專利名稱：電動車燃油發電、空調控制裝置及控制方法
技術領域：
本發明涉及電動車控制裝置，具體涉及靠燃油發動機同時帶動發電機、空調壓縮機工作，用來增加電動車續航里程和調節駕駛室溫度的電動車燃油發電、空調控制裝置及控制方法。
背景技術：
隨著國民經濟的快速發展和國家的富民政策的實施，綠色環保、節能減排和低碳消費的概念已成為社會發展的主流，在國家鼓勵并支持電動汽車發展的政策下，人們對電動車的需求日益劇增，當前，雖然電動車在國內已經經歷了較長一段時期的發展，但還處于不完全成熟的初級階段。多年來，已有一些企業在生產純電動低速汽車，但該車還存在續航里程有限，無冷暖空調等舒適性設施的缺陷。為了解決這一技術難題，業內一些企業和文獻資料顯示，也有在電動車上安裝燃油發電機發電為蓄電瓶充電，用來解決電動車的續航能力差的難題，但是，不管怎樣，這些技術也只是利用燃油發動機帶動發電機用于電動車的發電增程，解決了電動車的續航問題，卻不能有效解決電動車的空調問題。還有一些企業采用電動空調壓縮機，也即使用電動馬達帶動空調壓縮機解決電動車的空調問題，但電動空調壓縮機必須使用蓄電瓶的電能，雖然解決了電動車的空調問題卻又降低了電動車的續航里程。若采用安裝燃油發電機，再使用電動空調壓縮機，這種技術仍存在較多缺陷:一是電動車的安裝空間有限，且安裝難度較大；二是增設一個空調電動機，成本較高；三是把蓄電瓶和發電機的電能通過電動機帶動壓縮機造成過程損耗等。
發明內容
本發明的目的在于提供一種電動車燃油發電、空調控制裝置及控制方法，它將發動機、發電機、空調壓縮機組合連接在一起，通過控制系統在蓄電瓶電壓較低時，自動啟動發電機工作，為蓄電瓶充電；蓄電瓶電量充足時，若未開啟空調系統，自動關閉發動機停止充電；當蓄電瓶電量充足且空調空縮機在工作過程中，則系統自動切斷發電機充電電路，以免造成蓄電瓶過充現象；若在充電過程中需要關閉空調，則系統自動控制空調壓縮機電磁離合器分離，使空縮機停止工作。發動機既可帶動發電機充電又可帶動空調壓縮機工作，既有效地解決了電動車的續航問題，提高了蓄電瓶的使用壽命，又解決了電動車空調使用問題。為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:—種電動車燃油發電、空調控制裝置，包括分別與發動機連接的發電機和空調壓縮機、蓄電瓶，所述的發動機、發電機、空調壓縮機與蓄電瓶之間還設有用于通過拾取發動機啟動模式開關、電動車加速器、蓄電瓶電壓等信號判斷并控制發動機、發電機、空調壓縮機有序工作的啟動控制模塊、用于發電機工作時防止蓄電瓶過充的充電截止模塊、用于防止啟動控制模塊過載的反向截流模塊、空調壓縮機開關、用于將發電機發出的三相電全橋整流后為蓄電瓶充電的三相整流模塊，所述蓄電瓶經充電截止模塊、三相整流模塊與發電機連接，蓄電瓶還經反向截流模塊與啟動控制模塊連接，所述空調壓縮機開關接啟動控制模塊的輸入端，所述充電截止模塊還接啟動控制模塊的輸出端，所述啟動控制模塊的輸入端還與發動機啟動模式開關、電動車加速器連接；啟動控制模塊的輸出端接發電機，所述啟動控制模塊的輸出端分別經發動機熄火線路、發動機油門控制裝置與發動機連接，啟動控制模塊的輸出端經壓縮機電磁離合器線路與空調壓縮機連接。上述電動車燃油發電、空調控制裝置，所述的啟動控制模塊由主控制芯片、與主控制芯片連接的副控制芯片、用于檢測蓄電瓶電壓的電壓比較電路、用于檢測電動車是否行駛的車速信號拾取電路、發動機轉速信號感應電路、用于控制發動機油門大小的油門控制電路、用于控制空調壓縮機開啟與關閉的壓縮機電磁離合器控制電路、用于控制發動機熄火的熄火控制電路、穩壓電路、用于發電機兼作發動機啟動電機時識別三相相序的發電機相序信號拾取電路、用于驅動三相電機運轉的A相MOS管驅動電路、B相MOS管驅動電路、C相MOS管驅動電路和限流保護電路、充電截止控制電路組成。其中:電壓比較電路、車速信號拾取電路、發動機啟動模式開關、發動機轉速信號感應電路接主控制芯片的輸入端，主控制芯片的輸出端分別經油門控制電路、壓縮機電磁離合器控制電路、熄火控制電路與發動機的發動機油門控制裝置、壓縮機電磁離合器線路、發動機的發動機熄火線路連接，電壓比較電路還與蓄電瓶連接；副控制芯片的輸入端接穩壓電路、發電機相序信號拾取電路，穩壓電路與蓄電瓶連接，副控制芯片的輸出端分別經A相MOS管驅動電路、B相MOS管驅動電路、C相MOS管驅動電路接發電機的三相電；限流保護電路接副控制芯片的輸入端；所述的充電截止控制電路與副控制芯片連接。所述的空調壓縮機開關接主控制芯片的輸入端。所述的發動機轉速信號感應電路還與發動機脈沖線圈連接。 所述的車速信號拾取電路還與電動車加速器連接。所述的反向截流模塊由反向截流電路組成，反向截流電路分別與蓄電瓶、A相MOS管驅動電路、B相MOS管驅動電路、C相MOS管驅動電路和限流保護電路連接。限流保護電路還與蓄電瓶負極連接。所述的充電截止模塊由充電截止開關電路組成，充電截止開關電路與充電截止控制電路連接；所述的三相整流模塊由三相整流電路組成；三相整流電路的三相輸入端接發電機的三相電，三相整流電路的輸出正極經充電截止開關電路接蓄電瓶的正極，三相整流電路的輸出負極接蓄電瓶的負極。