電動車能量回收控制電路及由該電路構成的汽車底盤的製作方法

2023-05-16 22:18:01 3

專利名稱：電動車能量回收控制電路及由該電路構成的汽車底盤的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動汽車的電動車能量回收控制電路及底盤，特別是一種可將電動汽車在運行中各種再生能源轉換成電能並回收的電動車能量回收控制電路及再生能源專用電動汽車底盤。屬於電動汽車技術領域。
技術背景電動汽車在運行中存在很多能夠再生的能源，如電動汽車在運行中的下坡、滑行、剎車、減速、高速運行振動、高速產生的風速、以及太陽能等，都能轉換成電能。目前，電動汽車領域存在很多轉換和回收上述再生能源的裝置，但它們有一個共同的不足之處就是只能將有穩定電流電壓輸出的一部分電能回收，而不能將全部轉換的電能回收，特別是回收時產生的大電流(200A以上)、高電壓(200V以上)、小電流(10A以下)、低電壓(低於供電電源以下的電壓)輸出的那部分電能，都無法回收而白白地被浪費掉了。而這些大電流、大電壓、小電流、低電壓的電能回收是目前電動汽車領域內的一大難題，這一難題如果解決了，就可以大大增加電動汽車的續駛裡程。比如收集一個強剎車一秒鐘轉換的電能量，就能使電動汽車正常運行三至五秒。電動汽車上坡、超車時，需要給電機大電流高電壓，普通蓄電池一般滿足不了這個條件，使電動汽車的動力不夠，也易使蓄電池超負荷，使蓄電池壽命縮短。另外，再生能源轉換回收裝置須固定安裝在電動汽車底盤上，因而必須考慮電動汽車底盤平衡的問題。

發明內容
本實用新型主要是針對上述不足之處而提供一種可將電動汽車在運行中所產生的再生能源所轉換的電能全部回收、且可瞬間輸出高電壓大電流的電動車能量回收控制電路。
本實用新型進一步的目的就是提供一種可將電動汽車在運行中所產生的再生能源所轉換的電能全部回收、且可瞬間輸出高電壓大電流的再生能源專用電動汽車底盤。
本實用新型電動車能量回收控制電路的技術解決方案是一種電動車能量回收控制電路，包括由微機與電調速控制器構成的控制電路、串聯在電動機迴路中的接觸器、串接在發電機迴路中的接觸器、二極體和蓄電池，其特徵是所述的蓄電池為兩組，其中一組蓄電池與反向二極體串聯後再與大容量超級電容器並聯構成高電壓充電支路；另一組蓄電池與電容器並聯後構成低電壓充電支路；該兩充電支路並聯聯接到電動車能量回收控制電路中的能量回收電路中，且該低電壓充電支路與高電壓充電支路之間設有直流電逆變升壓電路。
本實用新型再生能源專用電動汽車底盤的技術解決方案是一種再生能源專用電動汽車底盤，包括大梁、前橋、後橋、車輪、蓄電池、永磁磁阻電機、變速箱、壓縮機、方向機、剎車制動汽灌、以及電動車能量回收控制電路，電動車能量回收控制電路包括由微機與電調速控制器構成的控制電路、串聯在電動機迴路中的接觸器、串接在發電機迴路中的接觸器、二極體和蓄電池，其特徵是所述的電動車能量回收控制電路中的蓄電池為兩組，其中一組蓄電池與反向二極體串聯後再與大容量超級電容器並聯構成高電壓充電支路；另一組蓄電池與電容器並聯後構成低電壓充電支路；該兩充電支路並聯聯接到電動車能量回收控制電路中的能量回收電路中，且該低電壓充電支路與高電壓充電支路之間設有直流電逆變升壓電路。
本實用新型技術解決方案中所述的高電壓充電支路中的蓄電池與低電壓充電支路中的部分蓄電池分設在大梁的左右兩側，低電壓充電支路中的其餘部分蓄電池設在大梁的後部。
本實用新型由於將現有電動車能量回收控制電路中的蓄電池充電支路改變為兩組蓄電池充電支路，其中，一組蓄電池與反向二極體串聯後再與大容量超級電容器並聯構成高電壓充電支路；另一組蓄電池與電容器並聯後構成低電壓充電支路；該低電壓充電支路與高電壓充電支路之間設有直流電逆變升壓電路，因而，當電動汽車處於下坡、滑行、剎車、減速、高速振動時，或者裝有風力、太陽能發電裝置時，其中，具有穩定電流電壓輸出的電能能夠通過高電壓充電支路中反向的二極體向蓄電池充電，如同現有的電動車能量回收控制電路一樣；瞬時產生的大電流(200A以上)、高電壓(200V以上)的電能則會被先貯存到高電壓充電支路中的大容量超級電容器中，隨後再經過反向二極體向蓄電池充電；對低電壓(低於供電電源以下的電壓)、小電流的電能則經過低電壓充電支路向另一蓄電池充電，之後再經其與高電壓充電支路之間的直流電逆變升壓電路，向高電壓充電支路的蓄電池充電。
