一种电动车及其驱动控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于电动车驱动控制【技术领域】，提供了一种电动车及其驱动控制系统。本实用新型通过采用包括信号逻辑处理模块、驱动信号放大模块、桥式主电路、母线电流采样电阻、电流斩波模块、电流检测模块、过流保护模块以及电池过欠压保护模块的电动车驱动控制系统，可达到对电动车实现更加灵活的调速控制、高效地防止桥式主电路中的上下桥臂开关管出现直通现象、对桥式主电路的母线实现高效的电流检测与过流保护以及对蓄电池实现高效的过压和/或欠压保护的目的，从而简化了系统设计和提高了系统可靠性，能够有效地保护电动车免受损坏。
【专利说明】一种电动车及其驱动控制系统【技术领域】
[0001]本实用新型属于电动车驱动控制【技术领域】，尤其涉及一种电动车及其驱动控制系统。
【背景技术】
[0002]目前，由于电动车具备短途的货物运输或代步使用的优势，而且节能环保，所以电动车得到了广泛的使用。对于电动车，其是由无刷电机提供动力，并由传统的门电路配合主控芯片进行控制，用户可通过电动车的电子油门调节车速，整个电动车是由蓄电池进行供电的。电动车作为一种交通工具，需要考虑行车过程中的安全性，虽然现有的电动车中具备对主电路中开关管的过热保护功能和启动防冲车功能，但其无法高效地避免主电路中的上下桥臂开关管直通、无法对主电路母线实现高效的过流保护以及无法对蓄电池实现高效的过压和/或欠压保护，由此会使电动车因上述故障而遭受损坏。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种电动车驱动控制系统，旨在解决现有的电动车所存在的无法高效地避免主电路中的上下桥臂开关管直通、无法对主电路母线实现高效的过流保护以及无法对蓄电池实现高效的过压和/或欠压保护的问题。
[0004]本实用新型是这样实现的，一种电动车驱动控制系统，其与蓄电池连接，且包括电子油门、制动踏板 、主控制器、无刷电机、霍尔检测模块以及温度检测模块，所述电子油门与所述制动踏板均连接所述主控制器，所述霍尔检测模块连接所述主控制器和所述无刷电机；
[0005]所述电动车驱动控制系统还包括:
[0006]信号逻辑处理模块、驱动信号放大模块、桥式主电路、母线电流采样电阻、电流斩波模块、电流检测模块、过流保护模块以及电池过欠压保护模块；
[0007]所述信号逻辑处理模块与所述电子油门及所述主控制器连接，所述驱动信号放大模块连接所述信号逻辑处理模块和所述桥式主电路，所述桥式主电路连接所述蓄电池、所述无刷电机及所述温度检测模块，所述温度检测模块与所述信号逻辑处理模块连接，所述母线电流采样电阻的第一端和第二端分别连接所述桥式主电路内部的直流母线负极和地，所述电流斩波模块与所述电流检测模块以及所述过流保护模块均连接所述母线电流采样电阻的第一端，且所述电流斩波模块和所述过流保护模块还与所述信号逻辑处理模块连接，所述电流检测模块还连接所述主控制器，所述电池过欠压保护模块连接所述蓄电池和所述信号逻辑处理模块。
[0008]本实用新型还提供了一种电动车，所述电动车包括蓄电池以及上述的电动车驱动控制系统。
[0009]本实用新型通过采用包括信号逻辑处理模块、驱动信号放大模块、桥式主电路、母线电流采样电阻、电流斩波模块、电流检测模块、过流保护模块以及电池过欠压保护模块的电动车驱动控制系统，可达到对电动车实现更加灵活的调速控制、高效地防止桥式主电路中的上下桥臂开关管出现直通现象、对桥式主电路的母线实现高效的电流检测与过流保护以及对蓄电池实现高效的过压和/或欠压保护的目的，从而简化了系统设计和提高了系统可靠性，能够有效地保护电动车免受损坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型实施例提供的电动车驱动控制系统的模块结构图；
[0011]图2是本实用新型实施例提供的电动车驱动控制系统的示例电路结构图。
【具体实施方式】
[0012]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0013]图1示出了本实用新型实施例提供的电动车驱动控制系统的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下:
