CN1955031A - 双电源并联的混合电力轻型电动车及其储能方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双电源并联的混合电力轻型电动车及其储能方法，电动车包括蓄电池组、调速控制器、直流驱动电机；其特点是还包括：内燃机直流发电机组和恒压恒流充电器，该充电器输入输出端分别与发电机组和蓄电池组连接；限流器输入输出端分别与发电机组和调速控制器连接，单向输出装置设置在限流器与蓄电池组正极端之间；储能方法特点是：蓄电池组单独供电时，调速控制器直接控制直流驱动电机工作；发电机组与蓄电池组配合供电时，发电机组发出的直流电送限流器和恒压恒流充电器，充电器对蓄电池组充电；经限流器和蓄电池组输出的直流电合并后送至调速控制器控制驱动电机工作，使电动车进行调速行驶；由此既能减少蓄电池组量且能延长行驶里程。

Description

双电源并联的混合电力轻型电动车及其储能方法

技术领域

本发明涉及一种轻型电动车，尤其涉及一种双电源并联的混合电力轻型电动车及其储能方法。

背景技术

随着科学进步和人民生活水平的提高，汽车或助动自行车已经成为人们的代步工具。

目前，助动自行车通常采用以下两种形式：

一种是采用燃油的助动自行车，然而采用燃油的助动自行车在市区行驶时，为了等候交通灯，必须经常停车和起动，由此既造成大量燃油的浪费，并且增加空气污染；尤其当燃油助动自行车起动时，由于急加油门而造成燃油不完全燃烧，引起冒黑烟，由此严重污染了城市的空气。

另一种的轻型电动车，轻型电动车的优点是：①起动速度快，②在遇到红灯停车时不会让电机空转，可以减少能源的浪费，③轻型电动车在重新起动时不会产生大量的废气，不会造成空气污染。由此可见，由于轻型电动车对空气污染少，并且是一种“零排放”的交逾工具，同时轻型电动车的能源利用效率比燃油助动自行车高，因此轻型电动车是城市中逐步替代燃油助动自行车的理想交通工具。

然而，现有技术轻型电动车中采用的是由蓄电池提供能源，由于受到蓄电池的容量限制，蓄电池一次充电行驶里程有限，同时，蓄电池随着使用时间和充电次数的增加，蓄电池中贮存的电量也随之减少，从而使一次充电后可行驶里程逐步下降，一段时间后就必须更换蓄电池组，然而更换蓄电池组的费用较高；另外，蓄电池中途充电所需时间太长；因此诸多的因素使轻型电动车的使用效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双电源并联的混合电力轻型电动车及其储能方法，它不仅能减少蓄电池组的用量，实现能量的低消耗和废气的低排放，并且不仅能延长行驶里程，同时延长蓄电池组的使用寿命。

本发明的目的是这样实现的：

一种双电源并联的混合电力轻型电动车，包括：轻型电动车中的蓄电池组、与蓄电池组连接的轻型电动车调速控制器、与调速控制器连接的轻型电动车直流驱动电机；

其特点是还包括：

一内燃机直流发电机组，与内燃机直流发电机组连接的恒压恒流充电器；所述的恒压恒流充电器的输出端与轻型电动车中的蓄电池组连接。

在上述的双电源并联的混合电力轻型电动车中，其中还包括：一限流器，所述的限流器的输入端与内燃机直流发电机组的输出端连接，接收内燃机直流发电机组送出的直流电，限流器的输出端与轻型电动车调速控制器连接，以提供内燃机直流发电机组送出的直流电。

在上述的双电源并联的混合电力轻型电动车中，其中还包括：一设置在限流器与蓄电池组的正极端之间的单向输出装置。

在上述的双电源并联的混合电力轻型电动车中，其中，所述的单向输出装置是一二极管；该二极管的正极与蓄电池组的正极端连接，该二极管的负极与限流器输出正极端连接。

在上述的双电源并联的混合电力轻型电动车中，其中所述的恒压恒流充电器包括自动停机开关电路，该自动停机开关电路与内燃机直流发电机组连接。

一种双电源并联的混合电力轻型电动车的储能方法，其特点是：

a，当轻型电动车由自己的蓄电池组供电行驶时，与轻型电动车中的蓄电池组连接的轻型电动车调速控制器直接控制轻型电动车直流驱动电机工作，使轻型电动车进行行驶；

b，当内燃机直流发电机组与蓄电池组配合对轻型电动车供电行驶时，具体步骤是：

b-1，内燃机直流发电机组工作发出直流电，其中，第一部分直流电经限流后送至轻型电动车调速控制器，第二部分直流电送入恒压恒流充电器进行充电；

b-2，恒压恒流充电器对轻型电动车中的蓄电池组进行充电；

b-3，内燃机直流发电机组发出的直流电和轻型电动车中的蓄电池组提供的经单向输出装置送出的直流电共同送至轻型电动车调速控制器，以控制轻型电动车直流驱动电机工作，使轻型电动车进行调速行驶。

