CN102195332B - 无碳自发电蓄能充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无碳自发电蓄能充电装置，包括利用压力能发电的静液压装置以及将所产生的电能进行利用的蓄能充电装置，所述的静液压装置与蓄能充电电路之间通过可编程控制器电连接。本发明通过压力能发电、蓄能及充电利用，可以节约地球有限的煤碳、石油等能源，产生的电能较传统方式产生的电能而言，降低了二氧化碳排放，经济而环保。纯电动汽车对于电能匮乏的偏远交通道路，行车距离令人担忧，在安装了本装置的地方可以充电，增加其续航能力。

Description

无碳自发电蓄能充电装置
技术领域
本发明涉及静液压系统技术领域，一种无碳自发电蓄能充电装置。
背景技术
直接由电网供电的充电装置，对于向大容量的电动汽车蓄电池这类反电动势负载充电时，电网电压下降厉害，严重影响周围其它用电设备的正常运行：充电装置完全依赖电网，电网停电时，存在无法充电缺陷。而新兴的新能源如太阳能、风能发电，受天气诸因素制约，而且系统相对成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：通过压力能发电、蓄能及充电利用，可以节约地球有限的煤碳、石油等能源，产生的电能较传统方式产生的电能而言，降低了二氧化碳排放，经济而环保。纯电动汽车对于电能匮乏的偏远交通道路，行车距离令人担忧，在安装了本装置的地方可以充电，增加其续航能力。
本发明所采用的技术方案为：压力能发电的静液压系统、PLC控制的直流它励发电机恒压发电、蓄能、充电电路及PLC、斩波器控制的负载浮充电/均衡充电电路等，具体为：一种无碳自发电蓄能充电装置，包括利用压力能发电的静液压装置以及将所产生的电能进行利用的蓄能充电装置，所述的静液压装置与蓄能充电电路之间通过可编程控制器电连接；所述的静液压装置包括安装在地表的多个活塞，活塞通过过滤装置连接静液压油箱；任意两个活塞之间通过单向阀以及管路相连通并在管路内建立压力；连接两个活塞的管路上连通设置有多个气囊式蓄能器和电磁截止阀，电磁截止阀通过压力传感器由可编程控制器驱动工作；所述的电磁截止阀连接汇流阀并驱动液压马达工作；液压马达与它励直留发电机相连接。
本发明所述的静液压装置还具有用于泄压的直通溢流阀，所述的直通溢流阀通过单向阀安装在连接两个活塞的管路上。如果电磁截止阀故障，则到一定压力时，压力油经直通溢流阀泄压，避免系统过压。
本发明所述的连接两个活塞的管路上还安装有二位二通电磁阀。当动力源压力减弱时，气囊式蓄能器施放压力机油，继续驱动液压马达。当系统机油压力下降时，PLC驱动二位二通电磁阀，气囊式蓄能器补充油压。
本发明所述的截止阀在静液压装置工作时为常开阀。只有在系统检修时才关闭
本发明所述的蓄能充电装置由蓄能充电电路实现蓄能以及为外部负载充电，所述的蓄能充电电路包括蓄能电路和充电电路；所述的蓄能电路包括逆流装置、短路保护熔断器、逆流二极管、电容充电限流电阻、电容组、蓄电池充电限流电阻以及蓄电池组；所述的充电电路包括斩波器、微型断路器以及直流接触器，所述的斩波器接收可编程控制器发出的信号驱动直流接触器工作。
本发明的有益效果是：过往汽车或行人对活塞的压力能较新能源的太阳能、风能来说，更容易获得。通过活塞，实现无碳发电并蓄能，解决了直接由电网供电的充电装置对于向大容量的电动汽车蓄电池这类反电动势负载充电时，对电网周围其它用电设备的正常运行的影响。对于安装了本装置的电能匮乏的交通道路，可增加纯电动汽车的续航能力。节约地球有限的煤碳、石油等能源，降低二氧化碳排放。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的电气原理图；
图2是本发明静液压装置的电气原理图。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种无碳自发电蓄能充电装置，包括利用压力能发电的静液压装置以及将所产生的电能进行利用的蓄能充电装置，所述的静液压装置与蓄能充电电路之间通过可编程控制器电连接。
如图2所示，在需要限速的停车场进、出公共道路或高架路上、下匝道上，多地安装一种活塞1～4，活塞被压下时，缸内经单向阀9、13、14、18自吸上来的机油受压，经单向阀10、11、12、15、16、17向相关管路及气囊式蓄能器21～26充油蓄能；活塞上压力减小或消失，活塞中被压缩的弹簧使活塞上移复位，通过单向阀9、13、14、18，自吸上来经过滤装置5～8过滤的机油，为下次工作做好准备。经压力传感器1BP、2BP检测油压到一定值，PLC驱动电磁截止阀1YV、2YV，压力油经止回阀19～20、汇流阀37驱动液压马达38，液压马达将油压转换为机械能，驱动它励直流发电机MA旋转，PLC适时给发电机励磁。如果电磁截止阀1YV、2YV故障，则到一定压力时，压力油经直通溢流阀39、40泄压，避免系统过压。当动力源压力减弱时，气囊式蓄能器21、23、24、26施放压力机油，继续驱动液压马达。当系统机油压力下降时，PLC驱动二位二通电磁阀3YV、4YV，气囊式蓄能器22、25补充油压。发电机电磁转矩对液压马达起制动作用，PLC适时停止驱动电磁截止阀1YV、2YV，停止给发电机励磁及停止驱动直流接触器KM1线圈。
截止阀27-30，在系统工作状态时，常开，在系统检修时关闭。
活塞装置数量根据现场实际压力能情况调整；液压马达可为两液压马达刚性连接，在系统起动时，采用两并联，增大起动转矩；起动结束，两液压马达串联，以提高转速。
蓄能时，经升压模块AE1升压，作为电气控制系统稳定的控制电源。PLC通过压力传感器1BP、2BP采集机油压力到一定值时，驱动电磁截止阀1YV、2YV；同时，PLC负驱动直流接触器KM1线圈，直流接触器KM1相关触头动作，为发电机发电做好准备。当机油到一定压力即有足够而持续的压力时，PLC则PID控制直流它励发电机励磁电流，通过电压传感器SCM3采集发电机电压，电流传感器SCM1采集装置充电电流，使直流发电机输出电压为110V DC左右。直流它励发电机发出来的电，经逆流装置3VD，经短路保护熔断器1FU，一路经逆流二极管1VD1、电容充电限流电阻RC向电容组C充电蓄能；另一路经逆流二极管1VD2、蓄电池充电限流电阻RGB向蓄电池组GB充电蓄能；装置上电压表2PV、电流表2PA显示相关电压、电流。当没有足够的动力源时，发电机电磁转矩对马达起制动作用，适时停止励磁。装置发电、蓄能完成。
当外部负载即纯电动汽车蓄电池需要充电时，将装置充电插头XS插到纯电动汽车充电插座上，合微型断路器QA2，通过装置万能转换开头2SA选择待充电纯电动汽车蓄电池电压，通过装置万能转换开头1SA选择充电模式“浮充”(按电压充)或“均衡充电”(按电流充)。PLC将充电相关信号发给斩波器AE2，并负驱动直流接触器KM2线圈，直流接触器KM2相关触头动作.装置大容量蓄电池组/电容组储蓄的稳定的110V DC或96V DC电，经电压比较器1VD3、1VD4加在斩波器AE2上，由斩波器AE2变换为需要的充电电压或电流，向负载(电动汽车蓄电池)进行快速浮充或均衡充电。装置上电压表1PV、电流表1PA显示相关电压、电流。充电完成(PLC经电流传感器SCM2采集的负载充电电流小开10A)，则PLC自动停止驱动直流接触器KM2；或根据需要，人式将万能转换开头1SA置“0”位，则PLC自动停止驱动直流接触器KM2，负载充电完成。
为了防止装置蓄电池组亏电，当PLC检测到装置蓄电池组电压(经电压传感器SCM4)低于85V DC时，PLC自动停止驱动直流接触器KM2，停止向负载充电并报警。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。

