雙電源電動車控制系統的製作方法
2023-05-13 12:05:36
雙電源電動車控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙電源電動車控制系統，該電動車安裝有一主蓄電池和一輔助蓄電池，電動車控制器處理電動車運行狀態以及主蓄電池、輔助蓄電池運行狀態的信息後，控制主蓄電池及輔助蓄電池對電機的供電狀態以及調整電機的運行，能量轉換裝置利用電動車運行過程中產生的能量驅動微型發電機發電，微型發電機運轉產生的電能經過整流穩壓電路板進行整流穩壓後輸出並儲存在輔助蓄電池內。本發明利用電動車運行過程中產生的能量驅動微型發電機發電，產生的電能均儲存在輔助蓄電池內，電動車控制器作為電動車運行控制的核心，根據設定的優化程序進行控制電機，因此極大的改善了電動車的運行狀態，提高了騎行的舒適度。
【專利說明】雙電源電動車控制系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於電動車【技術領域】。
【背景技術】
[0002]電動車如今已經飛入尋常百姓家，現有市場的上電動車，其騎行狀態完全由騎行者根據路面情況以及電動車本身的運行狀態進行操控，由於騎行者感知的差異，操控不夠準確，因此電動車的運行狀態以及騎行的舒適度都不夠好。
[0003]電動車在不同的運行狀態下，對電源的要求也是不同的，比如在啟動及爬坡時需要電機增大扭矩，此時需要電源保持穩定的大電流輸出，在低速時，電源正常供應穩定的電流即可，而在下坡時，電機減速，電機扭矩減小，不需要較大的電流。然而目前的電動車都沒有具體考慮這些因素，影響了電池的使用壽命、行駛裡程。
[0004]另外，在電動車騎行過程中，會產生很多額外的能量，目前這些大量能量白白損耗掉了。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題就是提供一種雙電源電動車控制系統，將騎行過程中產生的能量轉換為電能儲存起來以進一步利用，另外就是改善電動車的運行狀態，提高騎行的舒適度，延長電池的使用壽命和行駛裡程。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案:雙電源電動車控制系統，該電動車安裝有一主蓄電池和一輔助蓄電池，所述輔助蓄電池安裝於電動車車身側面的蓄電池支架上，所述主蓄電池及輔助蓄電池與電機通過電源線連接，還包括有電子羅盤及電動車控制器，所述主蓄電池、輔助蓄電池及電子羅盤與電動車控制器通信連接，在電動車騎行過程中，所述電子羅盤測定電動車在騎行過程的運行狀態並將電動車運行狀態信息通信傳輸給電動車控制器，同時電動車控制器監控所述主蓄電池及輔助蓄電池的運行狀態，所述電動車控制器處理電動車運行狀態以及主蓄電池、輔助蓄電池運行狀態的信息後，控制主蓄電池及輔助蓄電池對電機的供電狀態以及調整電機的運行，還包括微型發電機、整流穩壓電路板及輔助蓄電池，所述微型發電機與整流穩壓電路板電連接，所述整流穩壓電路板與輔助蓄電池電連接，所述微型發電機與電動車上的能量轉換裝置連接，所述能量轉換裝置利用電動車運行過程中產生的能量驅動微型發電機發電，所述微型發電機運轉產生的電能經過整流穩壓電路板進行整流穩壓後輸出並儲存在輔助蓄電池內。
[0007]優選的，電動車上坡或者啟動時，電動車控制器控制主蓄電池及輔助蓄電池同時為電機供電，電機也相應增加電流及轉矩，下坡時，電動車控制器控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電，電機電流減小，電動車控制器控制電機減速。
