CN1836931A - 电动车能量回收控制电路及由该电路构成的汽车底盘 - Google Patents

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Abstract

本发明的名称为电动车能量回收控制电路及由该电路构成的汽车底盘。属于电动汽车技术领域。它主要是解决现有电动汽车只能将有稳定电流电压输出的一部分电能回收，而不能将全部转换的电能回收的问题。它的主要特征是包括由微机与电调速控制器构成的控制电路、串联在电动机回路中的接触器、串接在发电机回路中的接触器、二极管和蓄电池，所述的蓄电池为两组，其中一组蓄电池与反向二极管串联后再与大容量超级电容器并联构成高电压充电支路；另一组蓄电池与电容器并联后构成低电压充电支路；该两充电支路并联联接，且其之间设有直流电逆变升压电路。本发明主要用于电动汽车或者再生能源专用电动汽车底盘。

Description

电动车能量回收控制电路及由该电路构成的汽车底盘
技术领域
本发明涉及电动汽车的电动车能量回收控制电路及底盘，特别是一种可将电动汽车在运行中各种再生能源转换成电能并回收的电动车能量回收控制电路及再生能源专用电动汽车底盘。属于电动汽车技术领域。
技术背景
电动汽车在运行中存在很多能够再生的能源，如电动汽车在运行中的下坡、滑行、刹车、减速、高速运行振动、高速产生的风速、以及太阳能等，都能转换成电能。目前，电动汽车领域存在很多转换和回收上述再生能源的装置，但它们有一个共同的不足之处就是只能将有稳定电流电压输出的一部分电能回收，而不能将全部转换的电能回收，特别是回收时产生的大电流(200A以上)、高电压(200V以上)、小电流(10A以下)、低电压(低于供电电源以下的电压)输出的那部分电能，都无法回收而白白地被浪费掉了。而这些大电流、大电压、小电流、低电压的电能回收是目前电动汽车领域内的一大难题，这一难题如果解决了，就可以大大增加电动汽车的续驶里程。比如收集一个强刹车一秒钟转换的电能量，就能使电动汽车正常运行三至五秒。电动汽车上坡、超车时，需要给电机大电流高电压，普通蓄电池一般满足不了这个条件，使电动汽车的动力不够，也易使蓄电池超负荷，使蓄电池寿命缩短。另外，再生能源转换回收装置须固定安装在电动汽车底盘上，因而必须考虑电动汽车底盘平衡的问题。
发明内容
本发明主要是针对上述不足之处而提供一种可将电动汽车在运行中所产生的再生能源所转换的电能全部回收、且可瞬间输出高电压大电流的电动车能量回收控制电路。
本发明进一步的目的就是提供一种可将电动汽车在运行中所产生的再生能源所转换的电能全部回收、且可瞬间输出高电压大电流的再生能源专用电动汽车底盘。
本发明电动车能量回收控制电路的技术解决方案是：一种电动车能量回收控制电路，包括由微机与电调速控制器构成的控制电路、串联在电动机回路中的接触器、串接在发电机回路中的接触器、二极管和蓄电池，其特征是：所述的蓄电池为两组，其中一组蓄电池与反向二极管串联后再与大容量超级电容器并联构成高电压充电支路；另一组蓄电池与电容器并联后构成低电压充电支路；该两充电支路并联联接到电动车能量回收控制电路中的能量回收电路中，且该低电压充电支路与高电压充电支路之间设有直流电逆变升压电路。
本发明再生能源专用电动汽车底盘的技术解决方案是：一种再生能源专用电动汽车底盘，包括大梁、前桥、后桥、车轮、蓄电池、永磁磁阻电机、变速箱、压缩机、方向机、刹车制动汽灌、以及电动车能量回收控制电路，电动车能量回收控制电路包括由微机与电调速控制器构成的控制电路、串联在电动机回路中的接触器、串接在发电机回路中的接触器、二极管和蓄电池，其特征是：所述的电动车能量回收控制电路中的蓄电池为两组，其中一组蓄电池与反向二极管串联后再与大容量超级电容器并联构成高电压充电支路；另一组蓄电池与电容器并联后构成低电压充电支路；该两充电支路并联联接到电动车能量回收控制电路中的能量回收电路中，且该低电压充电支路与高电压充电支路之间设有直流电逆变升压电路。
本发明技术解决方案中所述的高电压充电支路中的蓄电池与低电压充电支路中的部分蓄电池分设在大梁的左右两侧，低电压充电支路中的其余部分蓄电池设在大梁的后部。
本发明由于将现有电动车能量回收控制电路中的蓄电池充电支路改变为两组蓄电池充电支路，其中，一组蓄电池与反向二极管串联后再与大容量超级电容器并联构成高电压充电支路；另一组蓄电池与电容器并联后构成低电压充电支路；该低电压充电支路与高电压充电支路之间设有直流电逆变升压电路，因而，当电动汽车处于下坡、滑行、刹车、减速、高速振动时，或者装有风力、太阳能发电装置时，其中，具有稳定电流电压输出的电能能够通过高电压充电支路中反向的二极管向蓄电池充电，如同现有的电动车能量回收控制电路一样；瞬时产生的大电流(200A以上)、高电压(200V以上)的电能则会被先贮存到高电压充电支路中的大容量超级电容器中，随后再经过反向二极管向蓄电池充电；对低电压(低于供电电源以下的电压)、小电流的电能则经过低电压充电支路向另一蓄电池充电，之后再经其与高电压充电支路之间的直流电逆变升压电路，向高电压充电支路的蓄电池充电。