上述電動車燃油發電、空調控制裝置，所述的充電截止控制電路由電阻R65、R67、R66、光電耦合器B6、三極管Q32、繼電器J4組成。電阻R65 —端接控制芯片IC3的CB輸出腳，另一端接光電稱合器B6的I腳,光電稱合器B6的輸出腳3經電阻R66接三極管Q32的I腳基極，光電耦合器B6的輸出腳3經電阻R67與蓄電瓶正極UC相連，三極管集電極2腳、光電耦合器B6的4腳、2腳分別與蓄電瓶負極相連。三極管Q32的極電極3腳經繼電器J4與蓄電瓶正極UC相連，續流二極管D7跨接在繼電器J4的兩端。所述的壓縮機電磁離合器控制電路07由電阻R63、R61、R62、光電稱合器B5、三極管Q31、繼電器J2組成。電阻R63 —端接主控制芯片IC4的LH輸出腳，另一端接光電耦合器B5的I腳，光電耦合B5的輸出腳3經電阻R62接三極管Q32的I腳基極，光電耦合B5的輸出腳3經電阻R61與蓄電瓶正極UC相連，三極管集電極2腳、光電耦合器B5的4腳、2腳分別與蓄電瓶負極相連。三極管Q31的極電極3腳經繼電器J2與蓄電瓶正極UC相連，續流二極管D6跨接在繼電器J2的兩端。繼電器J2的常開觸點一端連接逆變低壓電源BCC，繼電器J2的常開觸點另一端連接空調壓縮機電磁離合線圈DLH的一端，空調壓縮機電磁離合線圈DLH和另一端接蓄電瓶負極。所述的充電截止開關電路由繼電器J4常開觸點CK組成，繼電器J4常開觸點G1、G2 —端連接蓄電瓶正極，繼電器J4常開觸點G1、G2的另一端連接三相整流電路18的輸出端。一種電動車燃油發電、空調控制裝置的控制方法，包含以下步驟:步驟101:程序開始并初始化后，主控制芯片IC4通過拾取發動機啟動模式開關的信號判斷是否有啟動指令，是:則進入步驟102，否:循環判斷是否有啟動指令；步驟102:通過拾取空調壓縮開關信號判斷是否有使用空調的指令:是:進入步驟113，否:進入步驟103 ；步驟103:程序內部固化有蓄電瓶電壓值，電壓值一般設定在蓄電瓶總電量的40 %左右，主控制芯片通過拾取當前蓄電瓶的電壓由電壓比較電路與固化的蓄電瓶電壓值對比，判斷蓄電瓶是否低于預設的啟動電壓:是:則主控制芯片向副控制芯片發出啟動指令，副控制芯片根據發電機相序信號拾取電路拾取的相序位置信號再由副控制芯片控制A、B、C相MOS管驅動電路依次分相通斷蓄電瓶向發電機各相線的供電，此時，三相永磁發電機充當發動機啟動電機使用，進而啟動發動機然后進入步驟104 ；否:則返回步驟102，繼續判斷是否有空調指令；步驟104:檢測發動機轉速確定發動機是否已啟動:主控制芯片通過發動機轉速感應電路拾取的發動機當前轉速信號，與程序內部固化的識別發動機已啟動的轉速值對t匕，判斷當前發動機轉速是否已達到設定的轉速:是:即已達到設定的轉速，則該步驟確定發動機已啟動，然后關閉啟動指令，進入步驟106 ；否:則進入步驟105;步驟105:檢測是否達到設定的啟動次數:在程序內固化有發動機一個啟動過程的啟動次數，設定啟動次數為3次,每次啟動時間設定為3秒鐘,若一次未能啟動發動機,則與再次啟動設有間隔時間，設定的間隔時間為3秒鐘:是:即判斷結果已經達到設定次數，則關閉發動機程序返回，關閉發動機是指通過程序控制熄火電路，使發動機的熄火線接地，進而使發動機熄火；否:即該步驟的判斷結果沒有達到設定的啟動次數，則繼續啟動發動機，并返回步驟 104 ；步驟106:判斷系統電壓是否超過設定的電壓值:程序內部固化有最高電壓值，在蓄電瓶電壓充滿后、發電機發電電量使蓄電瓶充滿、電瓶線接觸不良或掉線都會使系統電壓增高，程序通過電壓比較電路拾取的當前電壓信號與內部固化的最高電壓值對比，判斷系統電壓是否超過設定的電壓值:是:則關閉發動機程序返回；否:則進入步驟107;步驟107:判斷電動車加速器是否動作:主控制芯片通過車速信號拾取電路判斷電動車加速器是否有加速信號使電動車行駛:是:則關閉油門控制電路，進而使發動機轉速達到工作轉速狀態，然后進入步驟108 ；否:則開啟油門控制電路，油門控制電路開啟后，控制發動機油門控制裝置，進而控制發動機油門使發動機進入低轉速狀態，然后進入步驟108 ；步驟108:判斷是否有空調指令:主控制芯片通過拾取空調壓縮機開關信號判斷是否有空調開啟指令:是:則程序返回；否:進入步驟109 ；步驟109:判斷是否有發動機關閉指令:主芯片通過拾取發動機啟動模式開關信號判斷是否有發動機關閉指令:是:關閉發動機后程序返回；否:返回步驟106 ；步驟113:判斷發動機是否已啟動:是:進入步驟116;否:啟動發動機后進入步驟114 ;步驟114:檢測發動機轉速確定發動機是否已啟動:是:關閉啟動指令后進入步驟116 ;否:進入步驟115;步驟115:檢測是否達到設定的啟動次數:是:程序返回；否:繼續啟動發動機，程序返回114步驟；步驟116:判斷是否達到超壓保護值:系統內部固化有最高保護電壓值，最高保護電壓值是真對發電機工作時蓄電瓶接線端子接觸不良、掉線產生的高虛電壓進行保護，系統通過電壓比較電路拾取當前系統電壓與內部固化的超壓保護值進行對比，判斷是否達到超壓保護值:是:則自動斷開壓縮機電磁離合器電路、關閉發動機后程序返回；否:則接通壓縮機電磁離合器電路，使空調壓縮機開始工作，然后進入117步驟；步驟117:判斷蓄電瓶是否已飽和:系統內固化有蓄電瓶電飽和電壓值，發電機把蓄電瓶電壓充滿至飽和狀態或蓄電瓶電壓自身已在飽和狀態，即發電機無需再為蓄電瓶充電:是:即飽和，系統自動斷開充電截止控制電路，進而控制充電截止開關電路，斷開三相整流電路至蓄電瓶的供電，以免出現蓄電瓶過充現象；
