本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車微機(jī)控制器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)動(dòng)助力電動(dòng)汽車微機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，市場(chǎng)上應(yīng)用的電動(dòng)汽車產(chǎn)品有兩大缺欠，影響了電動(dòng)汽車廣泛應(yīng)用和發(fā)展。其一，續(xù)駛里程低，充一次電不能行走太遠(yuǎn)距離，影響長(zhǎng)途應(yīng)用。其二，需頻繁充電，現(xiàn)充電不方便，沒有社會(huì)公共充電站，限制了電動(dòng)汽車的應(yīng)用范圍。本產(chǎn)品配合電動(dòng)車結(jié)構(gòu)改造，在原有行走電動(dòng)機(jī)和電池外增加一部風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力來源是車輛行走的阻力風(fēng)，用阻力風(fēng)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，將電力經(jīng)變壓，送給永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)和給電池充電，這樣將風(fēng)阻力變成無價(jià)電能源，為電動(dòng)汽車提供風(fēng)助力，可節(jié)省電池電能消耗，增加續(xù)駛里程，減少充電次數(shù)，從而大大降低電動(dòng)汽車的運(yùn)行成本。本技術(shù)的推廣應(yīng)用將會(huì)大大推進(jìn)電動(dòng)汽車的發(fā)展，解決目前電動(dòng)汽車的應(yīng)用發(fā)展瓶頸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種風(fēng)動(dòng)助力電動(dòng)汽車微機(jī)控制系統(tǒng)，使其為電動(dòng)汽車提供風(fēng)助力，可節(jié)省電池電能消耗，增加續(xù)駛里程，減少充電次數(shù)，從而大大降低電動(dòng)汽車的運(yùn)行成本。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種風(fēng)動(dòng)助力電動(dòng)汽車微機(jī)控制系統(tǒng)，其中，包括協(xié)調(diào)控制部分、風(fēng)力發(fā)電部分和行走控制部分，所述風(fēng)力發(fā)電部分和所述行走控制部分均所述協(xié)調(diào)控制部分控制連接；

協(xié)調(diào)控制部分：包括協(xié)調(diào)控制裝置，一要保證電動(dòng)車正常行駛，二要保證將行駛風(fēng)阻力轉(zhuǎn)變成再新電能，回饋給蓄電池組和永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，從而達(dá)到風(fēng)動(dòng)助力增加車輛續(xù)駛里程，減少電池充電次數(shù)，降低車輛運(yùn)行成本的效果；

風(fēng)力發(fā)電部分：包括電壓變換器和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，電壓變換器將風(fēng)力發(fā)電機(jī)的交流低電壓變換成高壓直流電送給蓄電池組和永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)；

行走控制部分：包括永磁無刷直流電機(jī)控制器和永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，對(duì)車輛的行走進(jìn)行控制，包括應(yīng)對(duì)車輛不同的行走工況相應(yīng)的控制需求。

優(yōu)選的，所述電壓變換器包括防護(hù)外殼和設(shè)置在防護(hù)外殼內(nèi)部的底板，所述底板上設(shè)置有初級(jí)功率模塊、次級(jí)功率模塊、變壓器、控制板、銅牌和絕緣柱，所述變壓器設(shè)置在所述底板的中心處，所述次級(jí)功率模塊設(shè)置在所述變壓器的上方，所述初級(jí)功率模塊設(shè)置在所述變壓器的下方，所述控制板設(shè)置在所述變壓器的左側(cè)并且位于所述次級(jí)功率模塊和所述初級(jí)功率模塊之間，所述銅牌設(shè)置在所述底板的四周邊緣處。

優(yōu)選的，所述電壓變換器中的功率電路包括所述初級(jí)功率模塊、裝配功率部分的多路觸發(fā)mos管、所述次級(jí)功率模塊、裝配功率部分的多路整流電路、所述變壓器，所述功率電路由電源接線端子接由風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸入的電壓信號(hào)，由多路觸發(fā)mos管的pwm控制信號(hào)作用經(jīng)變頻變壓器將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電，所述變頻變壓器輸出給各路整流電路，整流后多路串聯(lián)，由輸出電壓接線端子接往所述蓄電池組和行走電壓控制器。

優(yōu)選的，所述功率電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是變頻變壓器初級(jí)驅(qū)動(dòng)采用多路觸發(fā)mos管并聯(lián)，次級(jí)采用多路整流電路串聯(lián)，反饋采用串聯(lián)后的全電壓反饋，其中，所述初級(jí)功率模塊、所述次級(jí)功率模塊和所述變壓器的電氣參數(shù)均保持一致。

