马达电源控制系统的制作方法【专利摘要】本发明系关于一种马达电源控制系统，用以驱动一马达运作，至少包含：一电源供应单元，系提供一输入电压；一直流/直流转换单元，系与电源供应单元相连接，用以将输入电压转换成一驱动电压，以使马达运作；一转速检测单元，系检测马达的转速，以产生一转速信号；以及一控制单元，系与转速检测单元及直流/直流转换单元相连接，用以将转速信号与一预设值进行比较，以产生控制信号，当转速信号大于预设值时，依该转速信号的值来控制直流/直流转换单元以线性的方式提升驱动电压的电压值，以增加马达的转速。本发明解决现有技术需使用大体积、重量重、高电压的供电电源，以及当马达处于低转速状态时，仅提供较低的电压，避免多余的能量损耗。【专利说明】马达电源控制系统【
技术领域：
】[0001]本发明系关于一种马达电源控制系统，尤指一种适用于电动车辆的马达电源控制系统。【
背景技术：
】[0002]由于国际油价不断创下新高，再加上燃油所造成的空气污染日益严重，因此消费大众转而趋向选购能源效率高、且空气污染低的机动车辆。目前现有的电动车辆欲取代传统的燃油引擎车辆，其大都使用蓄电池，例如:铅酸电池、锂电池等，做为其供电电源。然而电动车辆(例如:机车)最大的问题在于其充电时间过长且不方便、以及续航力不足，所以仍未被普及化使用。[0003]为了解决电动车辆充电时间过长及不方便的问题，因此业界进一步开发出以燃料电池做为供电电源的电动车辆。[0004]目前一般电动车辆其运作方式系藉由供电电源提供一直流电压(例如:24V)至一马达驱动电路，以驱动马达运作，而该马达系耦接于电动车辆的轮胎，用以带动轮胎转动促使电动车辆移动。[0005]该供电电源为了因应马达不同转速的运作功率需求，其所输出的直流电压系为具有一固定值的高电压，例如:以48V为其最大的输出电压,贝U电动车辆所配备的电池电压亦以此为标准值；然而供电电源的整体体积亦随着输出电压的增加而增加，因此习知电动车辆常因配置的供电电源体积过大而无法朝轻巧化发展，且当电动车辆慢速移动时，即马达处于低转速状态时，其供电电源仍持续输出高电压，此已造成多余的能量损耗。[0006]因此，如何发展一种马达电源控制系统，以改善习知技术的供电电源持续输出固定的高电压，造成其体积过大、重量过重，以及当马达处于低转速状态时，会造成多余的能量损耗等问题，实为目前迫切需要解决的课题。【
发明内容】[0007]本发明的主要目的在于提供一种马达电源控制系统，系于转速信号大于预设值时，藉由控制信号来控制直流/直流转换单元以线性的方式提升驱动电压的电压值，藉以解决习知技术需使用大体积、重量重、高电压的供电电源，以及当马达处于低转速状态时，仅提供较低的电压，避免多余的能量损耗。[0008]为达上述目的，本发明的一较广义实施态样为提供一种马达电源控制系统，用以驱动一马达运作，至少包含:一电源供应单元，系提供一输入电压；一直流/直流转换单元，系与电源供应单元相连接，用以将输入电压转换成一驱动电压，以使马达运作；一转速检测单元，系检测马达的转速，以产生一转速信号；以及一控制单元，系与转速检测单元及直流/直流转换单元相连接，用以将转速信号与一预设值进行比较，以产生控制信号，当转速信号大于该预设值时，依该转速信号的值来控制直流/直流转换单元以线性的方式提升驱动电压的电压值，以增加马达的转速。[0009]本发明的马达电源控制系统，可缩小体积、减轻重量、降低成本以及节省能源，，可避免多余能量的浪费而达到节省能源的功效，以解决习知技术需使用大体积、大电量的供电电源，以及当马达处于低转速状态时会造成多余的能量损耗的问题。【专利附图】【附图说明】[0010]图1为本发明较佳实施例的马达电源控制系统的电路架构方块图。[0011]图2为本发明较佳实施例的转速信号与驱动电压的关系图。[0012]图3为本发明较佳实施例的控制信号与驱动电压的关系图。[0013]图4为马达处于低转速运作状态，使用本发明与习知技术的电动车辆于实际道路测试时，其能量所耗损的示意图。[0014]主要元件符号说明:[0015]马达电源控制系统:1[0016]电源供应单元:11[0017]直流/直流转换单元:12[0018]转速检测单元:13[0019]控制单元:14[0020]马达:2[0021]轮胎:3[0022]马达驱动模块:4[0023]输入电压:Vin[0024]驱动电压:Vd[0025]转速信号:Sr[0026]控制信号:Sc【具体实施方式】[0027]体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范畴，且其中的说明及图式在本质上系当作说明之用，而非用以限制本发明的范围。