[0008]優選的，當下坡角度大於30度時，電動車控制器控制主蓄電池及輔助蓄電池同時停止輸出電流給電機。
[0009]優選的，根據電動車轉向角度大小，電動車控制器控制電機減速，同時電動車控制器根據轉向角度大小控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電。
[0010]優選的，當電動車左右傾斜或者左右晃動時，電動車控制器控制電機減速，同時電動車控制器根據轉向角度大小控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電。
[0011]優選的，當電機轉向角度、左右傾斜或者左右晃動在設定數值範圍內時，電動車控制器控制電機減速的同時控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電，當電機轉向角度、左右傾斜或者左右晃動超過設定數值範圍時，電動車控制器控制主蓄電池及輔助蓄電池同時停止輸出電流給電機。
[0012]優選的，正常行駛狀態，主蓄電池為電機供電，當主蓄電池電量不足或者電量耗盡時，電動車控制器控制輔助蓄電池為電機供電，同時電動車控制器控制電機電流減小並減速。
[0013]優選的，所述輔助蓄電池的電池容量為2A，所述輔助蓄電池還設有控制輔助蓄電池的輸出電壓的電壓切換電路。
[0014]優選的，所述蓄電池支架包括固定於車身上的側板，所述側板外側平面底部左右兩側設有擋塊，所述擋塊包括垂直於所述側板外側平面的支撐部以及設於支撐部頭端的折彎部，所述側板外側平面在中部左右兩側設有彈性夾緊結構，所述輔助蓄電池為矩形結構，所述輔助蓄電池底部支撐於擋塊的支撐部上，所述輔助蓄電池左右兩側由彈性夾緊結構夾緊。
[0015]優選的，所述彈性夾緊結構包括滑塊固定座、滑塊以及彈簧，所述滑塊通過滑軌機構滑動設置在滑塊固定座上，在滑塊與滑塊固定座之間彈簧的作用下，滑塊將輔助蓄電池彈性夾緊。
[0016]本發明利用電動車運行過程中產生的能量驅動微型發電機發電，產生的電能均儲存在輔助蓄電池內，該輔助蓄電池以可拆卸的方式安裝在電動車車身上，以供騎行者選擇安裝，當電動車主蓄電池電量耗盡或者出現故障時，電動車控制器中的電源切換電路控制進行電機供電電源的切換，即斷開電動車主蓄電池對電機的供電，同時啟動輔助蓄電池對電機進行供電，保證電動車可以繼續騎行一段路程。
[0017]而且，本發明利用蓄電池支架安裝輔助蓄電池，左右滑塊可以左右移動，以適應不同大小的輔助蓄電池，當需要安裝輔助蓄電池時，把輔助蓄電池放在側板上，輔助蓄電池底部支撐於擋塊的支撐部上，然後左滑塊向左移動，右滑塊向右移動，左、右滑塊配合將輔助蓄電池卡緊，而擋塊上的折彎部及夾緊板上的擋簷可以進一步避免輔助蓄電池脫落，在輔助蓄電池安裝完畢後，用電源線線連接電機和輔助蓄電池。
[0018]另外，本發明採用上述技術方案後，在電動車上安裝一個感知電動車運行狀態的電子羅盤，同時增加一個輔助蓄電池，而主蓄電池、輔助蓄電池及電子羅盤均與電動車控制器通訊連接，在電動車騎行過程中，電子羅盤測定電動車在騎行過程的運行狀態，同時電動車控制器監控主蓄電池及輔助蓄電池的運行狀態，電動車控制器處理電動車運行狀態、主蓄電池及輔助蓄電池運行狀態的信息後，相應控制主蓄電池及輔助蓄電池對電機的供電狀態，同時也可以對應控制調整電機的運行。
[0019]一方面，由於電子羅盤感知電動車運行狀態比較準確，而電動車控制器作為電動車運行控制的核心，根據設定的優化程序進行控制電機，因此極大的改善了電動車的運行狀態，提高了騎行的舒適度。
