CN201153217Y - 一种电动高尔夫球车能量再生充电装置 - Google Patents

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周艳娇
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Abstract

本实用新型公开了一种高尔夫球车能量再生充电装置，包括电机、蓄电池，在电机和蓄电池之间还设置有一驱动控制器。本实用新型对现有高尔夫球车硬件结构不作大的改动的前提下，采用驱动控制器对电机进行控制，除了电机驱动功能外，在车辆刹车和滑行时，使电动机工作于再生制动状态，对制动损失能量进行回收并存储在蓄电池中，实现对蓄电池的短时充电，达到提高电动高尔夫球车一次充电行驶里程和节省能源，同时还降低了刹车噪音。本实用新型对于不同电动机、蓄电池，以及控制器功率器件的车辆上都可以实现，具有极大的应用价值，易于产业化生产。

Description

一种电动高尔夫球车能量再生充电装置
技术领域
本实用新型属于电动车驱动控制技术领域，特别涉及一种电动高尔夫球车能量再生充电装置。
背景技术
目前，电动高尔夫球驱动***由蓄电池、电机及其控制组成，利用车辆配备的专用充电器对蓄电池进行充电，蓄电池采用免维护铅酸电池，或镍氢电池等。当车辆行驶一定距离，且蓄电池电压下降到一定的下限值时，此时必须给蓄电池充电。由于铅酸电池或镍氢电池的能量密度不高，所以车辆一次充电行驶里程较低，多则50km-70km，少则20km-30km。
发明内容
针对目前电动高尔夫球车一次充电行驶里程较低，以及车辆刹车及滑行时能量损失的现状，本实用新型的目的在于，提供一种电动高尔夫球车能量再生充电装置，该装置在车辆刹车和滑行时，由驱动控制器使电机工作于再生制动状态，并把再生制动所产生的电能回馈并储存在蓄电池中，实现对蓄电池的短时充电。
为了实现上述任务，本实用新型采取的解决方案是：
一种电动高尔夫球车能量再生充电装置，包括电动机和动力蓄电池，其特征在于：在电动机和动力蓄电池之间还设置有一驱动控制器，对于永磁无刷直流电动机，驱动控制器由六个功率器件组成：功率器件VT1和VT4、VT3和VT6、VT2和VT5分别组成驱动半桥，构成三相逆变桥，三项逆变桥的一端与蓄电池并联连接，VT1和VT4、VT3和VT6、VT2和VT5的中间分别与电机绕组连接；对于永磁有刷直流电动机，驱动控制器由两个功率器件VT1和VT2组成半桥结构，半桥的一端与蓄电池并联连接，VT1和VT2的中间与电动机连接，电动机再生制动所回收的电能通过驱动控制器对蓄电池进行充电。
本实用新型对于采用不同电机、蓄电池以及驱动控制器功率器件的电动高尔夫球车均适用。电机包括永磁无刷直流电机、永磁有刷直流电机；蓄电池包括铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢蓄电池；驱动控制器的功率器可采用GTR(功率晶体管)、MOSFET(金属-氧化物-半导体型场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅极双极型晶体管)、GTO(门极关断晶闸管)。
本实用新型可以提高电动高尔夫球车一次充电行驶里程，并节省能源，提高电动高尔夫球车技术含量，增强市场竞争力；本实用新型对现有电动高尔夫球车驱动***的硬件不作大的改动，对于不同电机、蓄电池，以及控制功率器件的车辆上都可以实现，具有极大的应用价值，易于产业化生产。
附图说明
图1是电动高尔夫球车驱动***原理图，***由蓄电池。电机、驱动控制器组成；
图2是电机工作于驱动状态时的***原理图，蓄电池提供电机运行所需电能，电流方向如图中箭头所示；
图3是能量再生充电状态时的***原理图，此时电机再生制动产生的电能回馈并存储于蓄电池中，实现对蓄电池的能量再生充电，电流方向如图中箭头所示；
图4是采用铅酸蓄电池、永磁无刷直流电机，以及驱动控制器功率器件采用IGBT的电动高尔夫球车驱动***；
图5是永磁无刷直流电机处于驱动状态下的电流方向；
图6是永磁无刷直流电机再生制动状态下，当功率器件VT4导通时的电流方向；
图7是永磁有刷直流电机再生制动状态下，当VT2关断时的电流方向。
图8和图9是驱动控制器功率器件采用MOSFET的电动高尔夫球车，其能量再生充电过程。
以下结合附图和发明人的实施例。对本实用新型作进一步的详细说明。
具体实施方式
参见图1～3。依照本实用新型的技术方案，一种电动高尔夫球车能量再生充电装置，包括电动机和动力蓄电池，在电动机和动力蓄电池之间还设置有一驱动控制器。
功率器件采用功率晶体管或金属-氧化物-半导体型场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管或门极关断晶闸管或电力晶体管。
蓄电池是铅酸蓄电池或锂离子电池或镍氢蓄电池。
电动高尔夫球车需要制动的场合主要有两种：将车速从高速降到低速，以及下坡时限速。
制动时，调节驱动控制器功率器件的开关动作，利用电动机绕组电感的升压作用形成升压斩波，使电动机绕组反电势在低于电池端电压的情况下仍能向电池充电，并根据电电机转速调节功率器件导通时间和关断时间的比值，达到调整充电电压的目的。
本实用新型对现有电动高尔夫球车驱动***在硬件上不作大的改动，如图1所示。
车辆正常行驶时，电机工作于驱动方式，蓄电池提供电机运行所需电能，电流方向如图2所示；
车辆刹车时，驱动控制器使电机工作于再生制动状态，并将电机再生制动所产生电能回馈并储存在蓄电池中，实现蓄电池的短时充电，电流方向如图3所示。
以下是发明人给出的具体实施例，需要说明的是这些实施例是一些较佳的例子，本实用新型不限于这些实施例。
实施例1：
对于电机采用永磁无刷直流电机，电力蓄电池采用铅酸蓄电池，驱动控制器功率器件采用IGBT的电动高尔夫球车，其驱动控制***如附图4所示，其驱动和制动情况下功率器件的调节方式如表一所示，其中1表示功率器件处于常通状态，0代表功率器件处于常断状态，S代表功率器件处于PWM(脉宽调制)状态。
表一：
Figure Y20072031142200061
电机工作于驱动状态，且转子状态为1时的电流方向如附图5所示：制动时，且转子状态为1时，当功率开关VT4处于导通状态下的电流方向如附图6所示：制动时，且转子状态为1时，当功率开关VT4处于关断状态下的电流方向如附图7所示。在电机绕组反电动势作用下，当VT4导通，由于回路电阻很小，电流很快上升；当VT4关断时，由于电机绕组电感的作用，二极管VD1导通，完成对铅酸蓄电池的能量再生充电过程。
实施例2：
对于电机采用永磁有刷直流电机，蓄电池采用锂离子蓄电池，驱动控制器功率器件采用MOSFET的电动高尔夫球车，其能量再生充电过程如图8和图9所示。
如图8所示，当VT2导通时，在电机绕组反电动势作用下，由于回路电阻很小，电流很快上升；当VT2关断时，由于电机绕组电感的作用，二极管VD1导通，完成对锂离子蓄电池的能量再生充电过程。
本实用新型对现有高尔夫球车硬件结构不作大的改动的前提下，采用驱动控制器对电机进行控制，除了电动机驱动功能外，在车辆刹车和滑行时，使电动机工作于再生制动状态，对制动损失能量进行回收并存储在蓄电池中，实现对蓄电池的短时充电，达到提高电动高尔夫球车一次充电行驶里程和节省能源，同时还降低了刹车噪音。本实用新型对于不同电动机、蓄电池，以及控制器功率器件的车辆上都可以实现，易于产业化生产，具有极大的应用价值。

