專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)車(chē)用多回路直流電源并聯(lián)輸入變頻控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電氣，特別是一種電動(dòng)車(chē)用多回路直流電源并聯(lián)輸入變頻控制裝置。
二背景技術(shù)：
隨著變頻器和電機(jī)發(fā)展的日益完善，電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)中蓄電池的成組效應(yīng)已 成為制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的重要因素之一。電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)一般是采用分開(kāi)設(shè)計(jì)，例如電 池組、電池管理、控制器、電機(jī)等，這樣的結(jié)果是分散設(shè)計(jì)、系統(tǒng)之間的銜接不暢通，眾所周 知，單體電池串聯(lián)的越多，成組效應(yīng)越突出，蓄電池組的壽命就越短。而且在控制中，是采用 各個(gè)分散控制，其成本高，控制操作麻煩，而且浪費(fèi)能量。
三、發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實(shí)用新型之目的就是提供一種電動(dòng)車(chē) 用多回路直流電源并聯(lián)輸入變頻控制裝置，可有效解決集中管理，降低成本，節(jié)約能源，延 長(zhǎng)使用壽命的問(wèn)題。本實(shí)用新型解決的技術(shù)方案是，采用多供電回路并聯(lián)可控結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)電池電壓、 電流和溫度采集信號(hào)的分析，及時(shí)的切斷出現(xiàn)故障的回路，并將故障回路編號(hào)記錄，以便更 換或維修，從而有效的降低蓄電池組成組效應(yīng)的影響，有效的將制動(dòng)能量回收，據(jù)此，本實(shí) 用新型的結(jié)構(gòu)是，包括殼體和殼體內(nèi)的控制電路，其控制電路包括并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電 池組、電容器組、逆變器、控制器IC(CPU)、充電機(jī)及異步電機(jī)，充電機(jī)CE接并聯(lián)的各回路串 聯(lián)蓄電池組及電容器組，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組、電容器組經(jīng)逆變器接異步電機(jī)M,異 步電機(jī)M接控制器IC，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組和電容器組輸出端接控制器IC，并聯(lián)的 各回路串聯(lián)蓄電池組的電壓、電流、溫度采集板B經(jīng)電壓、電流、溫度采集器Q由信號(hào)總線 CAN接控制器IC，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組的控制開(kāi)關(guān)K1-Kn經(jīng)供電回路控制器EY接控 制器IC，控制器IC上接有調(diào)速信號(hào)的可調(diào)電阻器民、輸入信號(hào)線P1、儲(chǔ)存器ROM及顯示器 XY、輸出信號(hào)終端分配器F，輸出信號(hào)終端分配器F上有報(bào)警信號(hào)輸出、運(yùn)行狀態(tài)輸出、頻率 輸出的信號(hào)線P2。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，電池組成組效應(yīng)低、并聯(lián)支路通斷可控、能有效的利 用制動(dòng)能量、控制方便、CPU數(shù)據(jù)共享、有效增加續(xù)航里程，與整車(chē)組合靈活，單一電機(jī)可以 簡(jiǎn)化整車(chē)的控制系統(tǒng)和節(jié)約成本、可靠性高，節(jié)能環(huán)保。
四
