CN101531142A - 电动自行车再生充电装置 - Google Patents

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Abstract

一种电动自行车再生充电装置，包括电动机M和用于电动机M供电的蓄电池组BC，在所述电动机M和蓄电池组BC之间设置于二者之间的整流电路Z、检测电路T和充电切换控制电路C；所述检测电路T用于找出电压最低的一节蓄电池，再通过充电切换控制电路C的控制，将整流电路Z的输出连接到需要充电的电压最低的这节蓄电池；所述电动机M的输出与整流电路Z的输入连接，所述整流电路Z的输出和检测电路T通过充电切换控制电路C与蓄电池组BC的各个单节蓄电池连接；其解决了背景技术中提到的现有能量回收充电技术电路复杂、效率低、成本高的问题，具有原理简单、效率高、成本低，对车辆速度的适应范围宽的优点。

Description

电动自行车再生充电装置
技术领域
本发明涉及一种充电装置，具体涉及一种电动自行车再生充电装置。
背景技术
目前，电动自行车驱动系统由蓄电池、电机及其控制器组成，蓄电池多采用免维护铅酸蓄电池或镍氢蓄电池等。由于这些蓄电池能量密度不高，所以车辆一次充电行驶里程较低。如果在车辆刹车和下坡时，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动力蓄电池中，对提高车辆的续航里程是很有益的。如：日本特开2001-30974号公报中披露了从车速传感器的输出、刹车开关以及手动开关的操作获得再生控制的电动辅助自行车；中国专利号为02160642.0的发明专利披露了一种电动车辆的再生控制装置。
电动自行车的供电通常采用12V蓄电池串联成36V或48V的蓄电池组，现有的电动自行车当其处于滑行或刹车状态时，电机绕组输出的交流电经过整流后的直流电压较低，难以满足对蓄电池组的整体充电，一般都要经过逆变升压并再次整流后才能对蓄电池组充电。由于电机绕组输出的交流电压变化范围大且极不稳定，逆变升压装置也变的十分复杂。
电机绕组输出的交流电只有在电动自行车速度很高时才能输出较大的电能，多数情况下对蓄电池组整体充电起的作用可能较小，但在多数情况下，能量再生输出的电能是可以满足对一节蓄电池进行充电的要求的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动自行车再生充电装置，其解决了背景技术中提到的现有能量回收充电技术电路复杂、效率低、成本高的问题，能对最有可能欠压的那节蓄电池及时充电以改善其工况。
本发明的技术解决方案是：
一种电动自行车再生充电装置，包括电动机M和用于电动机M供电的蓄电池组BC，
其特殊之处在于：
在所述电动机M和蓄电池组BC之间设置于二者之间的整流电路Z、检测电路T和充电切换控制电路C；
所述检测电路T用于找出电压最低的一节蓄电池，再通过充电切换控制电路C的控制，将整流电路Z的输出连接到需要充电的电压最低的这节蓄电池；
所述电动机M的输出与整流电路Z的输入连接，所述整流电路Z的输出和检测电路T通过充电切换控制电路C与蓄电池组BC的各个单节蓄电池连接；
上述整流电路Z由电流大于3A的整流桥或整流二极管构成。
上述充电切换控制电路C为多路继电器或多路电子模拟开关或人工拨动的多路开关。
上述检测电路T由运算放大器、电压比较器、数字逻辑电路以及多路分压电阻构成。
上述检测电路T可由带AD采样的单片机与多路分压电阻构成。
上述检测电路T还可包括完成指示功能的发光二极管。
上述电压比较器具体型号为LM139、LM239、LM339、LM119、LM393、LM319或TS339的电压比较器集成电路。
上述运算放大器具体型号是LM324或LM358的运算放大器集成电路。
上述数字逻辑电路具体型号是74LS21、74LS20或GAL16V8的集成电路。
上述带AD采样的单片机为具有多路A/D转换采样的型号是XC846、XC866或CY8C24423等的单片机构成。
本发明具有原理简单、效率高、成本低，对车辆速度的适应范围宽，能对最有可能欠压的那节蓄电池及时充电以改善其工况，对整个蓄电池组能起到均衡充电的作用
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图
图2为本发明实施例检测电路T的原理示意图。
图3为本发明实施例用继电器实现控制切换电路的原理示意图。
图4为背景技术逆变升压装置的原理示意图。
附图图面说明：
M-电机，Z-整流电路，VP-整流电路输出正极，VN-整流电路输出负极，BC-蓄电池组，B-蓄电池，C-控制切换电路，B1-蓄电池，B2-蓄电池，B3-蓄电池，B4-蓄电池，T-检测电路，P-检测点，PA-正极检测点，PN-负极检测点，PC-接点检测点，PC1-第一接点检测点，PC2-第二接点检测点，PC3-第三接点检测点，BR-刹车或滑行信号；
F1-比较器1，F2-比较器2，F3-比较器3，F4-比较器4，F5-比较器5，F6-比较器6，A1-检测电路T的输出，A2-检测电路T的输出，A3-检测电路T的输出，A4-检测电路T的输出；
L-锁存器，D1-发光二极管，D2-发光二极管，D3-发光二极管，D4-发光二极管，D5-发光二极管，J1-继电器，J2-继电器，J3-继电器，J4-继电器，J5-继电器，J1-1-继电器接点，J1-2-继电器接点，J2-1-继电器接点，J2-2-继电器接点，J3-1-继电器接点，J3-2-继电器接点，J4-1-继电器接点，J4-2-继电器接点，J5-1-继电器接点，J5-2-继电器接点；
MW-脉冲斩波电路，MT-脉冲变压器，Z1-升压后的整流电路，VP1-升压后整流电路输出正极，VN1-升压后整流电路输出负极，TM-升压整流后的检测反馈电路。
具体实施方式
下面主要以采用电路形式的实施方案并结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
对于永磁无刷直流电动机，如上所述的整流电路Z由三相整流桥构成，整流电路的输入与电机M的三个绕组相联，三相桥臂的公共端分别作为整流电路Z的正、负极输出，三相桥臂的中点分别与永磁无刷直流电动机的三相绕组相连；对于永磁有刷直流电动机，其驱动控制器功率部分为单相全桥结构，桥的上、下两端分别作为整流电路Z的正、负极输出，桥的中点与永磁有刷直流电动机的绕组相连。
整流电路Z的输出与控制切换电路C的输入相连，整流电路Z的输出也可以加上限流电路。
如上所述的检测电路T具有电压衰减、多路减法器、选举找出电压最低的某节蓄电池等功能，检测电路T先将接点PA和PC的电压值分别衰减以适应减法器电路的电压，衰减后的接点PA和PC电压值送到多路减法器，由多路减法器电路算出每节蓄电池的电压，每路减法器的输出与每节蓄电池的电压有固定的对应关系，多路减法器的输出送到选举电路，选举电路将电压最低的某节蓄电池找出来，选举电路由多路电压比较器和数字逻辑电路构成。
A1、A2、A3、A4的值分别代表蓄电池B1、B2、B3、B4的电压是否为最低，其逻辑真值表为：
 
