CN109361257B - 一种纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，包括电动车本体、车轮、驱动系统和电源系统，还包括发电系统和自动电器控制系统，所述电源系统包括至少两个电池组，各个电池组分别与驱动系统之间构成多个放电电路，且各个电池组分别与发电系统之间构成多个充电电路；所述自动电器控制系统可控制放电电路和充电电路的接通或者断开，并对各个电池组的充电或放电状态进行切换；所述发电系统包括至少一个发电机，所述发电机装于所述电动车本体上且发电机的转轴上装有摩擦轮，摩擦轮与所述车轮之间摩擦传动配合，以达到对再生资源的合理利用、绿色环保，能够对纯高速电动(汽)车提供连续电力以提高连续续航能力的目的。

Description

一种纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统

技术领域

本发明属于新能源再生发电的技术领域，具体而言，涉及一种纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统。

背景技术

目前市场上出现的大部分采用电力驱动的车辆，如电动汽车、电动自行车、电动三轮车、电动滑板车等，其均是采用一组电池单体串联或并联形成的电池组，因此它们均采用单次充电、单次行驶的使用方式，均不具备在正常行驶过程中通过将自身动能转化为电能来为自身电池充电从而达到提升行驶里程的功能。这样使得每次充电均需全部消耗市政供电能源，因此，具有能源损耗较大且行驶里程受限，对用户来说所需费用也较多。

针对上述缺陷，目前市面上涌现了大量适用于电动(汽)车的自充电技术，以增加电动车的续航能力。例如，利用制动摩擦力来实现发电，其通过电动车在制动过程中，制动盘通过一系列的传动机构以驱动发电机的转子转动，通过发电机的转子旋转发电，其发电的功率大小主要取决于制动力的大小。

或者，利用摩擦发电，通过在车轮上连接摩擦发电装置，依靠摩擦点电势的充电泵效应，把极其微小的机械能转化为电能。

上述列举的两种自充电技术均存在发电量低，不能满足车辆行驶过程中所需动力和各用电单元的持续用电量，无法满足当前新能源汽车的飞速发展需求。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统以达到对再生资源的合理利用、绿色环保，能够对纯高速电动(汽)车提供连续电力以提高连续续航能力的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，包括电动车本体、装于电动车本体上的车轮、驱动车轮转动的驱动系统和对驱动系统提供动力的电源系统，还包括发电系统和自动电器控制系统，所述电源系统包括至少两个电池组，各个电池组分别与驱动系统之间构成可接通或断开的多个放电电路，且各个电池组分别与发电系统之间构成可接通或断开的多个充电电路；所述自动电器控制系统可控制放电电路和充电电路的接通或者断开，并对各个电池组的充电或放电状态进行切换；所述发电系统包括至少一个发电机，所述发电机装于所述电动车本体上且发电机的转轴上装有摩擦轮，摩擦轮与所述车轮之间摩擦传动配合或分离。

进一步地，所述电动车本体上设有用于装配所述发电机的分离机械系统，分离机械系统驱动所述摩擦轮与所述车轮之间相互摩擦传动配合或者相互分离。

进一步地，所述分离机械系统包括滑动设于所述电动车本体上的承载座，所述承载座上装有所述电动机且承载座配设有驱动其滑动的电动伸缩杆，电动伸缩杆连接有驱动其伸出或者回缩的分离控制电路。

进一步地，所述分离控制电路包括延时开关和正反转控制器，所述电动伸缩杆、延时开关和正反转控制器依次连接并形成通路，且正反转控制器的控制端与所述自动电器控制系统电连接，正反转控制器的输入端与所述放电电路接通；所述电动车本体上设有第一感应元件和第二感应元件，第一感应元件和第二感应元件分别受装于电动车本体上的制动踏板和换挡把手控制；第一感应元件和第二感应元件用于反馈刹车制动信号和倒挡信号至所述自动电器控制系统。

