CN106828197A - 电机控制***与电动汽车 - Google Patents

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沈金华
王韶华
杨青
程明
姜淑忠
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Abstract

本发明提供一种电机控制***与电动汽车，涉及电动汽车控制领域。本发明提供的所述电机控制***包括控制器、电机以及距离探测器，控制器分别与电机、距离探测器电连接，控制器根据距离传感器发射探测信号的第一时间店与接收到反馈信号的第二时间点的时间差与计算距离探测器与障碍物的第一距离，控制器还用于预算电机停止运行后电动汽车滑行的第二距离，并计算第一距离与第二距离的距离差值，并将距离差值与预存储的安全距离值进行比较，若距离差值小于预存储的安全距离值，则控制器控制电机停止运行。本发明提供的电机控制***与电动汽车能有效地防止意外事故的产生。

Description

电机控制***与电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车控制领域，具体而言，涉及一种电机控制***与电动汽车。
背景技术
随着目前用车人数的普遍增多，交通意外也不断发生，据调查显示，酒驾、司机开车时分神以及疲劳驾驶是交通意外出现的主要原因，很多家庭因车祸支离破碎。
电动汽车作为一种新兴的新能源汽车，已广泛进入公众的视野，作为一种新兴产品，本领域技术人员应首先考虑如何降低车祸发生率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电机控制***与电动汽车，以达到减小车祸发生概率的效果。
本发明提供一种技术方案：
第一方面，本发明提供了一种电机控制***，所述电机控制***包括控制器、电机以及距离探测器，所述控制器分别与所述电机、所述距离探测器电连接，所述距离探测器用于在所述控制器的控制下发射一探测信号，并记录第一时间点，所述距离传感器并接收由障碍物反射回的反馈信号，并将所述反馈信号传输至所述控制器，所述控制 器在接收到所述反馈信号时记录第二时间点，所述控制器还用于计算所述第一时间点与所述第二时间点的时间差，并根据所述时间差、所述探测信号与所述反馈信号的传播速度计算所述距离探测器与所述障碍物的第一距离，所述电机控制***还包括转速传感器，所述转速传感器分别与所述控制器、所述电机电连接，所述转速传感器用于获取所述电机的转速信息，并将所述转速信息传输至所述控制器，所述控制器用于在接收到所述转速信息后根据所述转速信息与一电动汽车的车轮的外径计算所述电动汽车的行驶速度，并根据所述行驶速度与当前条件下的摩擦系数预算所述电机停止转动后，所述电动汽车滑行的第二距离，所述控制器还用于计算所述第一距离与所述第二距离的距离差值，并将所述距离差值与预存储的安全距离值进行比较，若所述距离差值小于所述预存储的安全距离值，则所述控制器控制所述电机停止运行。
进一步地，所述电机控制***还包括一无线通信模块，所述无线通信模块与所述控制器电连接，且与一气象台服务器通信连接，所述无线通信模块用于获取当前条件下的气候数据与温度数据，并将所述气候数据与温度数据传输至所述控制器，所述控制器还用于将所述气候数据与所述温度数据与预存储的数据进行比对，并根据比对结果确定当前条件下的摩擦系数。
进一步地，所述电机控制***还包括温度传感器，所述温度传感器与所述控制器电连接，所述温度传感器用于测量所述电机的温度值，并将所述温度值传输至所述控制器，所述控制器还用于将所述温度值与预存储的温度值进行比较，若所述温度值大于所述预存储的温度值，则所述控制器控制所述电机转速降低。
进一步地，所述控制器还用于在接收到所述转速信息后，将所述转速信息与预存储的转速信息进行比较，若所述转速信息大于所述预存储的转速信息，则所述控制器控制所述电机转速降低。
进一步地，所述电机控制***还包括有电流输入模块，所述电流输入模块分别与所述控制器、一蓄电池以及电机电连接，所述控制器还用于调节所述电流输入模块输入电机的电流。
进一步地，所述电机控制***还包括还包括故障检测模块，所述故障检测模块与所述控制器电连接，所述故障检测模块用于检测所述电机是否发生故障，若是，则所述控制器控制所述电机停止工作。
进一步地，所述控制器包括有外壳，所述外壳为一密闭方形体，所述外壳的其中一面为铝板，所述铝板设置有多个等间距排列的棱锥形的散热体，且所述散热体均与所述铝板的位于所述外壳的向外的一侧连接，且每个所述散热体的朝向一致，所述铝板的四个端部设置有安装件。
进一步地，所述电机控制***还包括能量回馈模块，所述能量回馈模块分别与所述控制器、所述电机电连接，且所述能量回馈模块与一蓄电池连接。
进一步地，所述电机为铸铜转子异步电机。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括汽车本体与电机控制***，所述电机控制***安装于所述汽车本体内。