附圖為本實(shí)用新型的控制電路結(jié)構(gòu)圖。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。[0008]由附圖所示，本實(shí)用新型包括殼體和殼體內(nèi)的控制電路，其控制電路包括并聯(lián)的 各回路串聯(lián)蓄電池組、電容器組、逆變器、控制器IC(CPU)、充電機(jī)及異步電機(jī)，充電機(jī)CE接 并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組及電容器組，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組、電容器組經(jīng)逆變器 接異步電機(jī)M，異步電機(jī)M接控制器IC，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組和電容器組輸出端接控 制器IC，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組的電壓、電流、溫度采集板B經(jīng)電壓、電流、溫度采集器 Q由信號(hào)總線CAN接控制器IC，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組的控制開(kāi)關(guān)K1-Kn經(jīng)供電回路 控制器EY接控制器IC，控制器IC上接有調(diào)速信號(hào)的可調(diào)電阻器民、輸入信號(hào)線P1、儲(chǔ)存器 ROM及顯示器XY、輸出信號(hào)終端分配器F，輸出信號(hào)終端分配器F上有報(bào)警信號(hào)輸出、運(yùn)行狀 態(tài)輸出、頻率輸出的信號(hào)線P2。為了保證使用效果，所說(shuō)的并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組是由電池組仏、E2……En 并聯(lián)組成，并聯(lián)的電池組正極接充電機(jī)CE，并聯(lián)的電池組負(fù)極接控制開(kāi)關(guān)K1-Kn,充電機(jī)CE 經(jīng)可控硅開(kāi)關(guān)KC接控制器IC，并聯(lián)的電池組上接有電源控制器EK。所說(shuō)的電容器組是由電容C1-Cn串聯(lián)組成一個(gè)單元，多個(gè)單元并聯(lián)在一起組成，電 容器組兩端接有串聯(lián)的電阻R1和發(fā)光二極管，發(fā)光二極管接三極管BG1的發(fā)射極及可控硅 開(kāi)關(guān)KC、控制開(kāi)關(guān)K1-Kn,并經(jīng)電阻R1接逆變器，電源控制器EK經(jīng)可控硅開(kāi)關(guān)KG、電阻R4接 逆變器，并與控制器IC相連，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組和電容器組輸出端經(jīng)直流電壓測(cè) 量器DV、電流檢測(cè)器DA接控制器IC，異步電機(jī)M經(jīng)輸出電壓測(cè)量器GA接控制器IC，逆變器 經(jīng)驅(qū)動(dòng)器QD接輸出信號(hào)終端分配器F，三極管BG1的基極接控制器IC，三極管BG1的集電極 接電阻&。所說(shuō)的逆變器是采用逆變電路構(gòu)成，其逆變電路是，三極管BG2、BG3, BG4的集電極 相連，三極管BG2、B(i3、B(;4的發(fā)射極分別連接三極管BG5、BG6、BG7的集電極，并同異步電機(jī)M 相連，三極管BG2-BG7的基極接驅(qū)動(dòng)器QD，驅(qū)動(dòng)器QD同輸出信號(hào)終端分配器F相連，三極管 BG2的集電極與三極管BG5的發(fā)射極之間接有串聯(lián)的二極管VDp VD2,電阻&、二極管VD3并 聯(lián)接三極管B(;2、B(i3、B(;4的集電極，并經(jīng)電容Ctll接電阻R6,電阻&接電容Ctl4、二極管VD4,電 容Ctl4接三極管BG5、BG6, BG7的發(fā)射極，二極管VD4接三極管BG2的發(fā)射極、三極管BG5的集 電極及異步電機(jī)M，三極管的集電極和三極管B(i6的發(fā)射極之間接有串聯(lián)的二極管VD5、 VD6,電阻R7與二極管VD7并聯(lián)接三極管B(;2、B(i3、B(;4的集電極，并經(jīng)電容Ctl3接電阻R8,電阻 R8接二極管VD8、電容CQ6，電容Ctl6接三極管BQ、B(}6、BG7的發(fā)射極，二極管VD8接三極管BQ 