电动自行车控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动自行车控制系统及方法。该电动自行车控制系统包括具有多个电池单元的电池包、电池管理系统、电机控制器以及电机，所述电池管理系统根据单个电池单元的状态调节所述电机的输出功率。其利用电池管理系统实时和智能地监测电动自行车电池包，并根据电池包中单个电池单元的状态对电机控制器进行控制，从而有效保护了电池，延长了电池使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动车的控制系统及方法，特别是涉及一种。
技术介绍
如今随着新能源技术的逐步发展，电动车已成为汽车行业的热门发展趋势。众所周知，电动车是以电力取代传统的燃油以驱动前进。电池作为电动车的能量来源一般包括多个电池单元，每个电池单元提供例如2V的电池单元电压，所述多个电池单元串联和/或并联以电池包的封装形式装设于电动车 中，从而提供例如36V、72V、144V等较高的电池包电压以驱动电动车。其中，所述电池可包括但不限于锂电池、铅酸电池、镍氢电池等类型的可充电电池。电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，简称BMS)作为电池保护和管理的核心部件，不仅要保证电池安全可靠的使用，而且要充分发挥电池的能力和延长电池使用寿命，作为电池与驾驶者之间的桥梁，BMS对于电动车的性能起着越来越关键的作用。现有技术的BMS通过实时监测电池单元的工作状况(例如，电池单元电压、工作电流、电池温度等)从而实现对电池包的智能管理，避免电池单元在异常条件下(例如，过放、过充、过温等)发生不可恢复的损坏，甚至引发整个电池包爆炸等可能危害驾驶者人身安全的事故。此外，BMS能够在充/放电过程中实现对于电池包内多个电池单元一致性的均衡管理，从而延长电池包寿命。BMS已成为电动车领域的一项关键技术，目前业内尚无成熟一致的BMS技术，而国内外的电动汽车厂商、芯片厂商都将BMS作为主力研发项目。此外，除了电动汽车之外，电动自行车作为一种绿色环保又相对低廉的交通工具也越来越多的出现在人们的生活中。一般而言，由于电动自行车的电池包包括的电池单元相对较少，因此为了控制电动自行车的低廉成本，电动自行车中一般不包括BMS，而且由于电动汽车中的BMS与电动自行车中的BMS有着如下明显的区别也不能直接把现有技术的电动汽车的BMS移用至电动自行车中I、由于电动汽车的BMS涉及到电动汽车的控制系统、驱动系统、能量动力系统等各个方面，且电动汽车的电池包包括较多的电池单元，因为电动汽车的BMS不可能独立于整车单独设计，必须在设计之初便作为整车不可分割的一部分进行研发。而电动自行车的结构相对简单，电动自行车的BMS通常只是一个部件，在设计时完全可以独立进行，只需要结合电动自行车原有的电机控制器，就能够实现基于电池单元的使用状态控制电动自行车的目的；2、结构原理方面，由于电动汽车的BMS作为电动汽车不可分割的一部分则不能随意拆卸，而电动自行车的BMS是以部件的形式设计，因此可以独立安装拆卸，不会影响整车正常行驶。电机作为电动自行车的动力装备，用于将电能转换为机械能，从而驱动电动自行车。电机控制器主要用于控制电机的正常运作，同时也提供例如报警、仪表显示等其他电动自行车系统相关的功能。现有技术中，当电动自行车没有采用BMS时，电机控制器对电机的控制都是基于整个电动自行车的电池包的工作状况来实现，例如，根据电池包的电压提醒驾驶者当前电动自行车的电瓶是否即将能量耗尽以及需要及时充电等。然而当电池包多次充放电之后，由于电池包内多个电池单元之间的不均衡而导致出现异常工作的电池单元时，由于电机控制器只能检测到整个电池包的状况，而无法精确地侦测所述单个电池单元的异常，因此很可能给整个电动自行车系统造成无法挽回的损害。图I所示为现有技术的一种电动自行车控制系统100的结构示意图。电池管理系统104和电机控制器108分别对电池包106和电机110进行监测和控制，电池包106负责向电机110提供电能，电动自行车的驾驶者102通过控制电机控制器108的输出功率进而控制电机110。电池管理系统104和电机控制器108之间没有直接的联系,对电机控制器108的控制完全由驾驶者102自己进行判断和操作。