[发明专利]电动自行车及其控制装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动自行车领域，尤其涉及一种电动自行车及其控制装置与方法。

背景技术

电动自行车因受电池容量的限制，续航里程短成为制约其发展的关键因素，同时电池使用寿命也是另一个重要的因素。

为了保护电池，目前所有的电动自行车控制器都有欠压保护功能，即控制器判断到电池电压低于某个值(欠压点)后，就执行欠压保护，停止电机驱动输出，达到防止电池超负荷运行的目的。

因电池有输出电流大电压下降快的特性，在电池电量不足但电压仍高于欠压点时，极易因电动自行车启动电流大而使得电池电压短时间跌落至欠压点下而自动启动电池保护，造成电池不能继续使用，降低了续航里程，同时低电量下大电流的输出也降低了电池寿命。

中国专利号为“ZL200820033385.1”，专利名称为“电动自行车的欠压续行控制装置”中公开了利用电池电压回升和小电流放电原理，通过设置两个欠压点的方式来提高续行里程，但是其欠压点的设置不能根据电池电量实际值来动态设定，第二欠压点不能根据电池电量做动态调整，长久使用第二欠压点会使得电池在低电量下非正常电流输出，而降低电池寿命。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种增加电动自行车续航里程与保护电池的装置及方法，通过对电池的电压值和限流值进行判断，利用调整PWM设定值来动态改变电流输出，使得电动自行车在欠压后的续行过程中以合理的电流输出，增加电动自行车的续航里程的同时而不损害电池。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电动自行车控制装置，包括用于探测电池电量的电池传感器模块、PWM控制模块和用于驱动电机的电机驱动模块，所述电池传感器模块与PWM控制模块的输入端电连接，所述PWM控制模块的输出端与电机驱动模块电连接；所述PWM控制模块包括用于判断电压值的第一电压判断单元、用于加速启动的加速启动单元、用于判断是否达到限流值的限流判断单元、用于判断是否欠压的欠压判断单元和用于增加或减少PWM设定值的PWM设定值调整单元；所述第一电压判断单元具有输入端、第一输出端和第二输出端，所述加速启动单元具有输入端和输出端，所述限流判断单元具有输入端和输出端，所述欠压判断单元具有输入端和输出端，所述PWM设定值调整单元具有第一输入端、第二输入端和输出端；所述第一电压判断单元的输入端连接电池传感器模块的输出端，所述第一电压判断单元的第一输出端连接加速启动单元的输入端，所述加速启动单元的输出端连接限流判断单元的输入端，所述限流判断单元的输出端连接PWM设定值调整单元的第一输入端；所述第一电压判断单元的第二输出端连接欠压判断单元的输入端，所述欠压判断单元的输出端连接PWM设定值调整单元的第二输入端；所述PWM设定值调整单元的输出端连接电机驱动模块的输入端；电池传感器模块探测到电量信号后，第一电压判断单元对电池电压值进行判断：如果第一电压判断单元判断电池电压高于额定标称电池电压93.75％后，则控制加速启动单元加速启动电动自行车，随后限流控制单元判断是否达到限流值，如果达到限流值则控制PWM设定值调整单元减小PWM设定值，如没有达到限流值则控制PWM设定值调整单元增加PWM设定值，PWM设定值调整单元更新PWM设定值，控制电机驱动模块驱动电机；如果第一电压判断单元判断电池电压低于或等于额定标称电池电压93.75％后，欠压判断单元判断电池是否欠压，如果欠压则控制PWM设定值调整单元减小PWM设定值，如果不欠压则控制PWM设定值调整单元增加PWM设定值，PWM设定值调整单元更新PWM设定值，控制电机驱动模块驱动电机。

其中，所述PWM控制模块包括用于判断电压值的第二电压判断单元和用于加长或缩短PWM处理时间的PWM处理时间调整单元，所述第二电压判断单元具有输入端和输出端，所述PWM处理时间调整单元具有输入端和输出端；所述第二电压判断单元的输入端连接第一电压判断单元的第二输出端，所述第二电压判断单元的输出端连接PWM处理时间调整单元的输入端，所述PWM处理时间调整单元的输出端连接欠压判断单元的输入端；在第一电压判断单元判断电池电压低于或等于额定标称电池电压93.75％后，第二电压判断单元进一步判断电压：如果电压在额定标称电池电压79.16％～93.75％之间，则控制PWM处理时间调整单元加长PWM处理时间；如果电压小于额定标称电池电压79.16％，则控制PWM处理时间调整单元缩短PWM处理时间；然后判断电池是否欠压。