一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统技术方案

本发明专利技术主要关于一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统，智慧泵控制器包括：双向泵电源模块，用于根据整车系统的需求输出特定的电压；和电机驱动模块，用于将直流电源转换为三相交流电源驱动整车直流电机转动，同时根据获取的目标车速

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统


[0001]本专利技术主要关于动力电池控制
，特别是关于一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统
。

技术介绍

[0002]对于电动两轮车而言，目前主流的适配电池就两种，铅酸电池和锂离子电池
。
钠离子电池的出现则在在很大程度上兼顾了比铅酸电池更高的能量密度和比锂离子电池更好的安全性，更是补齐了锂离子电池相较铅酸电池的成本和安全两大短板，在未来将会成为两轮电动车主要动力电池
。
[0003]钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似，是利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电
。
由于钠的标准电极电势低于锂，使得钠离子电池的电压比锂离子电池要低很多，在现有电动车控制器工作模式下，钠离子电池及电池包放电功率和能量密度比较低
。
为此，需要针对钠离子电池低电压平台和无过放电特性，以及铅酸电池
、
锂离子电池低电压情况，开发一种电池智慧泵控制器，满足动力电池低电压平台输入，通过智慧泵自适应调节控制，使得智慧泵控制器输出电压落在电机最佳功率区间，提高了电池放电容量同时发挥整车系统最大的优势
。
[0004]前述
技术介绍
知识的记载旨在帮助本领域普通技术人员理解与本专利技术较为接近的现有技术，同时便于对本申请专利技术构思及技术方案的理解，应当明确的是，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请技术方案的新创性
。/>
技术实现思路