进一步地，所述发电系统还包括多个逆变升压电源系统，各个逆变升压电源系统分别与各个发电机连接，逆变升压电源系统的输出端连接有转化器，转化器与所述自动电器控制系统连接。

进一步地，所述自动电器控制系统包括控制器和多个电压监测模块，各个电压监测模块用于分别监测各个所述电池组的电压值，且各个电压监测模块均与所述控制器通信连接，控制器与所述转化器连接；所述控制器能够分别接收多个所述电压检测模块所检测的电压值并根据所述电压值来控制相应的所述电池组在充电或者放电状态之间切换。

进一步地，各所述电池组均具有两个接口，一个为市电充电接口，另一个为连接所述自动电器控制系统的充放电接口。

进一步地，所述电池组设有两组。

进一步地，所述电动车本体为电动汽车；所述发电机设有四个，其中两个对称设于所述电动汽车的左后轮两侧，另外两个对称设于所述电动汽车的右后轮两侧。

进一步地，所述摩擦轮为软质胶轮。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所公开的纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，能够在电动(汽)车在高速运行过程中，通过其车轮与摩擦轮之间摩擦传动配合驱动发电机转动进行发电，发电之后通过逆变、转化之后可对各个电池组进行充电，由于采用了多组电池组，并通过自动电器控制系统对各个电池组的充电或者放电状态进行有效切换，以确保有电池组在正常放电供应驱动系统时，也有电池组处于正常充电状态以作为后续备用，对于分组充电技术的运用，能够为纯高速电动(汽)车提供连续电力，提高连续续航能力。

2.在本发明中，还采用了分离机械系统，分离机械系统能够对发电机的相对位置进行有效控制，以确保发电机上的摩擦轮能够接触配合在车轮或者相对车轮相对分离，以实现当电动(汽)车处于正常的向前行驶时，能够促使发电系统处于正常工作状态，而电动(汽)车处于制动或者倒车状态时，摩擦轮与车轮之间是相互分离的状态，不会额外的增大功耗的损失。

3.在本发明中，以软质胶轮作为摩擦轮，软质胶轮与车轮之间紧密贴合，属于柔性接触，摩擦损伤轮胎的几率极小，远低于车轮与地面之间的摩擦损伤。

4.在本发明中，采用在电动汽车的左右两后轮上安装对应的摩擦轮，每个后轮两侧的摩擦轮呈对称设置，以组成两套发电系统，此种形式的布置，可保持车辆在行驶过程中平稳不跑偏，具有可靠的稳定性。

附图说明

图1是本发明提供的纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统的整体电路流程框图；

图2是本发明提供的纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统中分离机械系统的装配结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

如图1、图2所示，在本实施例中公开了一种纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，包括电动车本体1、装于电动车本体1上的车轮2、驱动车轮2转动的驱动系统和对驱动系统提供动力的电源系统，还包括发电系统和自动电器控制系统，所述电源系统包括至少两个电池组，各个电池组分别与驱动系统之间构成可接通或断开的多个放电电路，且各个电池组分别与发电系统之间构成可接通或断开的多个充电电路，以确保各个电池组只能处于充电或者发电状态下；所述自动电器控制系统可控制放电电路和充电电路的接通或者断开，并对各个电池组的充电或放电状态进行切换；所述发电系统包括至少一个发电机4，所述发电机4装于所述电动车本体1上且发电机4的转轴上装有摩擦轮3，摩擦轮3与所述车轮2之间摩擦传动配合。优选的，所述摩擦轮3为软质胶轮，软质胶轮与车轮2的表面之间紧密贴合，两者属于柔性接触，摩擦损伤轮胎的几率极小，远低于车轮2与地面之间的摩擦损伤。为进一步提升摩擦轮3的使用寿命，在具体实施过程中，摩擦轮3应当尽量使用耐磨橡胶制成，以确保能够在长期摩擦转动过程中不易发生损坏。各个所述充电电路上串接有第一继电器，各个所述放电电路上设有第二继电器，第一继电器和第二继电器的控制端均与所述自动电器控制系统电连接，根据自动电器控制系统的发出的控制信号将充电电路和放电电路进行接通或者断开，以对各个电池组的充电或者放电状态进行切换。在本实施例中，充电电路和放电电路所需的常规电器元件均按照现有技术布置即可，放电电路可对驱动系统进行正常供电。

