CN104442427A - 一种用于两轮电动车的增程器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于两轮电动车的增程器，包括：DC/DC变换器、单缸机和直流发电机；其中，单缸机的输出端连接至直流发电机的输入端，直流发电机的输出端连接到DC/DC变换器的输入端，DC/DC变换器的输出端连接到动力电池；而且，单缸机将燃油的内能转化为机械能输出给直流发电机，直流发电机将机械能转化为电能输出给DC/DC变换器，DC/DC变换器210执行调流调压处理，从而控制动力电池的输入电流与输入电压，实现对动力电池的恒流恒压充电。

Description

一种用于两轮电动车的增程器
技术领域
本发明涉及两轮电动车领域，更具体地说，本发明涉及一种用于两轮电动车的增程器。
背景技术
两轮电动车是一种既节能环保又使用方便的交通工具，常以铅酸动力电池为主要驱动电源，配以电机控制器与直流无刷电机，用以驱动车辆前进。传统铅酸电池能量密度与功率密度都较低，无法支撑两轮电动车长距离运行，限制了其应用。
另外，铅酸电池寿命与放电深度次数相关。一般工况下，车辆每天都需要经历多次启动、加速以及爬坡，再加上载人载货，故铅酸电池每天都要承受大电流充放，寿命衰减较快，一般2至4年就需要更换新的铅酸电池，更换费用昂贵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够用于两轮电动车的增程器。
为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种用于两轮电动车的增程器，包括：DC/DC变换器、单缸机和直流发电机；其中，单缸机的输出端连接至直流发电机的输入端，直流发电机的输出端连接到DC/DC变换器的输入端，DC/DC变换器的输出端连接到动力电池；而且，单缸机将燃油的内能转化为机械能输出给直流发电机，直流发电机将机械能转化为电能输出给DC/DC变换器，DC/DC变换器210执行调流调压处理，从而控制动力电池的输入电流与输入电压，实现对动力电池的恒流恒压充电。
优选地，DC/DC变换器是单向非隔离型DC/DC变换器。
优选地，动力电池对DC/DC变换器进行供电。
优选地，DC/DC变换器、单缸机和直流发电机布置在一个外壳中。
优选地，所述增程器布置在两轮电动车的前储物笼内，或者所述增程器布置在两轮电动车的前轮毂与后轮毂之间的车架处。
优选地，单缸机排出的废气通过附加的排气管引至两轮电动车的车尾。
优选地，DC/DC变换器包括电容器、电力半导体开关管、电力二极管和电容器；其中，电容器的一端连接至直流发电机的第一输出端且另一端连接至电力二极管的输入端，电力半导体开关管的一端连接至直流发电机的第二输出端且另一端连接至电力二极管的输入端，电容器的一端连接至直流发电机的第二输出端且另一端连接至电力二极管的输出端。
根据本发明的所述增程器具有发电功能，即可在动力电池亏电时，直接对动力电池进行补电，以增加续驶里程，也可在两轮电动车在大负荷工况时提供额外电功率，以减轻动力电池负荷，降低动力电池放电深度，以延长动力电池使用寿命。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的用于两轮电动车的增程器的框图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
本发明在原有传统两轮电动车动力系统的基础上增加了一套增程器。带有增程器的两轮电动车与不带增程器的两轮电动车相比，具有更高的可用性，长期的经济效益也较为明显。
具体地，图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的用于两轮电动车的增程器的框图。
根据本发明优选实施例的用于两轮电动车的增程器200包括：DC/DC变换器210、单缸机220和直流发电机230。
其中，单缸机220的输出端连接至直流发电机230的输入端，直流发电机230的输出端连接到DC/DC变换器210的输入端，DC/DC变换器210的输出端连接到动力电池12。
从功能上看，单缸机220将燃油的内能转化为机械能输出给直流发电机230，直流发电机230将机械能转化为电能输出给DC/DC变换器210，DC/DC变换器210具有调流调压功能(即，可执行调流调压处理)，可以控制动力电池12的输入电流与输入电压，实现对动力电池12的恒流恒压充电模式。
需要说明的是，本发明采用的发电机是直流发电机230，因为两轮电动车一般功率不大(一般最大也不会超过4kW)，故可以直接应用直流发电机230，另外，由于没有选用交流发电机，故直接省掉了两极管整流器，降低了成本。
