CN2851001Y

CN2851001Y - 一种电动车能量再生装置

Info

Publication number: CN2851001Y
Application number: CN 200520010153
Authority: CN
Inventors: 刘维洪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2015-10-21

Abstract

本实用新型涉及一种电动车能量再生装置，包括驱动电机、能量再生***、电动车控制器、外接充电的直流输入接口和车载蓄电池；其特征在于：能量再生***包括电气隔离器件、分别与电气隔离器件相连的倍压整流及电压钳位电路和刹车控制电路；驱动电机和电动车控制器分别与电气隔离器件相连。其能将刹车时本该损耗于刹车机械***上的能量，通过能量再生***回收、贮存到蓄电池中，从而使一次性充电后行程增加；还具有蓄电池修复功能，延长蓄电池使用寿命；同时，在充电过程中驱动电机线圈有反向流动的电流，产生的电磁力将阻碍电动车运行，从而起到刹车作用，确保了刹车安全。本实用新型适用于电动自行车、电动摩托车和电动汽车。

Description

一种电动车能量再生装置

技术领域

本实用新型涉及一种电动车能量再生装置，尤其适用于电动自行车、电动摩托车和电动汽车。

背景技术

众所周知，电动车是未来交通、运输工具的发展方向。现有电动车存在的主要问题是：没有能量再生装置，从而导致一次性充电后行程短；在运行及车载蓄电池充电过程中，没有采取有效的车载蓄电池维护措施，从而导致车载蓄电池使用寿命减短，减小了车载蓄电池运用的有效价值；电动车特有的‘先断电后刹车’特性导致刹车效果不良，存在极大的安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电动车能量再生装置，它能将电动车制动时本该消耗在摩擦损耗上的机械能转化为电能，并贮存于车载蓄电池中，增加一次充电行驶里程；还能有效的维护车载蓄电池，延长车载蓄电池使用寿命、缩短充电时间；同时，能明显增强电动车刹车的可靠性，减少刹车***的机械磨损。

本实用新型所述的一种电动车能量再生装置，包括驱动电机、能量再生***、电动车控制器、外接充电的直流输入接口和车载蓄电池；其特征在于：能量再生***包括电气隔离器件、分别与电气隔离器件相连的倍压整流及电压钳位电路和刹车控制电路；驱动电机和电动车控制器分别与电气隔离器件相连。电动车在机械制动过程时，其驱动电机实际上变成了发电机，通过刹车控制电路控制电气隔离器件、倍压整流及电压钳位电路工作，将发电机所发的电反充到车载蓄电池中，实现了能量再生功能。

所述的一种电动车能量再生装置，其能量再生***还包括与刹车控制电路和车载蓄电池相连的车载蓄电池修复及维护电路或/和过压充电保护电路。能量再生***在以上基础上只增加车载蓄电池修复及维护电路、或者只增加过压充电保护电路、或者同时增加车载蓄电池修复及维护电路和过压充电保护电路。在刹车或外接充电器充电时，刹车信号控制车载蓄电池修复及维护电路工作，其产生的高频脉冲附加到充电电流上，达到消除车载蓄电池硫化的目的；当车载蓄电池的电压足够高时，过压充电保护电路工作，断开了电气隔离器件与倍压整流及电压钳位电路的电气连接，车载蓄电池断开充电电流，起到了车载蓄电池的过压充电保护作用。

所述的一种电动车能量再生装置，其电气隔离器件为继电器。所用继电器不局限于机械触点式继电器，即：能行使相同功能的其他元件均可。

所述的一种电动车能量再生装置，其特征在于：倍压整流及电压钳位电路包括电容C1、C2、C3、C4、C5、C6，二极管D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16；其D15的阳极、D16的阳极、C5的负极与继电器的常开触点3脚相连，D3的阳极、C3的负极与继电器的常开触点5脚相连，C1的负极与继电器的常开触点7脚相连，D7的阴极与车载蓄电池的正极BAT+相连，C1的负极与车载蓄电池的负极BAT-相连。当刹车时，刹车控制电路控制电气隔离器件吸合，接通驱动电机和倍压整流及电压钳位电路，驱动电机电压通过电容C1、C2、C3、C4、C5、C6及D3、D5、D6、D8、D11、D13、D14、D16在各电容的正极端形成相对与C1端电压的倍压值，达到倍压的目的；再通过D2、D4、D7、D9、D10、D12、D15与车载蓄电池的正极BAT+连接，将各电容正极电压钳位，从而实现电压钳位的目的。

