本实用新型涉及电动车控制系统技术领域，特别涉及一种电动车爬坡自动助力增强及低电量应急系统。
背景技术：
随着生活水平的不断提高，交通工具相关技术也在飞速发展，加上近些年国家对电动车的扶持政策。电动车的数量迅猛增加，包括电动汽车、电动自行车、电动老年代步车及其他特殊领域的专用电动车。
几乎所有电动车的动力均来源于电池，因电池的自身特性(内阻)的存在，电动车在行驶过程中一部分电能会消耗在电池内阻上，电动车电流越大，则消耗在电池内阻上的能量越多。又因电池的另一自身特性(最大放电能力)的限制，任何电池的最大放电电流都是有一定限制的。当电动车在爬坡或处于类似工况时，电机电流会快速增大，但是因电池内阻原因限制了输出电流的增大速率，即限制了电机工作最大功率，电动车所表现的状态为爬坡速度快速下降、爬坡无力。
在电动车行业，为了保证电动车能在该电动车所标定的电压范围内正常使用，所以电动车控制器的最低使用电压的标定几乎都是在该电动车配备电池容量的10％左右所对应的电压。在现实生活中当电动车控制器检测到电池电量不足且控制器已经不能工作时，实际上电池的剩余电量还有10％左右，但是驾驶员就是无法再继续驾驶电动车到能充电的地放，只能人工推着走或通过其他方式求救。
电动车在长期使用的过程中，当电池使用一段时间后，电池的内阻会随着使用时间及频率而变大，电池放电能力变差。在实际使用中所表示出的现象为，电动车使用一段时间后，电动车的正常行使速度变慢，电动车动力变差，动车续航里程明显降低很多。从而造成电动车更换电池的频率太高，而在电动车行业中目前还是铅酸电池的用电量最大，对报废电池的处理都会对自然环境造成很大的污染。
就目前几乎所有电动车都存在爬坡无力这一通病，导致当电动车处于低电量时驾驶员无法将电动车轻松移到最近可充电的地方；同时，现有的电动车因电池内阻变大而影响的动力性能，使电动车电池的更换频率高、使用成本高、并且造成自然环境污染。
技术实现要素：
为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种电动车爬坡自动助力增强及低电量应急系统，能够有效解决电动车爬坡时无力的行业通病，提高电动车的提速能力，在电动车低电量时使驾驶员可驾驶电动车到最近可充电的地方；能够改善电动车因电池内阻变大而影响的动力性能，提高电池实际使用寿命，降低使用成本并且节能环保。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种电动车爬坡自动助力增强及低电量应急系统，包括电池输入电路、单片机数字处理电路、升压电路、储能电路、控制开关、短路保护电路、储能元件均衡电路、电池电压检测电路、储能电压检测电路、电流检测电路、系统电源、显示电路、应急开关和输出接口；
所述单片机数字处理电路分别连接有电池电压检测电路、储能元件均衡电路、储能电压检测电路、系统电源、显示电路、应急开关和控制开关；所述电池输入电路的输入端连接至电动车原供电电池上，所述电池输入电路的输出端分别连接至升压电路和控制开关，所述电池输入电路还连接至电池电压检测电路；所述升压电路通过储能电路连接至控制开关，所述储能电路还连接至储能元件均衡电路和储能电压检测电路；所述控制开关通过短路保护电路连接至电流检测电路，所述电流检测电路分别连接至单片机数字处理电路和输出接口，所述输出接口连接至电动车原供电电路。
进一步的是，所述储能电路包括储能元件；所述升压电路为以电感或变压器为核心的电磁转换电路；保证蓄电能力。
进一步的是，所述升压电路为BOOST升压电路、推挽式升压电路或变压器隔离型升压电路；达到供电需求，通用性强，成本低。
进一步的是，所述储能元件为蓄电池和超级电容；具有较好的电能存储效果。
进一步的是，所述储能元件均衡电路包括分别独立设置的电池主动均衡电路、电池被动均衡电路、超级电容主动均衡电路和超级电容被动电路；所述电池主动均衡电路和电池被动均衡电路分别连接至蓄电池，所述超级电容主动均衡电路和超级电容被动电路分别连接至超级电容；保证电动车爬坡自动助力增强及低电量应急系统自身的使用寿命，采用了电池均衡技术或电容均衡技术，保证了每只单体电池或电容的电压的一致性。
进一步的是，所述储能元件单体电压检测电路连接至蓄电池和超级电容的单体电池，所述储能单元过放电检测电路连接至储能电路输出端，储能元件单体电压检测电路和储能单元过放电检测电路分别连接至单片机数字处理电路；为避免储能单元因为过放电而损坏，在采用电池或电容均衡技术保证单体电压一致的前题下，检测储能单元电压；当储能单元总电压高于设定值时，系统可正常输出；当储能单元总电压低于设定值时，系统暂停储能单元的对外输出，并通过升压电路继续给储能单元补电。
进一步的是，所述单片机数字处理电路为以DSP或FPGA为核心的数字处理电路；作为整个系统的控制核心，实现控制功能，且通用性能强。
进一步的是，所述控制开关为MOS管、晶体管或继电器；能够实现系统输出控制的功能，根据具体车型及成本控制采用MOS管、继电器或晶体管作为开关器件，能够可靠的达到输出控制的目的。
进一步的是，所述短路保护电路为电流检测型保护电路；避免人为短路或电动车自身引起的短路而损坏系统，保证系统安全性。
