一种电动车用动力能源控制系统

摘要

本实用新型公开了一种电动车用动力能源控制系统，该系统包括：电源模块、充电模块、放电模块、电门锁模块、电机驱动模块和控制模块；电源模块与电源接口电连接；充电模块分别与电源模块和充电接口电连接；放电模块分别与电源模块和放电接口电连接；电门锁模块分别与电门锁接口和电源模块连接；电机驱动模块分别与电源模块和电机驱动接口电连接；控制模块分别与电源模块、充电模块、放电模块和电机驱动模块连接，用于控制充电模块和放电模块的通断，以及控制电机驱动模块输出的驱动信号。本实用新型提高了系统的稳定性，还降低了系统的体积和成本。

说明书

技术领域

本实用新型实施例涉及电动车控制技术，尤其涉及一种电动车用动力能源控制系统。

背景技术

随着电机驱动技术的进步，锂电池的发展，电动车发展速度也越来越快，电动车的市场范围也越来越大。

目前市场主流的BMS电路板放电电路都采用大量MOS管来实现放电控制。而大量的MOS管的使用会导致电动车控制电路板的成本偏高，且热稳定性较差。

实用新型内容

本实用新型提供一种电动车用动力能源控制系统，电机的放电线路省略了MOS管，电源模块的控制和电机的控制共用一个控制模块，以提高系统的稳定性，降低系统的体积和成本。

本实用新型实施例提供了一种电动车用动力能源控制系统，电动车用动力能源控制系统包括：电源模块、电源接口、充电模块、充电接口、放电模块、放电接口、电门锁模块、电门锁接口、电机驱动模块、电机驱动接口和控制模块；

所述电源模块与所述电源接口电连接，用于将电源电压转换为预设电压等级；

所述充电模块分别与所述电源模块和所述充电接口电连接，用于断开或导通所述充电接口与所述电源模块之间的电路；

所述放电模块分别与所述电源模块和所述放电接口电连接，用于断开或导通所述放电接口与所述电源模块之间的电路；

所述电门锁模块分别与所述电门锁接口和所述电源模块连接，用于根据电门锁接口接收到的开关信号控制所述电源模块的工作状态；

所述电机驱动模块分别与所述电源模块和所述电机驱动接口电连接，用于驱动电机的工作状态；

所述控制模块分别与所述电源模块、所述充电模块、所述放电模块和所述电机驱动模块连接，用于控制所述充电模块和所述放电模块的通断，以及控制所述电机驱动模块输出的驱动信号。

可选地，所述放电模块包括电机供电电路和仪表供电电路；所述放电接口包括电机放电接口和仪表放电接口；所述电机供电电路为常通电路，所述电机供电电路分别与所述电机放电接口和所述电源模块连接；所述仪表供电电路包括第一开关管，所述第一开关管的控制端与所述控制模块连接，所述仪表供电电路分别与所述仪表放电接口和所述电源模块连接。

可选地，电动车用动力能源控制系统还包括：前端模拟模块，所述前端模拟模块分别与采集接口、所述电源模块和所述控制模块连接，用于采集所述采集接口所连电池组的工作状态，其中，所述电池组的工作状态包括电池电压、电池组电流和电池组温度；所述控制模块还用于根据所述电池组的工作状态控制所述充电模块和所述放电模块的通断。

可选地，所述前端模拟模块为型号为前端模拟芯片。

可选地，电动车用动力能源控制系统还包括：相线检测模块，所述相线检测模块分别与所述电源模块、所述控制模块和相线检测接口连接，用于采集所述相线检测接口所连电机的电流值并传输至所述控制模块。

可选地，电动车用动力能源控制系统还包括通讯模块，所述通讯模块分别与通讯接口、所述控制模块和所述电源模块连接，用于将所述控制模块生成的显示信号输出至所述通讯接口，并将所述通讯接口接收到的输入信号输入至所述控制模块。