F1 F2 F3 F4 F5 F6
A1 0 0 0
A2 1 0 0
A3 1 1 0
A4 1 1 1
选举电路所产生的选举结果再控制切换电路的输出，当刹车或滑行信号BR出现时，将整流电路Z的输出连接到最需要立即充电的电压最低的那节蓄电池。
如上所述的整流电路Z具体可以由电流大于3A的整流桥或整流二极管构成，
如上所述的检测电路T可以由运算放大器、电压比较器、数字逻辑电路以及多路分压电阻构成。也可以由带AD采样的单片机与多路分压电阻构成。检测电路T也可以带有指示功能。
如上所述的电压比较器具体可以由LM139、LM239、LM339、LM119、LM393、LM319、TS339等型号的电压比较器集成电路构成，运算放大器具体可以由LM324、LM358等型号的运算放大器集成电路构成，数字逻辑电路具体可以由74LS21、74LS20，GAL16V8等型号的集成电路构成。检测电路T的指示功能可以用发光二极管实现。
如上所述的带AD采样的单片机可以由具有多路A/D转换采样的XC846、XC866、CY8C24423等型号的单片机构成。
如上所述的控制切换电路可以用多路继电器构成，也可以用多路电子模拟开关构成，也可以用人工拨动的多路开关构成。

Claims (10)

1.一种电动自行车再生充电装置，包括电动机(M)和用于电动机(M)供电的蓄电池组(BC)，其特征在于：在所述电动机(M)和蓄电池组(BC)之间设置于二者之间的整流电路(Z)、检测电路(T)和充电切换控制电路(C)；所述检测电路(T)用于找出电压最低的一节蓄电池，再通过充电切换控制电
Figure A200810017688C0002093515QIETU
的控制，将整流电路(Z)的输出连接到需要充电的电压最低的这节蓄电池；所述电动机(M)的输出与整流电路(Z)的输入连接，所述整流电路(Z)的输出和检测电路(T)通过充电切换控制电路(C)与蓄电池组(BC)的各个单节蓄电池连接；
2.根据权利要求1所述的电动自行车再生充电装置，其特征在于：所述整流电路(Z)由电流大于3A的整流桥或整流二极管构成。
3.根据权利要求1所述的电动自行车再生充电装置，其特征在于：所述充电切换控制电路(C)为多路继电器或多路电子模拟开关或人工拨动的多路开关。
4.根据权利要求1～3任一所述的电动自行车再生充电装置，其特征在于：所述检测电路(T)由运算放大器、电压比较器、数字逻辑电路以及多路分压电阻构成。
5.根据权利要求1～3任一所述的电动自行车再生充电装置，其特征在于：所述检测电路(T)由带AD采样的单片机与多路分压电阻构成。
6.根据权利要求5所述的电动自行车再生充电装置，其特征在于：所述检测电路(T)还包括完成指示功能的发光二极管。
7.根据权利要求6所述的电动自行车再生充电装置，其特征在于：所述电压比较器具体型号为LM139、LM239、LM339、LM119、LM393、LM319或TS339的电压比较器集成电路。
8.根据权利要求7所述的电动自行车再生充电装置，其特征在于：所述运算放大器具体型号是LM324或LM358的运算放大器集成电路。
9.根据权利要求8所述的电动自行车再生充电装置，其特征在于：所述数字逻辑电路具体型号是74LS21、74LS20或GAL16V8的集成电路。
10.根据权利要求9所述的电动自行车再生充电装置，其特征在于：所述带AD采样的单片机为具有多路A/D转换采样的型号是XC846、XC866或CY8C24423的单片机构成。
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