在現有由大梁、前橋、後橋、車輪、蓄電池、永磁磁阻電機、變速箱、壓縮機、方向機、剎車制動汽灌和電動車能量回收控制電路構成的再生能源專用電動汽車底盤中，由於在電動車能量回收控制電路中採用本實用新型的高、低電壓充電支路，且將高電壓充電支路中的蓄電池組放在大梁的一側，將低電壓充電支路中的部分蓄電池組放在大梁的另一側，將另外的部分蓄電池組放在大梁的後部，因而使再生能源專用電動汽車底盤不僅可以將全部的再生能源轉換的電能全部回收，而且底盤符合平衡的設計標準，大大增加電動汽車的續駛裡程。
本實用新型克服了現有技術的不足之處，具有可將電動汽車的再生能源轉換的電能全部回收，並可大大增加其續駛裡程的特點，主要用於電動汽車或者再生能源專用電動汽車底盤。


圖1是本實用新型電動車能量回收控制電路圖；圖2是本實用新型再生能源專用電動汽車底盤結構示意圖。
具體實施方式
電動車能量回收控制電路圖如圖1所示。由微機與DMOC645電調速控制器(美國太陽電公司)構成的控制電路Q1、永磁磁阻電機A、串聯在電動機迴路中的接觸器J2、J1、串接在發電機迴路中的接觸器J3、二極體D1、D2與現有電動車能量回收控制電路中的對應部分相同。控制電路Q1主要負責調速、剎車制動、能量回收等功能程序控制。永磁磁阻電機A既可用作電動機，又可用作發電機。不同的是採用高、低電壓充電支路。其中，高電壓充電支路由蓄電池組F1、直流二極體D3和大容量超級電容器C1構成，蓄電池組F1與二極體D3反向串接後再與電容器C1並聯。低電壓充電支路由蓄電池組F2和電容C2構成，為常規蓄電池充電電路。高、低電壓充電支路並聯後聯接到發電機迴路中。直流電逆變升壓電路Q2由5KVA逆變器(深圳新未來公司生產)組成，聯接到低電壓充電支路與高電壓充電支路之間。本實用新型的關鍵在於大容量超級電容器和低電壓充電支路及直流電逆變升壓電路的採用。大容量超級電容器C1為國產A型450V、0.5F大電容6隻並用，可以將瞬時產生的大電流(200A以上)、高電壓(200V以上)的再生能源等轉換的電能全部先存到該電容器C1中，然後再通過二極體D3慢慢向蓄電池F1充電，使該部分電能被全部回收。低電壓充電支路可先將那些低電壓(低於供電電源以下的電壓)、小電流(10A以下)的電能先回收到蓄電池F2中，然後蓄電池F2中回收足夠多的電能後便經過直流電逆變升壓電路Q2升壓，再經二極體D4整流向蓄電池F1充電，使該部分電能被全部回收。
底盤如圖2所示。大梁1及固定在大梁1上的前橋7、後橋13、車輪9、蓄電池、永磁磁阻電機6、變速箱4、壓縮機8、方向機10、剎車制動汽灌11及其之間的位置關係均與現有電動汽車底盤對應相同。控制電路Q1主要負責調速、剎車制動、能量回收等功能程序控制，其安裝在車架的前部大梁上面。不同的是，把高電壓充電支路中的蓄電池組F1與大容量超級電容組C1安裝在車架大梁7的左側，把低電壓充電支路中的部分蓄電池組F2安裝在車架大梁7的右側，將其餘部分的蓄電池組F2安裝在車架大梁7的後部，使整個電動汽車底盤保持設計上的平衡。
本實用新型是為了解決能量回收時的兩個極端(即大電流、高電壓；小電流、低電壓)產生的電能，採用了高、低電壓充電支路，即高電壓充電支路是能滿足牽引電機的工作電壓，又能滿足強儲存的電壓混合電池組，它向電動車加速、爬坡時由超級電容C1及時供給大電流和穩定的電壓以減輕普通蓄電池的負荷，延長其壽命。這樣結合配用主要是發揮各自功能的優勢互補，解決單一蓄電池不能解決的問題。低電壓充電支路是低於電機工作電壓的混合電池組F2、電容C2，它的主要任務就是將低於蓄電池組F1、電容C1電壓的電能不斷的收集起來，然後由直流電逆變升壓電路Q2處理，將低壓逆變升壓，大於蓄電池組F1標稱電壓後，進行穩壓整流，經二極體D4向蓄電池組F1充電。