所述电动车本体1上设有用于装配所述发电机4的分离机械系统，分离机械系统驱动所述摩擦轮3与所述车轮2之间相互接触或者相互分离。实现当电动(汽)车处于制动或者倒车状态时，摩擦轮3与车轮2之间是相互分离的状态，不会额外的增大功耗的损失。

所述分离机械系统包括滑动设于所述电动车本体1上的承载座，所述承载座上装有所述电动机且承载座配设有驱动其滑动的电动伸缩杆5，电动伸缩杆5连接有驱动其伸出或者回缩的分离控制电路。所述电动伸缩杆5为现有的成熟产品，应当选用具有自锁性的电动伸缩杆5，当电动伸缩杆5内部的电动机在正反转运行时，能够实现电动伸缩杆5的活塞杆伸出或者回缩，且该活塞杆与所述承载座连接，在承载座在运动时，承载座上的电动机能够远离或者靠近所述车轮2的表面，以实现能够将电动机转轴上的摩擦轮3摩擦配合在车轮2上或者与所述车轮2相互脱离。

所述分离控制电路包括延时开关和正反转控制器，所述电动伸缩杆5、延时开关和正反转控制器依次连接并形成通路，且正反转控制器的控制端与所述自动电器控制系统电连接，正反转控制器的输入端与所述放电电路接通，当放电电路在自动电器控制系统的作用下与电池组接通，此时，处于放电状态的电池组对正反转控制器提供电能，以实现驱动电动伸缩杆5运行工作；所述延时开关根据实际需求设置其延时时间，当接收到通电信号时，延时开关能够促使电动伸缩杆5伸出的长度正好能够确保摩擦轮3与车轮2之间良好的摩擦配合传动，反之，延时开关能够促使电动伸缩杆5回缩的长度正好能够确保摩擦轮3收纳至预设位置；所述电动车本体1上设有第一感应元件和第二感应元件，第一感应元件和第二感应元件分别受装于电动车本体1上的制动踏板和换挡把手控制；第一感应元件和第二感应元件用于反馈刹车制动信号和倒挡信号至所述自动电器控制系统，当车辆制动和倒车时，由自动电器控制系统与分离机械系统的作用下，装于发电机上的摩擦轮与车轮之间自动分离，当电动车向前行驶时，发电机的转子转动产生电能。优选的，第一感应元件和第二感应元件均采用接近开关。

进一步，上述的具体控制原理如下：

当踩下制动踏板时，制动踏板触发第一感应元件，第一感应元件反馈信息至自动电器控制系统的控制器，控制器进行分析处理之后，控制器通过控制信号至正反转控制器的控制端，正反转控制器通过放电电路提供的电源促使电动伸缩杆5进行回缩运动，在延时开关的作用下，发电机4回缩收纳至预设位置；反之，松开制动踏板时，电动伸缩杆5进行伸出运动，在延时开关的作用下，发电机4位移至预设位置，发电机4在车轮2带动下发电。

当换挡把手挂挡至倒挡时，换挡把手触发第二感应元件，第二感应元件反馈信息至自动电器控制系统的控制器，控制器进行分析处理之后，控制器通过控制信号至正反转控制器的控制端，正反转控制器通过放电电路提供的电源促使电动伸缩杆5进行回缩运动，在延时开关的作用下，发电机4回缩收纳至预设位置；反之，当换挡把手挂挡至前进档时，换挡把手触发第二感应元件另一感应点，电动伸缩杆5进行伸出运动，在延时开关的作用下，发电机4位移至预设位置，发电机4在车轮2带动下发电。

