電動自行車制動能量回收發電系統的製作方法

2023-07-01 16:30:46

專利名稱：電動自行車制動能量回收發電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動自行車自發電的系統，尤其涉及一種可以將制動過程的過剩能量轉化為電能以化學能形式儲存於蓄電池的系統。
背景技術：
過去十年間，國內電動自行車整體銷量規模已達到近I. 5億輛的規模，行業年產值近600億元。2011年，電動自行車行業產量已達2600萬輛。電動自行車使用電能這種清潔的能源，可以有效的減少城市內因汽車尾氣造成的汙染，是一種極為環保近乎零排放的交通工具。相比於自行車，電動自行車可以節省人力； 相比於摩託車，電動自行車構造簡單輕便，易於操作，車速適中，適合各個年齡段的群體使用。因以上優點，電動自行車迅速走入人們的日常生活，如今已經相當普及。然而，人們也發現了不少電動自行車的弊端，這也嚴重影響到了電動自行車產業的高速增長。首先，電動自行車的蓄電池儲能有限，電量不足之後將無法繼續行駛；其次，蓄電池的充電過程也相當漫長，浪費較多的時間。因此，如果可以讓電動自行車制動過程的過剩能量重新轉化為電能，將可以大大提高電動自行車的行駛路程。現有的解決方案主要有兩種I、利用電動自行車的輪轂電機來發電並為電動自行車充電。其不足之處在於輪轂電機的發電效率相對於勵磁交流發電機來說發電效率太低，並且輸出電壓太低，必須要有專門的升壓設備才可以為蓄電池充電，而現有的電動自行車都不具備升壓設備，因而充電效率極低。2、在電動自行車上安裝發電機。雖然在發電效率上提高了，但現有的技術都缺乏一種有效地控制方式，不能解決電動自行車在不需要發電時發電機所帶來的阻力問題。並且發電機的布置也比較複雜，對現有電動自行車的改動較大。
發明內容要解決的技術問題本發明的目的是提供一種電動自行車發電系統，將電動自行車制動過程的過剩能量轉化為電能以化學能形式存儲於蓄電池，以提高蓄電池儲能的利用率。技術方案一種電動自行車制動能量回收發電系統，包括前叉O、前輪輞I、蓄電池21，其特徵在於還包括輪轂錐齒輪2、發電機錐齒輪3、勵磁交流發電機4、電壓調節器17、矽整流器13 ;勵磁交流發電機4固定在電動自行車前叉O上，發電機錐齒輪3安裝在勵磁交流發電機4的主軸上；輪轂錐齒輪2固定與前輪輞I上，發電機錐齒輪3與輪輞錐齒輪2嚙合；勵磁交流發電機4的勵磁繞組與電壓調機器17相聯後接入蓄電池21，三相繞組連接矽整流器13後接入蓄電池21。在電壓調節器17與蓄電池21之間接有剎車斷電開關19。有益效果I、可以充分利用電動自行車蓄電池儲存的能量，將電動自行車制動過程的過剩能量轉化為電能存儲於蓄電池中，增加電動自行車的行駛路程；2、發電機採用勵磁式交流發電機，可以通過控制發電機勵磁繞組電流的大小進而控制發電機輸出電壓的高低。在電動自行車低速的時候可以增大勵磁電流使輸出電壓升高，高速時可以減小勵磁電流使輸出電壓降低。在電動自行車正常行駛時，勵磁交流發電機的勵磁繞組不會通電流，這樣發電機的轉子不會產生磁場，因而不會為電動自行車正常行駛帶來阻力； 3、交流發電機安裝於電動自行車的前叉上，不會對傳統的電動自行車結構造成太大改動，適合實際生產改裝；4、電動自行車制動時優先採取發電式制動，當需緊急制動時啟動機械制動。