在现有由大梁、前桥、后桥、车轮、蓄电池、永磁磁阻电机、变速箱、压缩机、方向机、刹车制动汽灌和电动车能量回收控制电路构成的再生能源专用电动汽车底盘中，由于在电动车能量回收控制电路中采用本发明的高、低电压充电支路，且将高电压充电支路中的蓄电池组放在大梁的一侧，将低电压充电支路中的部分蓄电池组放在大梁的另一侧，将另外的部分蓄电池组放在大梁的后部，因而使再生能源专用电动汽车底盘不仅可以将全部的再生能源转换的电能全部回收，而且底盘符合平衡的设计标准，大大增加电动汽车的续驶里程。
本发明克服了现有技术的不足之处，具有可将电动汽车的再生能源转换的电能全部回收，并可大大增加其续驶里程的特点，主要用于电动汽车或者再生能源专用电动汽车底盘。
附图说明
图1是本发明电动车能量回收控制电路图；图2是本发明再生能源专用电动汽车底盘结构示意图。
具体实施方式
电动车能量回收控制电路图如图1所示。由微机与DMOC645电调速控制器(美国太阳电公司)构成的控制电路Q1、永磁磁阻电机A、串联在电动机回路中的接触器J2、J1、串接在发电机回路中的接触器J3、二极管D1、D2与现有电动车能量回收控制电路中的对应部分相同。控制电路Q1主要负责调速、刹车制动、能量回收等功能程序控制。永磁磁阻电机A既可用作电动机，又可用作发电机。不同的是采用高、低电压充电支路。其中，高电压充电支路由蓄电池组F1、直流二极管D3和大容量超级电容器C1构成，蓄电池组F1与二极管D3反向串接后再与电容器C1并联。低电压充电支路由蓄电池组F2和电容C2构成，为常规蓄电池充电电路。高、低电压充电支路并联后联接到发电机回路中。直流电逆变升压电路Q2由5KVA逆变器(深圳新未来公司生产)组成，联接到低电压充电支路与高电压充电支路之间。本发明的关键在于大容量超级电容器和低电压充电支路及直流电逆变升压电路的采用。大容量超级电容器C1为国产A型450V、0.5F大电容6只并用，可以将瞬时产生的大电流(200A以上)、高电压(200V以上)的再生能源等转换的电能全部先存到该电容器C1中，然后再通过二极管D3慢慢向蓄电池F1充电，使该部分电能被全部回收。低电压充电支路可先将那些低电压(低于供电电源以下的电压)、小电流(10A以下)的电能先回收到蓄电池F2中，然后蓄电池F2中回收足够多的电能后便经过直流电逆变升压电路Q2升压，再经二极管D4整流向蓄电池F1充电，使该部分电能被全部回收。
底盘如图2所示。大梁1及固定在大梁1上的前桥7、后桥13、车轮9、蓄电池、永磁磁阻电机6、变速箱4、压缩机8、方向机10、刹车制动汽灌11及其之间的位置关系均与现有电动汽车底盘对应相同。控制电路Q1主要负责调速、刹车制动、能量回收等功能程序控制，其安装在车架的前部大梁上面。不同的是，把高电压充电支路中的蓄电池组F1与大容量超级电容组C1安装在车架大梁7的左侧，把低电压充电支路中的部分蓄电池组F2安装在车架大梁7的右侧，将其余部分的蓄电池组F2安装在车架大梁7的后部，使整个电动汽车底盘保持设计上的平衡。
本发明是为了解决能量回收时的两个极端(即大电流、高电压；小电流、低电压)产生的电能，采用了高、低电压充电支路，即高电压充电支路是能满足牵引电机的工作电压，又能满足强储存的电压混合电池组，它向电动车加速、爬坡时由超级电容C1及时供给大电流和稳定的电压以减轻普通蓄电池的负荷，延长其寿命。这样结合配用主要是发挥各自功能的优势互补，解决单一蓄电池不能解决的问题。低电压充电支路是低于电机工作电压的混合电池组F2、电容C2，它的主要任务就是将低于蓄电池组F1、电容C1电压的电能不断的收集起来，然后由直流电逆变升压电路Q2处理，将低压逆变升压，大于蓄电池组F1标称电压后，进行稳压整流，经二极管D4向蓄电池组F1充电。
全过程是当松开脚踏油门K，控制电路根据设定的程序，将接触器J2，断开，接触器J3吸合这时电动汽车还在运行，是处于减速状态，开始发电，送出的是高电压、大电流，经接触器J3触点二极管D1向超级电容C1充电同时一小部分到蓄电池F1(超级电容C1在瞬间能接受大于200A-450V的大电量)。一个减速过后，电容C1储存到的电量，经二极管D3又慢慢向蓄电池组F1进行稳定充电。
当车滑行下段时的速度低于30Km/h时，电流也小，电压也低，这时，经能量回收器，调整、电流经接触器J3、二极管D1向电容C2和蓄电池组F2充电，有一部分电容C1也接收，但不能进入蓄电池组F1。蓄电池组F2的电压比蓄电池组F1低很多，为了使这部分能源能送进蓄电池组F1，能量回收控制器，经逆变将蓄电池组F2的电压升高大于蓄电池组F1的电压经整流稳压，经二极管D4向蓄电池组F1充电。车只要运行蓄电池组F2和电容C2组成的储能器经逆变升压整流可以不停止的向蓄电池组F1充电。
电动汽车需要上坡、超车时，需要给电机A大电流高电压，普通蓄电池满足不了这个条件，但超级电容C1可以承担，当把脚踏油门加大时，控制电路Q1即可从电容C1经二极管D3、接触器J1调出大电流经接触器J2送给电机A。当超车或上坡结束，不需要大电流推动电机时，经控制器，调整后继续使用蓄电池组F1的电能。这样，既完善了电动汽车的功能，又保护了普通充电蓄电池不超负荷，增大电动汽车续驶里程。