優(yōu)選的，永磁無刷直流電機(jī)控制器包括控制器底臺(tái)、功率板、控制板、場(chǎng)效應(yīng)管和端子板，所述控制器底臺(tái)上設(shè)置有所述功率板，所述功率板安裝有所述場(chǎng)效應(yīng)管，所述場(chǎng)效應(yīng)管的左側(cè)設(shè)置有所述控制板，所述端子板設(shè)置在所述場(chǎng)效應(yīng)管的前端。

優(yōu)選的，所述端子板上設(shè)置有接線端子和功率外引導(dǎo)線出線端，所述場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)設(shè)置有功率外引導(dǎo)線通過所述功率外引導(dǎo)線出線端導(dǎo)出，所述場(chǎng)效應(yīng)管的后端設(shè)置有散熱塊，所述控制板上裝有單片機(jī)及配套控制電路。

優(yōu)選的，所述電壓變換器中，其克服電壓波動(dòng)和主電路的直流變交流工作都是由裝有控制部分電路的控制板所完成。

優(yōu)選的，所述初級(jí)功率模塊的數(shù)量為八個(gè)，所述次級(jí)功率模塊的數(shù)量為四個(gè)，所述變壓器的數(shù)量為四個(gè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明在原有基礎(chǔ)之上增加一部風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力來源是車輛行走的阻力風(fēng)，用阻力風(fēng)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，將電力經(jīng)變壓，送給永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)和給蓄電池組充電，這樣將風(fēng)阻力變成無價(jià)電能源，為電動(dòng)汽車提供風(fēng)助力，可節(jié)省電池電能消耗，增加續(xù)駛里程，減少充電次數(shù)，從而大大降低電動(dòng)汽車的運(yùn)行成本，本技術(shù)的推廣應(yīng)用將會(huì)大大推進(jìn)電動(dòng)汽車的發(fā)展，解決目前電動(dòng)汽車的應(yīng)用發(fā)展瓶頸。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的風(fēng)動(dòng)助力電動(dòng)汽車微機(jī)控制系統(tǒng)示意圖；

圖2是本發(fā)明的電壓變換器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的永磁無刷直流電機(jī)控制器電氣連接示意圖；

圖4是本發(fā)明的永磁無刷直流電機(jī)控制器主視圖；

圖5是本發(fā)明的永磁無刷直流電機(jī)控制器右視圖；

圖6是本發(fā)明的永磁無刷直流電機(jī)控制器左視圖；

圖7是本發(fā)明的永磁無刷直流電機(jī)控制器前端結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明的電壓變換器功率部分電氣原理圖；

圖9是本發(fā)明的電壓變換器控制部分電氣原理圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖與實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但所舉實(shí)例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

如圖1至圖9所示，本發(fā)明的實(shí)施例包括協(xié)調(diào)控制部分、風(fēng)力發(fā)電部分和行走控制部分，風(fēng)力發(fā)電部分和行走控制部分均協(xié)調(diào)控制部分控制連接；

協(xié)調(diào)控制部分：包括協(xié)調(diào)控制裝置，一要保證電動(dòng)車正常行駛，二要保證將行駛風(fēng)阻力轉(zhuǎn)變成再新電能，回饋給蓄電池組和永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，從而達(dá)到風(fēng)動(dòng)助力增加車輛續(xù)駛里程，減少電池充電次數(shù)，降低車輛運(yùn)行成本的效果；

風(fēng)力發(fā)電部分：包括電壓變換器和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，電壓變換器將風(fēng)力發(fā)電機(jī)的交流低電壓變換成高壓直流電送給蓄電池組和永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)；

行走控制部分：包括永磁無刷直流電機(jī)控制器和永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，對(duì)車輛的行走進(jìn)行控制，包括應(yīng)對(duì)車輛不同的行走工況相應(yīng)的控制需求。

進(jìn)一步的，電壓變換器包括防護(hù)外殼和設(shè)置在防護(hù)外殼內(nèi)部的底板，底板上設(shè)置有初級(jí)功率模塊、次級(jí)功率模塊、變壓器、控制板、銅牌和絕緣柱，變壓器設(shè)置在底板的中心處，次級(jí)功率模塊設(shè)置在變壓器的上方，初級(jí)功率模塊設(shè)置在變壓器的下方，控制板設(shè)置在變壓器的左側(cè)并且位于次級(jí)功率模塊和初級(jí)功率模塊之間，銅牌設(shè)置在底板的四周邊緣處。

進(jìn)一步的，電壓變換器中的功率電路包括初級(jí)功率模塊、裝配功率部分的多路觸發(fā)mos管、次級(jí)功率模塊、裝配功率部分的多路整流電路、變壓器，功率電路由電源接線端子接由風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸入的電壓信號(hào)，由多路觸發(fā)mos管的pwm控制信號(hào)作用經(jīng)變頻變壓器將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電，變頻變壓器輸出給各路整流電路，整流后多路串聯(lián)，由輸出電壓接線端子接往蓄電池組和行走電壓控制器。

