CN2699562Y

CN2699562Y - 电动车自行充电系统

Info

Publication number: CN2699562Y
Application number: CN 200420051072
Authority: CN
Inventors: 覃京台
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-23
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2014-04-23

Abstract

一种电动车自行充电系统，涉及一种车用自行充电系统，该系统由分别置于前、后轮中轴的永磁电动机W₁、W₂，蓄电瓶组A、B、行车调速控制器和与之相连的切换控制装置组成，所述的蓄电瓶组每组由N个小蓄电瓶构成、N＝2～5，所述的驱动控制装置是由三刀两位转换开关K₁与继电器组J₁……Jm，m＝2～3构成的驱动、充电切换装置，在前轮电机W₁的正极端串联有防反充电二极管D₁，在该驱动、充电切换装置控制下，蓄电瓶组B或蓄电瓶组A内的N组小蓄电瓶分别交替处于串联或并联状态，处于串联状态的蓄电瓶组向后轮电动机W₂提供驱动力，处于并联状态的蓄电瓶组接受前轮电动机W₁充电。该系统结构简单、操作方便，成本低，适于作电动自行车、电动摩托车的自行充电系统。

Description

电动车自行充电系统

技术领域：

本实用新型涉及一种电动车用自行充电系统。

背景技术：

目前我国生产的电动车，由于环保、节能、使用费用低等得到人们的喜爱，使用的人也越来越多。但由于蓄电瓶容量的限制，电动车的续行里程一般在50公里以内，就必须停下来用专门的充电器进行充电，并且必须充数小时以上，电动车续行能力差、充电麻烦是电动车目前使用中最为突出的问题，为解决此问题，相继开发出各类型的电动车自行充电系统，一般是利用车辆刹车或下坡时，切换控制器，使电机处于再生制动状态，如“电动自行车能量再生充电系统——专利申请号：031080243”即是其中之一，也有的利用两组可充电电池实现各自独立充电，自动转换轮流工作的，如“可充电轮流持续工作的方法”专利申请号：02115476.7，但这些办法由于采用自动控制方式，技术可操作性难度大，投入生产成本高，难于实施。

发明内容：

本实用新型要解决的技术问题是：现有电动车续行能力差、充电麻烦的问题，提供一种便于控制的电动车自行充电系统，该系统利用两个电机使两组可充电电池实现各自独立充电，自动转换轮流工作，并可利用车辆刹车或下坡时，切换控制器，使两个电机同时处于充电状态，具有结构简单、操作方便，成本低。

解决其上述技术问题的技术方案是：一种电动车自行充电系统，包括永磁电动机、蓄电瓶组、行车调速控制器和与之相连的切换控制装置，其特征在于：所述的电动机是分别置于前、后轮中轴的永磁电动机W₁、W₂，所述的蓄电瓶组有A、B两组，每组由N个小蓄电瓶构成、N＝2～5，所述的切换控制装置是由三刀两位转换开关K₁与继电器组J₁……Jm、m＝2～3构成的驱动、充电切换装置，在前轮电机W₁的正极端串联有防反充电二极管D₁，在该驱动、充电切换装置控制下，蓄电瓶组A或蓄电瓶组B内的N组小蓄电瓶分别交替处于串联或并联状态，处于串联状态的蓄电瓶组向后轮电动机W₂提供驱动力，处于并联状态的蓄电瓶组接受前轮电动机W₁充电。

其一种结构形式是：所述的驱动、充电切换装置是由三刀两位转换开关K₁与继电器组J₁、J₂构成，在转换开关K₁及继电器J₁、J₂的带动及控制下，蓄电瓶组B或蓄电瓶组A内的N组小蓄电瓶分别交替处于串联或并联状态，分别向后轮电动机W₂提供驱动力或接受前轮电动机W₁充电。