全過程是當鬆開腳踏油門K，控制電路根據設定的程序，將接觸器J2，斷開，接觸器J3吸合這時電動汽車還在運行，是處於減速狀態，開始發電，送出的是高電壓、大電流，經接觸器J3觸點二極體D1向超級電容C1充電同時一小部分到蓄電池F1(超級電容C1在瞬間能接受大於200A-450V的大電量)。一個減速過後，電容C1儲存到的電量，經二極體D3又慢慢向蓄電池組F1進行穩定充電。
當車滑行下段時的速度低於30Km/h時，電流也小，電壓也低，這時，經能量回收器，調整、電流經接觸器J3、二極體D1向電容C2和蓄電池組F2充電，有一部分電容C1也接收，但不能進入蓄電池組F1。蓄電池組F2的電壓比蓄電池組F1低很多，為了使這部分能源能送進蓄電池組F1，能量回收控制器，經逆變將蓄電池組F2的電壓升高大於蓄電池組F1的電壓經整流穩壓，經二極體D4向蓄電池組F1充電。車只要運行蓄電池組F2和電容C2組成的儲能器經逆變升壓整流可以不停止的向蓄電池組F1充電。
電動汽車需要上坡、超車時，需要給電機A大電流高電壓，普通蓄電池滿足不了這個條件，但超級電容C1可以承擔，當把腳踏油門加大時，控制電路Q1即可從電容C1經二極體D3、接觸器J1調出大電流經接觸器J2送給電機A。當超車或上坡結束，不需要大電流推動電機時，經控制器，調整後繼續使用蓄電池組F1的電能。這樣，既完善了電動汽車的功能，又保護了普通充電蓄電池不超負荷，增大電動汽車續駛裡程。
權利要求1.一種電動車能量回收控制電路，包括由微機與電調速控制器構成的控制電路(Q1)、串聯在電動機迴路中的接觸器(J2、J1)、串接在發電機迴路中的接觸器(J3)、二極體(D1、D2)和蓄電池，其特徵是所述的蓄電池為兩組，其中一組蓄電池(F1)與反向二極體(D3)串聯後再與大容量超級電容器(C1)並聯構成高電壓充電支路；另一組蓄電池(F2)與電容器(C2)並聯後構成低電壓充電支路；該兩充電支路並聯聯接到電動車能量回收控制電路中的能量回收電路中，且該低電壓充電支路與高電壓充電支路之間設有直流電逆變升壓電路(Q2)。
2.一種再生能源專用電動汽車底盤，包括大梁(1)、前橋(7)、後橋(13)、車輪(9)、蓄電池、永磁磁阻電機(6)、變速箱(4)、壓縮機(8)、方向機(10)、剎車制動汽灌(11)、以及電動車能量回收控制電路，電動車能量回收控制電路包括由微機與電調速控制器構成的控制電路(Q1)、串聯在電動機迴路中的接觸器(J2、J1)、串接在發電機迴路中的接觸器(J3)、二極體(D1、D2)和蓄電池，其特徵是所述的電動車能量回收控制電路中的蓄電池為兩組，其中一組蓄電池(F1)與反向二極體(D3)串聯後再與大容量超級電容器(C1)並聯構成高電壓充電支路；另一組蓄電池(F2)與電容器(C2)並聯後構成低電壓充電支路；該兩充電支路並聯聯接到電動車能量回收控制電路中的能量回收電路中，且該低電壓充電支路與高電壓充電支路之間設有直流電逆變升壓電路(Q2)。
3.根據權利要求2所述的一種再生能源專用電動汽車底盤，其特徵是所述的高電壓充電支路中的蓄電池(F1)與低電壓充電支路中的部分蓄電池(F2)分設在大梁(1)的左右兩側，低電壓充電支路中的其餘部分蓄電池(F2)設在大梁(1)的後部。
專利摘要本實用新型的名稱為電動車能量回收控制電路及由該電路構成的汽車底盤。屬於電動汽車技術領域。它主要是解決現有電動汽車只能將有穩定電流電壓輸出的一部分電能回收，而不能將全部轉換的電能回收的問題。它的主要特徵是包括由微機與電調速控制器構成的控制電路、串聯在電動機迴路中的接觸器、串接在發電機迴路中的接觸器、二極體和蓄電池，所述的蓄電池為兩組，其中一組蓄電池與反向二極體串聯後再與大容量超級電容器並聯構成高電壓充電支路；另一組蓄電池與電容器並聯後構成低電壓充電支路；該兩充電支路並聯聯接，且其之間設有直流電逆變升壓電路。本實用新型主要用於電動汽車或者再生能源專用電動汽車底盤。
文檔編號B60L11/18GK2780539SQ20052009564
公開日2006年5月17日 申請日期2005年3月25日 優先權日2005年3月25日
發明者王懷成, 王小根 申請人:王懷成