所述的一种电动车能量再生装置，其刹车控制电路包括电容C7，稳压管Z1，三极管Q1、Q2、Q3，电阻R1、R3、R4、R5、R6、R7、R8，二极管D18、D19；其Q2的集电极与继电器的1脚相连，三极管Q2的发射极与车载蓄电池负极BAT-相连，R7的一端与电动车高电平刹车信号H-B相连，D19的阴极与电动车低电平刹车信号L-B相连，R1的一端与车载蓄电池正极BAT+相连，R1的另一端与继电器的2脚相连。当刹车高电平信号H-B来时，通过R7控制Q2导通；当刹车低电平信号L-B来时，通过D19、R6控制Q3、Q2导通，让电气隔离器件吸合，接通驱动电机和倍压整流及电压钳位电路，从而，正常充电工作。

所述的一种电动车能量再生装置，其蓄电池修复及维护电路为脉冲发生电路，包括二极管D1、D20、D21，电阻R2、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28，电容C9、C10、C11、C12、C13，稳压管Z3、Z4，三极管Q6、Q7、Q8、Q9，场效应管Q5，集成块IC1、IC2，变压器T1；其R27的一端与车载蓄电池负极BAT-相连，R21的一端与车载蓄电池正极BAT+相连，R15的一端与刹车控制电路的Q2的集电极相连，变压器T1的3脚与外接充电的直流输入接口的正极相连。刹车时，通过R15控制Q7导通，为IC1提供工作电源，IC1的3脚输出高频脉冲，高频脉冲通过Q6、C10、Q9输出到Q5的G极，控制Q5的通断，达到高频脉冲去除车载蓄电池硫化的目的；当进行外接充电器充电时，从直流输入接口流向车载蓄电池正极的电流通过变压器T1的3、4脚通路后，在T1的1、2脚通路得到感应电压，该感应电压通过IC2后，IC2输出端OUT1、OUT2交替输出高电平电压驱动Q8为IC1提供工作电源而正常工作。

所述的一种电动车能量再生装置，其过压充电保护电路包括三极管Q4，电容C8，稳压管Z2，电阻R9和R10；其Q4的发射极与车载蓄电池负极BAT-相连，Q4的集电极与刹车控制电路的Q2的基极相连，R9的一端与车载蓄电池正极BAT+相连。当车载蓄电池电压足够高时，通过R9、R10分压后使Z1导通，控制Q4饱和导通而关断Q2，使电气隔离器件置到常闭触点端，断开驱动电机和倍压整流及电压钳位电路的电气连接关系，倍压整流及电压钳位电路不向车载蓄电池充电，起到过压充电保护的作用。

所述的一种电动车能量再生装置，其外接充电的直流输入接口的正极端与车载蓄电池正极BAT+通过变压器连接。

本实用新型和现有技术对比的主要优点：具有有效的能量再生***，能将普通车刹车时损耗于刹车机械***上的能量，通过能量再生***回收、贮存到蓄电池中，从而使一次性充电后行程增加；高频脉冲的引入，在行驶及日常充电过程中可对蓄电池进行有效的养护乃至修复，提高蓄电池使用寿命，减短蓄电池充电时间；同时，在充电过程中驱动电机线圈有反向流动的电流，产生的电磁力将阻碍电动车运行，从而起到刹车作用，确保了刹车安全，也明显减小了刹车机械***的相互磨损、损伤。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型能量再生***的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1中的附图标记1为驱动电机、2为能量再生***、3为电动车控制器、4为车载蓄电池、5为电气隔离器件、6为倍压整流及电压钳位电路、7为刹车控制电路、8为车载蓄电池修复及维护电路、9为过压充电保护电路、10为外接充电的直流输入接口。

图2中的附图标记4、5、6、7、8、9、10与图1相同；驱动电机的A、B、C三相接线端分别表示为D-A、D-B、D-C，电动车控制器的A、B、C三相输出端分别表示为K-A、K-B、K-C，电动车高电平刹车信号表示为H-B，电动车低电平刹车信号表示为L-B。电解电容正、负极分别以Cn-1、Cn-2表示；二极管阳极、阴极分别以Dn-1、Dn-2表示；电阻两端分别以Rn-1、Rn-2表示；稳压管Z1、Z2左、右端和Z3、Z4的下、上端分别以Zn-1，Zn-2表示；继电器J的引脚分别以1…11表示；电容C8、C9、C11、C12上、下端及C10的右、左端分别表示为Cn-1、Cn-2；三极管Qn的E、B、C极分别表示为：Qn-E、Qn-B、Qn-C；场效应管Q5的G、D、S极分别表示为：Q5-G、Q5-D、Q5-S；图2中各元件(除Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9外)引脚最靠近的***数字为该元件的引脚编号。Q1、Q2、Q3、Q4、Q6、Q7、Q8、Q9的引脚最靠近的英文字母为该元件相应的引脚编号，元件引脚分别表示为Qn-E、Qn-B、Qn-C；图中标号BAT+、BAT-分别表示车载蓄电池正极、车载蓄电池负极；图中IC1为脉冲发生用集成块，本图中以555为例，其1、2、3、4、5、6、7、8各引脚分别表示为：IC1-1、IC1-2、IC1-3、IC1-4、IC1-5、IC1-6、IC1-7、IC-8；图中IC2为比较器，各对应引脚分别表示为：IC2-IN1-、IC2-IN1+、IC2-IN2-、IC2-IN2+、IC2-OUT1、IC2-OUT2、IC2-VCC、IC2-GND；图中T1为变压器，各引脚分别表示为：T1-1、T1-2、T1-3、T1-4。