的發(fā)射極、三極管8(；6的集電極和異步電機(jī)M，三極管Bh的集電極和三極管BG7的發(fā)射極之 間接有串聯(lián)的二極管VD9、VD10,電阻&與二極管VD11并聯(lián)接三極管BG2、BG3、BG4的集電極， 并經(jīng)電容Q15接電阻R10,電阻R10接二極管VD12,電容C02，電容C02接三極管BG5, BG6, BG7的 發(fā)射極，二極管VD12接三極管BG4的發(fā)射極、三極管BG7的集電極和異步電機(jī)M，電阻R4兩端 間接有線圈L1，可控硅開(kāi)關(guān)KG與電容器組、電阻隊(duì)、直流電壓測(cè)量器DV、電阻&相接后，經(jīng) 保險(xiǎn)絲FU接三極管BG2、BG4, BG7的集電極。本實(shí)用新型具有以下技術(shù)特點(diǎn)1)、將充放電動(dòng)態(tài)曲線相近的蓄電池配組，然后將再串聯(lián)，最后將串聯(lián)的蓄電池組 并聯(lián)，并使并聯(lián)的每一個(gè)回路通斷可控，通過(guò)對(duì)并聯(lián)的各回路電池組及每只單體電池的電 壓、電流和溫度等信號(hào)的分析，及時(shí)切斷出現(xiàn)故障的回路，這樣有效的避免了落后電池“帶 壞”其他電池。[0014]2)、裝置中增加了外接超級(jí)電容器組。電容器組可以在行車(chē)制動(dòng)時(shí)，有效的將制動(dòng) 能量存儲(chǔ)起來(lái)，其兩端的電壓最終會(huì)與電池組兩端的電壓相同，另外在緊急制動(dòng)時(shí)，能有效 的防止較大的電流回流到電池組，不至于使電池組兩端受到大電流、高電壓的沖擊，有效地 保護(hù)電池組。但但瞬間電壓電流較大時(shí)，，除了一部分能量通過(guò)超級(jí)電容器組進(jìn)行回收外， 還可通過(guò)控制VB管的導(dǎo)通，在RB上消耗掉，達(dá)到保護(hù)電池組的目的。同時(shí)，還可以在啟動(dòng) 時(shí)，提供能量補(bǔ)充，有效避免了電池組瞬間的超大電流放電，可以減輕對(duì)電池組壽命影響。3)、并聯(lián)的各串聯(lián)電池組可進(jìn)行有效的控制。通過(guò)控制CPU對(duì)采集到的電池組及 每只單體電池電壓、電流和溫度等信號(hào)的分析，對(duì)出現(xiàn)故障的電池組及時(shí)的通過(guò)各并聯(lián)支 路上的繼電器切斷本支路，這樣雖降低了總回路的電流，降低了部分驅(qū)動(dòng)力，但可以保證電 動(dòng)車(chē)的正常行駛。4)、本裝置還設(shè)置了充電機(jī)充電可控。通過(guò)對(duì)CPU對(duì)采集到的各回路電池組及每 只單體電池電壓、電流和溫度等信號(hào)的分析，對(duì)已充滿的電池組回路切斷繼電器，停止充 電，避免過(guò)充、欠充。并且在充電機(jī)開(kāi)始工作時(shí)自動(dòng)切斷主回路上的開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型中控制CPU通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)分析處理同時(shí)達(dá)到了充電機(jī)充電可 控、各電池組供電回路可控、主電源回路可控以及變頻器管理可控等，真正實(shí)現(xiàn)了 CPU數(shù)據(jù)由上述結(jié)構(gòu)可以看出，本實(shí)用新型主要包括并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組、超級(jí)電 容器組、變頻器、控制CPU、充電機(jī)、輸入信號(hào)、輸出信號(hào)以及三相交流異步電機(jī)等。工作時(shí)， 電池的電壓、電流、溫度采集的信號(hào)，通過(guò)CAN總線，送入控制CPU進(jìn)行處理分析，從而控制 并聯(lián)各支路的通斷，控制CPU通過(guò)輸入信號(hào)(包括調(diào)速、正反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、加速、報(bào)警、急停和制 動(dòng))控制PWM信號(hào)的分配電路，對(duì)逆變電路的進(jìn)行基極驅(qū)動(dòng)，以達(dá)到變頻調(diào)速的目的。