[0028]请参阅图1，系为本发明较佳实施例的马达电源控制系统的电路架构方块图。如图所示，本发明的马达电源控制系统I系包含电源供应单元11、直流/直流转换单元12、转速检测单元13以及控制单元14，主要根据马达2的转速，依转速信号Sr来调整所需要的驱动电压Vd，以符合马达2的电力需求；至于马达2系耦接于轮胎3以及马达驱动模块4，用以带动轮胎3转动以使电动车辆移动。[0029]本发明的马达电源控制系统I可适用于各式电动车辆，但不以此为限，只要是具有马达的电动交通工具或电动机械器具，例如:电动船、电动飞机、电动割草机等等，均为本发明所适用的范围。本发明所述的马达2可为一无刷马达、一有刷马达、一轮鼓马达或是一低转速马达，但不以此为限，只要是适用于电动车辆的马达均为本发明所适用的范围。[0030]本发明的电源供应单元11系为一燃料电池，但不以此为限，亦可为蓄电池(铅酸电池、锂电池等)、或是以再生能源(太阳能、风能等)所产生的电能等，其系提供一直流输入电压Vin。直流/直流转换单元12系与电源供应单元11、马达驱动模块4以及控制单元14相连接，用来将电源供应单元11所提供的输入电压Vin转换成一驱动电压Vd，并传送至马达驱动模块4，以使马达驱动模块4根据该驱动电压Vd来驱使马达2运转。[0031]至于，转速检测单元13可为但不限为一感应器(Sensor)，主要用来检测马达2运转时的转速，以产生转速信号Sr。而控制单元14则与转速检测单元13及直流/直流转换单元12相连接，其系接受转速信号Sr，并将此转速信号Sr与其内部预先设定的一预设值进行比较，并根据比较结果产生一控制信号Sc。[0032]另外，本发明的直流/直流转换单元12系为一可调整输出电压值的直流/直流升压转换电路(AdjustableOutputDC/DCBoostConverter),其系受控于控制单兀14,即因应控制信号Sc来调整驱动电压Vd的电压值。[0033]请参阅图1到图3，其中图2系为本发明较佳实施例的转速信号Sr与驱动电压Vd的关系图，图3系为本发明较佳实施例的控制信号Sc与驱动电压Vd的关系图，当转速检测单元13检测马达2的转速后，即传送转速信号Sr予控制单元14，经其比较结果为转速信号Sr低于该预设值时，表示目前马达2处于低转速运作状态，即电动车辆为低速移动，此时控制信号Sc即控制直流/直流转换单元12使其输出的驱动电压Vd为具有一固定值的低电压，例如:24V，因此本发明只需使用低电压输出的电源供应单元11，除了可达到缩小体积、减轻重量、以及降低成本外，当马达2处于低转速运作时，控制该直流/直流转换单元12输出一固定值的低电压，此与习知技术的供电电源于马达2低转速时，仍输出高电压所造成的能量损耗相较，本发明并不会造成多余能量的浪费，而可达到节省能源的功效。[0034]举例而言，如图2及图3所示，于本实施例中，控制单元14的预设值系设定为300rpm,因此当转速信号Sr低于300rpm时，控制单元14即传送数值为O的控制信号Sc予直流/直流转换单元12，使直流/直流转换单元12输出的驱动电压Vd仍维持于24V,即具有一固定值的低电压，可提供电动车辆时速介于0-25公里时的功率需求。[0035]请参阅图4，系为马达2处于低转速运作状态，使用本发明与习知技术的电动车辆于实际道路测试时，其能量所耗损的示意图，其中横轴代表电动车辆运行的时间，纵轴代表电动车辆移动所耗损的能量，而实线代表使用本发明技术的曲线，虚线代表使用习知技术的曲线；当时间在2.5秒时，系电动车辆刚启动并持续加速，一直到时间为8.5秒时，马达转速约为267rpm，而电动车辆的时速已达20公里，此时本发明控制单元14根据马达转速267rpm判断马达目前处于低转速状态，因此控制直流/直流转换单元12输出的驱动电压Vd仍维持于24V，即具有一固定值的低电压；如图所示，由实线的曲线可知使用本发明技术的电动车所耗损的能量约为11，000焦耳，而习知技术供电电源为了因应马达不同转速的运作功率需求，于马达低转速状态时其所输出的直流电压仍持续维持为具有一固定值的高电压，例如:48V，由虚线的曲线可知使用习知技术的电动车辆所耗损的能量竟高达19,000焦耳。由上述的比较结果可知，使用本发明技术可节省约8，000焦耳的能量，此与习知技术相较，确可达到节省能源的功效。