圖I為本發明的結構示意圖；圖2為本發明的電路示意圖。 圖中0前叉，I前輪輞，2輪轂錐齒輪，3發電機錐齒輪，4勵磁交流發電機，5發電機輸出接線柱，6發電機輸出接線柱，7發電機輸出接線柱，8發電機勵磁繞組接線柱,9發電機勵磁繞組接線柱，10矽整流器輸入接線柱，11矽整流器輸入接線柱，12矽整流器輸入接線柱，13矽整流器，14矽整流器輸出接線柱，15矽整流器輸出接線柱，16電壓調節器接線柱，17電壓調節器，18電壓調節器接線柱，19剎車斷電開關，20電動自行車總開關，21蓄電池。
具體實施方式
如圖I示，輪轂錐齒輪2與發電機錐齒輪3嚙合，其中錐齒輪2固定在電動自行車前輪輞I上面，可以隨前輪輞一起轉動，發電機錐齒輪3安裝在勵磁交流發電機4的動力軸上，勵磁交流發電機固定在電動自行車的前叉上面。勵磁交流發電機轉子內部的勵磁繞組兩端引線分別焊接在彼此絕緣的兩個集電環上，兩個集電環與裝在後蓋上的電刷相接觸，這兩個電刷弓I出的接線柱分別為圖中的發電機勵磁繞組接線柱8，發電機勵磁繞組接線柱9。勵磁交流發電機定子的三相繞組引出接線柱分別為發電機輸出接線柱5，發電機輸出接線柱6，發電機輸出接線柱7。發電機輸出接線柱5,發電機輸出接線柱6和發電機輸出接線柱7的引線分別和娃整流器輸入接線柱10，矽整流器輸入接線柱11，矽整流器輸入接線柱12相聯，矽整流器輸出接線柱14引線與發電機勵磁繞組接線柱9引線匯合後接入蓄電池負極。發電機勵磁繞組接線柱8弓丨線與電壓調節器接線柱16相聯，電壓調節器接線柱18引線與剎車斷電開關19相聯，剎車開關引線出來和矽整流器輸出接線柱15引線匯合後與電動自行車總開關20相聯，電動自行車總開關引線出來接入蓄電池正極。[0026]剎車斷電開關19安裝在電動自行車閘把上，當拉緊閘把時，剎車斷電開關的觸頭鬆開，剎車斷電開關便由常開狀態轉為閉合。調節電動自行車的剎車，使剎車閘把留有一定的(如10%)活動餘量，在這活動餘量範圍內拉緊閘把不會啟動機械剎車。本發明的工作原理如下電動自行車使用時，用鑰匙打開總開關20，即使總開關20處於閉合狀態；正常行駛時，由於剎車斷電開關19處於常開狀態，勵磁交流發電機的勵磁繞組不會有電流流過，因而不會產生磁場，不會給電動自行車的正常行駛帶來阻力。閘把拉緊且在未到活動餘量(10%)範圍內時，電動自行車剎車斷電開關19閉合，發電機勵磁繞組由蓄電池供電開始有電流通過，電動自行車前輪輞通過錐齒輪帶動勵磁交流發電機轉子轉動，這樣勵磁交流發電機開始產生交流電流進入矽整流器後被整合為直流 電為蓄電池充電。當勵磁交流發電機輸出電壓低於蓄電池時，這時和勵磁繞組串聯的電壓調節器通過調節增大勵磁繞組的勵磁電流，增大勵磁交流發電機的輸出電壓，穩定的為蓄電池充電。在這個過程中，機械制動不會啟動，完全將制動過程的過剩能量轉化為電能存儲起來；閘把拉緊超過設定的活動餘量時,此時機械制動便會啟動，同時發電制動還在進行，二者同時工作，迅速減慢車速；制動結束鬆開閘把，剎車斷電開關19斷開，勵磁繞組的電流被切斷，發電機停止工作，電動自行車開始正常行駛。
權利要求1.一種電動自行車制動能量回收發電系統，包括前叉(O)、前輪輞(I)、蓄電池(21)，其特徵在於還包括輪轂錐齒輪(2)、發電機錐齒輪(3)、勵磁交流發電機(4)、電壓調節器(17)、矽整流器(13);勵磁交流發電機(4)固定在電動自行車前叉(O)上，發電機錐齒輪(3)安裝在勵磁交流發電機(4)的主軸上；輪轂錐齒輪(2)固定與前輪輞(I)上，發電機錐齒輪(3)與輪輞錐齒輪(2)嚙合；勵磁交流發電機(4)的勵磁繞組與電壓調機器(17)相聯後接入蓄電池(21)，三相繞組連接矽整流器(13)後接入蓄電池(21)。
2.根據權利要求I所述的電動自行車制動能量回收發電系統，其特徵在於在電壓調節器(17)與蓄電池(21)之間接有剎車斷電開關(19)。
專利摘要本實用新型涉及一種電動自行車制動能量回收發電系統，包括電動自行車前輪輞、錐齒輪、勵磁交流發電機、電壓控制器、矽整流器、蓄電池等，錐齒輪將前輪輞與固定於電動自行車前叉的勵磁交流發電機相聯，通過前輪轉動可以帶動交流發電機轉子轉動，當需要制動的時候交流發電機開始發電，產生交流電經過矽整流器整合後變為直流電為蓄電池充電，將電動自行車制動過程的過剩能量轉化為電能以化學能形式存儲於蓄電池供需要時使用。
文檔編號B60L7/10GK202573844SQ201220111440
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月22日 優先權日2012年3月22日
發明者禹亮, 王新升 申請人:西北工業大學