所述发电系统还包括逆变升压电源系统，所述逆变升压电源系统具有多个电源输入端口，各个电源输入端口分别与各个发电机4的输出端连接，将发电机4所产生的电能进行变电、升压，将发电机4产生的电压升压为电池组所需的48V或220V电压，逆变升压电源系统的输出端连接有转化器，通过转化器转化为可充电电流，转化器与所述自动电器控制系统连接，自动电器控制系统能够对转化器的启动或者关闭进行控制，当充电电路接通时，同时将转化器进行启动，以实现转化器能够进行正常工作。发电机功率与车轮个数有关，与行车速度有关，与摩擦力有关。行车速度与发电机转速成正比，发电机功率＝电机x行车速度x摩擦力。所述发电系统是利用转动的车轮，与安装在发电机转轴上的摩擦轮，在受到车轮的滚动摩擦力、静摩擦力的共同作用下，带动发电机的转子转动工作产生电动势。

所述自动电器控制系统包括控制器和多个电压监测模块，各个电压监测模块用于分别监测各个所述电池组的电压值，且各个电压监测模块均与所述控制器通信连接，并将各个电池组的电压值信息反馈至控制器，控制器与所述转化器连接，控制器用于控制转化器启动工作，将逆变升压电源系统输出的电能转化为可充电电流；所述控制器能够分别接收多个所述电压检测模块所检测的电压值并根据所述电压值来控制相应的所述电池组在充电或者放电状态之间切换。

进一步，对于自动电气控制系统的具体控制原理如下：

以设有两组电池组为例，分别为A电池组和B电池组，同时，A电池组和B电池组分别配设有对其电压值进行监测的A电压监测模块和B电压监测模块，A电压监测模块和B电压监测模块将各自检测的A电压值和B电压值反馈至控制器，在控制器中预设有电压值的上限阀值和下限阀值，分为以下几种情况：

(1)A电压值和B电压值均大于上限阀值，且A电压值大于B电压值，在电动车处于正常的行驶过程中，A电池组的放电电路接通，充电电路断开，A电池组对电动车正常供电；B电池组的放电电路和充电电路均断开，处于备用状态。

(2)A电压值和B电压值均小于上限阀值，且大于下限阀值，且A电压值大于B电压值，在电动车处于正常的行驶过程中，A电池组的放电电路接通，充电电路断开，A电池组对电动车正常供电，处于放电状态；B电池组的放电电路断开，充电电路接通，处于充电状态。

(3)A电压值大于下限阀值，A电压值大于B电压值，在电动车处于正常的行驶过程中，A电池组的放电电路接通，充电电路断开，A电池组对电动车正常供电，处于放电状态；B电池组的放电电路断开，充电电路接通，处于充电状态；

(4)B电压值大于下限阀值，B电压值大于A电压值，在电动车处于正常的行驶过程中，B电池组的放电电路接通，充电电路断开，B电池组对电动车正常供电，处于放电状态；A电池组的放电电路断开，充电电路接通，处于充电状态。

(5)A电压值和B电压值均小于下限阀值时，A电池组和B电池组均需要通过市电电源进行充电。

各所述电池组均具有两个接口，一个为市电充电接口，另一个为连接所述自动电器控制系统的充放电接口。其中，市电充电接口用于对初始电池组进行充电，或者，当各个电池组均处于低电量状态时，可通过市电充电接口对各个电池组进行市电充电；而充放电接口则分别与发电系统的输出端和驱动系统的输入端连接，以实现通过发电系统的电能对电池组充电，通过电池组的电能带动驱动系统正常运行。

所述电池组设有两组，两组电池组，其中一组电池组作为电动车行车使用，另一组电池组作为充电备用状态，且两组电池组的状态可进行切换使用。当然，采用两组电池组只是本实施例的优选技术方案，也可采用四组电池组、六组电池组等，此处不再一一阐述。