作为本实用新型的另一种结构形式是：所述的驱动、充电切换装置是由三刀两位转换开关K₁以及自锁按键开关K₂与继电器组J₁、J₂、J₃构成，按下K₂，在转换开关K₁及继电器J₁、J₂、J₃的带动及控制下，蓄电瓶组B或蓄电瓶组A内的N组小蓄电瓶分别交替处于串联或并联状态，分别向后轮电动机W₂提供驱动力或接受前轮电动机W₁充电；若断开K₂，则蓄电瓶组B或蓄电瓶组A内的N组小蓄电瓶均处于并联状态，分别接受正处于下坡或刹车的后轮电动机W₂的充电或接受前轮电动机W₁的充电。

由于采用上述结构，本实用新型之电动车自行充电系统具有以下优点：

1、增加了电动车续行能力，使电动车长时间行驶而不需另行充电或极少另行充电：

本电动车自行充电系统利用现已广泛用于电动车上的永磁电动机在外力的作用下旋转时可以发电的功能，将电动车的前轮改装如后轮一样带有一个永磁电动机，同时增加一组蓄电瓶，当电动车要行驶时，由两组蓄电瓶中的一组蓄电瓶向后轮的驱动电机供电，驱动车子前进；而前轮电机在车子前进时因旋转而发电，该电机所发的电则对车上的另一组蓄电瓶进行充电。当向驱动电机供电的蓄电瓶电量不足时，将该组蓄电瓶与另一组蓄电瓶相互切换，即原供电的蓄电瓶组切换至受前轮电机充电的状态，原充电的蓄电瓶组则切换至向后轮驱动电机供电位置；如此重复，可使电动车长时间行驶而不需另行充电或极少另行充电。

2、后轮电机也具有发电的功能，可提高受充蓄电瓶的蓄满程度，延长续行能力。当车速较快或车子下坡有较大的惯性的时候，在驱动、充电切换装置控制下，两组蓄电瓶组均处于并联状态并将后轮电机切换为充电状态向供电蓄电瓶组充电，另一组蓄电瓶组继续接受前轮电机充电，虽然此切换向供电蓄电瓶提供的电能有限，但可一定量地提高车子的续行里程、提高受充蓄电瓶组的蓄满程度。

3、结构简单、操作方便，成本低：由于本充电系统结构简单，需增加的电机和蓄电瓶可直接选用现已普遍使用于电动车的永磁电机和蓄电瓶，切换系统也采用一般的电子器件，因此带本充电系统的电动车成本不会增加很多。适于用作电动自行车、电动摩托车的自行充电系统。