[0020]另一方面，輔助蓄電池作為備用電池，當電動車主蓄電池電量耗盡或者出現故障，以及電動車運行狀態發生變化時，電動車控制器中的電源切換電路控制電機供電電源的切換，既可以是主蓄電池和輔助蓄電池同時供電，也可以是主蓄電池或者輔助蓄電池單獨供電，這樣在主蓄電池電量耗盡或者出現故障時斷開電動車主蓄電池對電機的供電，同時啟動輔助蓄電池對電機進行供電，保證電動車可以繼續騎行一段路程，在爬坡、啟動或者高速時，可以同時啟動主蓄電池和輔助蓄電池供電，在下坡、轉彎、顛簸、搖晃或者低速時，可以是主蓄電池或者輔助蓄電池單獨供電，因此極大的優化了蓄電池的使用，延長了電池的使用壽命和行駛裡程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步描述:
[0022]圖1為電動車振動能量回收裝置的結構原理圖；
[0023]圖2為電動車剎車能量回收裝置的結構原理圖；
[0024]圖3為能量轉換軸驅動結構的示意圖；
[0025]圖4為蓄電池支架的結構示意圖；
[0026]圖5為彈性夾緊結構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]本發明提供了一種綜合利用電動車騎行過程中產生的能耗進行發電，並將發電產生的電能儲存到輔助蓄電池內，做為電動車的備用蓄電池使用，而組成的一個電動車騎行能耗綜合循環利用系統。
[0028]首先，具體說明由電動車振動能量回收裝置和電動車剎車能量回收裝置組成的電動車能量回收裝置。
[0029]如圖1所示,為電動車振動能量回收裝置,包括電動車減震器I,所述電動車減震器包括減震叉和設於減震叉上的減震彈簧，還設有微型發電機2、整流穩壓電路板及輔助蓄電池，所述微型發電機與整流穩壓電路板電連接，所述整流穩壓電路板與輔助蓄電池電連接，所述減震叉與所述微型發電機之間設有將減震叉的上下直線運動轉換為轉動運動的振動運動轉換機構，所述振動運動轉換機構帶動微型發電機工作，所述微型發電機運轉產生的電能經過整流穩壓電路板進行整流穩壓後輸出並儲存在輔助蓄電池內。
[0030]其中，所述振動運動轉換機構包括轉軸支架、轉軸11，所述轉軸通過軸承支撐在轉軸支架上，所述轉軸上設有驅動微型發電機工作的飛輪12。進一步的，所述轉軸為曲軸，所述振動運動轉換機構還包括與曲軸連接的連杆，所述連杆連接滑塊，所述滑塊安裝於減震叉上。而作為另外一種可替換的結構，所述振動運動轉換機構還包括與轉軸垂直的轉換軸，所述轉換軸頭端設有錐齒輪與減震叉上的錐齒輪嚙合，所述轉換軸尾端設有錐齒輪與轉動軸上的錐齒輪嚙合。
[0031]電動車振動能量回收裝置利用電動車騎行中上下振動產生的直線運動，通過振動運動轉換機構轉化為圓周運動，帶動微型發電機運轉產生電能，經過整流穩壓電路板的穩壓、整流處理儲存到輔助蓄電池內，這樣不僅能儲存電能作為電動車的備用蓄電池使用，同時利用振動運動轉換機構的反作用力，使電動車的振感減弱，讓騎行者感覺更舒適。
[0032]如圖2和圖3所示，電動車剎車能量回收裝置，同電動車振動能量回收裝置類似，其也需要設置微型發電機2、整流穩壓電路板及輔助蓄電池以進行發電、整流穩壓及儲存電能，同樣的，所述微型發電機2與整流穩壓電路板電連接，所述整流穩壓電路板與輔助蓄電池電連接，更重的是，該電動車剎車能量回收裝置還包括固定於車身上的能量轉換軸13，所述能量轉換軸與車輪軸15平行，在車輪上固定有與車輪軸同心的摩擦盤16，所述能量轉換軸上設有能量轉換盤14，所述能量轉換軸徑向外側設有微型發電機，所述能量轉換軸上設有驅動微型發電機工作的飛輪，所述能量轉換軸設於能量轉換支架上，所述能量轉換支架上設有供能量轉換軸滑動的滑槽以及驅動能量轉換軸沿滑槽向摩擦盤移動以使能量轉換盤與摩擦盤摩擦接觸的能量轉換軸驅動結構，所述能量轉換軸驅動結構由剎車系統控制，所述微型發電機運轉產生的電能經過整流穩壓電路板進行整流穩壓後輸出並儲存在輔助蓄電池內。