这样对驾驶者102的经验和驾驶时所花费的精力提出了太高的要求，如果驾驶者102进行了不恰当的操作，很容易对电池包造成损害，明显降低电池包的使用寿命。而如今，电池的使用寿命是制约电动车进一步发展的 瓶颈问题。综上所述，现有技术中尚无一种能够结合BMS以实现安全可靠的电动自行车电机控制的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种控制电动自行车的方法以及使用该电动自行车控制方法的电动自行车，其利用电池管理系统实时和智能地监测电动自行车电池包，并根据电池包中单个电池单元的状态对电机控制器进行控制，从而有效保护了电池，延长了电池使用寿命。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电动自行车控制系统，其包括具有多个电池单元的电池包、电池管理系统、电机控制器以及电机，所述电池管理系统根据单个电池单元的状态调节所述电机的输出功率。本专利技术所述的电动自行车控制系统，所述电池管理系统进一步包括前端模块，用以监测所述电池包中各个电池单元的状态；以及微控制器单元，用于根据所述各个电池单元的状态产生控制信号。本专利技术所述的电动自行车控制系统，所述电池管理系统还包括通讯模块，用于将所述控制信号发送给所述电机控制器。本专利技术所述的电动自行车控制系统，所述电机控制器进一步包括微控制器单元，用于根据所述控制信号进一步产生输出功率调节信号；以及输出功率调节模块，用于根据所述输出功率调节信号产生功率调节指令，以调节所述电机的输出功率。本专利技术所述的电动自行车控制系统，所述电机控制器还包括通讯模块，用于接收所述控制信号。本专利技术所述的电动自行车控制系统，所述控制信号是PWM信号。本专利技术所述的电动自行车控制系统，根据所述PWM信号的占空比，调节电机控制器输出电流的上限值，进而调节所述电机的输出功率。本专利技术所述的电动自行车控制系统，所述控制信号是电平信号。本专利技术所述的电动自行车控制系统，当所述电平信号为第一状态时，表示所述电池包中各个电池单元处于正常状态；当所述电平信号为第二状态时，表示所述电池包满足放电保护条件。本专利技术所述的电动自行车控制系统，当所述电机控制器接收到表示电池包满足放电保护条件的电平信号时，降低所述电机的最大输出功率。本专利技术所述的电动自行车控制系统，降低所述电机的最大输出功率采用分档位的形式。本专利技术还提供了一种电动自行车的控制方法，所述电动自行车包括具有多个电池单元的电池包、电池管理系统、电机控制器以及电机，其特征在于，所述电动自行车的控制方法包括下列步骤通过所述电池管理系统监测所述电池包中各个电池单元的状态；以及根据所述单个电池单元的状态调节所述电机的输出功率。本专利技术所述的电动自行车的控制方法还包括根据所述各个电池单元的状态产生控制信号，并将所述控制信号发送给所述电机控制器。·本专利技术所述的电动自行车的控制方法还包括根据所述控制信号进一步产生输出功率调节信号；以及根据所述输出功率调节信号产生功率调节指令，以调节所述电机的输出功率。本专利技术所述的电动自行车的控制方法还包括所述控制信号是PWM信号。本专利技术所述的电动自行车的控制方法还包括根据所述PWM信号的占空比，调节电机控制器输出电流的上限值，进而调节所述电机的输出功率。本专利技术所述的电动自行车的控制方法还包括所述控制信号是电平信号。本专利技术所述的电动自行车的控制方法还包括当所述电平信号为第一状态时，表示所述电池包中各个电池单元处于正常状态；当所述电平信号为第二状态时，表示所述电池包满足放电保护条件。本专利技术所述的电动自行车的控制方法还包括当所述电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动自行车控制系统，其包括具有多个电池单元的电池包、电池管理系统、电机控制器以及电机，其特征在于：所述电池管理系统根据单个电池单元的状态调节所述电机的输出功率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张文博，崔文华，张卫，
申请(专利权)人：凹凸电子武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：