[0005]为解决上述
技术介绍
中提及的至少一种技术问题，本专利技术的目的旨在提供一种动力电池智慧泵控制器及基于其的整车系统，智慧泵控制器可驱动整车直流电机转动并对电池电压进行实时的正向和逆向的升降压变换，实现了能量的双向传输，并可智能识别整车当前路况状态，根据路况状态与整车工作效率平台，智能判断是否进行升降压
。
[0006]一种动力电池智慧泵控制器，包括：双向泵电源模块，连接动力电池，用于根据整车系统的需求，对从动力电池输出的电压进行升降压变换以输出特定的电压；和电机驱动模块，设置在双向泵电源模块与直流电机之间，用于将直流电源转换为三相交流电源驱动整车直流电机转动，同时用于根据获取的目标车速
、
实时车速
、
电机运行效率
、
电池当前电压计算出最佳需求电压和最佳工作电流，并将最佳需求电压和最佳工作电流通讯传输给双向泵电源模块
。
[0007]作为对本申请技术方案的优选，所述动力电池包括钠离子电池
、
铅酸电池或锂离子电池的至少一种
。
动力电池智慧泵控制器不仅适用于钠离子电池，还适用于低电压情况下的铅酸电池及锂离子电池，满足动力电池低电压输入，通过智慧泵自适应调节控制，使得
智慧泵控制器输出电压落在电机最佳功率区间，提高了电池放电容量同时发挥整车系统最大的优势
。
[0008]作为对本申请技术方案的优选，所述动力电池智慧泵控制器还包括：通讯模块，用于双向泵电源模块与电机驱动模块实现内部通讯；和
/
或电压
、
电流采集模块，用于采集电池的电压值和电流值
。
[0009]作为对本申请技术方案的优选，所述通讯模块以选自一线通
、RS485、RS232、CAN
或者无线通讯方式的任一种进行通讯
。
[0010]作为对本申请技术方案的优选，所述双向泵电源模块设计为双向升压型
、
双向降压型
、
双向升降压型的至少一种
。
[0011]作为对本申请技术方案的优选，所述双向泵电源模块包括：电压变换单元
、
智慧泵微控制器单元
、PWM1
单元，且智慧泵微控制器单元
、PWM1
单元和电压变换单元顺序连接
。
[0012]作为对本申请技术方案的优选，所述电压变换单元用于实现升降压功能
。
[0013]作为对本申请技术方案的优选，所述电压变换单元采用反激变换拓扑结构
、
正激变换拓扑结构
、
推挽变换拓扑结构
、
半桥变换拓扑结构或全桥变换拓扑结构的至少一种
。
[0014]作为对本申请技术方案的优选，所述电压变换单元采用全桥
PWM
变换拓扑结构，包括四个
MOS
管
、
四个肖特基二极管
、
一个电感元件
L1、
滤波电容器等组成；其中，四个
MOS
管分别为
MOS11、MOS12、MOS13、MOS14
，分别对应
PWM11
脉冲调制波
、PWM12
脉冲调制波
、PWM13
脉冲调制波
、PWM14
脉冲调制波，四个肖特基二极管分别为
D1、D2、D3
和
D4
，作为续流二极管
。
[0015]作为对本申请技术方案的优选，所述智慧泵微控制器单元在接收到电机驱动模块的电压需求后进行运算，进入升降压逻辑程序，控制
PWM1
单元输出合适的调制
PWM
波，控制
MOS
开关，使得双向泵电源输出最优电压
。
[0016]作为对本申请技术方案的优选，所述
PWM1
单元含有
PWM
调制模块
、MOS
驱动电路，具有过流保护功能，短路保护功能，以及过压保护等功能，
MOS
驱动电路可以是组合电路或使用专用驱动芯片
。
所述
PWM1
单元的
PWM
调制模块通过
PWM
脉冲调制，控制四个
MOS
管的开关状态，实现正向和逆向升压
、
降压变压模式
。
[0017]作为对本申请技术方案的优选，所述电机驱动模块包括：三相电机逆变模块
、
电机驱动微控制器
、PWM2
单元，且电机驱动微控制器
、PWM2
单元和三相电机逆变模块顺序连接
。
[0018]作为对本申请技术方案的优选，所述三相电机逆变模块包括六个
MOS
管
、
六个肖特基二极管，所述六个
MOS
管分别为
MOS21、MOS22、MOS23、MOS24、MOS25、MOS26
，分别对应
PWM21
脉冲调制波
、PWM22
脉冲调制波
、PWM23
脉冲调制波
、PWM24
脉冲调制波
、PWM25
脉冲调制波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种动力电池智慧泵控制器，其特征在于包括：双向泵电源模块，连接动力电池，用于根据整车系统的需求，对从动力电池输出的电压进行升降压变换以输出特定的电压；和电机驱动模块，连接双向泵电源模块与直流电机，用于将直流电源转换为三相交流电源驱动整车直流电机转动，同时根据获取的目标车速
、
实时车速
、
电机运行效率
、
电池当前电压计算出最佳需求电压和最佳工作电流，并将最佳需求电压和最佳工作电流通讯传输给双向泵电源模块
。2.
根据权利要求1所述的动力电池智慧泵控制器，其特征在于：所述双向泵电源模块包括顺序相连的智慧泵微控制器单元
、PWM1
单元和电压变换单元；所述电压变换单元用于实现升降压功能
。3.
根据权利要求2所述的动力电池智慧泵控制器，其特征在于：所述智慧泵微控制器单元在接收到电机驱动模块的电压需求后进行运算，进入升降压逻辑程序，控制
PWM1
单元输出合适的调制
PWM
波，控制
MOS
开关，使得双向泵电源输出最优电压
。4.
根据权利要求2或3所述的动力电池智慧泵控制器，其特征在于：所述
PWM1
单元含有
PWM
调制模块
、MOS
驱动电路
。5.
根据权利要求1所述的动力电池智慧泵控制器，其特征在于：所述电机驱动模块包括顺序连接的电机驱动微控制器
、PWM2
单元和三相电机逆变模块；所述三相电机逆变模块包括六个
MOS
管
、
六个肖特基二极管
。6.
一种整车系统，其特征在于：包括充电器
、
动力电池
、
权利要求1‑5任一项所述智慧泵控制器
、
通讯单元
、
调速转把
、
直流电机和速度检测模块
。7.
根据权利要求6所述的整车系统，其特征在于：所述调速转把用于调控速度，根据骑行者对速度要求的不同输出连续变化
、
大小不一的控制电压输入到智慧泵控制器，实现对电动车速度的控制
。8.
权利要求6或7所述整车系统在正向放电时的电压正向变换方法，其特征在于包括：智慧泵控制器设置有最低欠压保护
V
L
、
最高电压保护
V
H
和最大电流限流
I
max
，并根据整车及电机特性等条件计算整车最佳工作电压区间
V
G1
‑
V
G2
及最佳效率电压
V
G
；智慧泵控制器中双向泵电源模块输入电压为电池电压
V
b
，输出电压为
V
out
，增压比
P
为
V
out
和
V
b
的比值；当电池电压
V
b
满足
V
b
＜
V
L
时，电压随动控制器将发出欠压预警，通过通讯单元传输给电池及电动车控制器，电池和电动车控制器将采取设定程序进行欠压保护，从而保护动力电池过放电；和
/
或当电池电压
V
b
满足
V
H
＜
V
b
时，电压随动控制器将发出过压预警，通过通讯单元传输给电池及电动车控制器，电池和电动车控制器将采取设定程序进行过压保护，从而保护动力电池和整车系统过压运行
。9.
根据权利要求8所述的整车系统在正向放电时的电压正向变换方法，其特征在于：当电池电压
V
b
满足
V
L
＜
V
b
＜

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亮，韦士富，陶锐，
申请(专利权)人：浙江华宇钠电新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：