常运行，使控制器与电机在爬坡和长下坡过程中不容易烧坏，且同时也节约了蓄电池的电能，增长电动车的蓄电里程。2、本实用新型通过直接控制电控双速电机内的高、低速绕组的导通或断开来实现本装置的自动变速，结构简单，安装连接方便，同时在运输过程中也不容易损坏。
图1是本实用新型实施例一的结构示意图；图2是双路控制器来的结构示意图；[0018]图3是本实用新型实施例二的结构示意图。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。实施例一,如图1、2所示,本电动车自动变速装置包括用于给电动车提供驱动动力的电控双速电机、用于根据判断的路况对应控制电控双速电机输出的双路控制器和给电控双速电机与双路控制器提供电能的蓄电池，电控双速电机包括三相低速绕组A1\B1\C1和三相高速绕组A2\B2\C2，三相高速绕组匝数小于三相低速绕组匝数，双路控制器包括低速绕组控制输出口和高速绕组控制输出口，三相低速绕组连接低速绕组控制输出口，三相高速绕组连接高速绕组控制输出口，蓄电池连接双路控制器的输入口，双路控制器实时接收的蓄电池输出电流信号并比较判断蓄电池输出电流小于设定值时，控制断开电控双速电机的三相低速绕组同时导通三相高速绕组；反之，双路控制器比较判断蓄电池输出电流大于设定值时双路控制器在控制输出高速绕组导通时，控制电控双速电机导通三相低速绕组同时断开三相高速绕组。三相低速绕组A1\B1\C1和三相高速绕组A2\B2\C2为同一套三相定子绕组，三相低速绕组抽头为三相高速绕组的中间抽头。双路控制器包括中央处理器Ul和继电器驱动电路，中央处理器Ul上设有与蓄电池连接的输入端和与继电器驱动电路连接的输出端。继电器驱动电路包括分别串联在每相三相高速绕组和三相低速绕组电源电路上的继电器开关K1\K2\K3\K4\K5\K6，继电器开关通过三相高速绕组输出口和三相低速绕组输入口分别连接三相高速绕组抽头和三相低速绕组抽头，电控双速电机换档技术采用抽头变档原理来实现的，改变主副绕组匝数使之减弱定子的磁场强度以达到目的。继电器驱动电路还包括连接中央处理器输出口的与继电器开关一一对应的继电器线圈。继电器开关Kl对应继电器线圈KMl，继电器开关Κ2继电器线圈ΚΜ2，继电器开关Κ3对应继电器线圈ΚΜ3，继电器开关Κ4对应继电器线圈ΚΜ4，继电器开关Κ5对应继电器线圈ΚΜ5，继电器开关Κ6对应继电器线圈ΚΜ6。继电器线圈通过双路控制器控制三极管导通。双路控制器输出导通或断开三极管的基极来控制三极管的导通。这里继电器驱动和中央处理器做成一体式，即双路控制器为一体式设计。具体的，中央处理器的输出端连接三极管Q1\Q2\Q3\Q4\Q5\Q6的基极，三极管的发射极极连接地线，三极管的集电极连接继电器线圈用于中央处理器Ul通过三极管导通或关断继电器线圈。继电器线圈KMl串联与三极管Ql的集电极与蓄电池之间，继电器线圈KM2串联连接于三极管Q2的集电极与蓄电池之间，继电器线圈KM3串联连接于三极管Q3的集电极与蓄电池之间，继电器线圈KM4串联连接于三极管Q4的集电极与蓄电池之间，继电器线圈KM5串联连接于三极管Q5的集电极与蓄电池之间，继应继电器线圈KM6串联连接于三极管Q6的集电极与蓄电池之间。继电器和三极管对应为至少6个，这里我们需用6个实现，即每个继电器线圈对应按上述串联一个三极管，且每一对三极管串联继电器线圈后相互并联。同理，中央处理器可直接通过控制三极管、MOS管等开关管直接实现。中央处理器Ul通过控制三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3的通断，控制继电器线圈KM1、继电器线圈KM2、继电器线圈KM3的导通或断开，从而控制继电器开关K1、继电器开关K2、继电器开关K3闭合或打开，用于控制低速绕组的接入或断开。默认情况下，低速绕组连接的继电器开关K1\K2\K3为常闭开关。同理中央处理器Ul通过控制三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6的通断，控制继电器线圈ΚΜ4、继电器线圈ΚΜ5、继电器线圈ΚΜ6的导通或断开，从而控制继电器开关Κ4、继电器开关Κ5、继电器开关Κ6闭合或打开，用于控制高速绕组的接入或断开。默认情况下，高速绕组连接的继电器开关Κ4\Κ5\Κ6为常开开关。