相比于现有的电机控制***，本发明提供的所述电机控制***包括控制器、电机以及距离探测器，控制器分别与电机、距离探测器电 连接，控制器根据距离传感器发射探测信号的第一时间店与接收到反馈信号的第二时间点的时间差与计算距离探测器与障碍物的第一距离，控制器还用于预算电机停止运行后电动汽车滑行的第二距离，并计算第一距离与第二距离的距离差值，并将距离差值与预存储的安全距离值进行比较，若距离差值小于预存储的安全距离值，则控制器控制电机停止运行。一方面，由于电动汽车在司机在关闭电机后，仍然会由于惯性向前滑动一段距离，很多司机因没计算好这段滑行的距离而与电动汽车前方的物体发生碰撞，而通过这样的方式，司机及时没有计算好这段滑行的距离，也可以在控制器的控制下关闭电机，使司机更加方便，体验感增强。第二方面，司机因酒驾、开车时分神、疲劳驾驶或其他原因快产生车祸时，控制器会控制电机关闭，从而防止了车祸的发生，有效的降低了车祸发生的概率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的电机控制***的电路连接框图。
图2为本发明实施例提供的无线通信模块与气象台服务器的交互示意图。
图3为本发明实施例提供的外壳的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的电动汽车的结构示意图。
图标：100-电机控制***；101-控制器；102-电机；103-距离探测器；104-转速传感器；105-无线通信模块；106-温度传感器；107-电流输入模块；108-故障检测模块；109-能量回馈模块；120-气象台服务器；121-网络；130-外壳；131-铝板；132-散热体；133-安装件；200-电动汽车；201-车身；202-车轮；203-汽车本体。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆 放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第一实施例
请参阅图1，本发明实施例提供了一种电机控制***100，应用于电动汽车。该电机控制***100包括控制器101、电机102以及距离探测器103，控制器101分别与电机102、距离探测器103电连接。
具体的，由于司机在酒驾、开车时分神以及疲劳驾驶或其他原因下驾驶车辆时，可能会与电动汽车前方的树木、车辆等障碍物发生碰撞，从而发生车祸；或由于司机正常行驶，由于没有预估电动汽车在刹车后会滑行的距离，从而也可能发生车祸。有鉴于此，本实施例的采用红外线探测器或其它的距离探测器103发射探测信号，控制器101记录距离探测器103发射探测信号的第一时间点，距离探测器103 安装于电动汽车的正前方，并接收由前方障碍物反射回的反馈信号，距离探测器103将反馈信号传输至控制器101，控制器101记录接收到反馈信号的第二时间点，控制器101可计算第一时间店与第二时间点的时间差，并根据该时间差以及距离探测器103发射的信号的传播速度计算距离探测器103与障碍物的第一距离，该第一距离即为此时电动汽车与障碍物之间的距离。
电机控制***100还包括转速传感器104，所述转速传感器104与控制器101电连接，并且转速传感器104能够获取电机102的转速信息，并将转速信息传输至控制器101，控制器101在接收到转速信息后根据转速信息与电动汽车的车轮的外径计算电动汽车的行驶速度，例如，若1s内电机102转动一圈，车轮的外径为1m，则此时电动汽车实际的车速应为1m/s；当然地，在实际应用中，电机102与车轮传动方式有所不同，如电机105可能转动五圈，而车轮实际只转动一圈，本实施例并不对此做任何限定，控制器101根据行驶速度以及牛顿第二定律计算电机102立即停止工作后，电动汽车滑行的第二距离，即该第二距离实际为司机刹车后电动汽车滑行的距离，控制器101还会计算第一距离与第二距离的差值，该差值即为司机立刻刹车后，电动汽车停下来后与障碍物之间的距离，为了保证不出现车祸，需要在控制器101内预存储一个安全距离值，控制器101将距离差值与预存储的安全距离值进行比较，若距离差值小于预存储的安全距离值，即表示若电动汽车继续行驶，可能会出现车祸，控制器101则会控制电机102停止工作；若距离差值大于预存储的安全距离值，则电机102正常运行。
需要说明的是，由于在实际行驶的情况中，可能会由于一些不确 定的不确定的因素是计算出现误差，所以，应该还预存储的安全距离值设置为稍大的安全距离值，但如果安全距离值过大，则可能导致司机在行驶过程中停车频率过高，给司机带来不便，影响司机的体验感。综上，本实施例中，优选将该安全距离值设置为1-3m。