進(jìn)一步的，功率電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是變頻變壓器初級(jí)驅(qū)動(dòng)采用多路觸發(fā)mos管并聯(lián)，次級(jí)采用多路整流電路串聯(lián)，反饋采用串聯(lián)后的全電壓反饋，其中，初級(jí)功率模塊、次級(jí)功率模塊和變壓器的電氣參數(shù)均保持一致。

進(jìn)一步的，永磁無刷直流電機(jī)控制器包括控制器底臺(tái)、功率板、控制板、場(chǎng)效應(yīng)管和端子板，控制器底臺(tái)上設(shè)置有功率板，功率板安裝有場(chǎng)效應(yīng)管，場(chǎng)效應(yīng)管的左側(cè)設(shè)置有控制板，端子板設(shè)置在場(chǎng)效應(yīng)管的前端。

進(jìn)一步的，端子板上設(shè)置有接線端子和功率外引導(dǎo)線出線端，場(chǎng)效應(yīng)管內(nèi)設(shè)置有功率外引導(dǎo)線通過功率外引導(dǎo)線出線端導(dǎo)出，場(chǎng)效應(yīng)管的后端設(shè)置有散熱塊，控制板上裝有單片機(jī)及配套控制電路。

進(jìn)一步的，電壓變換器中，其克服電壓波動(dòng)和主電路的直流變交流工作都是由裝有控制部分電路的控制板所完成。

進(jìn)一步的，初級(jí)功率模塊的數(shù)量為八個(gè)，次級(jí)功率模塊的數(shù)量為四個(gè)，變壓器的數(shù)量為四個(gè)。

本實(shí)施例中，永磁直流無刷電機(jī)控制器在車輛上主要作用是對(duì)車輛的行走進(jìn)行控制，包括應(yīng)對(duì)車輛不同的行走工況相應(yīng)的控制需求。

例如，起動(dòng)(包括坡起動(dòng))，行走(包括爬坡)，行走方向改變，車輛堵轉(zhuǎn)控制等?？刂圃恚豪梦C(jī)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)位置用pwm斬波技術(shù)和交流變頻技術(shù)通過mos大功率管驅(qū)動(dòng)永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，從而驅(qū)動(dòng)車輛行走?？刂平Y(jié)構(gòu)：外部是一個(gè)防護(hù)殼體，內(nèi)裝控制板和功率板，控制板裝有微機(jī)芯片，電源模塊，加速器輸入模塊，信號(hào)采集模塊，pwm發(fā)生傳輸模塊，計(jì)算機(jī)自診斷和故障顯示輸出模塊，功率板裝有電機(jī)駛動(dòng)橋路。工作原理：控制器與車輛蓄電池組和風(fēng)力發(fā)電機(jī)助力電源相連，與車輛加速器相連，與永磁直流無刷直流電機(jī)電樞繞組相連，與電機(jī)位置傳感器相連，與電鎖開關(guān)、車上方向開關(guān)、剎車開關(guān)相連?？刂破鞲鶕?jù)電鎖開關(guān)、方向開關(guān)、剎車開關(guān)、加速器的控制要求，將蓄電池組電力和助力發(fā)電的電力提供給電機(jī)，使電機(jī)按駕駛員的控制要求旋轉(zhuǎn)，從而車輛按控制要求行駛。其中創(chuàng)新點(diǎn)在于供電不光是蓄電池組，還有風(fēng)動(dòng)助力電能。

本實(shí)施例中，電壓變換器的主要作用是根據(jù)協(xié)調(diào)控制信號(hào)將風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電經(jīng)dc/dc變換，經(jīng)車上蓄電池組充電和給永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)供電。將發(fā)電機(jī)發(fā)出的不穩(wěn)定電壓變成能給蓄電池組充電和給永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)供電的標(biāo)準(zhǔn)電壓。工作原理是將車裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變動(dòng)電壓用高頻dc/dc轉(zhuǎn)換技術(shù)，變成車用標(biāo)準(zhǔn)電壓。工作過程：電壓變換器與發(fā)電機(jī)相連，與蓄電池組相連，輸入為發(fā)電機(jī)電壓，輸出為蓄電池組標(biāo)準(zhǔn)電壓。按收到可用發(fā)電信號(hào)后，將發(fā)電電壓變成高頻交流電，經(jīng)高頻變壓器升壓，整流，將直流電壓反饋給變頻器，變頻器控制變頻導(dǎo)通比，控制輸出電壓恒定。實(shí)現(xiàn)風(fēng)動(dòng)助力發(fā)電機(jī)為永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)供電和向蓄電池組充電的目的。