否:即非飽和，系統自動開啟充電截止控制電路，進而接通三相整流電路至蓄電瓶的供電，此時，發動機即可帶動空調壓縮機正常工作，又可帶動發電機為蓄電瓶正常充電，然后進入118步驟；步驟118:判斷電動車加速器是否動作:主控制芯片通過車速信號拾取電路判斷電動車加速器是否有加速信號使電動車行駛:是:則關閉油門控制電路，進而使發動機轉速達到工作轉速狀態，然后進入步驟119 ；否:則開啟油門控制電路，油門控制電路開啟后，控制發動機油門控制裝置，進而控制發動機油門使發動機進入低轉速狀態，然后進入步驟119 ；步驟119:判斷是否關閉空調指令:是:斷開電磁離合器電路，關閉發動機后程序返回；否:返回步驟116。由于采用上述技術方案，本發明的有益效果為:一是:發動機啟動控制模塊中的三相MOS管驅動電路同樣具有整流充電功能，但兩千瓦以上的發電機、40A以上的用電量，必需加大MOS管功率，加大MOS管功率會導致與該方案相比增加較大的成本，且還會導致控制驅動電路熱量過高、容易造成損壞。本發明采用反向截流模塊的作用在于:反向截流模塊為單向通電電路，該模塊只為啟動控制模塊中的三相MOS管驅動電路正向供電，進而通過兼作啟動機的發電機運轉啟動發動機，發電機運轉后發出的電能通過反向截流模塊切斷向蓄電瓶的供電，使啟動控制模塊失去充電功能，不再出現過充現象。發電機發出的電量通過與啟動控制模塊并接的三相整流電路進行整流后為蓄電瓶和電動車驅動電機提供電能，既降低了啟動控制模塊的成本、滿足了大功率發電機的整流需求，又實現了系統自動控制的有益效果。第二:發動機、發電機、空調壓縮機為一體化連接結構，組成發電空調機組，在蓄電瓶電壓較低時，啟動控制模塊把通過反向截流模塊獲取的蓄電瓶電量經MOS管驅動電路分相后自動驅動發電機運轉，進而啟動發動機工作為蓄電瓶充電，當蓄電瓶電量充足時，若未開啟空調系統，則自動關閉發動機進而停止為蓄電瓶充電，達到節能的有益效果。當蓄電瓶電量充足且需要空調空縮機工作時，啟動控制模塊自動控制充電截止模塊切斷發電機經三相整流模塊向蓄電瓶的充電電路，達到了避免造成蓄電瓶過充的有益效果。電動車在行駛過程中，蓄電瓶貯存電量慢慢下降，當下降至預置的電壓值時，啟動控制模塊自動控制充電截止模塊，使充電截止模塊接通發電機經三相整流模塊向蓄電瓶的充電電路，為蓄電瓶及時提供充足的電量，達到了避免蓄電瓶虧電的有益效果。若在發電機為蓄電瓶充電的過程中需要關閉空調，則啟動控制模塊自動斷開空調壓縮機電磁離合器的供電，使電磁離合器分離進而使空調壓縮機停止工作，達到了減少發動機負荷、節約燃油自動化控制的有益效果。其三:發電空調機組工作后，電動車在減速滑行、中途短時暫停行駛時，只要電動車加速器回到起始位置，則啟動控制模塊自動控制發動機油門控制裝置，使發動機轉速進入低速運轉狀態，達到了節能減排、減少發動機磨損的有益效果。本發明:發動機既可帶動發電機充電又可帶動空調壓縮機工作，既有效地解決了電動車的續航里程問題，提高了蓄電瓶的使用壽命，又解決了電動車空調使用的問題，結合自動控制模塊的智能控制手段根據需要，適時開啟或關閉發電機的充電電路和空調壓縮機的電磁離合器電路，達到了最佳的智能控制效果，為電動車的迅速普及、提升消費者的滿意度打下了良好的技術基礎。本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書，權利要求書，以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述。圖1為本發明結構原理方框2為本發明電路原理框3為本發明主控制電路結構4為本發明副控制電路結構5為本發明控制程序流程中標記:001-發動機002-發電機003-空調壓縮機004-蓄電瓶005-啟動控制模塊006-充電截止模塊007-反向截流模塊008-發動機啟動模式開關009-電動車加速器010-空調壓縮機開關011-三相整流模塊012-發動機熄火線路013-發動機油門控制裝置014-壓縮機電磁離合器線路02-電壓比較電路04-車速信號拾取電路05-發動機轉速信號感應電路06-油門控制電路07-壓縮機電磁離合器控制電路08-熄火控制電路09-反向截流電路10-穩壓電路11-發電機相序信號拾取電路12-充電截止控制電路13-充電截止開關電路14-A相MOS管驅動電路15-B相MOS管驅動電路16-C相MOS管驅動電路17-限流保護電路18-三相整流電路