Claims (5)

1.一种无碳自发电蓄能充电装置，其特征在于：包括利用压力能发电的静液压装置以及将所产生的电能进行利用的蓄能充电装置，所述的静液压装置与蓄能充电电路之间通过可编程控制器电连接；所述的静液压装置包括安装在地表的多个活塞，活塞通过过滤装置连接静液压油箱；任意两个活塞之间通过单向阀以及管路相连通并在管路内建立压力；连接两个活塞的管路上连通设置有多个气囊式蓄能器和电磁截止阀，电磁截止阀通过压力传感器由可编程控制器驱动工作；所述的电磁截止阀连接汇流阀并驱动液压马达工作；液压马达与它励直流发电机相连接。
2.如权利要求1所述的无碳自发电蓄能充电装置，其特征在于：所述的静液压装置还具有用于泄压的直通溢流阀，所述的直通溢流阀通过单向阀安装在连接两个活塞的管路上。
3.如权利要求2所述的无碳自发电蓄能充电装置，其特征在于：所述的连接两个活塞的管路上还安装有二位二通电磁阀。
4.如权利要求1所述的无碳自发电蓄能充电装置，其特征在于：所述的截止阀在静液压装置工作时为常开阀。
5.如权利要求1所述的无碳自发电蓄能充电装置，其特征在于：所述的蓄能充电装置由蓄能充电电路实现蓄能以及为外部负载充电，所述的蓄能充电电路包括蓄能电路和充电电路；所述的蓄能电路包括逆流装置、短路保护熔断器、逆流二极管、电容充电限流电阻、电容组、蓄电池充电限流电阻以及蓄电池组；所述的充电电路包括斩波器、微型断路器以及直流接触器，所述的斩波器接收可编程控制器发出的信号驱动直流接触器工作。
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