CN109904915A - 一种纯高速电动车车轮再生发电充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纯高速电动车车轮再生发电充电系统，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，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；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；发电系统包括至少一个发电机，发电机包括安装在车轮上的转子和与转子相配合的定子，转子和车轮同轴且与车轮共同转动。电动车行驶时，转子随着车轮转动，使得转子相对于定子做切割磁感应线运动而产生电能为电池组充电，提高电动车的连续续航能力。

Description

一种纯高速电动车车轮再生发电充电系统

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车轮再生发电充电系统。

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。

也有利用汽车转动轴为转子的发电充电装置，该装置转子安装在转轴上，定子固定在减振器或弹簧钢板上，当转动时定子上下左右大幅度摆动，有时转子和定子还会发生碰撞，电动势波动很大，几乎无法发电。

上述列举的多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车轮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：一种纯高速电动车车轮再生发电充电系统，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，所述发电机包括安装在所述车轮上的转子和与转子相配合的定子，所述转子和所述车轮同轴且与所述车轮共同转动。

进一步地，所述定子套设在转子内部，且定子安装在所述车轮的传动轴轴套上。

进一步地，所述发电系统还包括多个变压升压电源系统，各个变压升压电源系统分别与各个发电机连接，变压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。

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。

进一步地，所述电动汽车的发电系统包括两个发电机，且两个发电机分别与电动汽车的两个后车轮相配合。

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车轮再生发电充电系统，电动车在高速运行过程中，通过其车轮上的转子与定子相配合进行发电，发电之后通过变压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，能够为纯高速电动车提供连续电力，提高连续续航能力。

2、在本发明中，发电系统包括至少一个发电机，发电机包括安装在车轮上的转子和与转子相配合的定子，转子和车轮同轴且与车轮共同转动。电动车行驶时，电动车本体上的车轮发生转动，发电机的转子随着车轮转动，定子固定不动，从而使得转子相对于定子做切割磁感应线运动而产生电能，为电池组充电，其能量转化效率高，提高了电动车的连续续航能力。本发明能够有效地利用电动车行驶时车轮的动能进行发电，避免了动能的浪费，能够合理地将机械能转换成电能，给电动车提供辅助电能，提高电动车的性能，降低电动车的使用费用，其结构简单，经济性好，具有广泛的实用性。

3、在本发明中，电动汽车的发电系统包括两个发电机，且两个发电机分别与电动汽车的两个后车轮相配合。在电动汽车的运行过程中，两个后车轮上的发电机进行同步运行，能够将机械能转化为电能，两个发电机所产生的电能均输入至变压升压电源系统中，为电动汽车提供电能。

附图说明

图1是本发明提供的纯高速电动车车轮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车轮再生发电充电系统中发电机的装配结构示意图；

图中：1-车轮；2-转子；3-定子；4-传动轴轴套。

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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例中的附图，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所示，在本实施例中公开了一种纯高速电动车车轮再生发电充电系统，包括电动车本体、装于电动车本体上的车轮1、驱动车轮1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。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。

如图2所示，所述发电系统包括至少一个发电机，所述发电机包括安装在所述车轮1上的转子2和与转子2相配合的定子3，所述转子2和所述车轮1同轴且与所述车轮1共同转动。电动车行驶时，电动车本体上的车轮1发生转动，发电机的转子2随着车轮1转动，定子3固定不动，从而使得转子2相对于定子3做切割磁感应线运动而产生电能，为电池组充电，其能量转化效率高，提高了电动车的连续续航能力。本发明能够有效地利用电动车行驶时车轮1的动能进行发电，避免了动能的浪费，能够合理地将机械能转换成电能，给电动车提供辅助电能，提高电动车的性能，降低电动车的使用费用，其结构简单，经济性好，具有广泛的实用性。

具体地，所述定子3套设在转子2内部，且定子3安装在所述车轮1的传动轴轴套4上。传动轴轴套4套在车轮1的传动轴上，定子3固定在传动轴轴套4上，使得发电机的维护更加方便。电动车行驶过程中传动轴轴套4固定不动，因此发电机的定子3固定不动，发电机的转子2随着车轮1转动，发电机的定子3与转子2发生相对运动，从而产生电能。其中，发电机发出的电能远大于电动车行驶中发电机损耗的电能，多余的这部分电能为电源系统充电。

所述发电系统还包括变压升压电源系统，所述变压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的输出端连接，将发电机所产生的电能进行变电、升压，将发电机产生的电压升压为电池组所需的48V或220V电压，变压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。电动车的每个车轮1均可以安装发电机，发电机的发电功率与车轮1的个数有关，与行车速度有关。电动车的车轮1较多，行车速度较快，产生的电能越多，为电动车提供的辅助电能越多，使电动车的续航能力越好。所述发电系统是利用车轮1的转动带动安装在车轮1上的转子2转动，在车轮1的传动轴轴套4上的定子3固定不动，转子2在定子3中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势。

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，将变压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。

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：

1A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。

2A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。

3A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；

4B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。

5A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，两组电池组中，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。

在本实施方式中，所述电动车本体为电动汽车。纯电动汽车通过将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮的工作。纯电动汽车具有结构简单，运转、传动部件少，易操纵，维修保养工作量小的优点，迅速占领了大量市场。优选地，所述电动汽车的发电系统包括两个发电机，且两个发电机分别与电动汽车的两个后车轮1相配合。在电动汽车的运行过程中，两个后车轮1上的发电机进行同步运行，能够将机械能转化为电能，两个发电机所产生的电能均输入至变压升压电源系统中，被变压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。本发明利用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，能够为电动汽车提供电力，提高电动汽车的续航能力。

本发明所提供的纯高速电动车车轮再生发电充电系统，电动汽车在高速运行过程中，通过其车轮1上的转子2与定子3相配合进行发电，发电之后通过变压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，能够对再生资源的合理利用，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的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (8)

1.一种纯高速电动车车轮再生发电充电系统，包括电动车本体、装于电动车本体上的车轮(1)、驱动车轮(1)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，所述发电机包括安装在所述车轮(1)上的转子(2)和与转子(2)相配合的定子(3)，所述转子(2)和所述车轮(1)同轴且与所述车轮(1)共同转动。

2.根据权利要求1所述的纯高速电动车车轮再生发电充电系统，其特征在于，所述定子(3)套设在转子(2)内部，且定子(3)安装在所述车轮(1)的传动轴轴套(4)上。

3.根据权利要求1所述的纯高速电动车车轮再生发电充电系统，其特征在于，所述发电系统还包括多个变压升压电源系统，各个变压升压电源系统分别与各个发电机连接，变压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。

4.根据权利要求3所述的纯高速电动车车轮再生发电充电系统，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。

5.根据权利要求1所述的纯高速电动车车轮再生发电充电系统，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。

6.根据权利要求1所述的纯高速电动车车轮再生发电充电系统，其特征在于，所述电池组设有两组。

7.根据权利要求1所述的纯高速电动车车轮再生发电充电系统，其特征在于，所述电动车本体为电动汽车。

8.根据权利要求7所述的纯高速电动车车轮再生发电充电系统，其特征在于，所述电动汽车的发电系统包括两个发电机，且两个发电机分别与电动汽车的两个后车轮(1)相配合。