CN220857949U - 一种钠离子电瓶车加力控制电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钠离子电瓶车加力控制电路及装置，包括：电源输入模块、电机运行控制模块、主电磁线圈控制模块、辅助开关电源模块及加力模块；加力模块包括升稳压开关电源单元、同步整流控制单元及光电隔离驱动单元；电源输入模块分别与升稳压开关电源单元、同步整流控制单元及光电隔离驱动单元电连接，升稳压开关电源单元与辅助开关电源模块、同步整流控制单元及光电隔离驱动单元电连接，同步整流控制单元与光电隔离驱动单元电连接；光电隔离驱动单元与电机运行控制模块及主电磁线圈控制模块电连接，电机运行控制模块与主电磁线圈控制模块电连接。本实用新型有效提高钠离子电瓶的能量传输效率，保证了电机的最高转速和电瓶车的续航里程。

Description

一种钠离子电瓶车加力控制电路及装置

技术领域

本实用新型涉及永磁电机电瓶车驱动技术领域，尤其涉及一种钠离子电瓶车加力控制电路及装置。

背景技术

常规三相永磁电机电瓶车在运行时，由于供给电机运行的电瓶电源电压是由高变低的，电机运转后，其三相绕组上的反向电动势会随电机的转速增高而增大。随着电机的转速增高，当其反向电动势增大到接近电机的运行电源电压时，电能就不能再进入电机绕组。这时电机的转速和运行功率就不能再增加了。电瓶供电的永磁电机，在电瓶电压下降后电机运转转速会越来越慢，这时候电瓶内的电能不能有效传输给电机。

当电瓶使用钠离子电池时，上述情况更严重。因为钠离子电池有更宽的有效工作电压。以48伏钠离子电池为例，48伏钠离子电池的有效工作电压为30V-58V。当电瓶电压下降到40V时，电瓶车的速度就很慢了。因此，发明一种钠离子电瓶车加力控制电路以提高钠离子电瓶的能量传输效率是该领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种钠离子电瓶车加力控制电路及装置，本方案中，能够有效提高钠离子电瓶的能量传输，在保持最大车速不变的情况下，大幅提高原电瓶车的续航里程。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种钠离子电瓶车加力控制电路，包括电源输入模块、电机运行控制模块、主电磁线圈控制模块、辅助开关电源模块及加力模块；所述加力模块包括升稳压开关电源单元、同步整流控制单元及光电隔离驱动单元；

所述电源输入模块分别与所述升稳压开关电源单元、所述同步整流控制单元及所述光电隔离驱动单元电连接，所述升稳压开关电源单元分别与所述辅助开关电源模块、所述同步整流控制单元及所述光电隔离驱动单元电连接，所述同步整流控制单元分别与所述光电隔离驱动单元电连接；

所述光电隔离驱动单元分别与所述电机运行控制模块及所述主电磁线圈控制模块电连接，所述电机运行控制模块与所述主电磁线圈控制模块电连接。

优选地，所述电源输入模块包括钠离子电瓶及第一电容；

所述钠离子电瓶的正极分别与输入电源及所述第一电容的第一端电连接，所述钠离子电瓶的负极接地，所述第一电容的第二端接地。

优选地，所述升稳压开关电源单元包括升稳压开关电源芯片、第一电感、第一MOS管、第一电阻、第二电阻及第三电阻；

所述第一电感的第一端与所述电源输入模块电连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一MOS管的漏极、所述同步整流控制单元及所述光电隔离驱动单元电连接；

所述第一MOS管的栅极与所述升稳压开关电源芯片的第一端电连接，所述第一电阻的第一端分别与所述升稳压开关电源芯片的第二端及所述第一MOS管的源极电连接，所述第二电阻的第一端分别与所述升稳压开关电源芯片的第三端及所述第三电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端及所述第三电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端与所述光电隔离驱动单元电连接。