[0014]电动车驱动控制系统100与蓄电池200连接，且包括电子油门101、制动踏板102、主控制器103、无刷电机104、霍尔检测模块105以及温度检测模块106，电子油门101与制动踏板102均连接主控制器103，霍尔检测模块105连接主控制器103和无刷电机104。
[0015]电动车驱动控制系统100还包括:
[0016]信号逻辑处理模块107、驱动信号放大模块108、桥式主电路109、母线电流采样电阻RS、电流斩波模块110、电流检测模块111、过流保护模块112以及电池过欠压保护模块113 ；
[0017]信号逻辑处理模块107与电子油门101及主控制器103连接，驱动信号放大模块108连接信号逻辑处理模块107和桥式主电路109，桥式主电路109连接蓄电池200、无刷电机104及温度检测模块106，温度检测模块106与信号逻辑处理模块107连接，母线电流采样电阻RS的第一端和第二端分别连接桥式主电路107内部的直流母线负极和地，电流斩波模块110与电流检测模块111以及过流保护模块112均连接母线电流采样电阻RS的第一端，且电流斩波模块110和过流保护模块112还与信号逻辑处理模块107连接，电流检测模块111还连接主控制器103，电池过欠压保护模块113连接蓄电池200和信号逻辑处理模块107。
[0018]其中，信号逻辑处理模块107是对主控制器103所输出的三相六路脉宽调制信号(每相包括一对脉宽调制信号，即两路脉宽调制信号)与所接收到的各路保护信号进行综合逻辑处理后输出六路驱动信号，驱动信号放大模块108对该六路驱动信号进行放大后输出至桥式主电路109，桥式主电路109根据放大后的六路驱动信号驱动无刷电机104工作。其中，主控制器103具体可采用型号为DSPIC33FJ32MC204的主控芯片，该主控芯片内嵌由DSP内核，其运行速度快、数据处理能力强、控制灵活性高且价格便宜。
[0019]在电动车启动时，电子油门101会发出冲车保护信号至信号逻辑处理模块107，信号逻辑处理模块107根据该冲车保护信号输出零电平，便可通过驱动信号放大模块108和桥式主电路109控制无刷电机104停止工作，以达到启动防冲车的保护目的。[0020]霍尔检测模块105在此处用于对无刷电机104的转子位置进行检测并反馈位置信号至主控制器103。在本实用新型实施例中，霍尔检测模块105是采用三路霍尔传感器对无刷电机104的转子位置进行检测的。
[0021]温度检测模块106是用于对桥式主电路109中的开关管进行温度检测，并在温度过高时发出过热保护信号至信号逻辑处理模块107，信号逻辑处理模块105根据该过热保护信号输出零电平，则驱动信号放大模块108也输出零电平，从而使桥式主电路109中的开关管关断，以达到对开关管实现过热保护的目的。其中，温度检测模块106可采用温度传感器或热敏电阻以实现温度检测。
[0022]图2示出了本实用新型实施例提供的电动车驱动控制系统的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下:
[0023]信号逻辑处理模块107包括:
[0024]第一非门NOTl、第二非门N0T2、第一与门ANDl、第二与门AND2、第三与门AND3、斩波信号延时电路1071、第三非门N0T3、第四非门N0T4、第五非门N0T5、第六非门N0T6、第七非门N0T7、第八非门N0T8、第四与门AND4、第五与门AND5、第六与门AND6、第七与门AND7、第八与门AND8以及第九与门AND9 ；
[0025]第一非门NOTl的输入端和第二非门N0T2的输入端分别接收欠压保护信号和过压保护信号，第一与门ANDl的第一输入端、第二输入端及第三输入端分别接收过流保护信号、上述的过热保护信号及上述的冲车保护信号，第一非门NOTl的输出端、第二非门N0T2的输出端及第一与门ANDl的输出端分别连接第二与门AND2的第一输入端、第二输入端及第三输入端，斩波信号延时电路1071的第一输入端和第二输入端分别接收电流斩波信号和时钟信号，第二与门AND2的输出端与斩波信号延时电路1071的输出端分别连接第三与门AND3的第一输入端和第二输入端，第三非门N0T3的输入端与第四与门AND4的第一输入端共接并从主控制器103接入U相上臂脉宽调制信号PWM-1H，第四非门N0T4的输入端与第五与门AND5的第一输入端共接并从主控制器103接入U相下臂脉宽调制信号PWM-1L，第