在上述的双电源并联的混合电力轻型电动车的储能方法中，其中，在所述的混合电力对轻型电动车供电行驶时，

在步骤b-1中，内燃机直流发电机组(1)发出直流电，其中第一部分直流电经过限流器限流后送至轻型电动车调速控制器；

在步骤b-3中，轻型电动车中的蓄电池组提供的直流电经过设置在限流器与蓄电池组之间的二极管后与内燃机直流发电机组发出的经过限流器限流后的直流电并联后，送至轻型电动车调速控制器。

在上述的双电源并联的混合电力轻型电动车的储能方法中，其中，在所述的混合电力对轻型电动车供电行驶时，

当轻型电动车起步或上坡时，轻型电动车直流驱动电机因负载的增加需要较大的驱动电流，使内燃机直流发电机组送出的直流电经限流器后的电压产生电压降，该电压低于轻型电动车中的蓄电池组的输出电压，二极管允许轻型电动车中的蓄电池组同时输出大电流送至轻型电动车调速控制器供给轻型电动车直流驱动电机，使轻型电动车获得较大动力后能够起步或上坡；

当轻型电动车在匀速行驶时，轻型电动车直流驱动电机的负载下降，使内燃机直流发电机组送出的直流电经限流器后的电压上升，该电压高于轻型电动车中的蓄电池组的输出电压，二极管使蓄电池组自动停止输出电源，由内燃机直流发电机组输出的经限流器后的直流电送至轻型电动车调速控制器，供给轻型电动车直流驱动电机正常匀速行驶；同时，二极管禁止内燃机直流发电机组直接向轻型电动车中的蓄电池组进行充电。

在上述的双电源并联的混合电力轻型电动车的储能方法中，其中，在所述的混合电力对轻型电动车供电行驶时，在步骤b-1中，内燃机直流发电机组发出的直流电的第二部分送至恒压恒流充电器进行充电，若恒压恒流充电器充电已经饱和，则由自动停机开关电路关闭内燃机直流发电机组，使之停止工作；由蓄电池组独立对提供电能给轻型电动车直流驱动电机，使之正常行驶。

本发明双电源并联的混合电力轻型电动车及其储能方法由于采用了上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1.本发明由于使用了小排量内燃机直流发电机组，根据行驶里程距离的远近，不仅可以单独使用轻型电动车中的蓄电池组进行供电，也可以将发电机组输出的直流电与蓄电池输出的电源合并配合使用，由此可延长行驶里程；

2.本发明由于内燃机直流发电机组输出端的直流电源与蓄电池组输出电源合并使用，当轻型电动车起步或上坡时，轻型电动车直流驱动电机因负载的增加需要较大的驱动电流，内燃机直流发电机组和轻型电动车中的蓄电池组同时输出大电流送至轻型电动车调速控制器，使轻型电动车获得较大动力后能够起步或上坡，由此可以降低蓄电池组的的用量，从而可降低污染；

3.本发明由于内燃机直流发电机组输出端的直流电源与蓄电池组电源合并使用，当轻型电动车在匀速行驶时，蓄电池组停止输出电源，由内燃机直流发电机组供电给轻型电动车直流驱动电机，使之正常匀速行驶，由此可以减少蓄电池组的用量，即同样量的蓄电池组可以多行驶里程；

4.本发明由于设置限流器，内燃机直流发电机组输出电源通过电流限流器，既保护发电机的过载和内燃机负荷过大冒黑烟，减小发电机电源输入充电器的电压波动差，保证了恒压、恒流充电器输入电压波动在充许的范围内；而通过限流器输出的电源在大负荷时后需要较大电压降范围，才能与蓄电池组配合使用，使整个供电系统运行正常；