优选地，所述同步整流控制单元包括同步整流控制芯片；

所述同步整流控制芯片分别与所述电源输入模块、所述升稳压开关电源单元及所述光电隔离驱动单元电连接。

优选地，所述光电隔离驱动单元包括光电隔离驱动芯片、第二MOS管、第一二极管、第一发光二极管、第四电阻、第五电阻及第一电容；

所述光电隔离驱动芯片的第一端分别与所述第一发光二极管的正极及所述同步整流控制单元电连接，所述第一发光二极管的阴极接地；所述光电隔离驱动芯片的第二端分别与所述第一二极管的阴极及所述第一电容的第一端电连接，所述第一二极管的阳极与所述辅助开关电源模块电连接，所述光电隔离驱动芯片的第三端分别与所述第一电容的第二端、所述同步整流控制单元、所述第四电阻的第一端、所述第二MOS管的源极及所述第一MOS管的漏极电连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第二MOS管的栅极及所述第五电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端与所述光电隔离驱动芯片的第四端电连接，所述第二MOS管的漏极分别与所述第三电阻的第二端、所述电机运行控制模块及所述主电磁线圈控制模块电连接。

优选地，所述主电磁线圈控制模块设置为三相半桥式电机主电磁线圈控制回路。

优选地，所述主电磁线圈控制模块包括第一三相半桥控制单元、第二三相半桥控制单元及第三三相半桥控制单元；

所述电机运行控制模块分别与所述第一三相半桥控制单元、所述第二三相半桥控制单元及所述第三三相半桥控制单元电连接；

所述第一三相半桥控制单元、所述第二三相半桥控制单元及所述第三三相半桥控制单元相互两两连接；

所述第一三相半桥控制单元与三相电机的第一端电连接，所述第二三相半桥控制单元与所述三相电机的第二端电连接，所述第三三相半桥控制单元与所述三相电机的第三端电连接。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种钠离子电瓶车加力控制装置，包括所述的一种钠离子电瓶车加力控制电路。

本实用新型的一种钠离子电瓶车加力控制电路及装置具有如下有益效果，本实用新型公开的一种钠离子电瓶车加力控制电路包括：电源输入模块、电机运行控制模块、主电磁线圈控制模块、辅助开关电源模块及加力模块；系统上电后，辅电建立，加力模块工作，输出稳定的62V电压，使得电机运行控制模块接收到稳定的电压后上电工作。电机运行控制模块读取电机的位置信号，在得到调速的命令后，按时序给主电磁线圈控制模块通电，启动电机运转。电机运转的过程中，由于加力模块持续工作，供给电机运行控制模块的电压保持62V电压不变，从而保证电机能够在加力模块设定的额定电压下运行，保证了电机的最高转速和电瓶车的续航里程。因此，本实用新型有效提高钠离子电瓶的能量传输效率，保证了电机的最高转速和电瓶车的续航里程。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的部分实施例，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附图：

图1是本实用新型较佳实施例的一种钠离子电瓶车加力控制电路的原理框示意图；

图2是本实用新型较佳实施例的一种钠离子电瓶车加力控制电路的电路原理图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种钠离子电瓶车加力控制电路及装置，本方案中，能够有效提高钠离子电瓶的能量传输，在保持最大车速不变的情况下，大幅提高原电瓶车的续航里程。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请提供的一种钠离子电瓶车加力控制电路的原理框示意图，包括电源输入模块1、电机运行控制模块2、主电磁线圈控制模块3、辅助开关电源模块4及加力模块5；加力模块5包括升稳压开关电源单元51、同步整流控制单元52及光电隔离驱动单元53；

电源输入模块1分别与升稳压开关电源单元51、同步整流控制单元52及光电隔离驱动单元53电连接，升稳压开关电源单元51分别与辅助开关电源模块4、同步整流控制单元52及光电隔离驱动单元53电连接，同步整流控制单元52分别与光电隔离驱动单元53电连接；

光电隔离驱动单元53分别与电机运行控制模块2及主电磁线圈控制模块3电连接，电机运行控制模块2与主电磁线圈控制模块3电连接。

现有技术中，由于供给电机运行的电瓶电源电压是由高变低的，电机运转后，其三相绕组上的反向电动势会随电机的转速增高而增大。随着电机的转速增高，当其反向电动势增大到接近电机的运行电源电压时，电能就不能再进入电机绕组。这时电机的转速和运行功率就不能再增加了。电瓶供电的永磁电机，在电瓶电压下降后电机运转转速会越来越慢，这时候电瓶内的电能不能有效传输给电机。

