電動自行車控制系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種電動自行車控制系統及方法。該電動自行車控制系統包括具有多個電池單元的電池包、電池管理系統、電機控制器以及電機，所述電池管理系統根據單個電池單元的狀態調節所述電機的輸出功率。其利用電池管理系統實時和智能地監測電動自行車電池包，并根據電池包中單個電池單元的狀態對電機控制器進行控制，從而有效保護了電池，延長了電池使用壽命。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種電動車的控制系統及方法，特別是涉及一種。
技術介紹
如今隨著新能源技術的逐步發展，電動車已成為汽車行業的熱門發展趨勢。眾所周知，電動車是以電力取代傳統的燃油以驅動前進。電池作為電動車的能量來源一般包括多個電池單元，每個電池單元提供例如2V的電池單元電壓，所述多個電池單元串聯和/或并聯以電池包的封裝形式裝設于電動車 中，從而提供例如36V、72V、144V等較高的電池包電壓以驅動電動車。其中，所述電池可包括但不限于鋰電池、鉛酸電池、鎳氫電池等類型的可充電電池。電池管理系統(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，簡稱BMS)作為電池保護和管理的核心部件，不僅要保證電池安全可靠的使用，而且要充分發揮電池的能力和延長電池使用壽命，作為電池與駕駛者之間的橋梁，BMS對于電動車的性能起著越來越關鍵的作用。現有技術的BMS通過實時監測電池單元的工作狀況(例如，電池單元電壓、工作電流、電池溫度等)從而實現對電池包的智能管理，避免電池單元在異常條件下(例如，過放、過充、過溫等)發生不可恢復的損壞，甚至引發整個電池包爆炸等可能危害駕駛者人身安全的事故。此外，BMS能夠在充/放電過程中實現對于電池包內多個電池單元一致性的均衡管理，從而延長電池包壽命。BMS已成為電動車領域的一項關鍵技術，目前業內尚無成熟一致的BMS技術，而國內外的電動汽車廠商、芯片廠商都將BMS作為主力研發項目。此外，除了電動汽車之外，電動自行車作為一種綠色環保又相對低廉的交通工具也越來越多的出現在人們的生活中。一般而言，由于電動自行車的電池包包括的電池單元相對較少，因此為了控制電動自行車的低廉成本，電動自行車中一般不包括BMS，而且由于電動汽車中的BMS與電動自行車中的BMS有著如下明顯的區別也不能直接把現有技術的電動汽車的BMS移用至電動自行車中I、由于電動汽車的BMS涉及到電動汽車的控制系統、驅動系統、能量動力系統等各個方面，且電動汽車的電池包包括較多的電池單元，因為電動汽車的BMS不可能獨立于整車單獨設計，必須在設計之初便作為整車不可分割的一部分進行研發。而電動自行車的結構相對簡單，電動自行車的BMS通常只是一個部件，在設計時完全可以獨立進行，只需要結合電動自行車原有的電機控制器，就能夠實現基于電池單元的使用狀態控制電動自行車的目的；2、結構原理方面，由于電動汽車的BMS作為電動汽車不可分割的一部分則不能隨意拆卸，而電動自行車的BMS是以部件的形式設計，因此可以獨立安裝拆卸，不會影響整車正常行駛。電機作為電動自行車的動力裝備，用于將電能轉換為機械能，從而驅動電動自行車。電機控制器主要用于控制電機的正常運作，同時也提供例如報警、儀表顯示等其他電動自行車系統相關的功能。現有技術中，當電動自行車沒有采用BMS時，電機控制器對電機的控制都是基于整個電動自行車的電池包的工作狀況來實現，例如，根據電池包的電壓提醒駕駛者當前電動自行車的電瓶是否即將能量耗盡以及需要及時充電等。然而當電池包多次充放電之后，由于電池包內多個電池單元之間的不均衡而導致出現異常工作的電池單元時，由于電機控制器只能檢測到整個電池包的狀況，而無法精確地偵測所述單個電池單元的異常，因此很可能給整個電動自行車系統造成無法挽回的損害。圖I所示為現有技術的一種電動自行車控制系統100的結構示意圖。電池管理系統104和電機控制器108分別對電池包106和電機110進行監測和控制，電池包106負責向電機110提供電能，電動自行車的駕駛者102通過控制電機控制器108的輸出功率進而控制電機110。電池管理系統104和電機控制器108之間沒有直接的聯系,對電機控制器108的控制完全由駕駛者102自己進行判斷和操作。