具體實施例方式如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種電動車燃油發電、空調控制裝置，包括分別與發動機001連接的發電機002和空調壓縮機003、蓄電瓶004。所述的發動機001、發電機002、空調壓縮機003與蓄電瓶004之間還設有啟動控制模塊005、充電截止模塊006、反向截流模塊007、空調壓縮機開關010、三相整流模塊011 ;所述蓄電瓶004經充電截止模塊006、三相整流模塊011與發電機002連接，蓄電瓶004還經反向截流模塊007與啟動控制模塊005的連接，所述空調壓縮機開關010與啟動控制模塊005連接，所述充電截止模塊006還與啟動控制模塊005連接，所述啟動控制模塊005還與發動機啟動模式開關008、電動車加速器009連接；啟動控制模塊005與發電機002連接，所述啟動控制模塊005的輸出端分別經發動機熄火線路012、發動機油門控制裝置013與發動機001連接，啟動控制模塊005的輸出端經壓縮機電磁離合器線路014與空調壓縮機003連接。所述的啟動控制模塊005由主控制芯片IC4、與主控制芯片IC4連接的副控制芯片IC3、用于檢測蓄電瓶電壓的電壓比較電路02、用于檢測電動車是否行駛的車速信號拾取電路04、發動機轉速信號感應電路05、用于控制發動機油門大小的油門控制電路06、用于控制空調壓縮機開啟與關閉的壓縮機電磁離合器控制電路07、用于控制發動機熄火的熄火控制電路08、穩壓電路10、用于發電機兼作發動機啟動電機時識別三相相序的發電機相序信號拾取電路11、用于驅動三相電機運轉的A相MOS管驅動電路14、B相MOS管驅動電路15、C相MOS管驅動電路16和限流保護電路17、充電截止控制電路12組成；其中:電壓比較電路02、車速信號拾取電路04、發動機啟動模式開關008、發動機轉速信號感應電路05接主控制芯片IC4的輸入端，主控制芯片IC4的輸出端分別經油門控制電路06、壓縮機電磁離合器控制電路07、熄火控制電路08與發動機001的發動機油門控制裝置013、壓縮機電磁離合器線路014、發動機001的發動機熄火線路012連接，電壓比較電路02還與蓄電瓶004連接；副控制芯片IC3的輸入端接穩壓電路10、發電機相序信號拾取電路11，穩壓電路10與蓄電瓶004連接，副控制芯片IC3的輸出端分別經A相MOS管驅動電路14、B相MOS管驅動電路15、C相MOS管驅動電路16接發電機002的三相電；限流保護電路17接副控制芯片IC3的輸入端；所述的充電截止控制電路12與副控制芯片IC3連接。所述的空調壓縮機開關010接主控制芯片IC4的輸入端。所述的發動機轉速信號感應電路05還與發動機脈沖線圈連接。所述的車速信號拾取電路04還與電動車加速器009連接。所述的反向截流模塊007由反向截流電路09組成，反向截流電路09分別與蓄電瓶004、A相MOS管驅動電路14、B相MOS管驅動電路15、C相MOS管驅動電路16連接。限流保護電路17與蓄電瓶004負極連接。所述的充電截止模塊006由充電截止開關電路13組成，充電截止開關電路13與充電截止控制電路12連接。所述的三相整流模塊011由三相整流電路18組成；三相整流電路18的三相輸入端接發電機002的三相電，三相整流電路18的輸出正極經充電截止開關電路13接蓄電瓶004的正極，三相整流電路18的輸出負極接蓄電瓶004的負極。本實施例中，充電截止控制電路12、壓縮機電磁離合器控制電路07、充電截止開關電路13為一種電路結構，還可以通過其它電路結構實現充電截止控制和壓縮機電磁離合器控制，上述各部分電路結構為:充電截止控制電路12由電阻R65、R67、R66、光電耦合器B6、三極管Q32、繼電器J4組成。其中，電阻R65 —端接控制芯片IC3的CB輸出腳，另一端接光電耦合器B6的I腳，光電I禹合器B6的輸出腳3經電阻R66接三極管Q32的I腳基極,光電I禹合器B6的輸出腳3經電阻R67與蓄電瓶正極UC相連，三極管集電極2腳、光電耦合器B6的4腳、2腳分別與蓄電瓶負極相連。三極管Q32的極電極3腳經繼電器J4與蓄電瓶正極UC相連，續流二極管D7跨接在繼電器J4的兩端；壓縮機電磁離合器控制電路07由電阻R63、R61、R62、光電稱合器B5、三極管Q31、繼電器J2組成。其中，電阻R63—端接主控制芯片IC4的LH輸出腳，另一端接光電耦合器B5的I腳，光電耦合器B5的輸出腳3經電阻R62接三極管Q32的I腳基極，光電耦合器B5的輸出腳3經電阻R61與蓄電瓶正極UC相連，三極管集電極2腳、光電耦合器B5的4腳、2腳分別與蓄電瓶負極相連。三極管Q31的極電極3腳經繼電器J2與蓄電瓶正極UC相連，續流二極管D6跨接在繼電器J2的兩端。繼電器J2的常開觸點一端連接逆變低壓電源BCC，繼電器J2的常開觸點的另一端連接空調壓縮機電磁離合線圈DLH的一端，空調壓縮機電磁離合線圈DLH的另一端接蓄電瓶負極。