双路控制器实时收蓄电池的输出电流信号，通过蓄电池的输出电压信号判断用于提供电动车动能的电控双速电机堵转信号并监控当前电动车行驶路况是否为上坡期，当接收的蓄电池输出电流值小于双路控制器内预设定值时，即判定电动车当前行驶的道路为上坡期，双路控制器控制电控双速电机变速，双路控制器具体运行为:中央处理器输出高电平给连接三相高速绕组上的三极管的基极，三极管导通，同时导通了与相应三相高速绕组上的三极管连接的继电器线圈，三相高速绕组上的继电器开关闭合；中央处理器输出低电平给连接三相低速绕组上的三极管的基极，同时断开了与相应三相低速绕组上的三极管连接的继电器线圈，三相低速绕组上的继电器开关打开。实现双路控制器控制电控双速电机断开三相低速绕组同时导通三相高速绕组从而实现在电动车的从低速到高速的自动变速。当接收的蓄电池输出电流值大于双路控制器内预设定值时，即判定电动车当前行驶的道路为下坡或平路期，且判定当前运行控制位高速运行时，双路控制器控制电控双速电机变速，中央处理器输出低电平给连接三相高速绕组上的三极管的基集导通，同时断开了与相应三相高速绕组上的三极管连接的继电器线圈，继电器开关打开；中央处理器输出高电平给连接三相低速绕组上的三极管的基极，同时导通了与相应三相低速绕组上的三极管连接的继电器线圈，继电器开关闭合。双路控制器控制电控双速电机导通三相低速绕组同时断开三相高速绕组从而实现在电动车的自动从高速到低速的变速。实施例二，如图3所示，本实例中的电控双速电机的三相低速绕组和三相高速绕组为两套三相绕组，三相低速绕组分别为低速绕组Ε1、低速绕组F1、低速绕组G1。三相高速绕组分别为高速绕组Ε2、高速绕组F2、高速绕组G2。三相低速绕组每相匝数多于三相高速绕组。其余控制过程和连接结构与实施例一相同。这里的三相低速绕组可以选用三角形接法，三相高速绕组为星形接法。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.一种电动车自动变速装置，包括用于给电动车提供驱动动力的电控双速电机、用于根据判断的路况对应控制电控双速电机输出的双路控制器和给电控双速电机与双路控制器提供电能的蓄电池，其特征在于，所述的电控双速电机包括三相低速绕组和三相高速绕组，所述三相高速绕组匝数少于三相低速绕组匝数，所述的双路控制器包括低速绕组控制输出口和高速绕组控制输出口，所述三相低速绕组连接低速绕组控制输出口，所述三相高速绕组连接高速绕组控制输出口，所述蓄电池连接双路控制器的输入口，所述双路控制器实时接收蓄电池的输出电流信号并比较判断出蓄电池输出电流小于设定值时，控制断开电控双速电机的三相低速绕组同时导通三相高速绕组；反之，双路控制器控制导通电控双速电机三相低速绕组同时断开三相高速绕组。
2.根据权利要求1所述的电动车自动变速装置，其特征在于，所述的三相低速绕组和三相高速绕组为同一套三相定子绕组，所述三相高速绕组抽头为三相低速绕组的中间抽头。
3.根据权利要求1所述的电动车自动变速装置，其特征在于，所述的三相低速绕组和三相高速绕组为两套三相绕组，所述三相低速绕组的每相绕组匝数多于三相高速绕组的每相绕组匝数。
4.根据权利要求1或2或3所述的电动车自动变速装置，其特征在于，所述的双路控制器包括中央处理器和继电器驱动电路，中央处理器上设有与蓄电池连接的输入端和与继电器驱动电路连接的输出端。
5.根据权利要求4所述的电动车自动变速装置，其特征在于，所述的继电器驱动电路包括分别串联在每相三相高速绕组和三相低速绕组电源电路上的继电器开关，所述继电器开关通过三相高速绕组输出口和三相低速绕组输入口分别连接三相高速绕组抽头和三相低速绕组抽头，所述继电器驱动电路还包括连接中央处理器输出口的与继电器开关一一对应的继电器线圈。
6.根据权利要求5所述的电动车自动变速装置，其特征在于，所述的继电器线圈通过双路控制器控制三极管导通。
7.根据权利要求6所述的电动车自动变速装置，其特征在于，所述继电器驱动和中央处理器集成一体。
专利摘要本实用新型提供了一种电动车自动变速装置，属于电动车速控制部件技术领域。它解决了现有技术中结构复杂、应变能力差的问题。本装置包括电控双速电机、双路控制器和蓄电池，电控双速电机包括三相低速绕组和三相高速绕组，三相高速绕组匝数少于三相低速绕组匝数，双路控制器包括低速绕组控制输出口和高速绕组控制输出口，三相低速绕组连接低速绕组控制输出口，三相高速绕组连接高速绕组控制输出口，蓄电池连接双路控制器的输入口，双路控制器接收蓄电池的输出电流信号当比较小于设定值时，控制电控双速电机断开三相低速绕组，导通三相高速绕组；反之，导通三相低速绕组且断开三相高速绕组。该装置结构简单的实现控制电动车变速行驶适应不同路况。
文档编号H02P25/22GK203057064SQ20122074650
公开日2013年7月10日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者章征凯 申请人:胡风华