还需要说明的是，由于影响电动汽车的刹车后滑行的因素为加速度，而影响加速度的关键因素为车轮与地面的摩擦系数，并且在不同的气候、温度下，车轮与地面的摩擦系数会改变，例如，在晴天时，车轮与地面的摩擦系数为0.5，而在雨天时，车轮与地面的摩擦系数会改变为0.3，在下雪天时，车轮与地面的摩擦系数会改变为0.1。请参阅图2，有鉴于此，在本实施例中，电机控制***100还包括一无线通信模块105，所述无线通信模块105与所述控制器101电连接，且与一气象台服务器120通过网络121通信连接，无线通信模块105能够获取当前条件下的气象台服务器120发布的气候数据与温度数据，并将气候数据与温度数据传输至控制器101，控制器101将气候数据、温度数据与预存储的数据进行比对，并根据比对结果确定当前条件下的摩擦系数。在本实施例中，预存储的数据为气候数据、温度数据与摩擦系数的对应表。
由于电机102在告诉运转下会产生大量热量，如果产生大量热量后，假如仍然继续操作电机102高速运转，则可能导致电机102损坏，严重影响了电机102的使用寿命，所以，在本实施例中，电机控制***100还包括温度传感器106，温度传感器106分别与控制器101、电机102电连接，温度传感器106用于测量电机102的温度值，并将测量的温度值传输至控制器101，控制器101将该温度值与预存储的温度值进行比较，该预存储的温度值为电机102正常工作时的最高温 度，若测量到的温度值超过该预存储的温度值，则可能损坏电机102，则控制器101控制电机102转速降低，若温度值小于预存储的温度值，则电机102正常运行。
并且，控制器101在接收到转速信息后，也会将转速信息与预存储的转速信息进行比较，若转速信息大于预存储的转速信息，则控制器101控制电机102转速降低。由于电机102转速的大小及表示电动汽车行驶的快慢，通过这样的设置，可以限定电动汽车的行驶速度，从而有效的防止了司机超速行驶。
需要说明的是，控制器101控制电机102转速的具体原理为：电机控制***100还包括有电流输入模块107，电流输入模块107分别与控制器101、电机102以及一蓄电池电连接，蓄电池即为电动汽车的电源，由于电机102转速的大小取决于电流的大小，电流越大，电机102转速越快，电流越小，电机102转速越慢，所以，在本实施例中，控制器101实质是通过调节电流输入模块107输入电机102的电流的大小，从而控制了电机102转速的大小。
由于电机102在工作中可能会出现故障，如电机102的定子部分与转子部分发生偏移，故障严重时，还可能导致一些意外事故的产生，为了能够随时监测到电机102是是否产生了故障，本实施例中的电机控制***100还包括故障检测模块108，故障检测模块108与控制器101电连接，故障检测模块108用于检测电机102是否发生故障，若是，则所述控制器101控制电机102停止工作，从而提醒了司机检查电机102，及时发现电机102的故障。
不仅如此，本实施例提供的电机控制***100还包括能量回馈模块 109，能量回馈模块109分别与控制器101、电机102电连接，且能量回馈模块109与蓄电池电连接。并且，需要说明的是，在本实施例中，电机102为铸铜转子异步电机102，该电机102为一正反转电机102，当电机102通电正转时，电机102消耗电能，并将电能转换为机械能，而当电动汽车下坡时，电机102则会反转，此时电动汽车可通过能量反馈模块为蓄电池充电，从而使得电动汽车的续航能力更加持久。
需要说明的是，为了减小体积，本实施例提供的控制器101、转速传感器104、温度传感器106、无线通信模块105、电流输入模块107、能量回馈模块109以及故障检测模块108均集成于同一PCB板上。通过集成的方式，不仅使得该电机控制***100体积减小，而且可以使蓄电池的发电速率更快，从而使电机102转速增大。
请参阅图3，不仅如此，为了防止电机控制***100在恶劣天气下出现故障，如下雨天，在本实施例中，控制器101包括有外壳130，该PCB板安装于外壳130内，外壳130为一密闭方形体，外壳130的其中一面为铝板131，该铝板131设置有多个等间距排列的棱锥形的散热体132，且散热体132均与铝板131的位于外壳130的向外的一侧连接，且每个散热体132的朝向一致，铝板131的四个端部设置有安装件133，该外壳130可通过安装件133安装于电动汽车上。由于电机控制***100在工作时会产生热量，并且热量具有尖端热效应，所以在本实施例中，通过设置散热体132，可极大增强该外壳130的散热能力。
第二实施例
本发明实施例提供了一种电动汽车200，包括汽车本体203与第一实施例提供的电机控制***100，电机控制***100安装于汽车本体 203内。
具体地，汽车本体203包括车身201与车轮202，车轮202安装于车身201的四端，距离探测器103设置于车身201的前端，控制器101及其它功能性模块均置于外壳130内，外壳130安装于车身201内部，电机102与车轮202连接，在工作时，电机102把电能转换为机械能，同时带动车轮202转动。