可选地，所述通讯模块为光纤收发器。

可选地，电动车用动力能源控制系统还包括：板载采集模块，所述板载采集模块分别与所述控制模块和所述电源模块连接，用于采集环境温度、功率管温度、母线电压和母线电流，并传输至所述控制模块。

可选地，所述电机驱动模块为三相全桥电路。

可选地，所述电源模块为直流电压变换电路。

本实施例提供的电动车用动力能源控制系统设置有电源模块、充电模块、放电模块、电门锁模块和电机驱动模块，电源模块可以通过电源接口与充电电池连接，将充电电池的电压等级进行适当地降低，为其他模块提供电源；充电模块连接于电源模块与充电接口之间，控制充电回路的通断；放电回路设置于电源模块与放电接口之间，可以控制仪表盘的电源通断并为电机供电。电门锁模块可以根据电门锁信号控制电源模块的工作状态，电机驱动模块可以根据控制模块输出的PWM信号产生驱动信号并为驱动电机提供驱动信号，控制模块可以控制电机驱动模块、充电模块和放电模块内的MOS管功率回路，实现对电池的充放电控制以及对驱动电机的工作状态的控制，省略了传统电动车用动力能源控制系统中放电模块中的与驱动电机连接的MOS管，提高了系统的稳定性，降低了系统的体积和成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种电动车用动力能源控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种电动车用动力能源控制系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种电动车用动力能源控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型提出了一种电动车用动力能源控制系统。图1为本实用新型提供的一种电动车用动力能源控制系统的结构示意图，参照图1，电动车用动力能源控制系统100包括：电源模块101、电源接口a、充电模块102、充电接口b、放电模块103、放电接口c、电门锁模块104、电门锁接口d、电机驱动模块105、电机驱动接口e和控制模块106；电源模块101与电源接口a电连接，用于将电源电压转换为预设电压等级；充电模块102分别与电源模块101和充电接口b电连接，用于断开或导通充电接口b与电源模块101之间的电路；放电模块103分别与电源模块101和放电接口c电连接，用于断开或导通放电接口c与电源模块101之间的电路；电门锁模块104分别与电门锁接口d和电源模块101连接，用于根据电门锁接口d接收到的开关信号控制电源模块101的工作状态；电机驱动模块105分别与电源模块101和电机驱动接口e电连接，用于驱动电机的工作状态；控制模块106分别与电源模块101、充电模块102、放电模块103和电机驱动模块105连接，用于控制充电模块102和放电模块103的通断，以及控制电机驱动模块105输出的驱动信号。

具体地，电源接口a用于外接充电电池，并为电池模块提供电源。电源模块101通过电源接口a与充电电池电连接，可以将充电电池提供的电源转换为适当的电压等级，为电动车用动力能源控制系统100内的其他模块供电。充电接口b可以外接充电电源，为充电电池提供充电电源。充电模块102可以为充电MOS管功率回路，连接于电源模块101与充电接口b之间，充电模块102还与控制模块106连接，根据控制模块106的控制导通或者关断充电接口b和电源模块101之间的线路，为充电电池充电或断开充电。放电接口c外接驱动电机的供电端和仪表盘，可以为驱动电机和仪表盘提供电源。放电模块103可以包括放电MOS管功率回路和供电回路。放电MOS管功率回路可以连接于电源模块101和放电接口c之间，MOS管的控制端与控制模块106连接，放电MOS管功率回路可以根据控制模块106的控制导通或者关断电源模块101和放电接口c之间的连接，实现为仪表盘供电和停止供电。供电回路可以连接于电源模块101和放电接口c之间，供电回路不包括MOS管，可以为驱动电机提供电源。电门锁接口d分别与电门锁模块104和外设电门锁连接，可以接入电门锁的状态信号传输至电门锁模块104。电门锁模块104可以为信号分析芯片或装置，可以分析电门锁接口d输入的状态信号，并根据分析结果控制电源的供电状态。电源的供电状态可以包括多个状态，示例性地，电源的供电状态可以包括供电和未供电。电机驱动接口e可以与驱动电机的三相线分别连接，可以为驱动电机输出驱动信号。电机驱动模块105分别连接电机驱动接口e和控制模块106，可以根据控制模块106输出的PWM信号产生驱动信号并为驱动电机提供驱动信号。在控制模块106不向电机驱动模块105输出的PWM信号时，电机驱动模块105则不在产生驱动信号，实现了对电机工作状态的控制。控制模块106可以为单片机，可以进行数据分析和对电机驱动模块105、放电MOS管功率回路和供电回路的控制。

