[实用新型]节能型可控式超越离合电动车智能控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电动车控制技术领域，具体涉及一种节能智能电动车控制方法，特别是涉及一种节能电动车档智能控制系统。

背景技术

电动车作为一种环保、节能、轻便代步交通工具，具有重量轻、体积小、使用方便、节能环保的优点，已经逐渐被各国广大费者所接受。但电动车存在续航能力差、爬坡能力差、可靠性差、成本过高等等问题。目前电动车多数用一个固定减速器变速，在起步和爬坡时扭矩大，电机电流比正常大几十倍，影响电机、电池及电路寿命，缩短了航程。为此出现了电子及机械式变速装置。有的将汽车变速器改装，增加了驱动力矩，但成本提高一倍，且操作复杂。大多数采用二档机械式变速，如在先技术（ZL03233130.4），其结构、可靠性、实用性是目前电动车电机中最简单可靠的，已被转让生产；这类变档装置的驱动力及爬坡性能有很大提高，但变档数太少，调节有限，节能有限，不符合节能需求。有的二档电动车提出数字式、智能式、自适应式控制系统，可根据不同路况来自动调速；为此，增加了太多传感器及附属装置，造成结构复杂、故障率高、成本高；并且不能完成专利说明书上的功能。因二档电动车不可能根据不同路况输出不同扭矩，从工程角度讲，也没有这个必要，最多是讲一个概念。同时，该类电动车控制系统没有具体描述控制电机高效、电池高效的原理；没有定量说明，显然是不严谨的，根据发明者描述也不能实现其控制功能。对于中大功率电动车（如高尔夫球电动车、观光车等功率>3kw），其低速大扭矩特性更为重要。

经研究与实验发现：电动车耗电量主要表现在启动、刹车、突然加速、爬坡等情况。电动车在行驶过程中，不管速度是慢还是快，只要保持速度稳定，不要频繁刹车、加减速，是不耗电的。但路况不同，导致电动车电输出扭矩和转速同路况不匹配，更不能完成定量控制。因此，靠人工操作，很难达到节能、高效工作的目的。尽管许多生产商家及有识之士进行了卓有成效的研究和开发，但至今也没有合理的产品问世。

发明内容

为了克服现有电动车控制系统及电机存在的上述不足，本实用新型提出一种合理控制电动车电机高效工作方法,设计一种电机变档数合理、控制简单的节能型智能自适应控制系统。它能根据路况变化范围确定变档级数，并控制其输出不同扭矩，使电动车电机、电池工作于高效率区。

电动车电机有一个最佳转速，在这个转速下是最省电的（最佳效率点，即额定功率，也称最佳功率）。因此，电动车转速太快、太慢都费电。其最佳速度是多少呢？本实用新型的工作原理如下：

设电动车电机额定功率为P，电动车所受阻力之和为f，则电机输出扭矩力为：

                            （1）

式中为电动车行驶速度。所以，当F=f时，电动车做匀速行驶时耗电量最少。但路况复杂，不能保证它们一直相等。由牛顿第二定律知：

                          （2）

式中m为电动车及载重量之和，a为电动车行驶加速度。依据误差理论及路况复杂多变特性，取加速度变化范围为：

                       （3）

式中为加速度的变化量。因此，根据加速度变化范围确定电动车变档级数。

由加速度定义知:

                         （4）

式中t₁时刻电动车速度为v₁，t₂时刻电动车速度为v₂。由（4）式知，测量加速度问题转换成测量速度差分问题，选用速度传感器即可得知其加速度。

    根据摩擦原理知：静摩擦系数大于滑动摩擦系数，电动车刚起动时牵引力F大于电动车行驶时滑动摩擦力等阻力之和f，也可近似为：

                          （5）

当电动车启动时，首先调到最小档，如能启动，则保持此档工作；若不能启动，则向上调一档。这样启动及运行时电动车都工作在最佳节能点，此时行驶近似为匀速直线运动。也可通过称重传感器及路况等参数预计其最佳启动档数。