电动自行车的能量回馈反充电控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种电动自行车的能量回馈反充电控制方法，包括：无刷直流电机，被配置为驱动电动车；AC/DC逆变器，被配置为连接无刷直流电机；储能系统，被配置为通过AC/DC逆变器向无刷直流电机供电；电动车电子刹车系统，被配置为通过调整无刷直流电机的电流方向，产生能量回馈并制动，无刷直流电机作为发电机，将旋转剩余能量通过AC/DC逆变器返回至储能系统，以进行能量回收，利用矢量变频控制进行能量回收控制，向储能系统反向充电。向储能系统反向充电。向储能系统反向充电。

【技术实现步骤摘要】
电动自行车的能量回馈反充电控制系统


[0001]本专利技术涉及电机控制
，特别涉及一种电动自行车的能量回馈反充电控制系统。

技术介绍

[0002]目前在电动自行车的BLDC电机控制中，刹车停机制动时主要通过机械刹车，以及车与地面摩擦来实现电机动能的消耗，此种滑行制动和机械刹车制动对机械刹车系统及轮胎损害较大，且不能将高速运行的电机作为发电机使用，浪费电机运行时的动能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种电动自行车的能量回馈反充电控制系统，以解决现有的刹车停机制动通过机械刹车实现电机动能消耗的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种电动自行车的能量回馈反充电控制系统，包括：
[0005]无刷直流电机，被配置为驱动电动车；
[0006]AC/DC逆变器，被配置为连接无刷直流电机；
[0007]储能系统，被配置为通过AC/DC逆变器向无刷直流电机供电；
[0008]电动车电子刹车系统，被配置为通过调整无刷直流电机的电流方向，产生能量回馈并制动，无刷直流电机作为发电机，将旋转剩余能量通过AC/DC逆变器返回至储能系统，以进行能量回收，利用矢量变频控制进行能量回收控制，向储能系统反向充电。
[0009]可选的，在所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统中，还包括：
[0010]电压采样电路，被配置为对储能系统提供的电池电压进行采样，提供至闭环控制模块；
[0011]相电流采样电路，被配置为对AC/DC逆变器的三相电流分别进行采样，提供至闭环控制模块；
[0012]母线电流采样电路，被配置为对AC/DC逆变器的母线电流进行采样，提供至闭环控制模块。
[0013]可选的，在所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统中，还包括：
[0014]闭环控制模块，包括电压环PID模块、电流环PID模块、SVPWM模块；其中：
[0015]电压环PID模块，使得电池电压经过母线电压环形成PID电压信号，提供至SVPWM模块；
[0016]电流环PID模块，使得相电流和母线电流经过Q轴电流环和D轴电流环形成PID电流信号，提供至SVPWM模块；
[0017]SVPWM模块，被配置为根据PID电压信号和PID电流信号生成控制信号。
[0018]可选的，在所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统中，还包括：
[0019]在驱动电动车时，AC/DC逆变器调节i
qref
，经过限幅控制后与反馈电流i
q
进行PI调
节，输出q轴参考电压，经过Park逆变换和SVPWM处理后，向AC/DC逆变器驱动模块提供控制功率器件导通和关断的控制信号，将直流电流逆变为交流电流，向无刷直流电机提供能量。
[0020]可选的，在所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统中，还包括：
[0021]在制动电动车时，AC/DC逆变器反向调节i
qref
，经过限幅控制后与反馈电流i
q
进行PI调节，输出q轴参考电压，经过Park逆变换和SVPWM处理后，向AC/DC逆变器驱动模块提供控制功率器件导通和关断的控制信号，将电动机作为发电机产生交流电流，通过逆变器整流后，向储能系统输入直流电流，实现能量回馈。
[0022]可选的，在所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统中，还包括：
[0023][0024][0025]其中iq为转矩控制电流，iu为u相相电流，iv为v相相电流，iw为w相相电流，θ为无刷直流电机角速度；
[0026]从式1和式2得出：控制q轴电流的大小和方向，以控制UVW三相电流大小和方向，从而达到AC/DC。
[0027]可选的，在所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统中，还包括：
[0028]能量回馈制动采用驱动控制策略：根据式2设定参考值
‑
i
q
，根据矢量控制原理得到三相电流的参考值，以作为调制波控制功率器件的导通和关断，最后向储能系统输出实际的直流电流，实现对储能系统的充电；
[0029]电压环PID模块根据最大充电电压的PI控制调节的大小，保证充电电压恒定，从而到达恒压充电的目的。
