电动车辆超速运转的保护系统的制作方法

本实用新型关于一种电动车辆的控制电路，特别是有关于一种能在电动车辆超速运转时降低反电动势的保护系统。

背景技术：

电动车辆顾名思义是以电力作为车辆的动力源，例如电动摩托车，一般而言于车辆上设置电池，利用该电池的电力推动车辆的马达产生运转，借此带动车辆移动前进。请参考图4所示，为现有电动车辆的控制电路示意图，图中表示在电动车辆的电池81及马达82之间设置一控制电路83，该控制电路83可将电池81中的电力转换为用于驱动马达82的工作电源，当马达82被驱动后产生转动，透过车辆中的传动机构驱使车轮旋转。

已知马达82在运转时自然会产生反电动势(counteremf)，反电动势会随着马达82转速升高而跟着增加。在电动车辆正常行驶的情况下，当马达82的反电动势等于电池81的电压时，即代表电动车辆正处于最高车速。

电动车辆在受到外力作用的情形下，马达82的运转有可能会超过最高的额定转速且反电动势升高，例如当车辆被拖动或是下坡距离长、速度快等情形，马达82均可被外力因素带动而超速运转，此时马达82相当于成为一发电机。由于马达82的反电动势已经高于电池81的电压，会因为此电压差的关系产生一充电电流而直接对控制电路83与电池81充电。当马达82超速运转而导致反电动势异常升高时，电动车辆有可能产生下列问题：

一、马达82转成发电机时，过大的充电电流或反电动势，可能烧毁电池81及控制电路83，或是减少电池81的寿命。

二、因为电池81通常会连接有一保护开关810，当控制电路83侦测到充电电流升高时可能触发保护机制，打开该保护开关810以中断电池81与控制器83之间的连接。但一旦电池81与控制电路83断开连接后，电动车辆整车即瞬间失去动力来源，而对骑乘者造成不便或甚至产生意外。

三、当触动保护机制使电池81与控制电路83断开后，电池81将不再吸收电能而失去对反电动势的缓冲效果，换句话说，反电动势或充电电流将有可能急剧拉高而烧毁控制电路83中的电子组件。

技术实现要素：

【实用新型所欲解决的问题】

本实用新型提供一种可以有效降低反电动势的电动车辆超速运转的保护系统，以期解决电动车辆中的马达因超速运转而导致反电动势异常升高的问题。

【解决问题的技术手段】

为实现上述目的，本实用新型“电动车辆超速运转的保护系统”包括有：

一电池，提供电力供该电动车辆使用；

一马达，用以驱动该电动车辆的车轮产生运转；

一控制电路，电性连接该电池及该马达，用以驱动该马达，其中，该控制电路判断该马达的实际转速已大于预设的一额定转速时，输出一反向磁场的电流至该马达，以降低该马达的反电动势。

进一步的，该控制电路包含有：

一处理器；

一驱动单元，电性连接该处理器及该电池，由该处理器来驱动该马达；

一内存，内部默认有电池电压及其分别对应的该额定转速。

进一步的，该处理器连接一油门开度传感器以接收一油门开度值；当该马达的实际转速已大于预设的该额定转速时，该处理器令该油门开度值归零，使该马达的输出功率为零。

进一步的，该驱动单元包含有复数个功率晶体管，用以将该电池的电力转换为三相电压并供应至该马达。

进一步的，该马达内部设置有至少一转速感测组件以感测该马达的实际转速，该实际转速提供至该处理器。

进一步的，该转速感测组件为霍尔组件。

进一步的，该控制电路电性连接该电动车辆的一显示仪表，其中，当该控制电路判断该马达的实际转速已大于预设的该额定转速时，该控制电路令该显示仪表显示一警告信息。

进一步的，该显示仪表所显示的该警告信息为图案符号、代码或标语文字中的至少一种。

进一步的，该电池连接有一保护开关。

进一步的，该保护开关为一继电器或为mos晶体管组件。

【实用新型的功效】

借由上述本实用新型技术手段，当马达超速运转时，控制电路将输出反向磁场的电流至马达，以减弱马达的反电动势，进而避免电池触发保护机制而使电动车辆整车失去动力；且可防止产生过大的充电电流对电池过度充电，因此可以延长电池寿命；降低控制电路因过高的反电动势而遭到高压破坏的可能性。