Claims (3)

1、一种电动车能量回收控制电路，包括由微机与电调速控制器构成的控制电路(Q1)、串联在电动机回路中的接触器(J2、J1)、串接在发电机回路中的接触器(J3)、二极管(D1、D2)和蓄电池，其特征是：所述的蓄电池为两组，其中一组蓄电池(F1)与反向二极管(D3)串联后再与大容量超级电容器(C1)并联构成高电压充电支路；另一组蓄电池(F2)与电容器(C2)并联后构成低电压充电支路；该两充电支路并联联接到电动车能量回收控制电路中的能量回收电路中，且该低电压充电支路与高电压充电支路之间设有直流电逆变升压电路(Q2)。
2、一种再生能源专用电动汽车底盘，包括大梁(1)、前桥(7)、后桥(13)、车轮(9)、蓄电池、永磁磁阻电机(6)、变速箱(4)、压缩机(8)、方向机(10)、刹车制动汽灌(11)、以及电动车能量回收控制电路，电动车能量回收控制电路包括由微机与电调速控制器构成的控制电路(Q1)、串联在电动机回路中的接触器(J2、J1)、串接在发电机回路中的接触器(J3)、二极管(D1、D2)和蓄电池，其特征是：所述的电动车能量回收控制电路中的蓄电池为两组，其中一组蓄电池(F1)与反向二极管(D3)串联后再与大容量超级电容器(C1)并联构成高电压充电支路；另一组蓄电池(F2)与电容器(C2)并联后构成低电压充电支路；该两充电支路并联联接到电动车能量回收控制电路中的能量回收电路中，且该低电压充电支路与高电压充电支路之间设有直流电逆变升压电路(Q2)。
3、根据权利要求2所述的一种再生能源专用电动汽车底盘，其特征是：所述的高电压充电支路中的蓄电池(F1)与低电压充电支路中的部分蓄电池(F2)分设在大梁(1)的左右两侧，低电压充电支路中的其余部分蓄电池(F2)设在大梁(1)的后部。
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