所述的充電截止開關電路13由繼電器J4常開觸點CK組成。繼電器J4常開觸點Gl、G2 一端連接蓄電瓶正極，繼電器J4常開觸點Gl、G2的另一端連接由二極管D21、D22、D23、D24、D25、D26組成的三相整流電路18的正極輸出端。本實施例中:除上述電路外，其它各部分電路為實現本發明所設計的電路結構，與本實施例的電路功能相同的電路較多，本實施例只公開了 一種電路結構，各部分電路結構如下:發動機啟動模式開關008為按鈕開關AN-1，按鈕開關AN-1的一端接主控制芯片IC4的KG腳輸入端，按鈕開關AN-1的另一端接地。空調壓縮機開關010為按鈕開關AN-2，按鈕開關AN-2的一端按主控制芯片IC4的CN-2腳輸入端，按鈕開關AN-2的另一端接地。所述的發電機相序信號拾取電路11由電阻R060、R061、R062、電容C020、C021、C022組成；電阻R060、R061、R062的一端分別接三相永磁發電機霍爾輸出線，另一端經電容C020、C02UC022 濾波后接副控制芯片 IC3 的 ACAL-1、BCAL-1、CCAL-1 腳；所述的反向截流電路09的一端接蓄電瓶004的正極，反向截流電路09的另一端接A相MOS管驅動電路14、B相MOS管驅動電路15、C相MOS管驅動電路16。反向截流電路09由反向截流二極管DOlO組成，反向截流二極管DOlO的輸入端接蓄電瓶正極，反向截流二極管DOlO的輸出端接A相MOS管驅動電路中MOS管Q05的3腳、B相MOS管驅動電路中MOS管Q013的3腳、C相MOS管驅動電路中MOS管Q021的3腳。所述的充電截止開關電路13由繼電器J4常開觸點CK組成。繼電器J4常開觸點Gl、G2 一端連接蓄電瓶正極，繼電器J4常開觸點Gl、G2的另一端連接由二極管D21、D22、D23、D24、D25、D26組成的三相整流電路18的正極輸出端。所述的三相整流電路18的三相輸入端分別與發電機的三相電連接；三相整流電路的正極輸出端經充電限流控制線路常開觸點Gl、G2接蓄電瓶正極，三相整流電路的負極輸出端接蓄電瓶負極，其電路結構為:三相整流電路18由整流二極管021、022、023、024、025、026組成，由整流二極管D21、D22、D23、D24、D25、D26組成的三相整流橋的正極輸出端接充電限流線路，三相整流橋的負極輸出端接蓄電瓶負極。三相整流橋的三個輸入端接發電機相線。所述的限流保護電路17由取樣電阻RA組成，取樣電阻RA的一端接地，取樣電阻RA的另一端分別接A相MOS管驅動電路中MOS管Q09的2腳、B相MOS管驅動電路中MOS管Q17的2腳、C相MOS管驅動電路中MOS管Q25的2腳，取樣電阻RA的另一端還經電阻R42與副控制芯片IC3的MAX腳連接。穩壓電路10以及結構相同的A相MOS管驅動電路14、B相MOS管驅動電路15、C相MOS管驅動電路16為本領域常用電路結構，不再贅述。所述的電壓比較電路02由電阻R50、R51、R52組成，電阻R50的一端接蓄電瓶的正極，電阻R50的另一端分別接電阻R51、R52的一端，電阻R51的另一端接地，電阻R52的另一端接主控制芯片IC4的BJ腳。所述的車速信號拾取電路04包括霍爾集成塊IC6、電阻R55、R56 ;霍爾集成塊IC6的I腳接主控制芯片IC4的VCC腳，霍爾集成塊IC6的3腳經電阻R56接主控制芯片IC4的CS腳，霍爾集成塊IC6的2腳接地，電阻R55跨接在霍爾集成塊IC6的1、3腳之間。
所述的發動機轉速信號感應電路05包括電阻R57、光電耦合器B3 ;電阻R57的一端接發動機脈沖點火電路MH，電阻R57的另一端接光電耦合器B3的I腳，光電耦合器B3的3腳接主控制芯片IC4的GY腳，光電耦合器B3的2、4腳接地。所述的熄火控制電路08包括電阻R73、三極管Q33、二極管D8、繼電器J3 ;電阻R73的一端接主控制芯片IC4的XH腳，電阻R73的另一端接三極管Q33的基極，三極管Q33的集電極經二極管D8接VCC腳，繼電器J3跨接在二極管D8兩端，三極管Q33的發射極接地，繼電器J3的觸點KJ的一端接地，KJ的另一端接發動機脈沖點火電路MH。所述的油門控制電路06由電阻1 58、1 59、1 60、達林頓管030、光電耦合器財、二極管D5、吸拉繼電器Jl組成；電阻R58的一端接蓄電瓶正極UC,電阻R58的另一端分別接光電率禹合器B4的3腳和電阻R60的一端，電阻R60的另一端接達林頓管Q30的I腳,達林頓管Q30的3腳經吸拉繼電器Jl接蓄電瓶正極UC，達林頓管Q30的2腳接地，二極管D5跨接在吸拉繼電器Jl兩端，電阻R59的一端接主控制芯片的YM腳，電阻R59的另一端接光電耦合器B4的I腳，光電耦合器B4的2、4腳接地。本發明實施例中的發電機為三相永磁電機。發電增程模式分為有限增程模式和無限增程模式，其區別在于:有限增程的發電機功率小于電動車驅動電機的功率，此種增程方式能夠有限增加電動車的續航里程，在使用時只要電動車開始行駛，往往需要同時啟動增程發電系統，這種結構在程序工作時的前期步驟不再判斷蓄電瓶004電壓，只要按動發動機啟動模式開關008可隨時啟動增程發電機002。無限增程模式的增程發電機功率大于電動車的驅動電機功率，此種增程方式只要有充足的燃料就能夠無限增加電動車的續航里程，在蓄電瓶004電量較充足的情況下，不需要提前開啟增程發電系統。以下所描述的是無限增程模式的工作原理。該方案的工作模式主要分為兩種:一是只使用發電增程模式，二是發電增程和空調壓縮機聯合工作模式。其主要區別在于:不使用空調功能時的工作方法和使用空調后的工作方法不同。工作時，駕駛員打開鑰匙開關，啟動控制模塊005的控制芯片初始化，等待駕駛員按動相關控制按鈕發出的指令。只按動發動機啟動模式開關008時，啟動控制模塊005判斷蓄電瓶004電壓如果低于系統內部預設的電壓值，則發動機001會立即啟動，如果此時電壓較高，則發電增程系統不會啟動，等待電動車行駛后電量消耗到設定的值后再自動啟動增程發動機001。