CN101602386B - 一种健身节能电动车 - Google Patents

Abstract

本发明属于电动车类，具体是一种健身节能电动车，其特征在于：蓄电池组带有串并联转换装置，通过蓄电池组各电池的串并联转换提供U输出和U/2输出两种模式，并分别由控制器控制支持U工作模式和U/2工作模式，在U/2工作模式时采用健身助力装置通过控制器对蓄电池组进行充电，实现能量回收，并且在显示器上给出健身状态的显示。本发明在U输出和U/2输出条件下，电动车均能正常骑行，当选择健身模式时，通过健身助力装置，电机变为发动机，通过控制器向电池充电，达到健身节能的目的，同时通过并联均衡充电，可以有效地延长电池的使用寿命。

Description

一种健身节能电动车

技术领域

本发明属于电动车类，具体是一种健身节能电动车。

背景技术

随着生活节奏的不断加快，人们对身心健康也越来越重视，目前都市常用健身方法有健身器材健身、自行车健身和电动助力自行车健身三种，而既能健身又能满足正常骑行的健身电动自行车，越来越为老百姓所接受。

首先，因为普通健身器材往往放置在室内，占地面积大，价格昂贵，普通家庭没有足够的空间来安放这样的健身器材，并且室内健身，必须在特定的时间和地点才能进行，这种健身方式很难普及；

其次，自行车健身突出优点就是可以不受时间和地点的限制，一方面可以满足正常的上下班骑行，另一方面不需要在繁忙的生活中另外安排时间。但是现有的普通自行车结构主要是为了满足人们的正常出行，如果要达到健身目的，需要高速骑行，但自行车车速太快，会带来很多的不安全因素。

最后，人们把目光投向环保节能的绿色便捷交通工具——电动自行车上，但是遗憾的是，普通电动车在采用脚踩助力时，脚踩速度达不到电动机运行速度，电动车最终由电机驱动，没有任何健身效果。若不开电助力，相当于普通自行车，并无突出健身优点。

为了达到电动车健身的目的，我公司申请了申请号为200820122111.X名称为“多功能电动车”的实用新型专利，该专利申请试图通过调整控制器控制参数，为用户提供带有反充电健身功能的电动车。要达到健身的目的，启动能量回收功能，必须实现反充电电压U_充＞U_电池。为了得到这样的电压，骑行的速度必须超过电机额定速度V₀。实际上，人们在骑行过程中很难达到这样的速度，因此该专利健身效果不佳，实用性不强。

为此，我公司又申请了两个专利，申请号为200910097371.5名称为“一种蓄电池组串并联转换的方法”公开了蓄电池组可以通过六芯插座与电动车的六芯插头相接实现串连输出，通过蓄电池组的六芯插座与充电器的充电六芯插头相接，蓄电池组并联输出，从而实现蓄电池组的电池连接的串并联转换；申请号为200910097370.0名称为“蓄电池组的均衡充电方法”的专利申请公开了一种蓄电池组的各电池串联放电、并联充电的方法，并提供了均衡并联充电的方法，从而为健身节能电动车提供了可能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构更科学合理、实用性更强、既能满足老百姓日常出行的要求、又能健身休闲、并且能够有效延长电池使用寿命的健身节能电动车。

一种健身节能电动车，包括车身、蓄电池组、控制器、显示器、健身助力装置，其特征在于：蓄电池组带有串并联转换装置，通过蓄电池组各电池的串并联转换提供电压U输出和电压U/2输出两种模式，并分别由控制器控制支持电压U工作模式和电压U/2工作模式，在电压U/2工作模式时采用健身助力装置，并通过控制器对蓄电池组进行并联均衡充电，实现能量回收，同时在显示器上给出健身状态的显示及反充电电流大小的显示。

本发明蓄电池组通过串并联转换装置提供电压U和U/2两种电源输出模式，在控制器支持下，两种输出模式电动车均能正常骑行。若正常骑行时选择的是电压U输出模式，电动车速度V正常巡航；选择电压U/2输出模式时，电动车以V/2速度巡航；当选择健身模式时，若电动车速度为V₂，自动进行V₂和V/2比较，当V₂＜V/2时，电机提供正常的驱动功能，当V₂＞V/2时，电机变成了发电机，通过过控制器向电池充电，达到健身节能的目的，同时通过并联均衡充电，可以有效地延长电池的使用寿命。在健身工作模式下，显示器上显示健身状态指示，显示的反充电电流越大，说明助力的速度越快，健身效果越佳。

附图说明

图1为本发明电压U工作模式示意图。

图2为本发明电压U/2工作模式示意图。

图3为本发明在电压U/2工作模式下选择健身节能模式示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方案作一详细阐述。