這樣對駕駛者102的經驗和駕駛時所花費的精力提出了太高的要求，如果駕駛者102進行了不恰當的操作，很容易對電池包造成損害，明顯降低電池包的使用壽命。而如今，電池的使用壽命是制約電動車進一步發展的 瓶頸問題。綜上所述，現有技術中尚無一種能夠結合BMS以實現安全可靠的電動自行車電機控制的方法。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種控制電動自行車的方法以及使用該電動自行車控制方法的電動自行車，其利用電池管理系統實時和智能地監測電動自行車電池包，并根據電池包中單個電池單元的狀態對電機控制器進行控制，從而有效保護了電池，延長了電池使用壽命。為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種電動自行車控制系統，其包括具有多個電池單元的電池包、電池管理系統、電機控制器以及電機，所述電池管理系統根據單個電池單元的狀態調節所述電機的輸出功率。本專利技術所述的電動自行車控制系統，所述電池管理系統進一步包括前端模塊，用以監測所述電池包中各個電池單元的狀態；以及微控制器單元，用于根據所述各個電池單元的狀態產生控制信號。本專利技術所述的電動自行車控制系統，所述電池管理系統還包括通訊模塊，用于將所述控制信號發送給所述電機控制器。本專利技術所述的電動自行車控制系統，所述電機控制器進一步包括微控制器單元，用于根據所述控制信號進一步產生輸出功率調節信號；以及輸出功率調節模塊，用于根據所述輸出功率調節信號產生功率調節指令，以調節所述電機的輸出功率。本專利技術所述的電動自行車控制系統，所述電機控制器還包括通訊模塊，用于接收所述控制信號。本專利技術所述的電動自行車控制系統，所述控制信號是PWM信號。本專利技術所述的電動自行車控制系統，根據所述PWM信號的占空比，調節電機控制器輸出電流的上限值，進而調節所述電機的輸出功率。本專利技術所述的電動自行車控制系統，所述控制信號是電平信號。本專利技術所述的電動自行車控制系統，當所述電平信號為第一狀態時，表示所述電池包中各個電池單元處于正常狀態；當所述電平信號為第二狀態時，表示所述電池包滿足放電保護條件。本專利技術所述的電動自行車控制系統，當所述電機控制器接收到表示電池包滿足放電保護條件的電平信號時，降低所述電機的最大輸出功率。本專利技術所述的電動自行車控制系統，降低所述電機的最大輸出功率采用分檔位的形式。本專利技術還提供了一種電動自行車的控制方法，所述電動自行車包括具有多個電池單元的電池包、電池管理系統、電機控制器以及電機，其特征在于，所述電動自行車的控制方法包括下列步驟通過所述電池管理系統監測所述電池包中各個電池單元的狀態；以及根據所述單個電池單元的狀態調節所述電機的輸出功率。本專利技術所述的電動自行車的控制方法還包括根據所述各個電池單元的狀態產生控制信號，并將所述控制信號發送給所述電機控制器。·本專利技術所述的電動自行車的控制方法還包括根據所述控制信號進一步產生輸出功率調節信號；以及根據所述輸出功率調節信號產生功率調節指令，以調節所述電機的輸出功率。本專利技術所述的電動自行車的控制方法還包括所述控制信號是PWM信號。本專利技術所述的電動自行車的控制方法還包括根據所述PWM信號的占空比，調節電機控制器輸出電流的上限值，進而調節所述電機的輸出功率。本專利技術所述的電動自行車的控制方法還包括所述控制信號是電平信號。本專利技術所述的電動自行車的控制方法還包括當所述電平信號為第一狀態時，表示所述電池包中各個電池單元處于正常狀態；當所述電平信號為第二狀態時，表示所述電池包滿足放電保護條件。本專利技術所述的電動自行車的控制方法還包括當所述電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電動自行車控制系統，其包括具有多個電池單元的電池包、電池管理系統、電機控制器以及電機，其特征在于：所述電池管理系統根據單個電池單元的狀態調節所述電機的輸出功率。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張文博，崔文華，張衛，
申請(專利權)人：凹凸電子武漢有限公司，
類型：發明
國別省市：