發動機001啟動后，系統循環檢測蓄電瓶004電壓、電動車加速器009的工作位置、發動機001的關閉指令和開啟空調指令，因增程發電機002為蓄電瓶004充電使蓄電瓶004飽和或接線端子接觸不良、掉線等原因引起的系統電壓超過最高電壓值，則系統自動關閉發動機001進行保護。電動車未行駛或中途減速滑行時，只要電動車加速器009回到起始位置，系統自動使發動機001轉速下降至節油、防蓄電瓶過充狀態，只要電動車加速器009離開起始位，發動機001轉速立即恢復至正常工作狀態。在發電增程模式工作過程中，只要按動空調壓縮機開關010，系統立即進入發電增程和空調壓縮機聯合工作模式。若在程序初始化時同時按 動發動機啟動模式開關008和空調壓縮機開關010，啟動控制模塊005使空調壓縮機003先處于分離狀態，以便減少發動機001啟動阻力，然后，使發動機001啟動。程序從只使用發電增程模式時轉換到發電增程和空調壓縮機聯合工作模式時，程序先判斷發動機OOl是否已啟動,若發動機001沒有啟動，則重新啟動發動機001，若發動機001已啟動，則系統接通空調壓縮機電磁離合器控制電路07，使空調壓縮機003正常工作。該模式在工作過程中，由于發電機002在源源不斷為蓄電瓶004提供電能，若電動車驅動電機消耗的電量較小，會使蓄電瓶004電壓進入飽和狀態,此時啟動控制模塊005自動斷開發電機002經三相整流電路18向蓄電瓶004的供電電路，防止蓄電瓶004過充，蓄電瓶004電壓降低后，啟動控制模塊005自動接通蓄電瓶004的供電電路。電動車加速器009的動作位置對發動機001的油門控制與發電增程模式工作程序相同。在發電增程和空調壓縮機聯合工作模式時，只要斷開空調壓縮機開關010，程序自動轉入發電增程模式。如圖5所示，一種電動車燃油發電、空調控制裝置的控制方法，包含以下步驟:步驟101:程序開始并初始化后，主控制芯片IC4通過拾取發動機啟動模式開關的信號判斷是否有啟動指令:是:則進入步驟102;否:循環判斷是否有啟動指令；步驟102:通過拾取空調壓縮開關信號判斷是否有使用空調的指令:是:進入步驟113;否:進入步驟103;步驟103:程序內部固化有蓄電瓶電壓值，電壓值一般設定在蓄電瓶總電量的40 %左右，主控制芯片通過拾取當前蓄電瓶的電壓由電壓比較電路與固化的蓄電瓶電壓值對比，判斷蓄電瓶是否低于預設的啟動電壓:是:則主控制芯片向副控制芯片發出啟動指令，副控制芯片根據發電機相序信號拾取電路拾取的相序位置信號再由副控制芯片控制A、B、C相MOS管驅動電路依次分相通斷蓄電瓶向發電機各相線的供電，此時，三相永磁發電機充當發動機啟動電機使用，進而啟動發動機然后進入步驟104 ；否:則返回步驟102，繼續判斷是否有空調指令；步驟104:檢測發動機轉速確定發動機是否啟動:主控制芯片通過發動機轉速感應電路拾取的發動機當前轉速信號，與程序內部固化的識別發動機已啟動的轉速值對比，判斷當前發動機轉速是否已達到設定的轉速:是:即已達到設定的轉速，則該步驟確定發動機已啟動，然后關閉啟動指令，進入步驟106 ；否:則進入步驟105;步驟105:檢測是否達到設定的啟動次數:在程序內固化有發動機一個啟動過程的啟動次數，設定啟動次數為3次,每次啟動時間設定為3秒鐘,若一次未能啟動發動機,則與再次啟動設有間隔時間，設定的間隔時間為3秒鐘:是:即判斷結果已經達到設定次數，則關閉發動機程序返回，關閉發動機是指通過程序控制熄火電路，使發動機的熄火線接地，進而使發動機熄火；否:即該步驟的判斷結果沒有達到設定的啟動次數，則繼續啟動發動機，并返回步驟 104 ；步驟106:判斷系統電壓是否超過設定的電壓值:程序內部固化有最高電壓值，在蓄電瓶電壓充滿后、發電機發電電量使蓄電瓶充滿、電瓶線接觸不良或掉線都會使系統電壓增高，程序通過電壓比較電路拾取的當前電壓信號與內部固化的最高電壓值對比，判斷系統電壓是否超過設定的電壓值:是:則關閉發動機程序返回；否:則進入步驟107;步驟107:判斷電動車加速器是否動作:主控制芯片通過車速信號拾取電路判斷電動車加速器是否有加速信號使電動車行駛:是:則關閉油門控制電路，進而使發動機轉速達到工作轉速狀態，然后進入步驟108 ；否:則開啟油門控制電路，油門控制電路開啟后，控制發動機油門控制裝置，進而控制發動機油門使發動機進入低轉速狀態，然后進入步驟108 ；步驟108:判斷是否有空調指令:主控制芯片通過拾取空調壓縮機開關信號判斷是否有空調開啟指令:是:則程序返回；否:進入步驟109 ;步驟109:判斷是否有發動機關閉指令:主芯片通過拾取發動機啟動模式開關信號判斷是否有發動機關閉指令:是:關閉發動機后程序返回；否:返回步驟106 ；步驟113:判斷發動機是否已啟動:是:進入步驟116;否:啟動發動機后進入步驟114;步驟114:檢測發動機轉速確定發動機是否已啟動:是:關閉啟動指令后進入步驟116 ；否:進入步驟115;步驟115:檢測是否達到設定的啟動次數:是:程序返回；否:繼續啟動發動機,返回114步驟；步驟116:判斷是否達到超壓保護值:系統內部固化有最高保護電壓值，最高保護電壓值是真對發電機工作時蓄電瓶接線端子接觸不良、掉線產生的高虛電壓進行保護，系統通過電壓比較電路拾取當前系統電壓與內部固化的超壓保護值進行對比，判斷是否達到超壓保護值:是:則自動斷開壓縮機電磁離合器電路、關閉發動機后程序返回；否:則接通壓縮機電磁離合器電路，使空調壓縮機開始工作，然后進入117步驟；步驟117:判斷蓄電瓶是否已飽和:系統內固化有蓄電瓶電飽和電壓值，發電機把蓄電瓶電壓充滿至飽和狀態或蓄電瓶電壓自身已在飽和狀態，即發電機無需再為蓄電瓶充電:是:即飽和，系統自動斷開充電截止控制電路，進而控制充電截止開關電路，斷開三相整流電路至蓄電瓶的供電，以免出現蓄電瓶過充現象；