下面，结合附图和实施例对本实用新型之电动车自行充电系统的技术特征作进一步的说明。

附图说明：

图1：本实用新型之电动车自行充电系统电原理框图；

图2、图3：本实用新型实施例一之电动车自行充电系统的具体线路结构示意图：

图2—蓄电瓶组B驱动后轮电动机W₂、前轮电机W₁向蓄电瓶组A充电，

图3—蓄电瓶组A驱动后轮电动机W₂、前轮电机W₁向蓄电瓶组B充电；

图4～图7：本实用新型实施例二之电动车自行充电系统的具体线路结构示意图：

图4—蓄电瓶组B驱动后轮电动机W₂、前轮电机W₁向蓄电瓶组A充电，

图5—蓄电瓶组B接受后轮电动机W₂充电、前轮电机W₁向蓄电瓶组A充电，

图6—蓄电瓶组A驱动后轮电动机W₂前轮电机W₁向蓄电瓶组B充电，

图7—蓄电瓶组A接受后轮电动机W₂充电、前轮电机W₁向蓄电瓶组B充电。

具体实施方式：

实施例一：

一种仅前轮电机具有充电功能的电动车自行充电系统。

该系统包括置于前、后轮中轴的永磁电动机W₁、W₂，蓄电瓶组A、蓄电瓶组B，行车调速控制器和与之相连的切换控制装置，所述的蓄电瓶组A、蓄电瓶组B分别由3个12伏的小蓄电瓶构成，所述的切换控制装置是由三刀两位转换开关K₁与继电器组J₁、J₂构成的驱动、充电切换装置，转换开关K₁的刀K₁-1的中心轴接点O₁与蓄电瓶组B的正极Z_b固定相连，刀K₁-2的中心轴接点O₂通过行车调速控制器与永磁电动机W₂的正极固定相连，刀K₁-3的中心轴接点O₃通过串联在前轮电机正极端的防反充电二极管D₁与永磁电动机W₁的正极固定相连，蓄电瓶组A的正极Za与刀K₁-3的常闭位N₃以及刀K₁-2的常开位F₂固定相连，蓄电瓶组B的正极Z_b同时还与刀K₁-2的常闭位N₂以及刀K₁-3的常开位F₃固定相连，继电器J₁、J₂的一端分别接转换开关刀K₁-1的常闭位N₁、常开位F₁、另一端接A、蓄电瓶组B公共负极Y，继电器J₁的四组触点J₁-1、J₁-2、J₁-3、J₁-4分别接在蓄电瓶组B的每两个小蓄电瓶的正极或负极，继电器J₂的四个触点J₂-1、J₂-2、J₂-3、J₂-4分别接在蓄电瓶组A里的每两个小蓄电瓶的正极或负极，在转换开关K₁及继电器J₁、J₂的带动及控制下，蓄电瓶组A或蓄电瓶组B内的N组小蓄电瓶分别交替处于串联或并联状态，处于串联状态的蓄电瓶组向后轮电动机W₂提供驱动力，处于并联状态的蓄电瓶组接受前轮电动机W₁充电(参见图2、图3)。

动作过程如下：当转换开关K₁的刀K₁-1处于O₁N₁常闭位置，继电器J₁导通，此时继电器J₁吸合，继电器J₁的四组触点J₁-1、J₁-2、J₁-3、J₁-4将蓄电瓶组B接合为串联状态，刀K₁-2处于O₁N₁常闭位置，接通蓄电瓶组B正极Z_b和行车调速控制器，蓄电瓶组B向后轮电动机W₂提供驱动力，而此时，继电器J₂处于释放状态，继电器J₂的四组触点J₂-1、J₂-2、J₂-3、J₂-4将蓄电瓶组A里的小蓄电瓶接为并联状态，前轮电机W₁通过刀K₁-3的常闭位N₃与蓄电瓶组A的公共正极Z_a相通并向处于并联状态的蓄电瓶组A里的各小蓄电瓶充电备用(参见图2)；反之，当蓄电瓶组B的电压下降到不能正常工作，转动转换开关K₁至使其刀K₁-1处于O₁F₁位置，继电器J₂导通，此时继电器J₂吸合，继电器J₂的四组触点J₂-1、J₂-2、J₂-3、J₂-4将蓄电瓶组A接合为串联状态，其电压约为36伏左右，K₁-2处于O₂F₂位置、接通蓄电瓶组A正极Za和行车调速控制器，K₁-3处于常开O₃F₃位置，蓄电瓶组A向后轮电动机W₂提供驱动力，而此时继电器J₁处于释放状态，继电器J₁的四组触点J₁-1、J₁-2、J₁-3、J₁-4将蓄电瓶组B里的3个小蓄电瓶接为并联，前轮电机W₁通过刀K₁-3的O₃F₃与蓄电瓶组B的公共正极Z_b相连，向处于并联状态的蓄电瓶组B里的各小蓄电瓶充电(参见图3)，根据行车调速控制器内显示的数据，当蓄电瓶组A的电压下降到不能正常工作，转动转换开关K₁至使其刀K₁-1处于O₁N₁位置，继电器J₁导通，继电器J₂处于释放状态，又处于蓄电瓶组B向后轮电动机W₂提供驱动力，蓄电瓶组A接受前轮电动机W₁充电，如此，周而复始，维持电动车向前行驶。