综上所述，本发明提供了一种电机控制***与电动汽车，该电机控制***包括控制器、电机以及距离探测器，控制器分别与电机、距离探测器电连接，控制器根据距离传感器发射探测信号的第一时间店与接收到反馈信号的第二时间点的时间差与计算距离探测器与障碍物的第一距离，控制器还用于预算电机停止运行后电动汽车滑行的第二距离，并计算第一距离与第二距离的距离差值，并将距离差值与预存储的安全距离值进行比较，若距离差值小于预存储的安全距离值，则控制器控制电机停止运行。一方面，由于电动汽车在司机在关闭电机后，仍然会由于惯性向前滑动一段距离，很多司机因没计算好这段滑行的距离而与电动汽车前方的物体发生碰撞，而通过这样的方式，司机及时没有计算好这段滑行的距离，也可以在控制器的控制下关闭电机，使司机更加方便，体验感增强。第二方面，司机因酒驾、开车时分神、疲劳驾驶或其他原因快产生车祸时，控制器会控制电机关闭，从而防止了车祸的发生，有效的降低了车祸发生的概率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机控制***，其特征在于，所述电机控制***包括控制器、电机以及距离探测器，所述控制器分别与所述电机、所述距离探测器电连接，所述距离探测器用于在所述控制器的控制下发射一探测信号，所述控制器在所述距离探测器发射所述探测信号时记录第一时间点，所述距离传感器并接收由障碍物反射回的反馈信号，并将所述反馈信号传输至所述控制器，所述控制器在接收到所述反馈信号时记录第二时间点，所述控制器还用于计算所述第一时间点与所述第二时间点的时间差，并根据所述时间差、所述探测信号与所述反馈信号的传播速度计算所述距离探测器与所述障碍物的第一距离，所述电机控制***还包括转速传感器，所述转速传感器分别与所述控制器、所述电机电连接，所述转速传感器用于获取所述电机的转速信息，并将所述转速信息传输至所述控制器，所述控制器用于在接收到所述转速信息后根据所述转速信息与一电动汽车的车轮的外径计算所述电动汽车的行驶速度，并根据所述行驶速度与当前条件下的摩擦系数预算所述电机停止转动后，所述电动汽车滑行的第二距离，所述控制器还用于计算所述第一距离与所述第二距离的距离差值，并将所述距离差值与预存储的安全距离值进行比较，若所述距离差值小于所述预存储的安全距离值，则所述控制器控制所述电机停止运行。
2.根据权利要求1所述的电机控制***，其特征在于，所述电机控制***还包括一无线通信模块，所述无线通信模块与所述控制器电连接，所述无线通信模块用于接收一气象台服务器发送的当前条件下的气候数据与温度数据，并将所述气候数据与温度数据传输至所述控制器，所述控制器还用于将所述气候数据、所述温度数据与预存储的数据进行比对，并根据比对结果确定当前条件下的摩擦系数。
3.根据权利要求1所述的电机控制***，其特征在于，所述电机控制***还包括温度传感器，所述温度传感器分别与所述电机与所述控制器电连接，所述温度传感器用于测量所述电机的温度值，并将所述温度值传输至所述控制器，所述控制器还用于将所述温度值与预存储的温度值进行比较，若所述温度值大于所述预存储的温度值，则所述控制器控制所述电机转速降低。
4.根据权利要求1所述的电机控制***，其特征在于，所述控制器还用于在接收到所述转速信息后，将所述转速信息与预存储的转速信息进行比较，若所述转速信息大于所述预存储的转速信息，则所述控制器控制所述电机转速降低。
5.根据权利要求3或4所述的电机控制***，其特征在于，所述电机控制***还包括有电流输入模块，所述电流输入模块分别与所述控制器、一蓄电池以及电机电连接，所述控制器还用于调节所述电流输入模块输入电机的电流。
6.根据权利要求1所述的电机控制***，其特征在于，所述电机控制***还包括还包括故障检测模块，所述故障检测模块与所述控制器电连接，所述故障检测模块用于检测所述电机是否发生故障，若是，则向所述控制器发送故障信号，所述控制器在接受到所述故障信号后控制所述电机停止运行。
7.根据权利要求1所述的电机控制***，其特征在于，所述控制器包括有外壳，所述外壳为一密闭方形体，所述外壳的其中一面为铝板，所述铝板设置有多个等间距排列的棱锥形的散热体，且所述散热体均与所述铝板的位于所述外壳的向外的一侧连接，且每个所述散热体的朝向一致，所述铝板的四个端部设置有安装件。
8.根据权利要求1所述的电机控制***，其特征在于，所述电机控制***还包括能量回馈模块，所述能量回馈模块分别与所述控制器、所述电机电连接，且所述能量回馈模块与一蓄电池连接。
9.根据权利要求1所述的电机控制***，其特征在于，所述电机为铸铜转子异步电机。
10.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括汽车本体与如权利要求1至9任意一项所述的电机控制***，所述电机控制***安装于所述汽车本体内。
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