5.本发明由于设置了单向输出装置，蓄电池组通过单向输出装置输出电源，防止发电机电源输出的大电流和不稳的电压，反向充进蓄电池组，造成蓄电池组的损坏，从而保证蓄电池组的正常工作；

6.本发明以用小排量低油耗的内燃机直流发电机组发的电能，为正常匀速行驶时的电力源，以及蓄电池组充电所需的电源，同时依靠蓄电池有零散聚能蓄电和瞬间大电流放电的特点，为车辆提供了强劲的起步与上坡所需的电力源，尤其适合在城市道路行驶中路口红灯较多，和道路较拥堵时停顿时间较多，依靠蓄电池充分蓄电能，动力就无空转耗能，节能效果好。

附图说明

通过以下对本发明双电源并联的混合电力轻型电动车及其储能方法的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1是本发明双电源并联的混合电力轻型电动车的部件方框图。

具体实施方式

请图1所示，这是本发明双电源并联的混合电力轻型电动车的部件方框图。轻型电动车包括：轻型电动车中原有的蓄电池组5、控制器6以及直流驱动电机7；其中，轻型电动车的蓄电池组5与轻型电动车调速控制器6连接，由调速控制器6控制轻型电动车直流驱动电机7工作，使轻型电动车行驶。本发明双电源并联的混合电力轻型电动车除现有轻型电动车原有的蓄电池组5、控制器6、直流驱动电机7外，还包括：一内燃机直流发电机组1和一恒压恒流充电器2、一限流器3和一单向输出装置4。

所述的内燃机直流发电机组1用于发出直流电，该内燃机直流发电机组1是一小排量的内燃机直流发电机组1，且具备自动调节油门，内燃机直流发电机组1的功率根据轻型电动车的功率而定，通常小于或等于轻型电动车驱动电机功率的1.5倍左右；在城市中可使用较为洁净的液化石油气作为该小排量的内燃机直流发电机组1的燃料；内燃机直流发电机组1发出的直流电电源分两路通过发电机输出电源线(1)和发电机输出电源线(2)送出。

所述的恒压恒流充电器2的作用是，负责给轻型电动车中的蓄电池组5充电；因此该恒压恒流充电器2与内燃机直流发电机组1连接，接收内燃机直流发电机组1发出的一部分直流电并进行充电，恒压恒流充电器2的输出端与轻型电动车中的蓄电池组5连接，以实现对轻型电动车中的蓄电池组5进行充电。在恒压恒流充电器2中还设有一自动停机开关电路21，该自动停机开关电路21与内燃机直流发电机组1连接，如果轻型电动车中的蓄电池组5充电饱和时，自动停机开关电路21便自动关闭内燃机直流发电机组1，轻型电动车由本机的蓄电池5供电给直流驱动电机7驱动电机7行驶；若蓄电池5电耗容量下降时，恒压恒流充电器2中的自动停机开关电路21自动打开内燃机直流发电机组1电门，使发电机组1处于待起动状态，根据行驶里程需要决定是否启动发电。

所述的限流器3的主要作用是，限制最大允许的电流通过，以保证输入限流器3前的电压在大负荷时的稳定，同时能使通过限流器3输出的电源，在车辆负荷大的状况下有较大的电压降；因此所述的限流器3的输入端与内燃机直流发电机组1的输出端连接，接收内燃机直流发电机组1送出的直流电，限流器3的输出端与轻型电动车调速控制器6连接，以提供内燃机直流发电机组1送出的直流电。

所述的单向输出装置4的作用是，防止内燃机直流发电机组1大电流和不稳的电压反向充进轻型电动车中的蓄电池组5，造成蓄电池组5的损坏；在本发明中，轻型电动车中的蓄电池组5负责发电能的贮存和外接电源充电贮能，蓄电池输出电源与发电机电源并连同时使用，如果发动机关闭，蓄电池可单独满足车辆行驶数拾公里(视电池容量大小而定)。因此本发明在限流器3与蓄电池组5正极端之间设置一单向输出装置4；该单向输出装置4可以多种多样，在本实施例中，所述的单向输出装置4采用的是一二极管4，该二极管4的正极与蓄电池组5的正极端连接，该二极管4的负极与限流器3正极端连接；由此，当轻型电动车起步或上坡时，轻型电动车直流驱动电机7因负载的增加需要较大的驱动电流，使内燃机直流发电机组1送出的直流电经限流器3后的电压产生电压降，限流器3的输出电压低于蓄电池组5的电压，二极管4允许轻型电动车中的蓄电池组5同时输出大电流，与限流器3输出的直流电压合并后通过发电机输出电源线(3)送至轻型电动车调速控制器6供给轻型电动车直流驱动电机7，使轻型电动车获得较大动力后能够起步或上坡；并且防止与发电机输出电源并连后，发电机大电流和不稳的电压反向充进蓄电池，造成蓄电池的损坏。