否:即非飽和，系統自動開啟充電截止控制電路，進而接通三相整流電路至蓄電瓶的供電，此時，發動機即可帶動空調壓縮機正常工作，又可帶動發電機為蓄電瓶正常充電，然后進入118步驟；步驟118:判斷電動車加速器是否動作:主控制芯片通過車速信號拾取電路判斷電動車加速器是否有加速信號使電動車行駛:是:則關閉油門控制電路，進而使發動機轉速達到工作轉速狀態，然后進入步驟119 ；否:則開啟油門控制電路，油門控制電路開啟后，控制發動機油門控制裝置，進而控制發動機油門使發動機進入低轉速狀態，然后進入步驟119 ；步驟119:判斷是否關閉空調指令:是:斷開電磁離合器電路，關閉發動機后程序返回；否:返回步驟116。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本發明的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種電動車燃油發電、空調控制裝置，包括分別與發動機(OOl)連接的發電機(002)和空調壓縮機(003)、蓄電瓶(004)，其特征在于:所述的發動機(001)、發電機(002)、空調壓縮機(003)與蓄電瓶(004)之間還設有用于通過拾取發動機啟動模式開關、電動車加速器、蓄電瓶電壓等信號，決斷并控制發動機、發電機、空調壓縮機有序工作的啟動控制模塊(005)、用于發電機工作時防止蓄電瓶過充的充電截止模塊(006)、用于防止啟動控制模塊過載的反向截流模塊(007)、空調壓縮機開關(010)、三相整流模塊(011)，所述蓄電瓶(004)經充電截止模塊(006)、三相整流模塊(011)與發電機(002)連接，蓄電瓶(004)還經反向截流模塊(007)與啟動控制模塊(005)的輸入端連接，所述空調壓縮機開關(010)接啟動控制模塊(005)的輸入端，所述充電截止模塊(006)還接啟動控制模塊(005)的輸出端，所述啟動控制模塊(005)的輸入端還與發動機啟動模式開關(008)、電動車加速器(009)連接；啟動控制模塊(005)的輸出端接發電機(002)，所述啟動控制模塊(005)的輸出端分別經發動機 熄火線路(012)、發動機油門控制裝置(013)與發動機連接，啟動控制模塊(005)的輸出端經壓縮機電磁離合器線路(014)與空調壓縮機(003)連接。
2.根據權利要求1所述的電動車燃油發電、空調控制裝置，其特征在于:所述的啟動控制模塊(005)由主控制芯片(IC4)、與主控制芯片(IC4)連接的副控制芯片(IC3)、用于檢測蓄電瓶電壓的電壓比較電路(02)、用于檢測電動車是否行駛的車速信號拾取電路(04)、發動機轉速信號感應電路(05)、用于控制發動機油門大小的油門控制電路(06)、用于控制空調壓縮機開啟與關閉的壓縮機電磁離合器控制電路(07)、用于控制發動機熄火的熄火控制電路(08)、穩壓電路(10)、用于發電機兼作發動機啟動電機時識別三相相序的發電機相序信號拾取電路(11)、用于驅動三相電機運轉的A相MOS管驅動電路(14)、B相MOS管驅動電路(15)、C相MOS管驅動電路(16)和限流保護電路(17)、充電截止控制電路(12)組成；其中:電壓比較電路(02)、車速信號拾取電路(04)、發動機啟動模式開關(008)、發動機轉速信號感應電路(05)接主控制芯片(IC4)的輸入端，主控制芯片(IC4)的輸出端分別經油門控制電路(06)、壓縮機電磁離合器控制電路(07)、熄火控制電路(08)與發動機(001)的發動機油門控制裝置(013)、壓縮機電磁離合器線路(014)、發動機(001)的發動機熄火線路(012)連接，電壓比較電路(02)還與蓄電瓶(004)連接；副控制芯片(IC3)的輸入端接穩壓電路(10)、發電機相序信號拾取電路(11)，穩壓電路(10)與蓄電瓶(004)連接，副控制芯片(IC3)的輸出端分別經A相MOS管驅動電路(14)、B相MOS管驅動電路(15)、C相MOS管驅動電路(16)接發電機(002)的三相電；限流保護電路(17)接副控制芯片(IC3)的輸入端；所述的充電截止控制電路(12)與副控制芯片(IC3)連接； 所述的空調壓縮機開關(010)接主控制芯片(IC4)的輸入端； 所述的發動機轉速信號感應電路(05)還與發動機脈沖線圈連接； 所述的車速信號拾取電路(04)還與電動車加速器(009)連接； 所述的反向截流模塊(007)由反向截流電路(09)組成，反向截流電路(09)分別與蓄電瓶(004)、A相MOS管驅動電路(14)、B相MOS管驅動電路(15)、C相MOS管驅動電路(16)和限流保護電路(17)連接，限流保護電路(17)還與蓄電瓶(004)負極連接； 所述的充電截止模塊(006)由充電截止開關電路(13)組成，充電截止開關電路(13)與充電截止控制電路(12)連接； 所述的三相整流模塊(011)由三相整流電路(18)組成；三相整流電路(18)的三相輸入端接發電機(002)的三相電，三相整流電路(18)的輸出正極經充電截止開關電路(13)接蓄電瓶(004)的正極，三相整流電路(18)的輸出負極接蓄電瓶(004)的負極。