如图1所示，只要将模式开关1选择在电压U工作模式下，蓄电池组2中的电池选择串联连接，输出电压为U，控制器3接到电压U工作模式信号，并根据该信号选择电池组的U输出接口，用U电压驱动电机4，电机4以速度V运转，这就是健身节能电动车的U模式巡航工作状态。

如图2所示，将模式开关1选择到U/2模式，蓄电池组2中的电池选择并联连接，输出电压为U/2，控制器3接到电压U/2模式信号，接通电池的U/2输出，并以U/2电压驱动电机4以V/2速度运转，这就是本发明的U/2低压低速巡航工作模式。并且串联电池组电压小于设定值时也会自动切换到U/2模式，在该模式下，电动车还可以运行比较长的距离。

如图3所示，选择模式开关1至健身节能模式，此时，以一个速度V₁踩踏板6，控制器3检测电机4的运行速度V₂，当V₁＜V/2控制器3接通电压U/2电源输出，驱动电机转动到速度V/2。此时，采用踏板健身助力装置，外加一个驱动速度，使得电动机运行速度V₂＞V/2，此时，控制器自动关闭控制器输出，电机不再工作，电机变成了发电机通过控制器3以一个电压U₁(U₁＞U/2)为蓄电池组2充电，实现电能回收，并且在显示器5上显示健身状态及反充电电流大小。这就是本发明的健身节能工作模式。

本发明在健身节能模式下，电机自动进行V₂和V/2比较，当V₂＜V/2时，电机提供正常的驱动功能，当V₂＞V/2时，电机变成了发电机。这种V/2判据的设计，确保电机以最低V/2的速度运行，保证了使用者在此基础上加速，能够很容易的实现健身节能的目的。同时也保证了用户在需要休息的时候，健身电动车能够正常巡航。

实施例

一、下面以电源电压48V、电流12Ah健身节能电动自行车为例，说明本发明的具体使用。

(1)户外骑行

将模式开关选择在电压48V工作状态，4节电压为12V的电池串联，此时电机正常以速度360r/min运行，在该速度下，健身车就是一辆普通的电动车，满足正常骑行需求。

将模式开关选择在电压24V工作状态下，2节电压为12V的电池先串联，然后并联起来产生24V输出电压，通过控制器驱动电机运转，此时转速为180r/min，低于低速运行状态。

若在电机以280r/min的速度正常巡航的时候，采用脚踩踏板健身助力，为电机另外提供一个100r/min的转速，假设电机的速度很快增加到340r/min。持续踩踏板，保持电动机340r/min的速度，电机提供30V电压为24V电池组充电。在此过程中我们可以从显示器中看到运动量的指示等级，这个等级反映的是发电机给电池反充电的电流大小。

当骑行30min停止加速骑行的时候，充电指示等级会缓慢的降下来，由于发电作用，导致电池电压升高。当发电机速度小于290r/min的时候，电池自动给电机供电，电动车又回到正常巡航状态。

(2)驻车健身

将电动车停在一个舒适的位置，只要将本健身节能电动车的中支撑撑起。将模式选在24V上，操作方法同(1)。这样就可以作为普通的健身器材使用。

(3)24V充电

当健身节能车不用的时候，通过专用的24V电源接口，用专用24V均衡充电器对电池进行充电，这样可以有效地减少电池在充电过程造成的单节电池电量不一致，从而有效延长电池的使用寿命。

二、电动汽车

本发明原理也可应用于电动汽车，由于电动汽车用电池电压高，启动电流大。本发明的U-U/2变换装置应用于电动汽车的启动、刹车、以及并联充电，能够有效地节约能量，提高电池使用寿命。具体在电动汽车启动时，切换到U/2状态，此时，可以提供低压高电流，这样就能在不增加电池数量的情况下，有效地改善电动汽车的启动性能。同时在刹车时，利用电动汽车的惯性，将U对应的速度V，为U/2的电池充电，有效地提高了能量回收的效率。另外，采用U/2充电模式充电，有效地降低电池在充电过程中的不一致性，从而有效延长电动汽车电池的使用寿命。

Claims (1)

1.一种健身节能电动车，包括车身、蓄电池组、控制器、显示器、健身助力装置，其特征在于：蓄电池组带有串并联转换装置，通过蓄电池组各电池的串并联转换提供电压U输出和电压U/2输出两种模式，并分别由控制器控制支持电压U工作模式和电压U/2工作模式，在电压U/2工作模式时选择健身模式，采用健身助力装置，并通过控制器对蓄电池组进行并联均衡充电，实现能量回收，并且在显示器上给出健身状态的显示；若正常骑行时选择的是电压U输出模式，电动车速度V正常巡航，选择电压U/2输出模式时，电动车以V/2速度巡航，在电压U/2工作模式时选择健身模式，电动车速度为V₂，自动进行V₂和V/2比较，当V₂＜V/2时，电机提供正常的驱动功能，当V₂＞V/2时，电机变成了发电机。

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