[0033]結合圖3說明上述的能量轉換軸驅動結構，能量轉換支架包括方管17，所述方管左右兩側開設有滑槽18，所述方管管壁上開設有開口，所述開口內設有一楔形塊19，所述楔形塊由剎車系統控制向方管內側運動，楔形塊楔面推動能量轉換軸13沿滑槽運動，所述能量轉換軸及楔形塊均連接有復位彈簧。另外，在開口的內壁設有定位槽，楔形塊外壁設有定位條與定位槽配合，這樣可以限定楔形塊的運行軌跡。其中剎車系統既可以是液壓剎車也可以是拉索剎車，液壓剎車可以通過液壓力驅動楔形塊，而拉索剎車則可以通過拉索傳遞作用力驅動楔形塊。
[0034]所述摩擦盤包括摩擦盤本體及設於摩擦盤本體外圓周側的摩擦材料層，所述能量轉換盤包括能量轉換盤本體及設於能量轉換盤本體外圓周側的摩擦材料層。所述摩擦盤與能量轉換盤之間設有相互嚙合的嚙合齒。摩擦盤本體及能量轉換盤本體需要使用強度較高的材料，如鑄鐵、合金鋼、或者高強塑料，摩擦層則選用摩擦帶或者摩擦塗層，既要保證強度，又要保證兩者產生足夠大的摩擦力帶動轉動。
[0035]在剎車時，車輪轉動的慣性力不僅阻礙了剎車，而且大量能量白白損耗掉了，電動車剎車能量回收裝置利用剎車時車輪的慣性轉動，通過摩擦盤與能量轉換盤的摩擦配合，帶動能量轉換軸及飛輪驅動微型發電機運轉產生電能，經過整流穩壓電路板的穩壓、整流處理儲存到輔助蓄電池內，這樣不僅能儲存電能作為電動車的備用蓄電池使用，同時利用能量轉換盤的反作用力，輔助原有的剎車系統進行剎車，避免了剎車系統過快的損耗。
[0036]上述電動車能量回收裝置產生的電能均儲存在輔助蓄電池內，該輔助蓄電池以可拆卸的方式安裝在電動車車身上，以供騎行者選擇安裝。在電動車車身側面設有安裝輔助蓄電池的蓄電池支架。
[0037]如圖4和圖5所示，蓄電池支架包括固定於車身上的側板3，所述側板外側平面底部左右兩側設有擋塊32，所述擋塊包括垂直於所述側板外側平面的支撐部以及設於支撐部頭端的折彎部，所述側板外側平面在中部左右兩側設有彈性夾緊結構31，所述輔助蓄電池為矩形結構，所述輔助蓄電池底部支撐於擋塊32的支撐部上，所述輔助蓄電池左右兩側由彈性夾緊結構31夾緊，所述輔助蓄電池與電動車控制器電連接，所述輔助蓄電池設有電源輸出接口，所述電源輸出接口與電機之間通過電源線連接，所述電動車控制器設有電源切換電路，所述電源切換電路控制電機的電源在輔助蓄電池及電動車主蓄電池之間切換。
[0038]所述彈性夾緊結構31包括滑塊固定座312、滑塊311以及彈簧313，所述滑塊通過滑軌機構滑動設置在滑塊固定座上，在滑塊與滑塊固定座之間彈簧的作用下，滑塊將輔助蓄電池彈性夾緊。所述滑塊固定座包括固定板3121，所述固定板左右兩側設有擋板3122，所述固定板底部左右兩側設有滑道孔3123，所述滑塊包括滑板3111，所述滑板底部左右兩側設有滑柱3113，所述滑柱頭部設有小徑部，所述滑板置於固定板上，滑板左右兩側位於擋板內側，所述小徑部插入滑道孔，所述彈簧套接在滑柱上。所述滑板平面垂直設有夾緊板3112，所述夾緊板頂端設有擋簷3114。所述輔助蓄電池的電池容量為2A，所述輔助蓄電池還設有控制輔助蓄電池的輸出電壓的電壓切換電路。
