CN202965992U

CN202965992U - 一种小型增程式电动车的增程装置

Info

Publication number: CN202965992U
Application number: CN2012206601499U
Authority: CN
Inventors: 陈柏林
Original assignee: CHONGQING HEYA TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHONGQING HEYA TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2022-12-05

Abstract

一种小型增程式电动车的增程装置，它包括以汽油发动机为原动机的交流发电机、给蓄电池充电的充电器、监测蓄电池电压并控制汽油发动机起或停的控制器；其中，汽油发动机为化油器式发动机。本实用新型中化油器的阻风门连接有由控制器所控制的阻风门步进电机、节气门连接有由控制器所控制的节气门步进电机；在汽油发动机的缸头上安装有信号输出端连接在控制器上的缸头温度传感器；控制器是带有AD采样电路、PID算法电路的单片机，该控制器的各个输入端分别连接有蓄电池电流传感器、电压传感器，发电电流传感器，负载电流传感器。本实用新型成本低廉，具有较好自适应、自调节能力等优点。

Description

一种小型增程式电动车的增程装置

技术领域

本实用新型涉及小型的增程式电动车，具体涉及小型增程式电动车中的增程装置。

背景技术

因蓄电池电量有限，故仅由蓄电池提供电力的电动车的行驶里程不长。于是，就有了采用增程装置来增加其行程的增程式电动车——当蓄电池的电量不足时，就由车载的增程装置代替蓄电池临时给电动车供电，与此同时也一并用小电流来给蓄电池充电，进而增加电动车的行驶里程。增程装置主要包括其原动机为燃油发动机的燃油发电机、给蓄电池充电的充电器、监测蓄电池电量并控制燃油发动机起或停的控制器。技术相对成熟、完善的增程式电动车目前多为客车和轿车；为节省燃油且有利于环保，在三轮车和农用四轮车等各种小型车中，也出现了部分小型的增程式电动车。只是，由于用在轿车、客车上的增程装置的成本较高，所以，在现有小型增程式电动车中，除采用成本较低的通过监测蓄电池电压来判断蓄电池电量的方式及结构之外，基本上还都是将成本较低的化油器式汽油发电机再配以控制器（多为单片机）后就安装在小型电动车上了。所以，当将现有的这种低成本的增程装置配置在小型电动车上时，不仅其中的汽油发动机存在自适应、自调节能力较差之不足，而且，其增程装置本身也存在自适应、自调节能力较差的不足。

发明内容

本实用新型的目的是，提供一种具有较好自适应、自调节能力的用于小型增程式电动车的增程装置。

实现所述目的之技术方案是这样一种小型增程式电动车的增程装置，与现有技术相同的方面是，它包括以汽油发动机为原动机的交流发电机、给蓄电池充电的充电器、监测蓄电池电压并控制汽油发动机起或停的控制器；其中，汽油发动机为化油器式发动机，该化油器带有调节进气量大小的阻风门和调节进入汽油发动机汽缸内的混合油气总量多少的节气门。其改进之处是，阻风门连接有由控制器所控制的阻风门步进电机，节气门连接有由控制器所控制的节气门步进电机；在汽油发动机的缸头上安装有信号输出端连接在控制器上的缸头温度传感器；控制器是带有AD采样电路、PID算法电路的单片机，该控制器的一个输入端连接有对蓄电池充电电流采样的蓄电池电流传感器，另一个输入端连接有对蓄电池电压采样的电压传感器，还有一个输入端连接有对交流发电机的发电电流采样的发电电流传感器，再有一个输入端连接有对小型增程式电动车中的电动机的负载电流采样的负载电流传感器。

从方案中可以看出，在现有化油器的基础上，本实用新型增加了均由控制器所控制的阻风门步进电机和节气门步进电机；并且，在控制器的一个输入端处连接了对小型增程式电动车中的电动机的负载电流采样的负载电流传感器，在汽油发动机的缸头上接上了其信号输出端连接在控制器上的缸头温度传感器。这样一来，当通过蓄电池电压判断其电量不足时，控制器（单片机）就会根据当前缸头温度的高低，通过两个步进电机来及时自动地调节化油器的阻风门和节气门的开启角度，进而调节当前温度下进入汽油发动机的混合油气量，最终保证发动机在各种环境温度下顺利启动。另外，当小型增程式电动车在行驶过程中（因路况或加减速）改变行驶状态而导致电动机的负载发生变化时，就会在控制器（单片机）的控制下通过节气门步进电机来及时自动地调节化油器节气门，进而及时自动地调节进入汽油发动机汽缸内的混合油气的比例和总量，最终促使以该汽油发动机为原动机的交流发电机的输出电流作出适合于电动机负载要求的调整。这既能有效地控制了与电动机负载相适应的输出电流，又能保证适应于蓄电池的小电流充电。也就是说，本实用新型中的汽油发动机具有了现有技术所不具备的自适应、自调节能力，当然，上述优点最终均表现为本小型增程式电动车的增程装置具有较好的自适应、自调节能力。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1——本实用新型中化油器的结构示意图；

