CN1929238A - 电动车变速自充电控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动车变速自充电控制装置，是由电机速度控制电路A、过电流信号检测电路B、过电流信号放大电路C和电流输出存储电路D组成，过电流信号检测电路B检测得电机速度控制电路A的过电流输出信号，将过电流信号送过电流信号放大电路C，由CMOS集成电路IC对信号分析放大，送至电流输出存储电路D分两路输出，一路经二极管D1和稳压二极管DW至三极管T2，由三极管T2发射极输出控制发电控制器CMOS主电路IC进而控制发电机的工作状态；另一路信息经电阻R13到T5，经三极管T5导通控制电源继电器J吸合或释放，进而控制电机速度控制电路A的速度控制器K2，控制电动机D的工作状态；该电动车变速自充电控制装置和现有技术相比，具有设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护、节约电能等特点，能提高车辆行驶里程一倍以上，因而，具有很好的推广使用价值。

Description

电动车变速自充电控制装置

1、技术领域

本发明涉及电动车制造技术领域，具体地说是一种电动车变速自充电控制装置。

2、背景技术

现有电动车生产技术多见是“动力直传式”，即；电动机经速度控制器得电运转做功，将动能经链条或皮带直接传递给车辆后桥，使车辆做功运行。从制造工艺上来说，其结构简单也易于实现，但存在的最大使用缺陷是；

1、电动机易烧损：当电动机出现过载工作工况状态时，电动机的工作电流无法得到遏制，致使电动机锭子线圈出现过热，若在此状况下车辆继续运行，即可出现电动机被烧损故障。问题出现的主要原因是；电动机在重载(包括过载)运转状况下，其转速只能依靠电子调速器来改变，而电动机的扭距力得不到改变，致使电动机出现过电流工作状况，最终出现电动机被烧损，严重时还会导致交通事故，尤其是在爬坡过程中，由于电机在低转速，大电流的情况下长时间工作，电机和控速器最容易烧毁。

2、易烧损电动机速度控制器：当电动机出现上述1工作状况时，同时速度控制器的电压输出控制器件自身温度，也急剧增大，最终可引起器件过热而烧损。即便是没有被烧损，其性能技术指标以及使用寿命也大大缩短。问题出现的主要原因是；电动机出现过电流工作状况而引起。

3、续行里程短小的主要原因：现有电动车出现上述1、2两种原因时而常见，当电动机和速度控制器出现此类现象时，那么蓄电池的电能量，过快地被大量消耗掉，蓄电池所储存能量被过快释放，不但会严重影响电动车的续行里程，更严重的是蓄电池因长期处在大电流释放工作状态，将导致电极板提前老化或是脱落(详见蓄电池使用注意事项)。

3、发明内容

如附图1-2所示：本发明的电动车变速自充电控制装置，是由电机速度控制电路A、过电流信号检测电路B、过电流信号放大电路C和电流输出存储电路D组成，过电流信号检测电路B检测得电机速度控制电路A的过电流输出信号，将过电流信号送过电流信号放大电路C，由CMOS集成电路IC对信号分析放大，送至电流输出存储电路D分两路输出，一路经二极管D1和稳压二极管DW至三极管T2，由三极管T2发射极输出控制发电控制器CMOS主电路IC进而控制发电机的工作状态；另一路信息经电阻R13到T5，经三极管T5导通控制电源继电器J吸合或释放，进而控制电机速度控制电路A的速度控制器K2的主电源，控制电动机D的工作状态；具体电路结构如下：

电机速度控制电路A是由调速器开关K1，速度控制器开关K2、继电器J和电动机D组成，调速器开关K1的1、2、3脚与速度控制器开关K2的1、2、3脚并接，K2的5脚串接继电器J的4、3脚和电流表A接蓄电池E的正极，K2的6、7脚接电动机D，8脚接地；

过电流信号检测电路B是由三极管T1、T5、二极管D1、Dw，电阻R1、R2、R8、R9、R13、Rw和电容C1组成，三极管T1的基极接变速开关K2的7脚，集电极和发射极分别串接电阻R1、R8接电源E的正负极，电阻R2、电容C1串接电源E正负极之间，二极管D1的正极并接三极管T1的发射极与电容C1正极之间，稳压二极管Dw的负极接二极管D1的负极，三极管T5的发射极接电源E负极，集电极接继电器J的1脚，电阻R13、Rw串接在三极管T1的发射极与地线之间，电阻R13、Rw的串接点接三极管T5的基极；

过电流信号放大电路C是由集成电路IC、三极管T2、T6、速度传感器IC3、电阻R3-R5、R9、R14、R15电容C1-C4、C8组成，电阻R9串接在稳压二极管D1与三极管T2的基极之间，电阻R3、电容C2串接在电源E正负极之间，电阻R3、电容C2的中接点接三极管T2的基极，三极管T2的集电极串接电阻R4接电源E正极，发射极串接电容C3接电源E负极，电阻R5、电容C4串接电源E正负极，集成电路IC的4、8脚并接电源E正极，6、7脚并接电阻R5、电容C4的中间接点，1脚接电源E负极，5脚串接电容C5接电源E负极，三极管T6的发射极接集成电路IC的9脚，集电极串接电阻R15接电流表A，基极串接电阻R14和速度传感器IC3接电源E正极，电容C8串接三极管T6与地线之间；

