CN101414799A - 能源回收电机驱动器及电动车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能源回收电机驱动器，包括安装在电路板上的控制电路、功率管激励电路、功率驱动电路，其特征在于电机驱动器既可以驱动电机转动也可以将电机转动所输出的电能向蓄电池充电。还公开了一种具有上述驱动器的电动车，其特征在于安装在车架上的蓄电池、前轮、后轮、速度调节装置、转向装置、照明装置、三相直流无刷电机。该发明在驾驶的过程中随时会回收电能，提高了电池的电能使用效率，提高了车辆的行驶里程数。

Description

能源回收电机驱动器及电动车
技术领域
本发明涉及一种能源回收电机驱动器，特别涉及能源回收的电动车驱动器及电动车。
背景技术
现有电动车，采取蓄电池内的电能作为能源，在上坡的过程中蓄电池输出很大的电流才能完成车辆行驶，在下坡的过程中，由于车辆滑坡的车速过快需要进行制动刹车，制动刹车的过程中在刹车装置上产生很大的热量；另外在平路上行驶时，遇到紧急情况和红灯时，需要进行制动刹车，这些刹车都会产生能源的消耗；车辆的总重量的大小直接影响了蓄电池的行驶路程。
一般情况下，蓄电池供电的电动车，其滑行时发电的电压比较低，不能直接向蓄电池充电，在现有的专利技术中，采取的是将该电压进行升压后给蓄电池充电，需要配置发电控制器，这种办法回收的效率极低，电路复杂，故障率高，驾驶员需要频繁操作，真正能用起来的寥寥无几。
发明内容
鉴于背景技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种能源回收电机驱动器及电动车，直接利用了电机驱动器控制来进行电能回收，以制动刹车来完成电能的回收，电动车还可以根据制动刹车的强度大小，自动调节充电电流的大小。
为此，本发明是采取如下技术方案来解决上述技术问题的：一种能源回收电机驱动器，包括安装在电路板上的控制电路、功率管激励电路、功率驱动电路，其特征在于电机驱动器既可以驱动电机转动也可以将电机转动所输出的电能向蓄电池充电；电动车上装有刹车信号采集元件，该采集元件与驱动器电连接；速度调节装置包括信号采集元件，该采集元件产生的信号，既可以作为速度信号又可以作为刹车强度信号；所述的驱动器中的功率驱动电路为场效应管桥式电路；所述桥式电路上或下桥臂上的至少两只功率管开通后至少一只功率管关闭，使电机绕组产生续流电流，该续流电流向蓄电池充电；直流无刷电机上安装了转子位置传感器，所述的驱动器根据该传感器采集的信号，使对应的电机绕组产生续流电流；所述的电机驱动器上有驱动电流限流电路和回路电流限流电路或续流电流限流电路；所述的驱动电流限流电路和回路电流限流电路或续流电流限流电路共用电流取样电阻；所述的电机驱动器每相都具有电流取样电阻。一种具有上述能源回收电机驱动器的电动车，其特征在于安装在车辆上的蓄电池、前轮、后轮、速度调节装置、转向装置、照明装置、三相直流无刷电机。
在电动车上配置的既可以驱动电机转动也可以将电机转动所输出的电能向蓄电池充电的驱动器，使该驱动器既具有驱动功能又具有充电功能，一举两得；电动车上装有刹车信号采集元件，主观上是对车辆制动刹车的同时，实现了对蓄电池的充电；速度调节装置包括信号采集元件，该采集元件产生的信号，既可以作为速度信号又可以作为刹车强度信号，直接将转把信号作为制动刹车信号，使操纵更方便；所述的驱动器中采用的功率驱动电路为场效应管桥式电路，所述桥式电路上或下桥臂上的至少两只功率管开通后至少一只功率管关闭，使电机绕组产生续流电流，该续流电流向蓄电池充电，使驱动器中的驱动电路和充电电路功率场效应管共用，使电路简化；所述的直流无刷电机上安装了转子位置传感器，所述的驱动器根据该传感器采集的信号，使对应的电机绕组产生续流电流，使充电控制流程更简单；所述的电机驱动器上有驱动电流限流电路和回路电流限流电路或续流电流限流电路，所述的驱动电流限流电路和回路电流限流电路或续流电流限流电路共用电流取样电阻，所述的电机驱动器每相都具有电流取样电阻，保证了驱动器工作在最大电流值以内，保证了工作的稳定。将上述能源回收电机驱动器安装在电动车上，明显提高了蓄电池的行驶里程，由于对电池的短时间大电流充电，提高了蓄电池的使用寿命，使车辆增多一套制动刹车装置。
附图说明
下面再结合附图进一步描述本发明的有关细节。
图1为本发明电机驱动器电路原理图；
具体实施方式
一种能源回收电机驱动器，包括安装在电路板上的控制电路、功率管激励电路、功率驱动电路，其特征在于电机驱动器既可以驱动电机转动也可以将电机转动所输出的电能向蓄电池充电；电动车上装有刹车信号采集元件，该采集元件与驱动器电连接；速度调节装置包括信号采集元件，该采集元件产生的信号，既可以作为速度信号又可以作为刹车强度信号；所述的驱动器中的功率驱动电路为场效应管桥式电路；所述桥式电路上或下桥臂上的至少两只功率管开通后至少一只功率管关闭，使电机绕组产生续流电流，该续流电流向蓄电池充电；直流无刷电机上安装了转子位置传感器，所述的驱动器根据该传感器采集的信号，使对应的电机绕组产生续流电流；所述的电机驱动器上有驱动电流限流电路和回路电流限流电路或续流电流限流电路；所述的驱动电流限流电路和回路电流限流电路或续流电流限流电路共用电流取样电阻；所述的电机驱动器每相都具有电流取样电阻。一种具有上述能源回收电机驱动器的电动车，其特征在于安装在车辆上的蓄电池、前轮、后轮、速度调节装置、转向装置、照明装置、三相直流无刷电机。
图1示意三相直流无刷电机驱动器电路原理图，图中的D1至D6为续流二极管，地线接蓄电池的负极，+48V接蓄电池的正极，M1至M6为功率驱动电路的N沟道场效应管，M1、M2相对应，M3、M4相对应，M5、M6相对应，M1至M6构成了六个桥臂，在场效应管中已经包含了上述的二极管(像M1中包含了D1)，N6、N5、N4为M1、M3、M5的开激励管，P6、P5、P4为M1、M3、M5的关激励管；N1、N2、N3为M2、M4、M6的开激励管，P1、P2、P3为M2、M4、M6的关激励管；I1，I2，I3为直流无刷电机的绕组，HRA、HRB、HRC为安装在直流无刷电机上的霍尔元件，用于检测电机转子的位置，HRA、HRB、HRC检测到的相位相差120度；SPEED为速度调节装置上速度采集元件，采用线性霍尔元件，BLK为刹车采集元件，采用线性霍尔元件，IC1为单片机微控制器，R1为电流取样电阻，RA、RB、RC为各相电流取样电阻，输出信号脚与激励电路相连接；D8、D9、D10自举电路二极管，C1、C2、C3自举电路的储能电容，IC1、N7至N12和激励电路组成了控制电路。
结合原理图分析工作原理：本实施例是直流无刷电机驱动器，驱动器驱动方面的工作原理，从原理图中非常容易理解，这里不再介绍，介绍驱动器向蓄电池充电的原理，方便介绍将该驱动器安装在电动车上。
首先，驱动器根据BLK采集的信号，判断需要作出制动刹车，根据HRA、HRB、HRC采集的信号，确定哪组绕组产生最大的电压及方向，如：HRA、HRB、HRC采集信号中反映出线圈I1+I2的电压最大，电流方向A—>绕组—>B，开通M2和M4管使回路电路产生电流，电流方向为I1—>I2—>M4—>RB—>RA—>M2或D2—>I1，电流直线上升，同时检测RB上取样的电压送至回路电流限流电路或驱动电流限流电路，确定电流是否过流，过流时关闭M4管，经延时N微秒时间后关闭M4管，由I1+I2产生的续流电流回路：I1—>I2—>D3—>蓄电池正极—>蓄电池负极—>R1—>RA—>M2或D2—>I1，此时检测R1上取样的电压送至续流电流限流电路，确定电流是否过流，过流时，使上述的N微秒的时间变短，产生的续流回路给蓄电池充电。驱动器根据BLK采集的信号越强，设定N微秒时间越长。每次制动刹车开始工作时，其N微秒的时间从短开始。
驱动器驱动电机时，检测R1上取样的电压送至驱动电流限流电路，确定电流是否过流，过流时调节驱动电流变小。速度调节装置中的信号采集元件采用线性霍尔元件，既可以作为速度信号又可以作为刹车强度信号，原理介绍：线性霍尔元件采集的信号电压范围一般为1.0至4.0伏，从1.0到2.0为制动刹车区，电压越低制动刹车越强，从2.2到4.0为速度调节区，电压越高速度越快。