图2——本实用新型的***框图。

具体实施方式

一种小型增程式电动车的增程装置（参考图1、2），它包括以汽油发动机为原动机的交流发电机（图2中左边的双点划线框内所示）、给蓄电池充电的充电器、监测蓄电池电压并控制汽油发动机起或停的控制器；其中，汽油发动机为化油器式发动机，该化油器5带有调节进气量大小的阻风门和调节进入汽油发动机汽缸内的混合油气总量多少的节气门（图1中，用“空气”标示的箭头，表示空气从箭头所指方向通过阻风门进行化油器，用“混合油气”标示的箭头，表示混合油气在从箭头符号尾端所指方向通过节气门流出化油器，再从箭头所指方向进入汽油发动机）。在本实用新型中，阻风门连接有由控制器所控制的阻风门步进电机1，节气门连接有由控制器所控制的节气门步进电机2（注：由于本领域的技术人员十分清楚，上述结构的更具体化应当是，阻风门步进电机1的输出轴与阻风门的转轴连接，节气门步进电机2的输出轴与节气门的转轴连接，所以，为图幅清晰，图1未画出相应的局部剖视图来）；在汽油发动机的缸头上安装有信号输出端连接在控制器上的缸头温度传感器；控制器是带有AD采样电路、PID算法电路的单片机，该控制器的一个输入端连接有对蓄电池充电电流采样的蓄电池电流传感器（通常连接在蓄电池负极一侧），另一个输入端连接有对蓄电池电压采样的电压传感器，还有一个输入端连接有对交流发电机的发电电流采样的发电电流传感器（通常连接在与蓄电池的正极连线的一侧），再有一个输入端连接有对小型增程式电动车中的电动机的负载电流采样的负载电流传感器（通常连接在与蓄电池的正极连线的一侧）。

结合对本实用新型有益效果的了解，本领域的技术人员从上述具体实施方式中可以看出，本实用新型区别于现有技术的主要方面在执行机构（两个步进电机）和在恰当位置设置的相应传感器。至于控制器，则完全是根据功能需要进行的常规选用，即选择现有的带有AD采样电路、PID算法电路的单片机（也称微控制单元——MCU）。所以，涉及与单片机相关的具体接线位置、驱动执行机构的放大电路等，因本领域的技术人员十分清楚、熟悉，故不赘述；图2也仅为绘制出增程装置的***框图，为图幅清晰，涉及在实践中必须用到充电电路中的充电器、整流器等均省略未画。下面仅就如何控制两个步进电机以取得本实用新型所述效果，对单片机进行设置（编写程序）的要求作进一步披露。

本领域的技术人员清楚，在通过监测蓄电池电压的方式来确定是否应当充电的情况下，应当首先在单片机中设定使用蓄电池的电压下限值和电压上限值——本说明书将这电压下限值称为V2、电压上限值称为V3，并将监测到的蓄电池即时电压称为V1。相关步骤按如下要求设定：

在小型增程式电动车用蓄电池供电而开始行驶后，就让单片机通过电压传感器开始对蓄电池电压采样，即监测蓄电池的即时电压V1。当V1＜V2时，单片机通过缸头温度传感器对汽油发动机进行缸温采样，并根据缸头温度来决定通过阻风门步进电机1和节气门步进电机2所分别带动的阻风门和节气门的开启角度，在据此控制阻风门步进电机1和节气门步进电机2的同时，启动汽油发动机带动发电。紧接着让单片机通过发电电流传感器、负载电流传感器和蓄电池电流传感器分别对交流发电机的输出电流（发电电流）、电动机负载电流和蓄电池的充电电流进行AD采样，并利用PID算法进行步进电机步数运算，进而驱动节气门步进电机来调节其节气门的开启角度，达到调节、改变交流发电机的发电电流Id，以始终满足既有足够的负载电流Im为电动机供电，又有适当的较小充电电流Ib给蓄电池充电的目的。

当V1＞V3时，即蓄电池的即时电压大于蓄电池电压上限值时，单片机通过对点火器点火电路接地，从而使汽油发动机熄火，从而达到保护蓄电池的目的。

特别说明，在增程装置（增程器）中仅用小电流来给蓄电池充电，是本领域的技术人员熟知的常识。充电电流具体小到何种程度，应当根据不同增程装置及不同蓄电池的具体参数确定，所以，在本说明书中对负载电流Im就用了“足够的”来限定，对充电电流Ib就用了“适当的较小”来限定。

另外，关于自动调节过程中的阻风门和节气门的开启角度问题，由于对本领域的技术人员而言，既可以根据已有经验来设置单片机对相应步进电机的控制量，也可通过有限的常识试验重新确定。故不详述。

本领域的技术人员肯定清楚，在对单片机进行设置时，还需对蓄电池充电、故障等状态进行提示，以及故障状态自动熄火等保护功能，同时还需设置控制交流发电机停机，并转为再用蓄电池给电动机供电的程序。

Claims

1.一种小型增程式电动车的增程装置，它包括以汽油发动机为原动机的交流发电机、给蓄电池充电的充电器、监测蓄电池电压并控制汽油发动机起或停的控制器；其中，汽油发动机为化油器式发动机，该化油器（5）带有调节进气量大小的阻风门和调节进入汽油发动机汽缸内的混合油气总量多少的节气门，其特征在于：所述阻风门连接有由所述控制器所控制的阻风门步进电机（1），所述节气门连接有由所述控制器所控制的节气门步进电机（2）；在所述汽油发动机的缸头上安装有信号输出端连接在所述控制器上的缸头温度传感器；所述控制器是带有AD采样电路、PID算法电路的单片机，该控制器的一个输入端连接有对蓄电池充电电流采样的蓄电池电流传感器，另一个输入端连接有对蓄电池电压采样的电压传感器，还有一个输入端连接有对交流发电机的发电电流采样的发电电流传感器，再有一个输入端连接有对所述小型增程式电动车中的电动机的负载电流采样的负载电流传感器。