[發(fā)明專利]一種無刷直流電機(jī)的制動轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)及低速電動車

在審

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• 申請日: 2022-08-17
• 公開（公告）號: CN115416497A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章波;陳建;李云旭
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳拓邦股份有限公司
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B60L7/12;H02H9/02;H02H9/04;H02H3/04;H02H3/10;H02H3/20
• 代理公司: 深圳市瑞方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44314
• 代理人: 郭方偉;馮小梅

本發(fā)明涉及一種無刷直流電機(jī)的制動轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)及低速電動車。該系統(tǒng)通過電機(jī)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速和預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)制動控制占空比，PWM調(diào)制模塊根據(jù)該制動控制占空比對三相橋式電路進(jìn)行PWM調(diào)制，從而對無刷直流電機(jī)制動過程中的電機(jī)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速或?qū)崟r(shí)加速度進(jìn)行控制，并將制動過程中的電機(jī)能量回饋給蓄電池；該系統(tǒng)還對制動過程中的直流電壓和蓄電池的直流充電電流進(jìn)行保護(hù)控制，抑制了該電壓和該電流的過沖，并具有過壓保護(hù)和過流保護(hù)及其告警功能。本發(fā)明在保證較快制動響應(yīng)速度的同時(shí)，提高了制動駕駛體驗(yàn)和低速電動車的續(xù)航里程；能有效保護(hù)駕駛員和低速電動車的安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種無刷直流電機(jī)的制動轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)及低速電動車。

背景技術(shù)

低速電動車一般指最高時(shí)速小于70公里/小時(shí)，車身體積和重量都較小，運(yùn)行距離相對較短的電動車；主要包括電動高爾夫球車、電動割草車，電動洗地車、電動摩托車、電動自行車、電動滑板車、電動擺渡車、電動巡邏車、電動三輪車、電動旅游觀光車、電動老年代步車、電動沙灘車等。電動車較之于燃油車，具有噪音小、效率高、成本低、更加環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。低速電動車主要采用無刷直流電機(jī)、永磁同步電機(jī)等作為行進(jìn)電機(jī)，通過蓄電池和三相橋式電路對其進(jìn)行驅(qū)動。低速電動車適用范圍廣，種類多，市場巨大，是當(dāng)前低速車輛的主要發(fā)展方向。

低速電動車通過踩/松油門的方式來實(shí)現(xiàn)整車的啟動/停機(jī)，只有在要求緊急停車的場合才進(jìn)行機(jī)械剎車。當(dāng)油門松開時(shí)，低速電動車進(jìn)入無刷直流電機(jī)的制動控制系統(tǒng)。當(dāng)前，該制動控制系統(tǒng)主要采用短接制動和回饋制動兩種方式。短接制動是指將三相繞組以恒定速度進(jìn)行逐步短接直至完全短接或直接進(jìn)行完全短接；該制動控制形式簡單，但由于是開環(huán)控制，無法根據(jù)工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，制動體驗(yàn)較差。回饋制動采用能量回饋(將電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能回饋給蓄電池)的方式來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的制動控制。當(dāng)前，無刷直流電機(jī)的回饋制動主要有最大回饋功率控制、最大回饋效率控制、最大制動電流控制和制動電流恒定控制等方式。博士論文《電動汽車用大功率無刷直流電機(jī)控制關(guān)鍵技術(shù)研究》和碩士論文《無刷直流電機(jī)回饋制動控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)》對上述回饋制動的控制現(xiàn)狀進(jìn)行了說明，上述控制方式分別使能量回饋過程中的回饋功率最大、回饋效率最高、制動時(shí)間最短、制動轉(zhuǎn)矩恒定等。回饋制動主要從能量回饋的角度來設(shè)計(jì)，有助于提高整車的續(xù)航里程，但對制動過程中駕駛體驗(yàn)考慮不夠，且當(dāng)回饋能量過大過快時(shí)，容易造成蓄電池和三相橋式電路等的損壞，對駕駛員和設(shè)備的安全構(gòu)成了隱患。

綜上所述，當(dāng)前無刷直流電機(jī)的制動控制研究主要集中在能量回饋和降低系統(tǒng)損耗等方面，對制動過程中的駕駛體驗(yàn)和安全穩(wěn)定性等問題關(guān)注的不夠。而欲提高制動過程的駕駛體驗(yàn)，必須對制動過程的電機(jī)轉(zhuǎn)速或加速度進(jìn)行控制；對于回饋能量過大、過快所導(dǎo)致的過流、過壓等問題也應(yīng)進(jìn)行保護(hù)控制。鑒于此，提出了一種低速電動車的無刷直流電機(jī)的制動轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種無刷直流電機(jī)的制動轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)及低速電動車。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種無刷直流電機(jī)的制動轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，包括制動控制模塊、PWM調(diào)制模塊、轉(zhuǎn)子位置檢測模塊和三相橋式電路，所述三相橋式電路的直流輸入端接蓄電池，所述三相橋式電路的三相橋臂輸出端接無刷直流電機(jī)，所述制動控制模塊通過所述PWM調(diào)制模塊連接所述三相橋式電路，所述制動控制模塊連接所述轉(zhuǎn)子位置檢測模塊，所述轉(zhuǎn)子位置檢測模塊用于對所述無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行檢測；所述制動控制模塊接收到制動信號后，根據(jù)所述轉(zhuǎn)子位置檢測模塊得到的轉(zhuǎn)子位置信息計(jì)算出實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，并根據(jù)所述實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速和預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速得到制動控制占空比D_b；所述PWM調(diào)制模塊根據(jù)所述制動控制占空比D_b對所述三相橋式電路的開關(guān)管進(jìn)行PWM調(diào)制，對制動過程中所述無刷直流電機(jī)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速或?qū)崟r(shí)加速度進(jìn)行控制，并將所述無刷直流電機(jī)的能量通過所述三相橋式電路回饋給所述蓄電池。