针对上述缺点，本申请中通过电源输入模块1、电机运行控制模块2、主电磁线圈控制模块3、辅助开关电源模块4及加力模块5的配合有效提高钠离子电瓶的能量传输效率。

具体地，加力模块5的输入端连接到电源输入模块1，加力模块5的输出端连接到电机运行控制模块2的输入端。

具体地，在本实施例中，上电后，辅电建立，加力模块5工作，输出稳定的62V电压，使得电机运行控制模块2接收到稳定的电压后上电工作。

具体地，在本实施例中，升稳压开关电源单元5用于叠加电源输入模块1的输入电压，使得输出电压大于输入电压；同步整流控制单元52用于将根据升稳压开关电源单元5的时序对输出电压进行同步整流控制；光电隔离驱动单元53用于对升稳压开关电源单元5输出的电压进行光电隔离。电机运行控制模块2读取电机的位置信号，在得到调速的命令后，按时序给主电磁线圈控制模块3通电，启动电机运转。

具体地，电机运转的过程中，由于加力模块5持续工作，供给电机运行控制模块2的电压保持62V电压不变，从而保证电机能够在加力模块5设定的额定电压下运行，保证了电机的最高转速和电瓶车的续航里程。

综上，本申请提供了一种钠离子电瓶车加力控制电路，在本方案中，电源输入模块1、电机运行控制模块2、主电磁线圈控制模块3、辅助开关电源模块4及加力模块5；加力模块5包括升稳压开关电源单元51、同步整流控制单元52及光电隔离驱动单元53；电源输入模块1分别与升稳压开关电源单元51、同步整流控制单元52及光电隔离驱动单元53电连接，升稳压开关电源单元51分别与辅助开关电源模块4、同步整流控制单元52及光电隔离驱动单元53电连接，同步整流控制单元52与光电隔离驱动单元53电连接；光电隔离驱动单元53分别与电机运行控制模块2及主电磁线圈控制模块3电连接，电机运行控制模块2与主电磁线圈控制模块3电连接。因此，本实用新型有效提高钠离子电瓶的能量传输效率，保证了电机的最高转速和电瓶车的续航里程。

在上述实施例的基础上：

请参照图2，图2为本申请提供的一种钠离子电瓶车加力控制电路的电路原理图。

作为一个优选地实施例，所述电源输入模块包括钠离子电瓶TB及第一电容C1；

所述钠离子电瓶TB的正极分别与输入电源及所述第一电容C1的第一端电连接，所述钠离子电瓶TB的负极接地，所述第一电容C1的第二端接地。

作为一个优选地实施例，所述升稳压开关电源单元包括升稳压开关电源芯片IC1、第一电感L1、第一MOS管Q1、第一电阻R1、第二电阻R3及第三电阻R2；

所述第一电感L1的第一端与所述电源输入模块1电连接，所述第一电感L1的第二端分别与所述第一MOS管Q1的漏极、所述同步整流控制单元52及所述光电隔离驱动单元53电连接；

所述第一MOS管Q1的栅极与所述升稳压开关电源芯片I C1的第一端电连接，所述第一电阻R1的第一端分别与所述升稳压开关电源芯片I C1的第二端及所述第一MOS管Q1的源极电连接，所述第二电阻R3的第一端分别与所述升稳压开关电源芯片I C1的第三端及所述第三电阻R2的第一端电连接，所述第一电阻R1的第二端及所述第三电阻R2的第二端接地，所述第三电阻R2的第二端与所述光电隔离驱动单元53电连接。

具体地，在本实施例中，升稳压开关电源芯片I C1通过控制第一MOS管Q1打开时给第一电感L1充电，第一电感L1储能；第一MOS管Q1断开时，第一电感L1感应出左负右正的电压，该电压叠加在输人电压上，使输出电压大于输人电压，形成升压式开关电源。