Claims (10)

1、一种能源回收电机驱动器，包括安装在电路板上的控制电路、功率管激励电路、功率驱动电路，其特征在于电机驱动器既可以驱动电机转动也可以将电机转动所输出的电能向蓄电池充电。
2、根据权利要求1所述的能源回收电机驱动器，其特征在于电动车上装有刹车信号采集元件，该采集元件与驱动器电连接。
3、根据权利要求1所述的能源回收电机驱动器，其特征在于速度调节装置包括信号采集元件，该采集元件产生的信号，既可以作为速度信号又可以作为刹车强度信号。
4、根据权利要求1所述的能源回收电机驱动器，其特征在于所述的驱动器中的功率驱动电路为场效应管桥式电路。
5、根据权利要求4所述的能源回收电机驱动器，其特征在于所述桥式电路上或下桥臂上的至少两只功率管开通后至少一只功率管关闭，使电机绕组产生续流电流，该续流电流向蓄电池充电。
6、根据权利要求5所述的能源回收电机驱动器，其特征在于直流无刷电机上安装了转子位置传感器，所述的驱动器根据该传感器采集的信号，使对应的电机绕组产生续流电流。
7、根据权利要求1所述的能源回收电机驱动器，其特征在于所述的电机驱动器上有驱动电流限流电路和回路电流限流电路或续流电流限流电路。
8、根据权利要求7所述的能源回收电机驱动器，其特征在于所述的驱动电流限流电路和回路电流限流电路或续流电流限流电路共用电流取样电阻。
9、根据权利要求1所述的能源回收电机驱动器，其特征在于所述的电机驱动器每相都具有电流取样电阻。
10、一种具有权利要求1-9任何一项能源回收电机驱动器的电动车，其特征在于安装在车辆上的蓄电池、前轮、后轮、速度调节装置、转向装置、照明装置、三相直流无刷电机。
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