实施例一：参见图1和图2，将能量再生***2的电气隔离器件5、即继电器的1脚与刹车控制电路7的D18-1和Q2-C、车载蓄电池修复及维护电路8的R15-2相连；电气隔离器件5、即继电器的2脚与刹车控制电路7的D18-2、R3-1和R1-2相连；电气隔离器件5、即继电器的3脚与倍压整流及电压钳位电路6的D15-1、D16-1、C5-2相连；电气隔离器件5、即继电器的7脚与车载蓄电池修复及维护电路8的Z4-1、Z3-1、C11-2、C12-2、R2-1、IC1-1、C9-2、C13-2、Q6-E、R17-2、D1-2、I C2-GND、R25-1、R27-1相连，并与倍压整流及电压钳位电路6的C1-2、车载蓄电池4的BAT-、过压充电保护电路9的Q4-E、C8-2、R10-1、刹车控制电路7的Q2-E、R8-1、Z1-1、C7-2相连；电气隔离器件5、即继电器的5脚与倍压整流及电压钳位电路6的D3-1、C3-2相连；

刹车控制电路7的R1-1、车载蓄电池修复及维护电路8的R16-2、R21-1、R22-1、T1-4、R26-2和倍压整流及电压钳位电路6的D2-2、D4-2、D7-2、D9-2、D10-2、D12-2、D15-2以及过压充电保护电路9的R9-1均与车载蓄电池4的正极BAT+相连；

倍压整流及电压钳位电路6的C1-1、D2-1、D3-2、D5-1、C2-2、D14-1、D16-2相连，C2-1、D7-1、D6-2、D8-1、D11-1、D13-2相连，C3-1、C4-2、D4-1、D5-2、D6-1相连，C4-1、D8-2、D9-1相连，C5-1、D14-2、D13-1、D12-1、C6-2相连，C6-1、D11-2、D10-1相连。

刹车控制电路7的Q1-E、C7-1、R5-2、Q3-E相连，Q1-B、Z1-2、R4-1相连，Q1-C、R4-2、R3-2相连，Q3-B、R5-1、R6-2相连，R6-1、D19-1相连，D19-2与电动车低电平刹车信号L-B相连，Q3-C、Q2-B、Q4-C、R7-2、R8-2相连，R7-1与电动车高电平刹车信号H-B相连。

过压充电保护电路9的Q4-B、C8-1、Z2-1相连，Z2-2、R10-2、R9-1相连。

车载蓄电池修复及维护电路8的Q7-E、R16-1、R18-1相连，Q7-B、R18-2、R15-1相连，Q7-C、R20-1、R14-1相连，R20-2、R2-2、R19-1、C13-1、R28-2相连，R14-2、Z3-2、R13-2、C12-1、IC1-4、IC1-8、Q8-E、R28-1相连，C11-1、IC1-5相连，R13-1、R12-2、IC1-7相连，R12-1、IC1-2、IC1-6、C9-1相连，R11-1、IC1-3相连，R11-2、Q6-B相连，Q6-C、R19-2、C10-2相连，C10-1、Q9-B、R17-1相连，Q9-E、R27-2、Q5-G相连，Q9-C、R26-1相连，Q5-S、D1-1相连，R21-2、Q5-D相连，T1-1、R25-2、IC2-IN1+、IC2-IN2-相连，T1-2、IC2-IN1-、IC2-IN2+相连，R23-1、IC2-OUT1相连，R24-1、IC2-OUT2相连，R23-2、D20-1相连，R24-2、D21-1相连，D20-2、D21-2、Q8-B相连，IC2-VCC、Z4-2、R22-2、Q8-C相连。

将驱动电机1的A相线圈接线端D-A与电气隔离器件5、即继电器的9脚相连，驱动电机1的B相线圈接线端D-B与电气隔离器件5、即继电器的10脚相连，驱动电机1的C相线圈接线端D-C与电气隔离器件5、即继电器的11脚相连；

