CN201371751Y - 带发电机的电动车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种带发电机的电动车，包括车体、电机、电机控制器、电池和发电机，发电机运转为电池充电，通过电机控制器为电机运行提供电源，带动车体上的车轮转动；还包括一控制系统，其包括检测电池电压值并送入CPU的电池电压检测模块、将CPU送入的电池电压值与预设最大、最小电压值进行比较并输出比较结果的比较模块、检测电池的输出电流值并送入CPU的电池输出电流检测模块、检测发电机的输出电压值并送入CPU的发电机输出电压检测模块及接收前述数据并进行分析控制发电机工作及输出状态的CPU。此结构既可保证并增加电动车在户外的持续正常行驶，还不会对电机控制器及电池造成不良影响，在一定程度上对车辆电池进行维护。

Description

带发电机的电动车
技术领域
本实用新型涉及一种电动车，特别涉及一种具有充足动力而行驶的电动车。
背景技术
汽车在给人们带来出行便利的同时，也对环境造成了严重的破坏，由于汽车排放所造成的空气污染已成为城市空气污染的主要原因，由此而引起的一系列环境问题已引起各国科学家的高度关注，因此寻找新的动力源的汽车已成为各汽车厂商可持续发展的重点，而电动车作为一种无排放汽车首先得到了认可，如广泛使用的电动自行车、电动摩托等，特别是在一些对环境清洁度要求比较高的场合，如旅游景区、高尔夫球场等地承载乘客所使用的观光车、高尔夫车等，均是使用以纯电池为动力的电动车。
然而，目前的电动车在使用时，大都是由一可充放电的电池提供电能，从而带动电机运转，驱动车轮的转动，由于电动车的体积所限，所携带的电池也不会太大，其存储的电量有限，因而经常需要充电，特别是乘车至途中，若电量耗尽，则只能利用人推(拉)，极为不便，即使电池组中剩余有少许电量，也会降低车辆的运行速度，降低行车效率，且会影响电池的使用效果，缩短其使用寿命，因而，目前电动车并不能得到广泛的应用。
参考图1所示，是中国新型申请号200820031720.4，名为“电动车备用的小型直流发电机组”的专利案，该小型直流发电机组包括内燃机10、直流发电机40、供电开关70和电动车动力电池组60，内燃机10通过联接轴20连接直流发电机40，直流发电机40的正极接线柱30经供电开关70连接电动车动力电池组60的正极，而负极接线柱50连接电动车动力电池组60的负极；当电动车动力电池组60的电量耗尽或不足时，启动内燃机10，由内燃机10通过联接轴20传动而带动直流发电机40同步转速，直流发电机40开始发电，并闭合供电开关70，对电动车动力电池组60充电，带动电机运转，保证电动车的继续行驶。
然而，前述结构在使用时，当闭合供电开关70后，直流发电机40即源源不断地产生电量充入电动车动力电池组60，由于直流发电机40产生的电压和电流不稳定，提供给电池组60后，再进入电机，造成电机两端电压不稳，工作不稳定，缩短电机的使用寿命，而且由于电池组60的内阻较小，直流发电机40的输出直接供给电池组60，还会造成电池组60损坏。
鉴于上述分析，本设计人针对目前的电动车自带发电机系统进行研究改进，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的主要目的，在于提供一种带发电机的电动车，其既可保证并增加电动车在户外的持续正常行驶，还不会对电机控制器及电池造成不良影响，并能在一定程度上对车辆电池做一定程度的维护。
为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种带发电机的电动车，包括车体、电机、电机控制器、电池和发电机，发电机运转为电池充电，通过电机控制器为电机运行提供电源，带动车体上的车轮转动，使车体前行；还包括一控制系统，其包括检测电池电压值并送入CPU的电池电压检测模块、将CPU送入的电池电压值与预设最大、最小电压值进行比较并输出比较结果的比较模块、检测电池的输出电流值并送入CPU的电池输出电流检测模块、检测发电机的输出电压值并送入CPU的发电机输出电压检测模块及接收前述数据并进行分析控制发电机工作及输出状态的CPU。
采用上述方案后，本实用新型通过设置一控制系统，控制发电机的工作及其输出状态，CPU根据各模块的检测结果作出相应判断，并控制发电机启动相应的工作(输出)模式，当电池电量不足且车辆不处于行驶状态时，采用标准充电程序对电池进行基本的维护，应急补充电，而若车辆处于行驶状态时，则实时根据电池的电量及输出电流来调整发电机的输出电流及输出电压，使得电机因电池获得电量而继续运转，并且由于发电机是工作在一个安全可控的状态下，不会对电机、电池及电机控制器造成不良影响而缩短其使用寿命。
附图说明
图1是一种配合电动车的现有直流发电机组的结构示意图；
图2是本实用新型的结构示意图；
图3是本实用新型的结构框图；
图4是本实用新型工作时的流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本实用新型作详细说明。
参考图2和图3所示，是本实用新型一种带发电机的电动车的结构示意图，其包括车体(图中未示)、电机1、电池2和发电机3，车体上安装有车轮，可在车轮的转动下，带动车体向前行驶；当电池2中电量不足时，发电机3开始工作，为电池2充电，再由电池2为电机1提供工作电源，带动车轮转动，保持电动车继续行驶，在本实施例中，发电机3采用普通的燃油发电机组，由于其产生的是交流电压，因而需先经过一整流电路后不经控制直接进入电池2；前述均为公知技术，不再赘述。