具体地，第二电阻R3及第三电阻R2用于将输出电压进行分压后传输到升稳压开关电源芯片I C1的FB反馈引脚，从而提高升稳压开关电源芯片I C1输出电压的稳定性。

值得说明的是，本申请中的升稳压开关电源芯片I C1可通过现有技术的升稳压开关电源芯片实现，升稳压开关电源芯片的型号在此不作具体限定。

作为一个优选地实施例，同步整流控制单元52包括同步整流控制芯片I C3；

同步整流控制芯片I C3分别与电源输入模块1、升稳压开关电源单元51及光电隔离驱动单元53电连接。

具体地，在本实施例中，同步整流控制芯片I C3用于将根据升稳压开关电源单元5的时序对输出电压进行同步整流控制。可以理解的是，同步整流控制芯片I C3可以通过现有技术实现，同步整流控制芯片I C3的型号在此不作具体限定。

作为一个优选地实施例，光电隔离驱动单元53包括光电隔离驱动芯片I C2、第二MOS管Q2、第一二极管D1、第一发光二极管LED、第四电阻R4、第五电阻R5及第一电容C1；

光电隔离驱动芯片I C2的第一端分别与第一发光二极管LED的正极及同步整流控制单元52电连接，第一发光二极管LED的阴极接地；光电隔离驱动芯片I C2的第二端分别与第一二极管D1的阴极及第一电容C1的第一端电连接，第一二极管D1的阳极与辅助开关电源模块4电连接，光电隔离驱动芯片I C2的第三端分别与第一电容C1的第二端、同步整流控制单元52、第四电阻R4的第一端、第二MOS管Q2的源极及第一MOS管Q1的漏极电连接，第四电阻R4的第二端分别与第二MOS管Q2的栅极及第五电阻R5的第一端电连接，第五电阻R5的第二端与光电隔离驱动芯片I C2的第四端电连接，第二MOS管Q2的漏极分别与第三电阻R2的第二端、电机运行控制模块2及主电磁线圈控制模块3电连接。

具体地，光电隔离驱动芯片I C2用于对升稳压开关电源单元5输出的电压进行光电隔离，第一发光二极管LED用于指示光电隔离驱动芯片I C2的工作状态，第四电阻R4用于泄放ESD静电，起到保护第二MOS管Q2的作用，第五电阻R5为第二MOS管Q2的栅极电阻。可以理解的是，当光电隔离驱动芯片I C2输出升压电压后，第二MOS管Q2导通，从而供给电机运行控制模块的62V电压。

具体地，在本实施例中，光电隔离驱动芯片I C2可以通过现有技术的光电隔离驱动芯片实现，在此不作具体限定。

作为一个优选地实施例，主电磁线圈控制模块3设置为三相半桥式电机主电磁线圈控制回路。

作为一个优选地实施例，主电磁线圈控制模块3包括第一三相半桥控制单元、第二三相半桥控制单元及第三三相半桥控制单元；

电机运行控制模块2分别与第一三相半桥控制单元、第二三相半桥控制单元及第三三相半桥控制单元电连接；

第一三相半桥控制单元、第二三相半桥控制单元及第三三相半桥控制单元相互两两连接；

第一三相半桥控制单元与三相电机的第一端电连接，第二三相半桥控制单元与三相电机的第二端电连接，第三三相半桥控制单元与三相电机的第三端电连接。

具体地，在本实施例中，电机运行控制模块2得到稳定的62V电压后，电机运行控制模块2读取电机的位置信号；在得到调速的命令后，按时序给三相半桥QA1、QA2、QB1、QB2、QC1、QC2依次通电，启动三相电机运转。三相电机运转的过程中，不管钠离子电瓶的有效电压是多少，电机运行控制模块2的电压都保持62V电压不变。因此，本申请能够有效提高钠离子电瓶的能量传输，在保持最大车速不变的情况下，大幅提高原电瓶车的续航里程。

本申请还提供了一种钠离子电瓶车加力控制装置，包括的一种钠离子电瓶车加力控制电路。

对于本申请提供的一种钠离子电瓶车加力控制电路的介绍，请参照上述实施例，本申请此处不再赘述。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种钠离子电瓶车加力控制电路，其特征在于，包括电源输入模块、电机运行控制模块、主电磁线圈控制模块、辅助开关电源模块及加力模块；所述加力模块包括升稳压开关电源单元、同步整流控制单元及光电隔离驱动单元；