附图说明

图1：电动车辆超速运转的保护系统电路示意图。

图2：保护开关示意图。

图3：显示仪表示意图。

图4：先前技术中电动车辆的控制电路方块图。

【附图标记说明】

10电池11保护开关

20马达21转速感测组件

30控制电路31处理器

32驱动单元33内存

34油门开度传感器40显示仪表

81电池810保护开关

82马达83控制电路

q1～q6功率晶体管

具体实施方式

请参考图1，本实用新型是一种应用于电动车辆的保护系统，例如应用在电动摩托车，该保护系统包含有一电池10、一马达20及一控制电路30。

该电池10用于提供电动车辆所需要的电力，电池10可进一步连接一保护开关11，其中，该保护开关11可以是一继电器或是以图2所示的mos晶体管组件连接组成。

该马达20连接该控制电路30，马达20可为一永磁同步马达，用于驱动电动车辆的车轮而带动车辆行驶前进，在该马达20中设置有至少一个转速感测组件21，用以感测该马达20运转时的实际转速。在本实施例中，设置有三个霍尔组件以感测马达20的转速，三个霍尔组件感测产生的转速信号提供给控制电路30中的处理器31，使处理器31获得实时的转速，据此判断是否需要启动保护功能

该控制电路30连接该电池10，在本实施例中，该控制电路30包含了一处理器31、一驱动单元32、一内存33、一油门开度传感器34；该处理器31连接该驱动单元32、该内存33及该油门开度传感器34，该驱动单元32连接该电池10且包含有六个功率晶体管q1～q6，该六个功率晶体管q1～q6的导通、关闭动作则是由该处理器31输出各别的控制信号加以控制，可将电池10的电力转换为三相电压u、v、w并供应至马达20；该内存33内部默认有电池电压对应额定转速的关系表，也就是在电池10在何种电压下，该马达20可输出的最高转速(rpm)，举例而言，当电池10的电压分别是40v、50v、60v，该马达20的额定转速分别对应为400rpm、500rpm、600rpm。该油门开度传感器34则是感测使用者操作电动车辆把手时所输出的一油门开度值，该油门开度值提供给处理器31，使处理器31根据该油门开度值决定车速。

该控制电路30还可进一步连接至电动车辆的显示仪表40，如图3所示，该显示仪表40可显示电动车辆的状态信息，例如电量、实时车速、累积里程等，在本实用新型中可用以显示一警告信息。

以下进一步详细说明本实用新型的具体电路动作：电动车辆在运作时，马达20内部的转速感测组件21会持续感测马达20的实际转速并产生转速信号，该转速信号提供给处理器31进行判断。基于内存33中默认的电池电压—额定转速关系，该处理器31依据电池10的电压决定对应的额定转速，并将感测得到的实际转速与对应的额定转速相比较，当实际转速大于该额定转速，即判断马达20目前为超速运转，其中该处理器31在选择额定转速时，是根据电池10目前的实时电压而选择对应的额定转速，例如目前电池10的电压为50v时，所选择的额定转速为500rpm，当电池10的电压降为40v时，所选择的额定转速即为400rpm。

一旦判断马达20为超速运转时，处理器31首先将油门开度传感器34输出的油门开度值归零，令马达20的输出功率为零，再透过该驱动单元32进行弱磁操作，也就是控制该驱动单元32注入可产生反向磁场的电流至马达20，以降低马达20所产生的反电动势。

此外，当判断马达20为超速运转时，处理器31可以进一步控制在该显示仪表40上显示出一警告信息，提醒用户手动启动刹车功能，所显示的警告信息可以是一图案符号、代码、标语文字等其它供用户辨识的形式。而当处理器31再次判断马达20的实际转速已低于该额定转速后，即控制该显示仪表40不再显示该警告信息。

综上所述，本实用新型在马达20超速运转时，处理器31即控制该驱动单元22输出反向磁场的电流至马达20，以减弱马达20的反电动势，因此，本实用新型可达成下列功效：

一、避免电池10触发保护机制而使电动车辆整车失去动力，减少对骑乘者造成不便或产生意外。

二、因为反电动势的降低，可防止产生过大的充电电流对电池10过度充电，因此可以延长电池寿命。

三、避免过高的反电动势或充电电流对控制电路30造成损害，降低控制电路30中的各电子组件因过高的反电动势而遭到高压击穿的可能性。

四、当控制电路30判断该马达20的实际转速已大于预设的额定转速时，该控制电路30令显示仪表40显示一警告信息，例如显示一图案符号、代码或标语文字等，该警告信息可提醒用户车辆状态异常，令使用即刻作出紧急处置，例如手动启动刹车功能以减缓车速，避免车速过快导致危害，以保障使用者的行车安全。

虽然本实用新型已利用上述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本实用新型，任何所属领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的内，相对上述实施例进行各种更动与修改仍属本实用新型所保护的技术范畴，因此本实用新型的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。