三非门N0T3的输出端和第四非门N0T4的输出端分别连接第五与门AND5的第二输入端和第四与门AND4的第二输入端,第五非门N0T5的输入端与第六与门AND6的第一输入端共接并从主控制器103接入V相上臂脉宽调制信号PWM-2H，第六非门N0T6的输入端与第七与门AND7的第一输入端共接并从主控制器103接入V相下臂脉宽调制信号PWM-2L，第五非门N0T5的输出端和第六非门N0T6的输出端分别连接第七与门AND7的第二输入端和第六与门AND6的第二输入端，第七非门N0T7的输入端与第八与门AND8的第一输入端共接并从主控制器103接入W相上臂脉宽调制信号PWM-3H，第八非门N0T8的输入端与第九与门AND9的第一输入端共接并从主控制器103接入W相下臂脉宽调制信号PWM-3L，第七非门N0T7的输出端和第八非门N0T8的输出端分别连接第九与门AND9的第二输入端和第八与门AND8的第二输入端，第四与门AND4的第三输入端、第五与门AND5的第三输入端、第六与门AND6的第三输入端、第七与门AND7的第三输入端、第八与门AND8的第三输入端及第九与门AND9的第三输入端共接于第三与门AND3的输出端，第四与门AND4的输出端、第五与门AND5的输出端、第六与门AND6的输出端、第七与门AND7的输出端、第八与门AND8的输出端及第九与门AND9的输出端均连接驱动信号放大模块108。
[0026]驱动信号放大模块108包括:[0027]第一驱动芯片U1、第一二极管D1、第一电容Cl、第二驱动芯片U2、第二二极管D2、第二电容C2、第三驱动芯片U3、第三二极管D3以及第三电容C3 ；
[0028]第一驱动芯片Ul的高输入脚HIN和低输入脚LIN分别连接第四与门AND4的输出端和第五与门AND5的输出端，第一二极管Dl的阳极与第一驱动芯片Ul的电源脚VCC共接于第一直流电源(如+15V直流电源)，第一二极管Dl的阴极与第一电容Cl的正极共接于第一驱动芯片Ul的高浮动电源脚VB，第一电容Cl的负极连接第一驱动芯片Ul的高输出脚HO，第一驱动芯片Ul的低回路脚COM接地，第一驱动芯片Ul的高输出脚HO、低输出脚LO及高浮动回路脚VS均连接桥式主电路109 ;第二驱动芯片U2的高输入脚HIN和低输入脚LIN分别连接第六与门AND6的输出端和第七与门AND7的输出端，第二二极管D2的阳极与第二驱动芯片U2的电源脚VCC共接于第一直流电源(如+15V直流电源)，第二二极管D2的阴极与第二电容C2的正极共接于第二驱动芯片U2的高浮动电源脚VB，第二电容C2的负极连接第二驱动芯片U2的高输出脚HO，第二驱动芯片U2的低回路脚COM接地，第二驱动芯片U2的高输出脚HO、低输出脚LO及高浮动回路脚VS均连接桥式主电路109 ;第三驱动芯片U3的高输入脚HIN和低输入脚LIN分别连接第八与门AND8的输出端和第九与门AND9的输出端，第三二极管D3的阳极与第三驱动芯片U3的电源脚VCC共接于第一直流电源(如+15V直流电源)，第三二极管D3的阴极与第三电容C3的正极共接于第三驱动芯片U3的高浮动电源脚VB，第三电容C3的负极连接第三驱动芯片U3的高输出脚HO，第三驱动芯片U3的低回路脚COM接地，第三驱动芯片U3的高输出脚HO、低输出脚LO及高浮动回路脚VS均连接桥式主电路109。其中，第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2及第三驱动芯片U3具体可采用型号为IR2181的功率驱动芯片。
[0029]桥式主电路109包括:
[0030]第一NMOS 管 Q1、第二 NMOS 管 Q2、第三 NMOS 管 Q3、第四 NMOS 管 Q4、第五 NMOS 管Q5及第六NMOS管Q6 ；