[0039]左右滑塊可以左右移動，以適應不同大小的輔助蓄電池，當需要安裝輔助蓄電池時，把輔助蓄電池放在側板上，輔助蓄電池底部支撐於擋塊的支撐部上，然後左滑塊向左移動，右滑塊向右移動，左、右滑塊配合將輔助蓄電池卡緊，而擋塊上的折彎部及夾緊板上的擋簷可以進一步避免輔助蓄電池脫落，在輔助蓄電池安裝完畢後，用電源線線連接電機和輔助蓄電池。
[0040]輔助蓄電池作為備用電池，在電動車主蓄電池正常使用時，其利用電動車振動或者剎車的能量進行充電(或者事先充好電)，當電動車主蓄電池電量耗盡或者出現故障時，電動車控制器中的電源切換電路控制進行電機供電電源的切換，即斷開電動車主蓄電池對電機的供電，同時啟動輔助蓄電池對電機進行供電。另外，為了適應不同規格(工作電壓)的電機，輔助蓄電池還設有控制輔助蓄電池的輸出電壓的電壓切換電路，在輔助蓄電池上設置切換按鈕進行輸出電壓的切換，一般設置輸出電壓為36V、48V、64V的三種規格即可滿足大部分需求。
[0041 ] 該電動車安裝有一主蓄電池和一輔助蓄電池，主蓄電池及輔助蓄電池與電機通過電源線連接，還包括有電子羅盤及電動車控制器，所述主蓄電池、輔助蓄電池及電子羅盤與電動車控制器通信連接，在電動車騎行過程中，所述電子羅盤測定電動車在騎行過程的運行狀態並將電動車運行狀態信息通信傳輸給電動車控制器，同時電動車控制器監控所述主蓄電池及輔助蓄電池的運行狀態，所述電動車控制器處理電動車運行狀態以及主蓄電池、輔助蓄電池運行狀態的信息後，控制主蓄電池及輔助蓄電池對電機的供電狀態以及調整電機的運行。
[0042]電動車上坡或者啟動時，電動車控制器控制主蓄電池及輔助蓄電池同時為電機供電，電機也相應增加電流及轉矩，下坡時，電動車控制器控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電，電機電流減小，電動車控制器控制電機減速。
[0043]當下坡角度大於30度時，電動車控制器控制主蓄電池及輔助蓄電池同時停止輸出電流給電機。
[0044]根據電動車轉向角度大小，電動車控制器控制電機減速，同時電動車控制器根據轉向角度大小控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電。
[0045]當電動車左右傾斜或者左右晃動時，電動車控制器控制電機減速，同時電動車控制器根據轉向角度大小控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電。
[0046]當電機轉向角度、左右傾斜或者左右晃動在設定數值範圍內時，電動車控制器控制電機減速的同時控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電，當電機轉向角度、左右傾斜或者左右晃動超過設定數值範圍時，電動車控制器控制主蓄電池及輔助蓄電池同時停止輸出電流給電機。
[0047]正常行駛狀態，主蓄電池為電機供電，當主蓄電池電量不足或者電量耗盡時，電動車控制器控制輔助蓄電池為電機供電，同時電動車控制器控制電機電流減小並減速。
【權利要求】