本实用新型的改进点在于：还包括有一控制系统(如图3中虚线框中所示)，发电机3除了可以手动启动外，还可在该控制系统的控制下自动进行运作，根据实际情况以不同的工作模式为电池2应急充电、维护或者向电机1提供动力，该控制系统包括CPU 41、比较(信号采集处理)模块42、电池输出电流检测模块43、发电机输出电压检测模块44及电池电压检测模块47。
电池电压检测模块47连接在电池2的两端，用于检测电池2的实时电压，由于电池2的实际剩余电量并不易直接测得，因而采用测量其实时电压值(或输出电流)的方式监控其剩余电量；电池电压检测模块47并将测得的电池2的输出电压送入CPU 41。
比较模块42中存储有两个预设值，一个是最小电压值，即当电池2的输出电压值小于该最小电压值时，电池2需进行充电；另外一个是最大电压值，也即电池2的输出电压值到达该最大电压值时，表示此时电池2中电量已满或不需补充电量；CPU 41通过将来自电池电压检测模块47的输出电压值送入比较模块42，并控制其选择一个预设值进行比较，再将比较结果送入CPU 41。
电池输出电流检测模块43用于检测电池2的输出电流值，具体可参考图2所示，其是采用分流器F1及直流电流表(图中未示，可以根据需要不安装)；所测得的输出电流值也送入CPU 41中。
发电机输出电压检测模块44用于检测发电机3两端的输出电压，并将电压值送入CPU 41中。
CPU 41是控制系统的核心部件，起到分析数据并控制各模块工作的作用，具体而言，根据比较模块42的比较结果(根据电池2的电压值是否小于预设最小电压值来判断电池2是否需要充电，维护而去启动发电机3，根据前述电压值是否到达预设最大电压值来判断电池2中电量是否已满：停止发电机3)、电池输出电流检测模块43的输出电流值(根据该电流值是否为0来判断此时电动车是否处于行驶状态：若电流值不为0，则处于行驶状态，并根据实际的需要调整发电机3的输出；反之亦然)及发电机输出电压检测模块44的输出电压值(根据该电压值是否为0来判断此时发电机3是否在工作：若不为0，则发电机3在工作，反之亦然)对发电机3的输出电压及输出电流进行调节控制，对电池2进行充电或维护，此处有两种充电模式：一种是按照标准充电程序，即以发电机3的最大输出电压与最大输出电流经过CPU 41控制为电池2充电、维护；另外一种是辅助动力程序，即在车辆行驶且电池2的电量不足时，根据电池2的实时电压及输出电流值，CPU 41利用PWM技术随时调整发电机3的输出电压与输出电流，保证电池2的安全并同时对电机1的稳定供电。
本实用新型工作时，参考图4所示，其步骤为：
(1)电池电压检测模块47将检测到的电池2的输出电压值送入CPU 41，再由CPU 41送入比较模块42，并经比较模块42将其与预设的最小电压值进行比较后，将比较结果送入CPU 41；
(2)CPU 41接收比较结果，若电压值大于最小值，说明此时电池2中剩余电量尚充足，无需启动发电机3(手动启动除外)，返回步骤(1)继续进行检测比较；若电压值小于最小值时，进入步骤(3)；
(3)CPU 41再判断电池输出电流检测模块43的输出电流值是否为0，确定电动车的运行状态，若电流不为0，说明此时电动车处于运行状态，进入步骤(4)，若不为0，进入步骤(6)；
(4)CPU 41利用电启动控制发电机3启动；
(5)CPU 41在电池2电压小于设定值且车辆在行驶时，启动辅助动力模式，通过控制PWM稳压电路而实时调节发电机3的输出电压与输出电流，从而稳定地同电池2共同对电机供电，保证电机1在电池电量不足的情况下继续稳定工作；在电动车随后的运行过程中，在车辆行驶过程中CPU 41将控制发电机3始终以该模式工作，当然，也可以手动控制使发电机3停止工作结束程序运行；
(6)若电动车不在运行状态(电池输出电流检测模块43的输出值为0)，CPU 41判断发电机输出电压检测模块44发出的输出电压值是否为0，确定发电机3的工作状态，若电压值为0，说明此时发电机3还未启动，返回步骤(2)，此时若使用者手动启动发电机3：则电压值不为0，进入步骤(7)；
(7)CPU 41启动标准充电程序，发电机3在CPU 41的控制下输出充电电压及充电电流，送入电池2，对电池2进行充电或维护；
(8)CPU 41将电池电压检测模块47发送的电压值送入比较模块42，并由其与预设最大电压值进行比较，判断此时电池2中储电量是否已满，若还未满，则返回步骤(7)继续对电池2充电，若电量已满，则进入步骤(9)；
(9)CPU 41控制发电机3停止工作，此处也可以手动停止发电机3。
综上所述，本实用新型带发电机3的电动车，重点在于采用了专用的控制系统，根据电动车的实际工作状态，为发电机3设置了不同的工作模式，并通过专用PWM控制技术来实现对电池2进行应急充电、维护或者对电机1提供动力两种状态，当电动车在行驶途中且电量不足的情况下，CPU 41通过检测电池2的实际输出电压和输出电流，而实时控制发电机3的输出电压和电流，保证电机1仍能稳定地继续工作，保护相关器件，延长使用寿命。
以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (1)

1、一种带发电机的电动车，包括车体、电机、电机控制器、电池和发电机，发电机运转为电池充电，通过电机控制器为电机运行提供电源，带动车体上的车轮转动，使车体前行；其特征在于：还包括一控制系统，其包括检测电池电压值并送入CPU的电池电压检测模块、将CPU送入的电池电压值与预设最大、最小电压值进行比较并输出比较结果的比较模块、检测电池的输出电流值并送入CPU的电池输出电流检测模块、检测发电机的输出电压值并送入CPU的发电机输出电压检测模块及接收前述数据并进行分析控制发电机工作及输出状态的CPU。
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