本发明双电源并联的混合电力轻型电动车供电方法是：

a，当轻型电动车自己供电行驶时，与轻型电动车中的蓄电池组5连接的轻型电动车调速控制器6直接控制轻型电动车直流驱动电机7工作，使轻型电动车进行行驶；

b，当内燃机直流发电机组与蓄电池组配合对轻型电动车供电行驶时，具体步骤是：

b-1，内燃机直流发电机组1工作发出直流电，其中，第一部分直流电经过限流器3的限流后送至轻型电动车调速控制器6，第二部分直流电送入恒压恒流充电器2进行充电；

b-2，恒压恒流充电器2对轻型电动车中的蓄电池组5进行充电；

b-3，内燃机直流发电机组1发出的经过限流器3限流后的直流电与轻型电动车中的蓄电池组5提供的经单向输出装置即二极管4送出的直流电共同送至轻型电动车调速控制器6，以控制轻型电动车直流驱动电机7工作，使轻型电动车进行调速行驶；

当轻型电动车起步或上坡时，轻型电动车直流驱动电机7因负载的增加需要较大的驱动电流，使内燃机直流发电机组1送出的直流电经限流器3后的电压产生电压降，该电压低于轻型电动车中的蓄电池组5的输出电压，二极管4允许轻型电动车中的蓄电池组5同时输出大电流送至轻型电动车调速控制器6供给轻型电动车直流驱动电机7，使轻型电动车获得较大动力后能够起步或上坡；

当轻型电动车在匀速行驶时，轻型电动车直流驱动电机7的负载下降，使内燃机直流发电机组1送出的直流电经限流器后的电压上升，该电压高于轻型电动车中的蓄电池组5的输出电压，二极管4使蓄电池组5自动停止输出电源，由内燃机直流发电机组1输出的经限流器后的直流电送至轻型电动车调速控制器6，供给轻型电动车直流驱动电机7正常匀速行驶；同时，二极管4禁止内燃机直流发电机组1直接向轻型电动车中的蓄电池组5进行充电。

在上述步骤b-1中，内燃机直流发电机组1发出的直流电的第二部分送至恒压恒流充电器2进行充电，若恒压恒流充电器2充电已经饱和，则由自动停机开关电路21关闭内燃机直流发电机组1，使之停止工作；由蓄电池组5独立对提供电能给轻型电动车直流驱动电机7，使轻型电动车正常行驶。

综上所述，本发明由于使用了小排量内燃机直流发电机组，根据行驶里程距离的远近，以用小排量低油耗的内燃机直流发电机组发的电能，为正常匀速行驶时的电力源，同时依靠蓄电池有零散聚能蓄电和瞬间大电流放电的特点，为车辆提供了强劲的起步与上坡所需的电力源，在城市道路行驶中路口红灯多、道路拥堵时停顿时间较多，依靠蓄电池充分蓄电能，动力就无空转耗能，因此不仅节能效果好并且起步快；同时，小排量内燃机直流发电机组发的电能作为蓄电池组充电所需的电源，本发明不仅可以单独使用轻型电动车中的蓄电池组进行供电，也可以将发电机组输出的直流电与蓄电池输出的电源合并配合使用，由此可以降低蓄电池组的的用量，延长行驶里程；限流器的设置使整个供电系统运行正常，因此极为实用。

Claims (9)

1.一种双电源并联的混合电力轻型电动车，包括：轻型电动车中的蓄电池组(5)、与蓄电池组(5)连接的轻型电动车调速控制器(6)、与调速控制器(6)连接的轻型电动车直流驱动电机(7)；

其特征在于还包括：

一内燃机直流发电机组(1)，与内燃机直流发电机组(1)连接的恒压恒流充电器(2)；所述的恒压恒流充电器(2)的输出端与轻型电动车中的蓄电池组(5)连接。

2.如权利要求1所述的双电源并联的混合电力轻型电动车，其特征在于还包括：一限流器(3)，所述的限流器(3)的输入端与内燃机直流发电机组(1)的输出端连接，接收内燃机直流发电机组(1)送出的直流电，限流器(3)的输出端与轻型电动车调速控制器(6)连接，以提供内燃机直流发电机组(1)送出的直流电。