[0030]可选的，在所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统中，还包括：
[0031]iq电流的设定：
[0032]根据制动时具有的动能系统在不同速度行驶速度下设定不同的q轴电流；
[0033][0034]其中v1为电机额定转速(550r/min)，vo为最低发电转速，取值为50r/min，为最大转矩电流，范围在30～60A之间，例如45A。
[0035]可选的，在所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统中，还包括：
[0036]霍尔传感器，被配置为检测无刷直流电机的霍尔信号，提供至闭环控制模块；
[0037]DC/DC，被配置为将储能系统的电压转换为5～12V电源提供至闭环控制模块和AC/DC逆变器驱动模块。
[0038]在本专利技术提供的电动自行车的能量回馈反充电控制系统中，通过对电动车进行制动时，无刷直流电机旋转剩余能量通过AC/DC逆变器返回至储能系统，从而达到向电池反向充电的目的以进行能量回收，可以考虑利用矢量变频控制技术制定相应的能量回收控制策
略。
附图说明
[0039]图1是本专利技术一实施例电动自行车的能量回馈反充电控制系统硬件示意图；
[0040]图2是本专利技术一实施例电动自行车的能量回馈反充电控制系统软件示意图。
具体实施方式
[0041]下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本专利技术。
[0042]应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
[0043]在本专利技术中，除非特别指出，“布置在
…
上”、“布置在
…
上方”以及“布置在
…
之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在
…
上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在
…
下或下方”，反之亦然。
[0044]在本专利技术中，各实施例仅仅旨在说明本专利技术的方案，而不应被理解为限制性的。
[0045]在本专利技术中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
[0046]在此还应当指出，在本专利技术的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本专利技术的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本专利技术的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动自行车的能量回馈反充电控制系统，其特征在于，包括：无刷直流电机，被配置为驱动电动车；AC/DC逆变器，被配置为连接无刷直流电机；储能系统，被配置为通过AC/DC逆变器向无刷直流电机供电；电动车电子刹车系统，被配置为通过调整无刷直流电机的电流方向，产生能量回馈并制动，无刷直流电机作为发电机，将旋转剩余能量通过AC/DC逆变器返回至储能系统，以进行能量回收，利用矢量变频控制进行能量回收控制，向储能系统反向充电。2.如权利要求1所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统，其特征在于，还包括：电压采样电路，被配置为对储能系统提供的电池电压进行采样，提供至闭环控制模块；相电流采样电路，被配置为对AC/DC逆变器的三相电流分别进行采样，提供至闭环控制模块；母线电流采样电路，被配置为对AC/DC逆变器的母线电流进行采样，提供至闭环控制模块。3.如权利要求2所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统，其特征在于，还包括：闭环控制模块，包括电压环PID模块、电流环PID模块、SVPWM模块；其中：电压环PID模块，使得电池电压经过母线电压环形成PID电压信号，提供至SVPWM模块；电流环PID模块，使得相电流和母线电流经过Q轴电流环和D轴电流环形成PID电流信号，提供至SVPWM模块；SVPWM模块，被配置为根据PID电压信号和PID电流信号生成控制信号。4.如权利要求3所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统，其特征在于，还包括：在驱动电动车时，AC/DC逆变器调节i
qref
，经过限幅控制后与反馈电流i
q
进行PI调节，输出q轴参考电压，经过Park逆变换和SVPWM处理后，向AC/DC逆变器驱动模块提供控制功率器件导通和关断的控制信号，将直流电流逆变为交流电流，向无刷直流电机提供能量。5.如权利要求4所述的电动自行车的能量回馈反充电控制系统，其特征在于，还包括：在制动电动车时，AC/DC逆变器反向调节i
qref...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄龙，程颖，
申请(专利权)人：华大半导体成都有限公司，
类型：发明
国别省市：