作为本实用新型实施例一的一种变换，所述的蓄电瓶组A、B里的小蓄电瓶的个数还可以是N个，N等于2或4或5，以适应不同工作电压的电动车的需要。

实施例二：

一种前后轮电机都具有充电功能的电动车自行充电系统。

该充电系统包括置于前、后轮中轴的永磁电动机W₁、W₂，蓄电瓶组A、蓄电瓶组B，行车调速控制器和与之相连的切换控制装置，所述的蓄电瓶组A、蓄电瓶组B分别由3个12伏的小蓄电瓶构成，所述的切换控制装置是由三刀两位转换开关K₁以及自锁按键开关K₂与继电器组J₁、J₂、J₃构成的驱动、充电切换装置，转换开关K₁的刀K₁-1的中心轴接点O₁与蓄电瓶组B的正极Z_b、继电器J₃的一端固定相连，刀K₁-2的中心轴接点O₂与继电器J₃的触点J₃-4的常开位相连，刀K₁-3的中心轴接点O₃通过串联在前轮电机正极端的防反充电二极管D₁与永磁电动机W₁的正极固定相连，蓄电瓶组A的正极Z_a与刀K₁-3的常闭位N₃以及刀K₁-2的常开位F₂固定相连，蓄电瓶组B的正极Z_b同时与刀K₁-2的常闭位N₂以及刀K₁-3的常开位F₃固定相连，继电器J₁、J₂的一端分别接转换开关刀K₁-1的常闭位N₁、常开位F₁、其另一端共同与继电器J₃的另一端相连后通过自锁按键开关K₂与蓄电瓶组A、B公共负极Y相连，继电器J₁的四组触点J₁-1、J₁-2、J₁-3、J₁-4分别接在蓄电瓶组B的每两个小蓄电瓶的正极或负极，继电器J₂的四个触点J₂-1、J₂-2、J₂-3、J₂-4分别接在蓄电瓶组A里的每两个小蓄电瓶的正极或负极，继电器J₃的触点J₃-1、J₃-3分别接入永磁电动机W₂、W₁的负极，其常闭点直接相连、其各自的常开点分别与行车调速控制器负极相连，继电器J₃的触点J₃-2与永磁电动机W₂的正极相连，继电器J₃的触点J₃-2与触点J₃-4的常开点分别接在行车调速控制器正极输入、输出端，在继电器J₃的触点J₃-2与J₃-4的常闭点之间接有一个防反充电二极管D2，按下K₂，在转换开关K₁及继电器J₁、J₂、J₃的带动及控制下，蓄电瓶组A或蓄电瓶组B内的N组小蓄电瓶分别交替处于串联或并联状态，分别向后轮电动机W₂提供驱动力或接受前轮电动机W₁充电；若断开K₂，则蓄电瓶组A和蓄电瓶组B内的N组小蓄电瓶均处于并联状态，分别接受正处于下坡或刹车的后轮电动机W₂的充电和接受前轮电动机W₁的充电。

动作过程如下：当转换开关K₁的刀K₁-1处于O₁N₁常闭位置、同时自锁按键开关K₂也处于接通状态，继电器J₁、J₃导通，此时继电器J₁、J₃吸合，继电器J₁的四组触点J₁-1、J₁-2、J₁-3、J₁-4将蓄电瓶组B接合为串联状态，刀K₁-2处于O₁N₁常闭位置，通过触点J₃-1、J₃-2、J₃-3、J₃-4和行车调速控制器接通蓄电瓶组B正极Z_b和后轮的驱动电机，蓄电瓶组B输出电压向后轮电动机W₂提供驱动力，扭动调速手柄，可控制车速度向前行驶；而此时，继电器J₂处于释放状态，继电器J₂的四组触点J₂-1、J₂-2、J₂-3、J₂-4将蓄电瓶组A里的小蓄电瓶接为并联状态，前轮电机W₁通过刀K₁-3的常闭位N₃与蓄电瓶组A的公共正极Z_a相通并向处于并联状态的蓄电瓶组A里的各小蓄电瓶充电备用(参见图4)。