所述电源输入模块分别与所述升稳压开关电源单元、所述同步整流控制单元及所述光电隔离驱动单元电连接，所述升稳压开关电源单元分别与所述辅助开关电源模块、所述同步整流控制单元及所述光电隔离驱动单元电连接，所述同步整流控制单元分别与所述光电隔离驱动单元电连接；

所述光电隔离驱动单元分别与所述电机运行控制模块及所述主电磁线圈控制模块电连接，所述电机运行控制模块与所述主电磁线圈控制模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种钠离子电瓶车加力控制电路，其特征在于，所述电源输入模块包括钠离子电瓶及第一电容；

所述钠离子电瓶的正极分别与输入电源及所述第一电容的第一端电连接，所述钠离子电瓶的负极接地，所述第一电容的第二端接地。

3.根据权利要求1所述的一种钠离子电瓶车加力控制电路，其特征在于，所述升稳压开关电源单元包括升稳压开关电源芯片、第一电感、第一MOS管、第一电阻、第二电阻及第三电阻；

所述第一电感的第一端与所述电源输入模块电连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一MOS管的漏极、所述同步整流控制单元及所述光电隔离驱动单元电连接；

所述第一MOS管的栅极与所述升稳压开关电源芯片的第一端电连接，所述第一电阻的第一端分别与所述升稳压开关电源芯片的第二端及所述第一MOS管的源极电连接，所述第二电阻的第一端分别与所述升稳压开关电源芯片的第三端及所述第三电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端及所述第三电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端与所述光电隔离驱动单元电连接。

4.根据权利要求3所述的一种钠离子电瓶车加力控制电路，其特征在于，所述同步整流控制单元包括同步整流控制芯片；

所述同步整流控制芯片分别与所述电源输入模块、所述升稳压开关电源单元及所述光电隔离驱动单元电连接。

5.根据权利要求3所述的一种钠离子电瓶车加力控制电路，其特征在于，所述光电隔离驱动单元包括光电隔离驱动芯片、第二MOS管、第一二极管、第一发光二极管、第四电阻、第五电阻及第一电容；

所述光电隔离驱动芯片的第一端分别与所述第一发光二极管的正极及所述同步整流控制单元电连接，所述第一发光二极管的阴极接地；所述光电隔离驱动芯片的第二端分别与所述第一二极管的阴极及所述第一电容的第一端电连接，所述第一二极管的阳极与所述辅助开关电源模块电连接，所述光电隔离驱动芯片的第三端分别与所述第一电容的第二端、所述同步整流控制单元、所述第四电阻的第一端、所述第二MOS管的源极及所述第一MOS管的漏极电连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第二MOS管的栅极及所述第五电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端与所述光电隔离驱动芯片的第四端电连接，所述第二MOS管的漏极分别与所述第三电阻的第二端、所述电机运行控制模块及所述主电磁线圈控制模块电连接。

6.根据权利要求1所述的一种钠离子电瓶车加力控制电路，其特征在于，所述主电磁线圈控制模块设置为三相半桥式电机主电磁线圈控制回路。

7.根据权利要求6所述的一种钠离子电瓶车加力控制电路，其特征在于，所述主电磁线圈控制模块包括第一三相半桥控制单元、第二三相半桥控制单元及第三三相半桥控制单元；

所述电机运行控制模块分别与所述第一三相半桥控制单元、所述第二三相半桥控制单元及所述第三三相半桥控制单元电连接；

所述第一三相半桥控制单元、所述第二三相半桥控制单元及所述第三三相半桥控制单元相互两两连接；

所述第一三相半桥控制单元与三相电机的第一端电连接，所述第二三相半桥控制单元与所述三相电机的第二端电连接，所述第三三相半桥控制单元与所述三相电机的第三端电连接。

8.一种钠离子电瓶车加力控制装置，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的一种钠离子电瓶车加力控制电路。