电流输出存储电路D是由三极管T3、T4、二极管D2、电阻R6、R7、R10、R11、R12、电容C6、C7、C8，三端稳压集成电路IC2，发电机JF、转换开关K、刹车开关K3、充电器IC1、蓄电池E和电流表A组成，电阻R10串接于集成电路IC的3脚与三极管T3的基极之间，三极管T3的集电极串接电阻R6接电源E正极，三极管T3的发射极接三极管T4的基极，电容C6、C7一端并接电源E负极，另一端分别接三极管T3、T4的基极，三极管T4的集电极串接R7接电源E正极，三端稳压集成电路IC2的1、2脚串接电阻R6、R7于电源E正极回路之间，IC2的3脚接地，三极管T4的发射极串接发电机D绕组L1接地，发电机D绕组L2与转换开关K的1、2脚连接，转换开关K的3、4脚接220V交流电插头，5、6脚接充电器IC1的1、2脚，充电器IC1的3脚串接电流表A接蓄电池E的正极，蓄电池E的负极接地，电阻R11、R12串接在刹车开关K3的1脚与地线之间，二极管D2串接在三极管T4的基极与电阻R11、R12的串接点，刹车开关K3的2脚接继电器J的2脚，刹车开关K3的3脚接电流表A。

本发明的显著特点是：

1、节能；电动机在自充电电路的控制下，可完好地工作在额定电流范围内，致使蓄电池大能量释放得到控制和缓解。且蓄电池的使用寿命得到良好的延长。

2、强制保护功能；车辆处在过载或是爬坡时，电动机若出现过电流工作，操作人员若不及时改变行驶速度，控制电路便强制切断总电源，致使电动机停止运转，从而有效保护了电动机和速度控制器被过热烧损故障的发生。

3、爬坡角度增大；本实用新技术采用了机械减速器，利用先进的电子控制技术，进行控制车辆行驶速度的变换，致使电动机的扭距力获得优越的发挥，从而电动车爬坡角度得到理想的改变，特别是电动车的应用不再受山区丘陵区域的限制。

4、滑行发电；采用先进的CMOS电子控制技术，使车辆在滑行或轻载工况下进行发电，对蓄电池实施自补充电能，其有两大特点；其一是；蓄电池能量可得到一定的缓充，能量释放时间可得到延长，且蓄电池电极板寿命得到延长，其二是；滑行发电阻力，可良好控制滑行速度，减少交通事故的发生。

5、刹车发电；刹车发电与4所述有着基本相同的意义，刹车发电一是为蓄电池能量补充提供能源，二是借用发电机工作阻力，实施刹车目的。

6、续行里程得到理想延长；本项新技术，主要实施了机械变速技术和自充电技术，致使电动车可较好地依据路面状况、载重量状况，自由地实施适应车辆运行转速比，使电动机时刻工作在额定电流范围内，从而达到节能的目的，再者，当车辆出现滑行、预刹车等电动机处在停止运转状态时，发电机在控制电路的作用下，随时向蓄电池提供补充电能，至此，蓄电池能量的释放时间得到相应延长，那么，电动车续行里程就得到同样地延长。

4、附图说明

图1是电动车变速自充电控制装置的电路原理框图；

图2是电动车变速自充电控制装置的电路结构示意图。

5、具体实施方式

下面结合附图对本发明的电动车变速自充电控制装置作以下详细说明。

如附图1-2所示，本发明的电动车变速自充电控制装置是据现有电动车

所存在的技术弊端，结合成熟的“减速器”技术和先进的电子技术，进行完好的“协调”设计，使电动车机械运转与控制，实现完美的机电“一体化”控制技术，从而使电动机理想地工作在额定电流值内，在必要的工作工况下，由电子控制电路强制做“减速”动作。不仅有效完好地遏制了电动机过电流工作状况，电能又得到理想的节约，且又较好地改变了车辆的爬坡角度以及续行里程得到突破性的延长，并且，电动车在行驶过程中，蓄电池具有了“缓充”使用功能—在下坡或滑行过程中实施自充电。

实施例

1、车辆重载起步或爬坡：当车辆为重载起步或爬坡工况时，若使用的转速比不适应车辆起步或爬坡的需要，过电流信号检测电路B输出过电流信息，输出的过电流信息经过电流信号放大电路C分析放大，送至电流输出存储电路D将信息放大供两路电路工作，一路经二极管D1和稳压二极管DW至三极管T2，由三极管T2发射极输出高电位，关闭自发电控制器CMOS主电路IC，另一路信息经电阻R13到T5，经三极管T5导通动作使电源继电器J吸合，切断电机速度控制电路A的速度控制器K2的主电源，电动机D失电停止运转，迫使驾驶员改变车辆起步或爬坡速度。