[0031]第一 NMOS管Ql的漏极与第三NMOS管Q3的漏极以及第五NMOS管Q5的漏极的共接点作为直流母线正极连接蓄电池200，第一 NMOS管Ql的栅极和第二 NMOS管Q2的栅极分别连接第一驱动芯片Ul的高输出脚HO和低输出脚L0，第一 NMOS管Ql的源极与第二NMOS管Q2的漏极共接并且同时连接第一驱动芯片Ul的高浮动回路脚VS及无刷电机104，第三NMOS管Q3的栅极和第四NMOS管Q4的栅极分别连接第二驱动芯片Ul的高输出脚HO和低输出脚L0，第三NMOS管Q3的源极与第四NMOS管Q4的漏极共接并同时连接第二驱动芯片U2的高浮动回路脚VS及无刷电机104，第五NMOS管Q5的栅极和第六NMOS管Q6的栅极分别连接第三驱动芯片U3的高输出脚HO和低输出脚L0，第五NMOS管Q5的源极与第六NMOS管Q6的漏极共接并同时连接第三驱动芯片U3的高浮动回路脚VS及无刷电机104，第四NMOS管Q4的源极与第二 NMOS管Q2的源极以及第六NMOS管Q6的源极的共接点作为直流母线负极连接母线电流采样电阻Rs的第一端。其中，第一 NMOS管Q1、第二 NMOS管Q2、第三NMOS管Q3、第四NMOS管Q4、第五NMOS管Q5及第六NMOS管Q6均可采用大功率N沟道 MOSFET 管。
[0032]电流斩波模块110包括:
[0033]第一电阻R1、第一可变电阻R21、第二电阻R2、第一比较器IC1、第三电阻R3、第四电阻R4以及第一 NPN型三极管Qll ；[0034]第一电阻Rl的第一端连接母线电流采样电阻Rs的第一端，第一电阻Rl的第二端连接第一比较器ICl的同相输入端，第一可变电阻R21的第一端与第二电阻R2的第一端共接于第一比较器ICl的反相输入端，第一可变电阻R21的第二端和阻值调节端共接于地，第二电阻R2的第二端与第一比较器ICl的输出端共接于第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端连接第一 NPN型三极管QlI的基极，第四电阻R4的连接于第二直流电源(如+5V直流电源)与第一 NPN型三极管Qll的集电极之间，且第一 NPN型三极管Qll的集电极生成上述的电流斩波信号(即连接斩波信号延时电路1071的第一输入端)，第一 NPN型三极管Qll的发射极接地。其中，第一比较器ICl具体可采用型号为LM358的比较器芯片。
[0035]电流检测模块111包括:
[0036]第五电阻R5、第六电阻R6、第四电容C4、第七电阻R7、第二比较器IC2、第二可变电阻R22以及第八电阻R8 ；
[0037]第五电阻R5的第一端连接母线电流采样电阻Rs的第一端，第六电阻R6的第一端连接第二直流电源(如+5V直流电源)，第五电阻R5的第二端与第六电阻R6的第二端及第四电容C4的第一端共接于第七电阻R7的第一端，第四电容C4的第二端接地，第七电阻R7的第二端连接第二比较器IC2的同相输入端，第二可变电阻R22的第一端与第八电阻R8的第一端共接于第二比较器IC2的反相输入端，第二可变电阻R22的第二端和阻值调节端共接于地，第八电阻R8连接第二比较器IC2的输出端，第二比较器IC2的输出端还连接主控制器103 (即输出电流检测信号至主控制器103)。其中，第二比较器IC2具体可采用型号为LM358的比较器芯片。
[0038]过流保护模块112包括 :
[0039]第九电阻R9、第三可变电阻R23、第十电阻R10、第三比较器IC3、第十一电阻R11、第十二电阻R12以及第二 NPN型三极管Q12 ；
[0040]第九电阻R9的第一端连接母线电流采样电阻Rs的第一端，第九电阻R9的第二端连接第三比较器IC3的同相输入端，第三可变电阻R23的第一端与第十电阻RlO的第一端共接于第三比较器IC3的反相输入端，第三可变电阻R23的第二端和阻值调节端共接于地，第十电阻RlO的第二端与第三比较器IC3的输出端共接于第^ 电阻Rll的第一端，第十一电阻Rll的第二端连接第二 NPN型三极管Q12的基极，第十二电阻R12连接于第二直流电源(如+5V直流电源)与第二 NPN型三极管Q12的集电极之间，第二 NPN型三极管Q12的集电极生成上述的过流保护信号(即连接信号逻辑处理模块107中的第一与门ANDl的第一输入端)，第二 NPN型三极管Q12的发射极接地。其中，第三比较器IC3具体可采用型号为LM358的比较器芯片。
[0041 ] 电池过欠压保护模块113包括:
[0042]第十三电阻R13、第十四电阻R14、第五电容C5、第十五电阻R15、第四可变电阻R24、第四比较器IC4、第十六电阻R16、第六电容C6、稳压二极管ZD1、第七电容C7、第十七电阻R17、第五可变电阻R25、第五比较器IC5、第十八电阻R18以及第八电容CS ；