系統(tǒng) 中還設(shè)置有存儲(chǔ)器，當(dāng)電池組某一并聯(lián)支路出現(xiàn)故障時(shí)，能將故障的編號(hào)、故障原因、故障 位置記錄并保存，在電池維護(hù)時(shí)，將故障信息輸出，使維修的難度大大降低。系統(tǒng)還包括面 板顯示，能顯示電池組的電壓、電流、溫度、轉(zhuǎn)速以及輸出電壓等。并能將報(bào)警信號(hào)、運(yùn)行狀 態(tài)、頻率信號(hào)及時(shí)的輸出。當(dāng)啟動(dòng)時(shí)，多組并聯(lián)電池同時(shí)工作，增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)力，當(dāng)電路中出現(xiàn)倒電流時(shí)，說(shuō)明有 電池出現(xiàn)故障，通過(guò)可控繼電器自動(dòng)切斷這組故障電路，其它各組電池照常正常工作，若兩 組都出現(xiàn)故障，自動(dòng)切斷兩路，另外各組電池正常工作，系統(tǒng)照常正常工作。電池組成組效應(yīng)低、并聯(lián)支路通斷可控、能有效的利用制動(dòng)能量、控制方便、CPU數(shù) 據(jù)共享、有效增加續(xù)航里程，與整車(chē)組合靈活，單一電機(jī)可以簡(jiǎn)化整車(chē)的控制系統(tǒng)和成本、 可靠性高。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)車(chē)用多回路直流電源并聯(lián)輸入變頻控制裝置，包括殼體和殼體內(nèi)的控制電 路，其控制電路包括并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組、電容器組、逆變器、控制器、充電機(jī)及異步 電機(jī)，其特征在于，充電機(jī)接并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組及電容器組，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄 電池組、電容器組經(jīng)逆變器接異步電機(jī)，異步電機(jī)接控制器，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組和 電容器組輸出端接控制器，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組的電壓、電流、溫度采集板(B)經(jīng)電 壓、電流、溫度采集器由信號(hào)總線(CAN)接控制器，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組的控制開(kāi)關(guān) 經(jīng)供電回路控制器(EY)接控制器，控制器上接有調(diào)速信號(hào)的可調(diào)電阻器、輸入信號(hào)線、儲(chǔ) 存器(ROM)及顯示器和輸出信號(hào)終端分配器，輸出信號(hào)終端分配器上有報(bào)警信號(hào)輸出、運(yùn) 行狀態(tài)輸出和頻率輸出的信號(hào)線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車(chē)用多回路直流電源并聯(lián)輸入變頻控制裝置，其特征在 于，所說(shuō)的并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組是由電池組EpE2……En并聯(lián)組成，并聯(lián)的電池組正 極接充電機(jī)CE，并聯(lián)的電池組負(fù)極接控制開(kāi)關(guān)K1-Kn,充電機(jī)CE經(jīng)可控硅開(kāi)關(guān)KC接控制器 IC,并聯(lián)的電池組上接有電源控制器EK。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車(chē)用多回路直流電源并聯(lián)輸入變頻控制裝置，其特征在 于，所說(shuō)的電容器組是由電容(^-01串聯(lián)組成一個(gè)單元，多個(gè)單元并聯(lián)在一起組成，電容器 組兩端接有串聯(lián)的電阻R1和發(fā)光二極管，發(fā)光二極管接三極管BG1的發(fā)射極及可控硅開(kāi)關(guān) KC、控制開(kāi)關(guān)K1-Kn,并經(jīng)電阻R1接逆變器，電源控制器EK經(jīng)可控硅開(kāi)關(guān)KG、電阻R4接逆變 器，并與控制器IC相連，并聯(lián)的各回路串聯(lián)蓄電池組和電容器組輸出端經(jīng)直流電壓測(cè)量器 DV、電流檢測(cè)器DA接控制器IC，異步電機(jī)M經(jīng)輸出電壓測(cè)量器GA接控制器IC，逆變器經(jīng)驅(qū) 動(dòng)器QD接輸出信號(hào)終端分配器F，三極管BG1的基極接控制器IC，三極管BG1的集電極接電 阻&。