2、车辆滑行或轻载工况状态时的发电：当车辆出现滑行或轻载运行工况时，速度传感器IC3便将所检测到的信息，经三极管T6放大送至CMOS主电路IC，由CMOS主电路IC输出发电信息经三极管T3激励三极管T4导通，接通供发电机JF激磁电路，发电机JF进入发电状态。发电机JF所发出的电能经转换开关K到智能充电器IC1后，送至蓄电池E，由此蓄电池E内存能量得到缓充补充，即；蓄电池E能量释放得到缓解。

3、刹车充电：当车辆运行在各种工况情形之一时，在需要做预刹车时，刹车开关K在机械动作下，直接向二极管D2提供一高电位，使三极管T4导通，接通供发电机JF激磁电路，发电机JF便进入发电状态。发电机JF所发出的电能经转换开关K到智能充电器IC1后，送至蓄电池E。

电路中所使用的电子元器件和零部件均为目前电动车上使用的国家标准通用电子产品配件。

本发明的电动车变速自充电控制装置和现有技术相比，可较好地改变现有技术的电动车存在的低速行驶消耗电流大、爬坡能力小、续行里程短、蓄电池使用寿命短以及应用范围严重受局限等使用弊端，很好地解决了易烧损电动机和速度控制器两大技术难题。因而，具有很好的推广使用价值。

Claims (1)

1、电动车变速自充电控制装置，其特征在于是由电机速度控制电路A、过电流信号检测电路B、过电流信号放大电路C和电流输出存储电路D组成，过电流信号检测电路B检测得电机速度控制电路A的过电流输出信号，将过电流信号送过电流信号放大电路C，由CMOS集成电路IC对信号分析放大，送至电流输出存储电路D分两路输出，一路经二极管D1和稳压二极管DW至三极管T2，由三极管T2发射极输出控制发电控制器CMOS主电路IC进而控制发电机的工作状态；另一路信息经电阻R13到T5，经三极管T5导通控制电源继电器J吸合或释放，进而控制电机速度控制电路A的速度控制器K2的主电源，控制电动机D的工作状态；具体电路结构如下：

电机速度控制电路A是由调速器开关K1，速度控制器开关K2、继电器J和电动机D组成，调速器开关K1的1、2、3脚与速度控制器开关K2的1、2、3脚并接，K2的5脚串接继电器J的4、3脚和电流表A接蓄电池E的正极，K2的6、7脚接电动机D，8脚接地；过电流信号检测电路B是由三极管T1、T5、二极管D1、Dw，电阻R1、R2、R8、R9、R13、Rw和电容C1组成，三极管T1的基极接变速开关K2的7脚，集电极和发射极分别串接电阻R1、R8接电源E的正负极，电阻R2、电容C1串接电源E正负极之间，二极管D1的正极并接三极管T1的发射极与电容C1正极之间，稳压二极管Dw的负极接二极管D1的负极，三极管T5的发射极接电源E负极，集电极接继电器J的1脚，电阻R13、Rw串接在三极管T1的发射极与地线之间，电阻R13、Rw的串接点接三极管T5的基极；

过电流信号放大电路C是由集成电路IC、三极管T2、T6、速度传感器IC3、电阻R3-R5、R9、R14、R15电容C1-C4、C8组成，电阻R9串接在稳压二极管D1与三极管T2的基极之间，电阻R3、电容C2串接在电源E正负极之间，电阻R3、电容C2的中接点接三极管T2的基极，三极管T2的集电极串接电阻R4接电源E正极，发射极串接电容C3接电源E负极，电阻R5、电容C4串接电源E正负极，集成电路IC的4、8脚并接电源E正极，6、7脚并接电阻R5、电容C4的中间接点，1脚接电源E负极，5脚串接电容C5接电源E负极，三极管T6的发射极接集成电路IC的9脚，集电极串接电阻R15接电流表A，基极串接电阻R14和速度传感器IC3接电源E正极，电容C8串接三极管T6与地线之间；

电流输出存储电路D是由三极管T3、T4、二极管D2、电阻R6、R7、R10、R11、R12、电容C6、C7、C8，三端稳压集成电路IC2，发电机JF、转换开关K、刹车开关K3、充电器IC1、蓄电池E和电流表A组成，电阻R10串接于集成电路IC的3脚与三极管T3的基极之间，三极管T3的集电极串接电阻R6接电源E正极，三极管T3的发射极接三极管T4的基极，电容C6、C7一端并接电源E负极，另一端分别接三极管T3、T4的基极，三极管T4的集电极串接R7接电源E正极，三端稳压集成电路IC2的1、2脚串接电阻R6、R7于电源E正极回路之间，IC2的3脚接地，三极管T4的发射极串接发电机D绕组L1接地，发电机D绕组L2与转换开关K的1、2脚连接，转换开关K的3、4脚接220V交流电插头，5、6脚接充电器IC1的1、2脚，充电器IC1的3脚串接电流表A接蓄电池E的正极，蓄电池E的负极接地，电阻R11、R12串接在刹车开关K3的1脚与地线之间，二极管D2串接在三极管T4的基极与电阻R11、R12的串接点，刹车开关K3的2脚接继电器J的2脚，刹车开关K3的3脚接电流表A。

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