所述电动车本体1为电动汽车；所述发电机4设有四个，其中两个对称设于所述电动汽车的左后轮两侧，另外两个对称设于所述电动汽车的右后轮两侧，之所以将每两个发电机4分别对称设置在左后轮和右后轮的两侧，在电动汽车的运行过程中，能够驱动各个发电机4上的摩擦轮3进行同步运行，同时，也可保持电动(汽)车在行驶过程中平稳不跑偏。当四个发电机4在同步转动过程中，能够将机械能转化为电能，四个发电机4所产生的电能均输入至逆变升压电源系统中，被逆变升压电源系统升压为电池组所需的48V或220V电压输出至转化器，在转化器中再被转化为可充电电流，可充电电流能够通过各个充电电路对各个对应的电池组的进行充电。当然，电动汽车只是本实施例的优选技术方案，也可具体采用电动轿车、小型载货电动车等。

本实施例提供的纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，通过利用车轮与摩擦轮之间的柔性摩擦转动、发电机上的摩擦轮与车轮之间的分离技术、多组电池组之间进行组网、变电技术以及对各个电池组进行分组充电技术，对再生资源合理利用且绿色环保，能够为纯高速电动(汽)车提供连续电力，提高连续续航能力。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，包括电动车本体、装于电动车本体上的车轮、驱动车轮转动的驱动系统和对驱动系统提供动力的电源系统，其特征在于，还包括发电系统和自动电器控制系统，所述电源系统包括至少两个电池组，各个电池组分别与驱动系统之间构成可接通或断开的多个放电电路，且各个电池组分别与发电系统之间构成可接通或断开的多个充电电路；所述自动电器控制系统可控制放电电路和充电电路的接通或者断开，并对各个电池组的充电或放电状态进行切换；所述发电系统包括至少一个发电机，所述发电机装于所述电动车本体上且发电机的转轴上装有摩擦轮，摩擦轮与所述车轮之间摩擦传动配合或者分离；

所述电动车本体上设有用于装配所述发电机的分离机械系统，分离机械系统驱动所述摩擦轮与所述车轮之间摩擦传动配合或者相互分离；

所述分离机械系统包括滑动设于所述电动车本体上的承载座，所述承载座上装有电动机且承载座配设有驱动其滑动的电动伸缩杆，电动伸缩杆连接有驱动其伸出或者回缩的分离控制电路；

所述分离控制电路包括延时开关和正反转控制器，所述电动伸缩杆、延时开关和正反转控制器依次连接并形成通路，且正反转控制器的控制端与所述自动电器控制系统电连接，正反转控制器的输入端与所述放电电路接通；所述电动车本体上设有第一感应元件和第二感应元件，第一感应元件和第二感应元件分别受装于电动车本体上的制动踏板和换挡把手控制；第一感应元件和第二感应元件用于反馈刹车制动信号和倒挡信号至所述自动电器控制系统。

2.根据权利要求1所述的纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，其特征在于，所述发电系统还包括多个逆变升压电源系统，各个逆变升压电源系统分别与各个发电机连接，逆变升压电源系统的输出端连接有转化器，转化器与所述自动电器控制系统连接。

3.根据权利要求2所述的纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，其特征在于，所述自动电器控制系统包括控制器和多个电压监测模块，各个电压监测模块用于分别监测各个所述电池组的电压值，且各个电压监测模块均与所述控制器通信连接，控制器与所述转化器连接；所述控制器能够分别接收多个所述电压监测模块所检测的电压值并根据所述电压值来控制相应的所述电池组在充电或者放电状态之间切换。

4.根据权利要求1所述的纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，其特征在于，各所述电池组均具有两个接口，一个为市电充电接口，另一个为连接所述自动电器控制系统的充放电接口。

5.根据权利要求1所述的纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，其特征在于，所述电池组设有两组。

6.根据权利要求1所述的纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，其特征在于，所述电动车本体为电动汽车；所述发电机设有四个，其中两个对称设于所述电动汽车的左后轮两侧，另外两个对称设于所述电动汽车的右后轮两侧。

7.根据权利要求1所述的纯高速电动车轮胎摩擦力的再生发电充电系统，其特征在于，所述摩擦轮为软质胶轮。

Images