本實(shí)施例中，協(xié)調(diào)控制裝置系統(tǒng)是風(fēng)動(dòng)助力電動(dòng)汽車的配套產(chǎn)品?？刂颇康模阂灰ＷC電動(dòng)車正常行駛，二要保證將行駛風(fēng)阻力轉(zhuǎn)變成再新電能，回饋給電池和永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，從而達(dá)到風(fēng)動(dòng)助力增加車輛續(xù)駛里程，減少電池充電次數(shù)，降低車輛運(yùn)行成本的效果。控制系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)方案的具體實(shí)施方式如下：永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)是車輛行走的動(dòng)力電機(jī)，由永磁無刷直流電機(jī)控制器控制轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，從而控制車輛行走的運(yùn)行狀態(tài)，其運(yùn)行能源是蓄電池組和風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能，運(yùn)行狀況的指令信息來源于車上安裝的控制部件。例如，方向開關(guān)，鑰匙開關(guān)，加速器信號(hào)等。風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在車上迎風(fēng)處，只要車有速度就有風(fēng)力速度，速度快、風(fēng)力大、風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)力轉(zhuǎn)變成電能，由于車速有變化，發(fā)電的電壓就有變化，于是利用電壓變換器將風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)的變化電壓轉(zhuǎn)變成電池標(biāo)準(zhǔn)電壓，送給蓄電池組和永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，使車輛在行走過程中有了電量補(bǔ)充，相當(dāng)于動(dòng)態(tài)充電。沒有風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓轉(zhuǎn)換器的配置，車輛的永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)就只靠電池供電，于是產(chǎn)生續(xù)駛里程低和頻繁充電的不足，有了這個(gè)配置就可在行走過程中獲得電量補(bǔ)充，從而產(chǎn)生增加續(xù)駛里程、減少充電次數(shù)，降低運(yùn)行成本的效果。

本實(shí)施例中，電動(dòng)汽車的永磁無刷直流電機(jī)控制器由控制器底臺(tái)、功率板、控制板、接線端子等構(gòu)成。功率板上裝有場(chǎng)效應(yīng)管，控制板上裝有單片機(jī)及配套控制電路，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，按總成原理配線，永磁無刷直流電機(jī)控制器連接有18位連接器，通過18位連接器中的18芯控制線接口獲取控制命令信息，18位連接器上的各個(gè)接口與外部控制部件相連，由電機(jī)位置傳感器獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)位置信號(hào)，由此產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率信息，使電機(jī)按控制要求旋轉(zhuǎn)，從而車輛按要求行駛，控制器紅色接線接在電池正電源端，黑色接電池負(fù)電源端，黃綠藍(lán)線接往電機(jī)，從電池和電壓轉(zhuǎn)換器獲取電能驅(qū)動(dòng)永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)。

控制器的結(jié)構(gòu)新穎方便，應(yīng)用可靠，散熱好，接線維修方便，控制可靠，保護(hù)功能全，有控制器工作狀態(tài)顯示，方便維修。其中三相電流檢測(cè)具有自己的特點(diǎn)，可方便即時(shí)的檢測(cè)控制器每時(shí)每刻的流動(dòng)情況，為可靠控制奠定基礎(chǔ)。

本實(shí)施例中，電動(dòng)汽車電壓變換器的功率部分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是變壓器初級(jí)驅(qū)動(dòng)采用多路mos并聯(lián)，次級(jí)采用多路整流串聯(lián)，反饋采用串聯(lián)后的全電壓反饋；控制電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在通常dc/dc變換芯片基礎(chǔ)上，增設(shè)推挽功放電路，并用一組觸發(fā)脈沖(pwm方式)觸發(fā)多路變壓器初級(jí)驅(qū)動(dòng)mos；裝配結(jié)構(gòu)工藝的特點(diǎn)在于保證多路電壓變換電路結(jié)構(gòu)的一致性。工藝保證多路電路的器件電氣參數(shù)的充分一致。

電動(dòng)汽車電壓變換器的電路連接與工作原理：初級(jí)功率模塊，裝配功率部分的多路觸發(fā)mos管，次級(jí)功率模塊，裝配功率部分的多路整流電路，變壓器為功率部分的變頻變壓器，這部分功率電路由輸入電源接線端接由發(fā)電機(jī)輸入的電壓信號(hào)，由mos管的pwm控制信號(hào)作用經(jīng)變壓器將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電。變壓器輸出給各路整流電路，整流后多路串聯(lián)，由輸出電壓接線端子接往電池和行走電壓控制器。其克服電壓波動(dòng)和主電路的直流變交流工作都是由裝有控制部分電路的控制板所完成的。其中8個(gè)初級(jí)功率模塊、4個(gè)次級(jí)功率模塊，4個(gè)變壓器，其電氣參數(shù)必須保證一致。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。