[0043]第十三电阻R13的第一端连接蓄电池200，第十三电阻R13的第二端与第十四电阻R14的第一端的共接点同时连接第五电容C5的第一端、第四比较器IC4的同相输入端、稳压二极管ZD2的阴极、第七电容C7的第一端以及第五比较器IC5的反相输入端，第十四电阻R14的第二端、第五电容C5的第二端及第四可变电阻R24的第二端和阻值调节端共接于地，第十五电阻R15的第一端连接第二直流电源(如+5V直流电源)，第十五电阻R15的第二端与第四可变电阻R24的第一端共接于第四比较器IC4的反相输入端，第十六电阻R16的第一端连接第二直流电源(如+5V直流电源)，第十六电阻R16的第二端与第六电容C6的第一端共接于第四比较器IC4的输出端，第四比较器IC4的输出端输出上述的过压保护信号(即连接信号逻辑处理模块107中的第二非门NOT2的输入端)，第六电容C6的第二端接地，稳压二极管ZDl的阳极、第七电容C7的第二端、第五可变电阻R25的第二端和阻值调节端共接于地，第十七电阻R17的第一端连接第二直流电源(如+5V直流电源)，第十七电阻R17的第二端与第五可变电阻R25的第一端共接于第五比较器IC5的同相输入端,第十八电阻R18的第一端连接第二直流电源(如+5V直流电源)，第十八电阻R18的第二端与第八电容C8的第一端共接于第五比较器IC5的输出端,第五比较器IC5的输出端输出欠压保护信号(即连接信号逻辑处理模块107中的第一非门NOTl的输入端)，第八电容CS的第二端接地。其中，第四比较器IC4和第五比较器IC5具体可采用型号为LM393的比较器芯片。
[0044]以下结合工作原理对上述的电动车驱动控制系统作进一步说明:
[0045]主控制器103发出的三相六路脉宽调制信号(即PWM-1H和PWM-1L、PWM-2H和PWM-2L、PWM-3H和PWM-3L)分别经过信号逻辑处理模块107的综合逻辑处理后输出六路驱动信号(即PWMlH和PWM1L、PWM2H和PWM2L、PWM3H和PWM3L)至驱动信号放大模块108，由驱动信号放大模块108中的第一驱动芯片U1、第二驱动芯片U2及第三驱动芯片U3对该六路驱动信号进行放大后输出至桥式主电路109，以作为第一 NMOS管Q1、第二 NMOS管Q2、第三NMOS管Q3、第四NMOS管Q4、第五NMOS管Q5及第六NMOS管Q6的驱动信号，从而对桥式主电路109中的上下桥臂开关管(第一 NMOS管Ql、第三NMOS管Q3及第五NMOS管Q5为上桥臂开关管，第二 NMOS管Q2、第四NMOS管Q4及第六NMOS管Q6为下桥臂开关管)实现通断控制。其中每对脉宽调制信号(如PWM-1H和PWM-1L、PWM-2H和PWM-2L、PWM_3H和PWM-3L)分别通过信号逻辑处理模块107内部的非门实现互锁，从而使得所输出的每两个驱动信号(如PWMlH和PWM1L、PWM2H和PWM2L、PWM3H和PWM3L)不会同时出现高电平，避免了桥式主电路109中的上下桥臂开关管发生直通现象。
[0046]过压保护信号、欠压保护信号、过流保护信号、冲车保护信号、过热保护信号等保护信号分别经过第一非门N0T1、第二非门N0T2、第一与门ANDl及第二与门AND2进行逻辑处理后输出综合保护信号至第三与门AND3，在上述各种保护信号中，只要有一个保护信号产生，即可通过第三与门AND3输出低电平以封锁主控制器103发出的三相六路脉宽调制信号，从而使得信号逻辑处理模块107输出的六路驱动信号均为零电平，以达到系统保护的目的。当直流母线过流时，电流斩波模块110会发出的一个下降沿的电流斩波信号，该电流斩波信号输入信号逻辑处理模块107，经过斩波信号延时电路1071后输出暂稳态宽度为At的低电平信号，此低电平信号经过第三与门AND3使得第四与门AND4至第九与门AND9分别输出时间宽度为At的低电平信号，从而在At的时间内控制桥式主电路109中的上下桥臂开关管关闭，达到对无刷电机104的电流进行斩波以降低电流的目的。
[0047]母线电流采样电阻Rs可采用康铜丝，对桥式主电路109的直流母线负极进行电流采样，当直流母线电流过大时，则母线电流采样电阻Rs上的电压V4大于过流保护限电压V5(V5为系统的直流母线过流保护限，其可通过第三可变电阻R23进行调节)，第三比较器IC3会输出高电平使第二 NPN型三极管Q12导通，从而使第二 NPN型三极管Q12的集电极输出低电平信号(其作为过流保护信号)至信号逻辑处理模块107。
[0048]母线电流采样电阻Rs上的电压V4经过第二比较器IC2调理并放大R22/ (R22+R8)倍后，送入主控制器103，通过主控制器103进行模数转换后得到采样电流的数字量，主控制器103根据该数字量判断是否过流。