将电动车控制器3的A相信号输出端K-A与电气隔离器件5、继电器的8脚相连，电动车控制器3的B相信号输出端K-B与电气隔离器件5、继电器的6脚相连，电动车控制器3的C相信号输出端K-C与电气隔离器件5、继电器的4脚相连，即构成本实用新型的第四技术方案，即功能最全面的技术方案。

实施例二：参见图1和图2，在实施例一的基础上去掉过压充电保护电路9，即构成本实用新型的第三技术方案，即没有过压充电保护功能。

实施例三：参见图1和图2，在实施例一的基础上去掉车载蓄电池修复及维护电路8，即构成本实用新型的第二技术方案，即没有车载蓄电池修复及维护功能。

实施例四：参见图1和图2，在实施例一的基础上去掉过压充电保护电路9和车载蓄电池修复及维护电路8，即构成本实用新型的第一技术方案，即没有过压充电保护功能和车载蓄电池修复及维护功能。

Claims

1、一种电动车能量再生装置，包括驱动电机(1)、能量再生***(2)、电动车控制器(3)、外接充电的直流输入接口(10)和车载蓄电池(4)；其特征在于：能量再生***(2)包括电气隔离器件(5)、分别与电气隔离器件(5)相连的倍压整流及电压钳位电路(6)和刹车控制电路(7)；驱动电机(1)和电动车控制器(3)分别与电气隔离器件(5)相连。

2、根据权利要求1所述的一种电动车能量再生装置，其特征在于：能量再生***(2)还包括与刹车控制电路(7)和车载蓄电池(4)相连的车载蓄电池修复及维护电路(8)或/和过压充电保护电路(9)。

3、根据权利要求1或2所述的一种电动车能量再生装置，其特征在于：电气隔离器件(5)为继电器。

4、根据权利要求1所述的一种电动车能量再生装置，其特征在于：倍压整流及电压钳位电路(6)包括电容(C1)、(C2)、(C3)、(C4)、(C5)、(C6)，二极管(D2)、(D3)、(D4)、(D5)、(D6)、(D7)、(D8)、(D9)、(D10)、(D11)、(D12)、(D13)、(D14)、(D15)、(D16)；其(D15)的阳极、(D16)的阳极、(C5)的负极与继电器的常开触点3脚相连，(D3)的阳极、(C3)的负极与继电器的常开触点5脚相连，(C1)的负极与继电器的常开触点7脚相连，(D7)的阴极与车载蓄电池的正极BAT+相连，(C1)的负极与车载蓄电池的负极BAT-相连。

5、根据权利要求1所述的一种电动车能量再生装置，其特征在于：刹车控制电路(7)包括电容(C7)，稳压管(Z1)，三极管(Q1)、(Q2)、(Q3)，电阻(R1)、(R3)、(R4)、(R5)、(R6)、(R7)、(R8)，二极管(D18)、(D19)；其(Q2)的集电极与继电器的1脚相连，三极管(Q2)的发射极与车载蓄电池负极BAT-相连，(R7)的一端与电动车高电平刹车信号H-B相连，(D19)的阴极与电动车低电平刹车信号L-B相连，(R1)的一端与车载蓄电池正极BAT+相连，(R1)的另一端与继电器的2脚相连。

6、根据权利要求2所述的一种电动车能量再生装置，其特征在于：车载蓄电池修复及维护电路(8)为脉冲发生电路，包括二极管(D1)、(D20)、(D21)，电阻(R2)、(R11)、(R12)、(R13)、(R14)、(R15)、(R16)、(R17)、(R18)、(R19)、(R20)、(R21)、(R22)、(R23)、(R24)、(R25)、(R26)、(R27)、(R28)，电容(C9)、(C10)、(C11)、(C12)、(C13)，稳压管(Z3)、(Z4)，三极管(Q6)、(Q7)、(Q8)、(Q9)，场效应管(Q5)，集成块(IC1)、(IC2)，变压器(T1)；其(R27)的一端与车载蓄电池负极BAT-相连，(R21)的一端与车载蓄电池正极BAT+相连，(R15)的一端与刹车控制电路(7)的(Q2)的集电极相连，变压器(T1)的3脚与外接充电的直流输入接口(10)的正极相连。

7、根据权利要求2所述的一种电动车能量再生装置，其特征在于：过压充电保护电路(9)包括三极管(Q4)，电容(C8)，稳压管(Z2)，电阻(R9)和(R10)；其(Q4)的发射极与车载蓄电池负极BAT-相连，(Q4)的集电极与刹车控制电路的(Q2)的基极相连，(R9)的一端与车载蓄电池正极BAT+相连。

8、根据权利要求1所述的一种电动车能量再生装置，其特征在于：外接充电的直流输入接口(10)的正极端与车载蓄电池(4)的正极BAT+通过变压器连接。