本实施例提供的电动车用动力能源控制系统设置有电源模块、充电模块、放电模块、电门锁模块和电机驱动模块，电源模块可以通过电源接口与充电电池连接，将充电电池的电压等级进行适当地降低，为其他模块提供电源；充电模块连接于电源模块与充电接口之间，控制充电回路的通断；放电回路设置于电源模块与放电接口之间，可以控制仪表盘的电源通断并为电机供电。电门锁模块可以根据电门锁信号控制电源模块的工作状态，电机驱动模块可以根据控制模块输出的PWM信号产生驱动信号并为驱动电机提供驱动信号，控制模块可以控制电机驱动模块、充电模块和放电模块内的MOS管功率回路，实现对电池的充放电控制以及对驱动电机的工作状态的控制，省略了传统电动车用动力能源控制系统中放电模块中的与驱动电机连接的MOS管，提高了系统的稳定性，降低了系统的体积和成本。

图2为本实用新型实施例提供的另一种电动车用动力能源控制系统的结构示意图，参照图2，可选地，放电模块103包括电机供电电路和仪表供电电路；放电接口包括电机放电接口f和仪表放电接口g；电机供电电路201为常通电路，电机供电电路201分别与电机放电接口f和电源模块101连接；仪表供电电路202包括第一开关管，第一开关管的控制端与控制模块106连接，仪表供电电路202分别与仪表放电接口g和电源模块101连接。

具体地，仪表放电接口g外接电动车的仪表盘。仪表供电电路202包括第一开关管，第一开关管的控制端与控制模块106连接，示例性地，第一开关管可以为MOS管。仪表供电电路202可以设置于仪表放电接口g与电源模块101之间，可以实现电源模块101与仪表放电接口g之间的导通或者关断，为仪表放电接口g外接的仪表盘切换供电状态。电机放电接口f外接驱动电机。电机供电电路201设置于电源模块101与电机放电接口f之间，电机供电电路201为常通电路，不包含MOS管，可以为电机放电接口f外接的驱动电机持续供电。控制模块106可以控制与电机驱动模块105之间的PWM信号的导通或者关断，实现对驱动电机工作状态的切换，简化掉了电机供电电路201中的MOS管，功率发热器件减少，提高了电路简洁性和可靠性。

图3为本实用新型实施例提供的又一种电动车用动力能源控制系统的结构示意图，参照图3，可选地，电动车用动力能源控制系统100还包括：前端模拟模块301、相线检测模块302、通讯模块303和板载采集模块304，前端模拟模块301分别与采集接口h、电源模块101和控制模块106连接，用于采集电池组的工作状态，其中，电池组的工作状态包括电池电压、电池组电流和电池组温度；控制模块106还用于根据电池组的工作状态控制充电模块102和放电模块103的通断。相线检测模块302分别与电源模块101、控制模块106和相线检测接口i连接，用于采集相线检测接口i所连电机的电流值并传输至控制模块106。通讯模块303分别与通讯接口j、控制模块106和电源模块101连接，用于将控制模块106生成的显示信号输出至通讯接口j，并将通讯接口j接收到的输入信号输入至控制模块106。板载采集模块304分别与控制模块106和电源模块101连接，用于采集环境温度、功率管温度、母线电压和母线电流，并传输至控制模块106。

具体地，前端模拟模块301为充电电池的监测和保护装置，可以采集电池电压、电池组的充放电电流和电池组的温度并传输至控制模块106，控制模块106可以发出的控制信号控制电池的充放电线路中MOS管的断开，实现对充电电池充放电线路的保护。示例性地，前端模拟模块301可以为型号为BQ76930的前端模拟芯片。