[0049]当直流母线电流过大时，母线电流采样电阻Rs上的电压V4会大于电流斩波限电压V7 (V7可通过第一可变电阻R21进行调节)，第一比较器ICl会输出高电平使第一 NPN型三极管Qll导通，从而使第一 NPN型三极管Qll的集电极生成低电平信号(其作为电流斩波信号)并送入信号逻辑处理模块107。
[0050]电池过欠压保护模块113的目的是对蓄电池200进行过欠压保护，以防止电动车过放电而损坏蓄电池。此处假设蓄电池200的电压为72V，72V电压经过第十三电阻R13和第十四电阻R14分压后得到电压Vl，电压Vl送入第四比较器IC4的同相输入端，电压Vl与第四比较器IC4的反相输入端的电压V2 (V2作为蓄电池过压保护上限指定值，其可以通过第四可变电阻R24进行调节)进行比较，如果蓄电池200的电压过高，则Vl大于V2时，第四比较器IC4输出高电平作为上述的过压保护信号。
[0051]同时，电压Vl还会送入第五比较器IC5的反相输入端，电压Vl与第五比较器IC5的同相输入端的电压V3 (V3作为蓄电池欠压保护下限指定值，其可以通过第五可变电阻R25进行调节)进行比较，如果蓄电池电压过低，则Vl小于V3时，则第五比较器IC5输出高电平作为上述的欠压保护信号。
[0052]此外，稳压二极管ZDl的稳压值为5V，其对上述的电压Vl进行限定，使得电压Vl的电压值限定在5V以内。
[0053]本实用新型实施例还提供了一种电动车,该电动车包括上述的电动车驱动控制系统100和蓄电池200。
[0054]综上所述，本实用新型实施例通过采用包括信号逻辑处理模块107、驱动信号放大模块108、桥式主电路109、母线电流采样电阻Rs、电流斩波模块110、电流检测模块111、过流保护模块112以及电池过欠压保护模块113的电动车驱动控制系统100，可达到对电动车实现更加灵活的调速控制、高效地防止桥式主电路109中的上下桥臂开关管出现直通现象、对桥式主电路的母线实现高效的电流检测与过流保护以及对蓄电池实现高效的过压和/或欠压保护的目的，从而简化了系统设计和提高了系统可靠性，能够有效地保护电动车免受损坏。
[0055]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电动车驱动控制系统，其与蓄电池连接，且包括电子油门、制动踏板、主控制器、无刷电机、霍尔检测模块以及温度检测模块，所述电子油门与所述制动踏板均连接所述主控制器，所述霍尔检测模块连接所述主控制器和所述无刷电机；其特征在于: 所述电动车驱动控制系统还包括: 信号逻辑处理模块、驱动信号放大模块、桥式主电路、母线电流采样电阻、电流斩波模块、电流检测模块、过流保护模块以及电池过欠压保护模块； 所述信号逻辑处理模块与所述电子油门及所述主控制器连接，所述驱动信号放大模块连接所述信号逻辑处理模块和所述桥式主电路，所述桥式主电路连接所述蓄电池、所述无刷电机及所述温度检测模块，所述温度检测模块与所述信号逻辑处理模块连接，所述母线电流采样电阻的第一端和第二端分别连接所述桥式主电路内部的直流母线负极和地，所述电流斩波模块与所述电流检测模块以及所述过流保护模块均连接所述母线电流采样电阻的第一端，且所述电流斩波模块和所述过流保护模块还与所述信号逻辑处理模块连接，所述电流检测模块还连接所述主控制器，所述电池过欠压保护模块连接所述蓄电池和所述信号逻辑处理模块。
2.如权利要求1所述的电动车驱动控制系统，其特征在于，所述信号逻辑处理模块包括: 第一非门、第二非门、第一与门、第二与门、第三与门、斩波信号延时电路、第三非门、第四非门、第五非门、第六非门、第七非门、第八非门、第四与门、第五与门、第六与门、第七与门、第八与门以及第九与门； 