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車(chē)用多回路直流電源并聯(lián)輸入變頻控制裝置，其特征在 于，所說(shuō)的逆變器其逆變電路是，三極管B(;2、B(i3、B(;4的集電極相連，三極管B(;2、B(i3、B(;4的 發(fā)射極分別接三極管BG5、BG6、BG7的集電極，并同異步電機(jī)M相連，三極管BG2-BG7的基極接 驅(qū)動(dòng)器QD，驅(qū)動(dòng)器QD同輸出信號(hào)終端分配器F相連，三極管BG2的集電極與三極管BG5的 發(fā)射極之間接有串聯(lián)的二極管VD^VD2,電阻&、二極管VD3并聯(lián)接三極管BG2、B(i3、B(;4的集 電極，并經(jīng)電容Ctll接電阻R6,電阻&接電容Ctl4、二極管VD4,電容Ctl4接三極管BQ、B(}6、BG7 的發(fā)射極，二極管VD4接三極管肌2的發(fā)射極、三極管肌5的集電極及異步電機(jī)M，三極管BG3 的集電極和三極管B(i6的發(fā)射極之間接有串聯(lián)的二極管VD5、VD6，電阻R7與二極管VD7并聯(lián) 接三極管BG2、BG3> BG4的集電極，并經(jīng)電容Ctl3接電阻R8,電阻&接二極管VD8、電容Ctl6,電 容Ctl6接三極管BG5、BG6, BG7的發(fā)射極，二極管VD8接三極管BG3的發(fā)射極、三極管BG6的集 電極和異步電機(jī)M，三極管B(}4的集電極和三極管BG7的發(fā)射極之間接有串聯(lián)的二極管VD9、 VD10,電阻&與二極管VD11并聯(lián)接三極管B(;2、B(i3、B(;4的集電極，并經(jīng)電容Ctl5接電阻IV電 阻Rltl接二極管VD12、電容CQ2，電容Ctl2接三極管BG5、BG6, BG7的發(fā)射極，二極管VD12接三極 管Bh的發(fā)射極、三極管BG7的集電極和異步電機(jī)M，電阻R4兩端間接有線圈L1，可控硅開(kāi)關(guān) KG與電容器組、電阻R1、直流電壓測(cè)量器DV、電阻&相接后，經(jīng)保險(xiǎn)絲FU接三極管BG2、BG4、 BG7的集電極。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及電動(dòng)車(chē)用多回路直流電源并聯(lián)輸入變頻控制裝置，有效解決集中管理，降低成本，節(jié)約能源，延長(zhǎng)使用壽命的問(wèn)題，結(jié)構(gòu)是，充電機(jī)接蓄電池組及電容器組，蓄電池組、電容器組經(jīng)逆變器接異步電機(jī)，異步電機(jī)接控制器，蓄電池組和電容器組接控制器，電壓、電流、溫度采集板B經(jīng)電壓、電流、溫度采集器經(jīng)信號(hào)總線接控制器，蓄電池組的控制開(kāi)關(guān)經(jīng)供電回路控制器接控制器，控制器上接有可調(diào)電阻器、輸入信號(hào)線、儲(chǔ)存器及顯示器、輸出信號(hào)終端分配器，輸出信號(hào)終端分配器上有報(bào)警信號(hào)輸出、運(yùn)行狀態(tài)輸出、頻率輸出的信號(hào)線，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，電池組成組效應(yīng)低、并聯(lián)支路通斷可控、控制方便、可靠性高，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201869157SQ20102051981
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者劉君, 宋二虎, 杜鳳臣, 王領(lǐng), 馬沖 申請(qǐng)人:新鄉(xiāng)市北方車(chē)輛動(dòng)力技術(shù)有限公司