3.根據權利要求2所述的電動車燃油發電、空調控制裝置，其特征在于:所述的充電截止控制電路(12)由電阻R65、R67、R66、光電耦合器B6、三極管Q32、繼電器J4組成，其中，電阻R65 —端接控制芯片IC3的CB輸出腳,另一端接光電稱合器B6的I腳,光電稱合器B6的輸出腳3經電阻R66接三極管Q32的I腳基極，光電耦合器B6的輸出腳3經電阻R67與蓄電瓶正極UC相連，三極管集電極2腳、光電耦合器B6的4腳、2腳分別與蓄電瓶負極相連；三極管Q32的極電極3腳經繼電器J4與蓄電瓶正極UC相連，續流二極管D7跨接在繼電器J4的兩端； 所述的壓縮機電磁離合器控制電路(07)由電阻1 63、1 61、1 62、光電耦合器85、三極管Q31、繼電器J2組成，其中，電阻R63 —端接主控制芯片IC4的LH輸出腳，另一端接光電耦合器B5的I腳，光電耦合器B5的輸出腳3經電阻R62接三極管Q32的I腳基極，光電耦合器B5的輸出腳3經電阻R61與蓄電瓶正極UC相連,三極管集電極2腳、光電稱合器B5的4腳、2腳分別與蓄電瓶負極相連； 三極管Q31的極電極3腳經繼電器J2與蓄電瓶正極UC相連，續流二極管D6跨接在繼電器J2的兩端；繼電器J2的常開觸點一端連接逆變低壓電源BCC，另一端連接空調壓縮機電磁離合線圈DLH的一端，空調壓縮機電磁離合線圈DLH的另一端接蓄電瓶負極； 所述的充電截止開關電路(13)由繼電器J4常開觸點CK組成，繼電器J4常開觸點G1、G2 —端連接蓄電瓶正極，繼電器J4常開觸點G1、G2的另一端連接三相整流電路18的輸出端。
4.一種電動車燃油發電、空調控制裝置的控制方法，其特征在于:包含以下步驟: 步驟101:程序開始并初始化后判斷是否有啟動指令: 是:進入步驟102， 否:繼續判斷是否有啟動指令； 步驟102:判斷是否有空調指令: 是:進入步驟113， 否:進入步驟103 ； 步驟103:判斷是否低于預設啟動電壓: 是:啟動發動機工作后進入步驟104， 否:返回步驟102，繼續判斷是否有空調指令； 步驟104:檢測發動機轉速確定發動機是否啟動: 是:關閉啟動指令后進入步驟106, 否:進入步驟105 ； 步驟105:檢測是否達到設定的啟動次數: 是:關閉發動機程序返回， 否:繼續啟動發動機程序返回步驟104 ； 步驟106:判斷發電機的發電電壓是否超過系統設定值: 是:關閉發動機程序返回， 否:進入步驟107 ；步驟107:判斷電動車加速器是否動作:是:關閉油門控制電路后進入步驟108,否:開啟油門控制電路后進入步驟108 ；步驟108:判斷是否有空調指令:是:程序返回，否:進入步驟109 ； 步驟109:判斷是否有發動機關閉指令:是:關閉發動機后程序返回，否:返回步驟106 ；步驟113:判斷發動機是否已啟動:是:進入步驟116，否:啟動發動機后進入步驟114 ；步驟114:檢測發動機轉速確定發動機是否已啟動:是:關閉啟動指令后進入步驟116，否:進入步驟115 ；步驟115:檢測是否達到設定的啟動次數:是:程序返回，否:繼續啟動發動機并返回步驟114 ；步驟116:判斷是否達到超壓保護值:是:斷開電磁離合器電路，關閉發動機后程序返回，否:接通電磁離合器電路后進入步驟117 ；步驟117:判斷蓄電瓶是否已飽和:是:斷開充電截止控制電路后進入步驟118，否:開啟充電截止控制電路后進入步驟118 ；步驟118:判斷電動車加速器是否動作是:關閉油門控制裝置，進入步驟119否:開啟油門控制裝置，進入步驟119 ；步驟119:判斷是否關閉空調指令:是:斷開電磁離合器電路，關閉發動機后程序返回，否:返回步驟116。
全文摘要
本發明涉及一種電動車燃油發電、空調控制裝置及控制方法，發動機、發電機、空調壓縮機與蓄電瓶之間還設有啟動控制模塊、充電截止模塊、反向截流模塊、空調壓縮機開關、三相整流模塊，蓄電瓶經充電截止模塊、三相整流模塊與發電機連接，反向截流模塊與啟動控制模塊連接，充電截止模塊還接啟動控制模塊，并分別經發動機熄火線路、發動機油門控制裝置與發動機連接，經壓縮機電磁離合器線路與空調壓縮機連接。啟動控制模塊拾取發動機啟動模式開關、電動車加速器、蓄電瓶電壓、發動機轉速、空調壓縮機開關等信號判斷并控制發動機、發電機、空調壓縮機有序工作。本發明既滿足續航需求，也解決了電動車的空調問題，大大改善了電動車的駕乘環境。為我國電動車行業的又好又快發展提供了技術和裝備支撐。
文檔編號B60W10/04GK103085811SQ20111035308
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者韓群山, 馬華偉, 高代遠, 馬延昌 申請人:韓群山