所述第一非门的输入端和所述第二非门的输入端分别接收欠压保护信号和过压保护信号，所述第一与门的第一输入端、第二输入端及第三输入端分别接收过流保护信号、过热保护信号及冲车保护信号，所述第一非门的输出端、所述第二非门的输出端及所述第一与门的输出端分别连接所述第二与门的第一输入端、第二输入端及第三输入端，所述斩波信号延时电路的第一输入端和第二输入端分别接收电流斩波信号和时钟信号，所述第二与门的输出端与所述斩波信号延时电路的输出端分别连接所述第三与门的第一输入端和第二输入端，所述第三非门的输入端与所述第四与门的第一输入端共接并从所述主控制器接入U相上臂脉宽调制信号，所述第四非门的输入端与所述第五与门的第一输入端共接并从所述主控制器接入U相下臂脉宽调制信号，所述第三非门的输出端和所述第四非门的输出端分别连接所述第五与门的第二输入端和所述第四与门的第二输入端，所述第五非门的输入端与所述第六与门的第一输入端共接并从所述主控制器接入V相上臂脉宽调制信号，所述第六非门的输入端与所述第七与门的第一输入端共接并从所述主控制器接入V相下臂脉宽调制信号，所述第五非门的输出端和所述第六非门的输出端分别连接所述第七与门的第二输入端和所述第六与门的第二输入端，所述第七非门的输入端与所述第八与门的第一输入端共接并从所述主控制器接入W相上臂脉宽调制信号，所述第八非门的输入端与所述第九与门的第一输入端共接并从所述主控制器接入W相下臂脉宽调制信号，所述第七非门的输出端和所述第八非门的输出端分别连接所述第九与门的第二输入端和所述第八与门的第二输入端，所述第四与门的第三输入端、所述第五与门的第三输入端、所述第六与门的第三输入端、所述第七与门的第三输入端、所述第八与门的第三输入端及所述第九与门的第三输入端共接于所述第三与门的输出端，所述第四与门的输出端、所述第五与门的输出端、所述第六与门的输出端、所述第七与门的输出端、所述第八与门的输出端及所述第九与门的输出端均连接所述驱动信号放大模块。
3.如权利要求2所述的电动车驱动控制系统，其特征在于，所述驱动信号放大模块包括: 第一驱动芯片、第一二极管、第一电容、第二驱动芯片、第二二极管、第二电容、第三驱动芯片、第三二极管以及第三电容； 所述第一驱动芯片的高输入脚和低输入脚分别连接所述第四与门的输出端和所述第五与门的输出端，所述第一二极管的阳极与所述第一驱动芯片的电源脚共接于第一直流电源，所述第一二极管的阴极与所述第一电容的正极共接于所述第一驱动芯片的高浮动电源脚，所述第一电容的负极连接所述第一驱动芯片的高输出脚，所述第一驱动芯片的低回路脚接地，所述第一驱动芯片的高输出脚、低输出脚及高浮动回路脚均连接所述桥式主电路； 所述第二驱动芯片的高输入脚和低输入脚分别连接所述第六与门的输出端和所述第七与门的输出端，所述第二二极管的阳极与所述第二驱动芯片的电源脚共接于所述第一直流电源，所述第二二极管的阴极与所述第二电容的正极共接于所述第二驱动芯片的高浮动电源脚，所述第二电容的负极连接所述第二驱动芯片的高输出脚，所述第二驱动芯片的低回路脚接地，所述第二驱动芯片的高输出脚、低输出脚及高浮动回路脚均连接所述桥式主电路； 所述第三驱动芯片 的高输入脚和低输入脚分别连接所述第八与门的输出端和所述第九与门的输出端，所述第三二极管的阳极与所述第三驱动芯片的电源脚共接于所述第一直流电源，所述第三二极管的阴极与所述第三电容的正极共接于所述第三驱动芯片的高浮动电源脚，所述第三电容的负极连接所述第三驱动芯片的高输出脚，所述第三驱动芯片的低回路脚接地，所述第三驱动芯片的高输出脚、低输出脚及高浮动回路脚均连接所述桥式主电路。
4.如权利要求3所述的电动车驱动控制系统，其特征在于，所述桥式主电路包括: 第一 NMOS管、第二 NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管及第六NMOS管； 所述第一 NMOS管的漏极与所述第三NMOS管的漏极以及所述第五NMOS管的漏极的共接点作为直流母线正极连接所述蓄电池，所述第一 NMOS管的栅极和所述第二 NMOS管的栅极分别连接所述第一驱动芯片的高输出脚和低输出脚，所述第一 NMOS管的源极与所述第二 NMOS管的漏极共接并且同时连接所述第一驱动芯片的高浮动回路脚及所述无刷电机，所述第三NMOS管的栅极和所述第四NMOS管的栅极分别连接所述第二驱动芯片的高输出脚和低输出脚，所述第三NMOS管的源极与所述第四NMOS管的漏极共接并同时连接所述第二驱动芯片的高浮动回路脚及所述无刷电机，所述第五NMOS管的栅极和所述第六NMOS管的栅极分别连接所述第三驱动芯片的高输出脚和低输出脚，所述第五NMOS管的源极与所述第六NMOS管的漏极共接并同时连接所述第三驱动芯片的高浮动回路脚及无刷电机，所述第四NMOS管的源极与所述第二 NMOS管的源极以及所述第六NMOS管的源极的共接点作为直流母线负极连接所述母线电流采样电阻的第一端。