相线检测接口i可以外接霍尔传感器，霍尔传感器分别与驱动电机的三个相线连接，可以实时检测驱动电机的三相电流。相线检测接口i可以将霍尔传感器检测到的三相电流信号传输至相线检测模块302。相线检测模块302可以为驱动电机三相电流的采集装置，可以采集霍尔传感器检测到的电流信号，并进行初步分析得到相线电流信号，然后将相线电流信号传输至控制模块106。控制模块106可以为单片机，可以根据相线电流信号确定驱动电机的实时状态，并根据相线电流信号和转把输入的速度信号调节输出至电机驱动模块105的PWM信号，实现对电机转速以及开关的控制。

通讯接口j可以外接仪表盘，并和通讯模块303连接，通讯接口j和外接仪表盘之间的连接线可以为光纤或者其他信号传输线。仪表盘可以与调速转把连接，仪表盘可以显示行车速度、公里数、充电电池电量和其他电动车行车相关信息，并可以将调速转把输入的调速信号经通讯接口j传输至通讯模块303。通讯模块303可以为光纤收发器，可以将控制模块106输出的包括电动车行车相关信息的显示信号传输至仪表盘进行显示，还可以接收调速信号并传输至控制模块106。控制模块106可以根据相线检测模块302输入的相线电流信号确定驱动电机的转速，还可以将前端模拟模块301输入的电池电压、电池组的充放电电流和电池组的温度以及电机的转速和其他模块的工作状态信息的至少一种发送至通讯模块303，实现多种信息在仪表盘上的显示，提高电动车的信息交互程度。

板载采集模块304可以包括电路温度传感器、功率管温度传感器、母线电压传感器和电流传感器，电路温度传感器可以设置于电动车用动力能源控制系统100的硬件电路板上，可以时刻采集电路板的温度，并传输至控制模块106。控制模块106可以根据电路板的温度判断是否过温，根据电机的母线电压和电流确定驱动电机是否负载过大，在过温的情况下切断充电电池的供电线路或启动降温设备为电路板进行降温，在驱动电机负载过大的情况下停止为电机驱动模块105发送PWM信号。其中，降温设备可以为小型风冷设备。控制模块106还可以根据功率管温度传感器采集到的功率管温度控制对应功率管的导通或关断，实现对功率管的保护。

继续参照图3，可选地，电机驱动模块105可以为三相全桥电路，电源模块101可以为直流电压变换电路。电动车用动力能源控制系统100还可以包括温度采集模块305，所述温度采集模块305分别连接温度采集接口k和控制模块106，用于采集电池组中各个单电池的电芯温度和电路外部温度。

具体地，三相全桥电路可以根据控制模块106输出的PWM信号生成电机驱动信号，并经电机驱动接口e输出至驱动电机，以控制电机运行。直流电压变换电路可以为直流电压变换的BUCK电路，可以实现5V直流电压和15V直流电压之间的相互转换，实现为各个不同模块以及外接的驱动电机和仪表盘供电，还为充电电池充电。

本实用新型提供的电动车用动力能源控制系统，设置有电源模块、充电模块、放电模块、电门锁模块和电机驱动模块，电源模块可以通过电源接口与充电电池连接，将充电电池的电压等级进行适当地降低，为其他模块提供电源；充电模块连接于电源模块与充电接口之间，控制充电回路的通断；放电回路设置于电源模块与放电接口之间，可以控制仪表盘的电源通断并为电机供电。电门锁模块可以根据电门锁信号控制电源模块的工作状态，电机驱动模块可以根据控制模块输出的PWM信号产生驱动信号并为驱动电机提供驱动信号，控制模块可以控制电机驱动模块、充电模块和放电模块内的MOS管功率回路，实现对电池的充放电控制以及对驱动电机的工作状态的控制，省略了传统电动车用动力能源控制系统中放电模块中的与驱动电机连接的MOS管，提高了系统的稳定性，降低了系统的体积和成本。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。