1.雙電源電動車控制系統，其特徵在於:該電動車安裝有一主蓄電池和一輔助蓄電池，所述輔助蓄電池安裝於電動車車身側面的蓄電池支架上，所述主蓄電池及輔助蓄電池與電機通過電源線連接，還包括有電子羅盤及電動車控制器，所述主蓄電池、輔助蓄電池及電子羅盤與電動車控制器通信連接，在電動車騎行過程中，所述電子羅盤測定電動車在騎行過程的運行狀態並將電動車運行狀態信息通信傳輸給電動車控制器，同時電動車控制器監控所述主蓄電池及輔助蓄電池的運行狀態，所述電動車控制器處理電動車運行狀態以及主蓄電池、輔助蓄電池運行狀態的信息後，控制主蓄電池及輔助蓄電池對電機的供電狀態以及調整電機的運行，還包括微型發電機、整流穩壓電路板及輔助蓄電池，所述微型發電機與整流穩壓電路板電連接，所述整流穩壓電路板與輔助蓄電池電連接，所述微型發電機與電動車上的能量轉換裝置連接，所述能量轉換裝置利用電動車運行過程中產生的能量驅動微型發電機發電，所述微型發電機運轉產生的電能經過整流穩壓電路板進行整流穩壓後輸出並儲存在輔助蓄電池內。
2.根據權利要求1所述的雙電源電動車控制系統，其特徵在於:電動車上坡或者啟動時，電動車控制器控制主蓄電池及輔助蓄電池同時為電機供電，電機也相應增加電流及轉矩，下坡時，電動車控制器控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電，電機電流減小，電動車控制器控制電機減速。
3.根據權利要求2所述的雙電源電動車控制系統，其特徵在於:當下坡角度大於30度時，電動車控制器控制主蓄電池及輔助蓄電池同時停止輸出電流給電機。
4.根據權利要求1所述的雙電源電動車控制系統，其特徵在於:根據電動車轉向角度大小，電動車控制器控制電機減速，同時電動車控制器根據轉向角度大小控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電。
5.根據權利要求1所述的雙電源電動車控制系統，其特徵在於:當電動車左右傾斜或者左右晃動時，電動車控制器控制電機減速，同時電動車控制器根據轉向角度大小控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電。
6.根據權利要求1所述的雙電源電動車控制系統，其特徵在於:當電機轉向角度、左右傾斜或者左右晃動在設定數值範圍內時，電動車控制器控制電機減速的同時控制主蓄電池或者輔助蓄電池為電機供電，當電機轉向角度、左右傾斜或者左右晃動超過設定數值範圍時，電動車控制器控制主蓄電池及輔助蓄電池同時停止輸出電流給電機。
7.根據權利要求1至6任意一項所述的雙電源電動車控制系統，其特徵在於:正常行駛狀態，主蓄電池為電機供電，當主蓄電池電量不足或者電量耗盡時，電動車控制器控制輔助蓄電池為電機供電，同時電動車控制器控制電機電流減小並減速。
8.根據權利要求1所述的雙電源電動車控制系統，其特徵在於:所述輔助蓄電池的電池容量為2A，所述輔助蓄電池還設有控制輔助蓄電池的輸出電壓的電壓切換電路。
9.根據權利要求1所述的雙電源電動車控制系統，其特徵在於:所述蓄電池支架包括固定於車身上的側板，所述側板外側平面底部左右兩側設有擋塊，所述擋塊包括垂直於所述側板外側平面的支撐部以及設於支撐部頭端的折彎部，所述側板外側平面在中部左右兩側設有彈性夾緊結構，所述輔助蓄電池為矩形結構，所述輔助蓄電池底部支撐於擋塊的支撐部上，所述輔助蓄電池左右兩側由彈性夾緊結構夾緊。
10.根據權利要求9所述的雙電源電動車控制系統，其特徵在於:所述彈性夾緊結構包括滑塊固定座、滑塊以及彈簧，所述滑塊通過滑軌機構滑動設置在滑塊固定座上，在滑塊與滑塊固定座之間彈簧的作用下，滑塊將輔助蓄電池彈性夾緊。
【文檔編號】B62M6/45GK104210607SQ201410420848
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月25日 優先權日:2014年8月25日
【發明者】樂勝利 申請人:長興飛揚動力能源科技有限公司