5.如权利要求4所述的电动车驱动控制系统，其特征在于，所述电流斩波模块包括: 第一电阻、第一可变电阻、第二电阻、第一比较器、第三电阻、第四电阻以及第一 NPN型三极管； 所述第一电阻的第一端连接所述母线电流采样电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第一比较器的同相输入端，所述第一可变电阻的第一端与所述第二电阻的第一端共接于所述第一比较器的反相输入端，所述第一可变电阻的第二端和阻值调节端共接于地，所述第二电阻的第二端与所述第一比较器的输出端共接于所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接所述第一 NPN型三极管的基极，所述第四电阻的连接于第二直流电源与所述第一 NPN型三极管的集电极之间，且所述第一 NPN型三极管的集电极生成所述电流斩波信号，所述第一 NPN型三极管的发射极接地。
6.如权利要求5所述的电动车驱动控制系统，其特征在于，所述电流检测模块包括: 第五电阻、第六电阻、第四电容、第七电阻、第二比较器、第二可变电阻以及第八电阻； 所述第五电阻的第一端连接所述母线电流采样电阻的第一端，所述第六电阻的第一端连接第二直流电源，所述第五电阻的第二端与所述第六电阻的第二端及所述第四电容的第一端共接于所述第七电阻的第一端，所述第四电容的第二端接地，所述第七电阻的第二端连接所述第二比较器的同相输入端，所述第二可变电阻的第一端与所述第八电阻的第一端共接于所述第二比较器的反相输入端，所述第二可变电阻的第二端和阻值调节端共接于地，所述第八电阻连接 所述第二比较器的输出端，所述第二比较器的输出端还连接所述主控制器。
7.如权利要求6所述的电动车驱动控制系统，其特征在于，所述过流保护模块包括: 第九电阻、第三可变电阻、第十电阻、第三比较器、第十一电阻、第十二电阻以及第二NPN型三极管； 所述第九电阻的第一端连接所述母线电流采样电阻的第一端，所述第九电阻的第二端连接所述第三比较器的同相输入端，所述第三可变电阻的第一端与所述第十电阻的第一端共接于所述第三比较器的反相输入端，所述第三可变电阻的第二端和阻值调节端共接于地，所述第十电阻的第二端与所述第三比较器的输出端共接于所述第十一电阻的第一端，所述第十一电阻的第二端连接所述第二 NPN型三极管的基极，所述第十二电阻连接于第二直流电源与所述第二 NPN型三极管的集电极之间，所述第二 NPN型三极管的集电极生成所述过流保护信号，所述第二 NPN型三极管的发射极接地。
8.如权利要求7所述的电动车驱动控制系统，其特征在于，所述电池过欠压保护模块包括: 第十三电阻、第十四电阻、第五电容、第十五电阻、第四可变电阻、第四比较器、第十六电阻、第六电容、稳压二极管、第七电容、第十七电阻、第五可变电阻、第五比较器、第十八电阻以及第八电容； 所述第十三电阻的第一端连接所述蓄电池，所述第十三电阻的第二端与所述第十四电阻的第一端的共接点同时连接所述第五电容的第一端、所述第四比较器的同相输入端、所述稳压二极管的阴极、所述第七电容的第一端以及所述第五比较器的反相输入端，所述第十四电阻的第二端、所述第五电容的第二端及所述第四可变电阻的第二端和阻值调节端共接于地，所述第十五电阻的第一端连接第二直流电源，所述第十五电阻的第二端与所述第四可变电阻的第一端共接于所述第四比较器的反相输入端，所述第十六电阻的第一端连接所述第二直流电源，所述第十六电阻的第二端与所述第六电容的第一端共接于所述第四比较器的输出端，所述第四比较器的输出端输出所述过压保护信号，所述第六电容的第二端接地，所述稳压二极管的阳极、所述第七电容的第二端、所述第五可变电阻的第二端和阻值调节端共接于地，所述第十七电阻的第一端连接所述第二直流电源，所述第十七电阻的第二端与所述第五可变电阻的第一端共接于所述第五比较器的同相输入端，所述第十八电阻的第一端连接所述第二直流电源，所述第十八电阻的第二端与所述第八电容的第一端共接于所述第五比较器的输出端，所述第五比较器的输出端输出所述欠压保护信号，所述第八电容的第二端接地。
9.一种电动车，包括蓄电池，其特征在于，所述电动车还包括如权利要求1至8任一项所述的电动车驱动控制系统。
【文档编号】H02P6/08GK203775095SQ201420114597
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】何跃军 申请人:深圳职业技术学院