3.如权利要求1所述的双电源并联的混合电力轻型电动车，其特征在于还包括：一设置在限流器(3)与蓄电池组(5)的正极端之间的单向输出装置(4)。

4.如权利要求1或3所述的双电源并联的混合电力轻型电动车，其特征在于：所述的单向输出装置(4)是一二极管(4)；该二极管(4)的正极与蓄电池组(5)的正极端连接，该二极管(4)的负极与限流器(3)输出正极端连接。

5.如权利要求1所述的双电源并联的混合电力轻型电动车，其特征在于：所述的恒压恒流充电器(2)包括自动停机开关电路(21)，该自动停机开关电路(21)与内燃机直流发电机组(1)连接。

6.一种双电源并联的混合电力轻型电动车的储能方法，其特征在于：

a，当轻型电动车由自己的蓄电池组(5)供电行驶时，与轻型电动车中的蓄电池组(5)连接的轻型电动车调速控制器(6)直接控制轻型电动车直流驱动电机(7)工作，使轻型电动车进行行驶；

b，当内燃机直流发电机组与蓄电池组配合对轻型电动车供电行驶时，具体步骤是：

b-1，内燃机直流发电机组(1)工作发出直流电，其中，第一部分直流电经限流后送至轻型电动车调速控制器(6)，第二部分直流电送入恒压恒流充电器(2)进行充电；

b-2，恒压恒流充电器(2)对轻型电动车中的蓄电池组(5)进行充电；

b-3，内燃机直流发电机组(1)发出的直流电和轻型电动车中的蓄电池组(5)提供的经单向输出装置送出的直流电共同送至轻型电动车调速控制器(6)，以控制轻型电动车直流驱动电机(7)工作，使轻型电动车进行调速行驶。

7.如权利要求6所述的双电源并联的混合电力轻型电动车的储能方法，其特征在于：在所述的混合电力对轻型电动车供电行驶时，

在步骤b-1中，内燃机直流发电机组(1)发出直流电，其中第一部分直流电经过限流器(3)限流后送至轻型电动车调速控制器(6)；

在步骤b-3中，轻型电动车中的蓄电池组(5)提供的直流电经过设置在限流器(3)与蓄电池组(5)之间的二极管(4)后与内燃机直流发电机组(1)发出的经过限流器(3)限流后的直流电并联后，送至轻型电动车调速控制器(6)。

8.如权利要求6或7所述的双电源并联的混合电力轻型电动车的储能方法，其特征在于：在所述的混合电力对轻型电动车供电行驶时，

当轻型电动车起步或上坡时，轻型电动车直流驱动电机(7)因负载的增加需要较大的驱动电流，使内燃机直流发电机组(1)送出的直流电经限流器后的电压产生电压降，该电压低于轻型电动车中的蓄电池组(5)的输出电压，二极管(4)允许轻型电动车中的蓄电池组(5)同时输出大电流送至轻型电动车调速控制器(6)供给轻型电动车直流驱动电机(7)，使轻型电动车获得较大动力后能够起步或上坡；

当轻型电动车在匀速行驶时，轻型电动车直流驱动电机(7)的负载下降，使内燃机直流发电机组(1)送出的直流电经限流器后的电压上升，该电压高于轻型电动车中的蓄电池组(5)的输出电压，二极管(4)使蓄电池组(5)自动停止输出电源，由内燃机直流发电机组(1)输出的经限流器后的直流电送至轻型电动车调速控制器(6)，供给轻型电动车直流驱动电机(7)正常匀速行驶；同时，二极管(4)禁止内燃机直流发电机组(1)直接向轻型电动车中的蓄电池组(5)进行充电。

9.如权利要求6或7所述的双电源并联的混合电力轻型电动车的储能方法，其特征在于：在所述的混合电力对轻型电动车供电行驶时，在步骤b-1中，内燃机直流发电机组(1)发出的直流电的第二部分送至恒压恒流充电器(2)进行充电，

若恒压恒流充电器(2)充电已经饱和，则由自动停机开关电路(21)关闭内燃机直流发电机组(1)，使之停止工作；由蓄电池组(5)独立对提供电能给轻型电动车直流驱动电机(7)，使之正常行驶。

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