本发明采用的DC/DC变换器210是单向非隔离型DC/DC变换器210。
在拓扑上，DC/DC变换器210既可以是Boost电路，也可以是Buck电路，可依据应用灵活选择。图1中仅画了Boost这一种DC/DC变换器210拓扑，Buck并未画出，但也在本发明保护范围内。
如图1所示，例如，DC/DC变换器210可包括电容器211、电力半导体开关管212、电力二极管213和电容器214。
其中，电容器211的一端连接至直流发电机230的第一输出端且另一端连接至电力二极管213的输入端，电力半导体开关管212的一端连接至直流发电机230的第二输出端且另一端连接至电力二极管213的输入端，电容器214的一端连接至直流发电机230的第二输出端且另一端连接至电力二极管213的输出端。
其中，DC/DC变换器210所使用的电力电子管，既可以是Mosfet，也可以是IGBT。
在具体优选实施例中，单缸机220的启动可设计为依靠人工启动，这样成本较低。在另一优选实施例中，当需要熄火时，也采用断开油路来实现。
而且，在具体实施例中，DC/DC变换器210的电源，可直接引自动力电池12中的电力；即，动力电池12还能够对DC/DC变换器210进行供电。
在实际应用中，当发生以下情况之一时，可启动增程器发电。
1.当动力电池亏电时；
2.当车辆需要长距离爬坡时；
3.当车辆载人载货，又需要频繁启动时；
增程器的额定功率可根据技术经济比灵活选取，在具体优选实施例中，可将增程器的额定功率设计为不小于两轮电动车的传统驱动系统100(如图1所示，例如包括直流无刷电机110和电机控制器120)的原有额定功率，这样可保证在最恶劣工况下，动力电池的亏电程度不至于加深。
在增程器的布置上，可布置于两轮电动车前储物笼内，或者前轮毂与后轮毂间的车架处，可利用行驶的迎面来风进行冷却。单缸机220的废气可通过附加的排气管引至车尾。
本发明所述的单缸机220、直流发电机230和DC/DC变换器210，这三个子部件可采用集成化设计方案，比如复用机械壳体(即，单缸机220、直流发电机230和DC/DC变换器210布置在一个外壳中)，完全可以降低系统体积，总体重量与成本，使之具有经济、可便携和预防偷盗等优点。带有增程器的两轮电动车与不带增程器的两轮电动车相比，具有更高的可用性，长期的经济效益也较为明显。
本发明提供的两轮电动车增程器具有发电功能，即可在动力电池亏电时，直接对动力电池进行补电，以增加续驶里程，也可在两轮电动车在大负荷工况时提供额外电功率，以减轻动力电池负荷，降低动力电池放电深度，以延长动力电池使用寿命。
此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种用于两轮电动车的增程器，其特征在于包括：DC/DC变换器、单缸机和直流发电机；其中，单缸机的输出端连接至直流发电机的输入端，直流发电机的输出端连接到DC/DC变换器的输入端，DC/DC变换器的输出端连接到动力电池；而且，单缸机将燃油的内能转化为机械能输出给直流发电机，直流发电机将机械能转化为电能输出给DC/DC变换器，DC/DC变换器210执行调流调压处理，从而控制动力电池的输入电流与输入电压，实现对动力电池的恒流恒压充电。
2.根据权利要求1所述的用于两轮电动车的增程器，其特征在于，DC/DC变换器是单向非隔离型DC/DC变换器。
3.根据权利要求1或2所述的用于两轮电动车的增程器，其特征在于，动力电池对DC/DC变换器进行供电。
4.根据权利要求1或2所述的用于两轮电动车的增程器，其特征在于，DC/DC变换器、单缸机和直流发电机布置在一个外壳中。
5.根据权利要求1或2所述的用于两轮电动车的增程器，其特征在于，所述增程器布置在两轮电动车的前储物笼内，或者所述增程器布置在两轮电动车的前轮毂与后轮毂之间的车架处。
6.根据权利要求1或2所述的用于两轮电动车的增程器，其特征在于，单缸机排出的废气通过附加的排气管引至两轮电动车的车尾。
7.根据权利要求1或2所述的用于两轮电动车的增程器，其特征在于，DC/DC变换器包括电容器、电力半导体开关管、电力二极管和电容器；其中，电容器的一端连接至直流发电机的第一输出端且另一端连接至电力二极管的输入端，电力半导体开关管的一端连接至直流发电机的第二输出端且另一端连接至电力二极管的输入端，电容器的一端连接至直流发电机的第二输出端且另一端连接至电力二极管的输出端。
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