进一步的是，所述系统电源为开关型电源；所述显示电路为LED显示电路，便于观察。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过储能电路辅助电源供电，并且通过检测电池信号进行电池管理和电源均衡，从而提高电动车输入电源的可靠电压及带负载能力；解决或改善电动车爬坡时无力的行业通病，提高电动车的提速能力，在电动车低电量时使驾驶员可驾驶电动车到最近可充电的地方；通过检测电池信号进行电池管理和电源均衡，改善电池内阻，从而解决电动车因电池内阻变大而影响的动力性能；提高电池实际使用寿命、降低使用成本，达到节能环保的目的。
附图说明
图1为本实用新型的一种电动车爬坡自动助力增强及低电量应急系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图在本实施例中，参见图1所示，一种电动车爬坡自动助力增强及低电量应急系统，包括电池输入电路、单片机数字处理电路、升压电路、储能电路、控制开关、短路保护电路、储能元件均衡电路、电池电压检测电路、储能电压检测电路、电流检测电路、系统电源、显示电路、应急开关和输出接口；
所述单片机数字处理电路分别连接有电池电压检测电路、储能元件均衡电路、储能电压检测电路、系统电源、显示电路、应急开关和控制开关；所述电池输入电路的输入端连接至电动车原供电电池上，所述电池输入电路的输出端分别连接至升压电路和控制开关，所述电池输入电路还连接至电池电压检测电路；所述升压电路通过储能电路连接至控制开关，所述储能电路还连接至储能元件均衡电路和储能电压检测电路；所述控制开关通过短路保护电路连接至电流检测电路，所述电流检测电路分别连接至单片机数字处理电路和输出接口，所述输出接口连接至电动车原供电电路。
作为上述实施例的优化方案，所述储能电路包括储能元件；所述升压电路为以电感或变压器为核心的电磁转换电路；保证蓄电能力。
其中，所述升压电路为BOOST升压电路、推挽式升压电路或变压器隔离型升压电路；达到供电需求，通用性强，成本低。
其中，所述储能元件为蓄电池和超级电容；具有较好的电能存储效果。
其中，所述储能元件均衡电路包括分别独立设置的电池主动均衡电路、电池被动均衡电路、超级电容主动均衡电路和超级电容被动电路；所述电池主动均衡电路和电池被动均衡电路分别连接至蓄电池，所述超级电容主动均衡电路和超级电容被动电路分别连接至超级电容；保证电动车爬坡自动助力增强及低电量应急系统自身的使用寿命，采用了电池均衡技术或电容均衡技术，保证了每只单体电池或电容的电压的一致性。
其中，所述储能元件单体电压检测电路连接至蓄电池和超级电容的单体电池，所述储能单元过放电检测电路连接至储能电路输出端，储能元件单体电压检测电路和储能单元过放电检测电路分别连接至单片机数字处理电路；为避免储能单元因为过放电而损坏，在采用电池或电容均衡技术保证单体电压一致的前题下，检测储能单元电压；当储能单元总电压高于设定值时，系统可正常输出；当储能单元总电压低于设定值时，系统暂停储能单元的对外输出，并通过升压电路继续给储能单元补电。
作为上述实施例的优化方案，所述单片机数字处理电路为以DSP或FPGA为核心的数字处理电路；作为整个系统的控制核心，实现控制功能，且通用性能强。
作为上述实施例的优化方案，所述控制开关为MOS管、晶体管或继电器；能够实现系统输出控制的功能，根据具体车型及成本控制采用MOS管、继电器或晶体管作为开关器件，能够可靠的达到输出控制的目的。
作为上述实施例的优化方案，所述短路保护电路为电流检测型保护电路；避免人为短路或电动车自身引起的短路而损坏系统，保证系统安全性。
作为上述实施例的优化方案，所述系统电源为开关型电源；所述显示电路为LED显示电路，便于观察。
为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：
通过单片机数字处理电路对电池电压、储能电路电压以及电流的信号检测，并经过信号处理和逻辑运算等大量处理后,控制控制开关工作，从而完成电动车爬坡助力增强及低电量应急；
当车钥匙开关处于ON位置时，系统自动工作，系统打开升压电路将储能单元电压充电到目标水平，保证待系统需要助力或应急时使用；
在爬坡助力工作时，首先由电池电压检测电路检测电动车电池当前电压在整个使用电压范围内所处的水平，由单片机数字处理电路判断电动车当前剩余电量的情况；然后由电流检测电路检测系统电流，由单片机数字处理电路判断电动车在当前剩余电量情况下的工作状态是正常行驶还是正在爬坡，如果处在爬坡状态，则控制升压电路工作，并打开控制开关，连接系统储能单元与电动车的电路连接；
在行驶助力工作时，首先由电池电压检测电路检测电动车电池当前电压在整个使用电压范围内所处的水平，由单片机数字处理电路判断电动车当前剩余电量的情况；然后由电流检测电路检测系统电流，判断电池内阻变化情况，计算当前电机有效功率；最后根据这些参数与电动车理论参数作对比，由单片机数字处理电路计算是否需要助力补偿，若需要则开启升压电路工作并接通诸能单元与电动车的电路连接；同时系统根据计算的补偿量，控制升压电路的升压功率；
在应急工作时，当电动车电量过低，电动车控制器已无法正常工作时，驾驶员可以通过打开应急开关启动系统的应急工作模式；由电池电压检测电路实时检测电动车电池电压及剩余电量，将剩余10％左右的电量一部分通过升压电路持续向储能单元供电，并将系统输出电压抬高到电动车控制器能正常工作的水平；待电动车控制器正常工作后将电动车移到最近能充电的地方继续充电，同时系统检测到电动车有外部充电动作后由单片机数字处理电路退出应急模式，或通过驾驶员手动再次触发应急开关退出应急模式。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。