[0036]请再参阅图2及图3，当控制单元14的比较结果为转速信号Sr高于该预设值时，即发出控制信号Sc，表示马达2的运作状态由低转速变成高转速，即电动车辆处于高速移动，则直流/直流转换单元12将因应该控制信号Sc的控制而以线性的方式提升驱动电压Vd的电压值，且控制信号Sc的数值大小系根据转速信号Sr的数值大小来做调整，使得直流/直流转换单元12所输出的驱动电压Vd的电压值实质上可以刚好符合马达2所需的功率，可避免多余能量的浪费而达到节省能源的功效。[0037]即当转速信号Sr高于300rpm时，控制单元14即传送数值介于O?5之间的控制信号Sc予直流/直流转换单元12，而对应输出的驱动电压Vd的电压值则介于24?53V之间，可提供电动车辆时速介于25?60公里时的功率需求；举例而言，当转速信号Sr为800rpm时，控制单元14所输出的控制信号Sc数值约为4.5，而直流/直流转换单元12因应控制信号Sc数值为4.5则将驱动电压Vd的输出电压值以线性的方式由24V提升至48V，以输出符合马达2所需求的功率。[0038]当然，上述所揭露关于控制信号Sc、转速信号Sr、预设值以及驱动电压Vd的数值及范围仅为本发明的一较佳实施态样，并非为本发明的限制，可根据不同电动车辆、电动交通工具或电动机械器具等的需求而调整。[0039]综上所述，本发明所提供的马达电源控制系统系当马达处于低转速状态时，控制直流/直流转换单元所输出的驱动电压系为具有一固定值的低电压，因此本发明只需使用低电压输出的电源供应单元，可达到缩小体积、减轻重量、降低成本以及节省能源的目的；而且，本发明的控制单元系于转速信号大于预设值时，才控制直流/直流转换单元以线性的方式提升驱动电压的电压值，使得直流/直流转换单元所输出的驱动电压的电压值实质上可以刚好符合马达所需要的功率，可避免多余能量的浪费而达到节省能源的功效，以解决习知技术需使用大体积、大电量的供电电源，以及当马达处于低转速状态时会造成多余的能量损耗的问题。因此，本发明的马达电源控制系统极具专利的要件，爰依法提出申请。[0040]纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由熟悉本技艺人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱离本发明权利要求范围。【权利要求】1.一种马达电源控制系统，用以驱动一马达运作，其特征在于，所述的马达电源控制系统至少包含:一电源供应单兀，系提供一输入电压；一直流/直流转换单元，系与所述的电源供应单元相连接，用以将所述的输入电压转换成一驱动电压，以使所述的马达运作；一转速检测单元，系检测所述的马达的转速，以产生一转速信号；一控制单元，系与所述的转速检测单元及所述的直流/直流转换单元相连接，用以将所述的转速信号与一预设值进行比较，以产生一控制信号，当所述的转速信号大于所述的预设值时，依所述的转速信号的值来控制所述的直流/直流转换单元以线性的方式提升所述的驱动电压的电压值，以增加所述的马达的转速。2.如权利要求1所述的马达电源控制系统，其特征在于，在所述的转速信号低于所述的预设值时，所述的直流/直流转换单元所输出的所述驱动电压为具有一固定值的低电压。3.如权利要求1所述的马达电源控制系统，其特征在于，所述的直流/直流转换单元系为一可调整输出电压值的直流/直流升压转换电路。4.如权利要求1所述的马达电源控制系统，其特征在于，当所述的转速信号大于所述的控制单元的所述的预设值时，所述的控制信号的数值大小根据所述的转速信号的数值来调整。5.如权利要求1所述的马达电源控制系统，其特征在于，所述的马达电源控制系统为适用于电动车辆、电动交通工具或电动机械器具。6.如权利要求1所述的马达电源控制系统，其特征在于，所述的电源供应单元系可为燃料电池、蓄电池、或是以再生能源所产生的电能。7.如权利要求1所述的马达电源控制系统，其特征在于，所述的马达系可为无刷马达、有刷马达、轮鼓马达或低转速马达。8.如权利要求1所述的马达电源控制系统，其特征在于，所述的马达电源控制系统更包括有一马达驱动模块，系与所述的马达相连接，用以驱动其运转。【文档编号】H02P29/00GK103516296SQ201310258440【公开日】2014年1月15日申请日期:2013年6月25日优先权日:2012年6月26日【发明者】杨源生申请人:亚太燃料电池科技股份有限公司