Claims (3)

1.一种电动高尔夫球车能量再生充电装置，包括电动机和动力蓄电池，其特征在于：在电动机和动力蓄电池之间还设置有一驱动控制器，对于永磁无刷直流电动机，驱动控制器由六个功率器件组成：功率器件VT1和VT4、VT3和VT6、VT2和VT5分别组成驱动半桥，构成三相逆变桥，三项逆变桥的一端与蓄电池并联连接，VT1和VT4、VT3和VT6、VT2和VT5的中间分别与电机绕组连接；对于永磁有刷直流电动机，驱动控制器由两个功率器件VT1和VT2组成半桥结构，半桥的一端与蓄电池并联连接，VT1和VT2的中间与电动机连接，电动机再生制动所回收的电能通过驱动控制器对蓄电池进行充电。
2.如权利要求1所述的电动高尔夫球车能量再生充电装置，其特征在于，所述功率器件采用功率晶体管或金属-氧化物-半导体型场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管或门极关断晶闸管或电力晶体管。
3.如权利要求1所述的电动高尔夫球车能量再生充电装置，其特征在于，所述蓄电池是铅酸蓄电池或锂离子电池或镍氢蓄电池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101741292B (zh) * 2008-11-25 2011-12-07 南京理工大学 可实现动能高效回收的电机控制***及其控制方法
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CN107117040A (zh) * 2017-04-13 2017-09-01 江苏大学 一种用于电动汽车驱动与制动***的控制装置及控制方法

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