当车子速度较快或下坡时，可将自锁按键开关K₂按为断开状态，此时继电器J₁、J₃释放，触点J₁-1、J₁-2、J₁-3、J₁-4将B组的三个蓄电瓶接为并联状态，蓄电瓶组B端电压为12V，同时触点J₃-1、J₃-2、J₃-3、J₃-4将调速控制器断开而通过串联在继电器J₃的触点J₃-2与J₃-4常闭点之间的防反充电二极管D₂，将后轮电机W₂接通至已变为12V的蓄电瓶组B正、负极两端，此时由于车子惯性，后轮电机W₂也有25V左右的电压输出至蓄电瓶组B的两端，使蓄电瓶组B得到充电(参见图5)。当需要加速时，将自锁按键开关K₂接通，继电器J₁、J₃又吸合，继电器J₁的触点J₁-1、J₁-2、J₁-3、J₁-4将蓄电瓶组B的蓄电瓶接为串联，输出电压36V，继电器J₃的触点J₃-1、J₃-2、J₃-3、J₃-4将调速控制器接通蓄电瓶组B的输出端和后轮电机W₂，蓄电瓶组B向后轮电机供电，驱动车子继续前进。

反之，当蓄电瓶组B的电压下降到不能正常工作，转动转换开关K₁至使其刀K₁-1处于O₁F₁位置，同时自锁按键开关K₂也处于接通状态，继电器J₂、J₃导通，K₁-2处于O₂F₂位置、接通蓄电瓶组A正极Z_a和调速控制器，K₁-3处于O₃F₃位置，此时继电器J₂吸合，继电器J₂的四组触点J₂-1、J₂-2、J₂-3、J₂-4将蓄电瓶组A内的三个蓄电瓶接合为串联状态，其电压约为36伏左右，触点J₃-1、J₃-2、J₃-3、J₃-4和K₁-2接通后轮的驱动电机、蓄电瓶组A输出电压与调速控制器，蓄电瓶组A向后轮电动机W₂提供驱动力，而此时继电器J₁处于释放状态，继电器J₁的四组触点J₁-1、J₁-2、J₁-3、J₁-4将蓄电瓶组B里的3个小蓄电瓶接为并联，前轮电机W₁通过刀K₁-3的O₃F₃与蓄电瓶组B的公共正极Z_b相连，向处于并联状态的蓄电瓶组B里的各小蓄电瓶充电(参见图6)。

当车子速度较快或下坡时，可将自锁按键开关K₂拨为断开状态，此时继电器J₂、J₃释放，继电器J₂的四组触点J₂-1、J₂-2、J₂-3、J₂-4将蓄电瓶组A的三个蓄电瓶接为并联状态，蓄电瓶组A端电压为12V，同时触点J₃-1、J₃-2、J₃-3、J₃-4将调速控制器断开而通过串联在继电器J₃的触点J₃-2与J₃-4常闭点之间的防反充电二极管D₂，将后轮电机W₂接通至已变为12V的蓄电瓶组A正、负极两端，此时由于车子惯性，后轮电机W₂也有25V左右的电压输出至蓄电瓶组A的两端，使蓄电瓶组A也得到充电(参见图7)。

当需要加速时，将自锁按键开关K₂接通，继电器J₂、J₃又吸合，继电器J₂的四组触点J₂-1、J₂-2、J₂-3、J₂-4将蓄电瓶组A的三个蓄电瓶接为串联，输出电压36V，继电器J₃的触点J₃-1、J₃-2、J₃-3、J₃-4将调速控制器接通蓄电瓶组A的输出端和后轮电机W₂，蓄电瓶组A向后轮电机供电，驱动车子继续前进。

根据行车调速控制器内显示的数据，当蓄电瓶组A的电压下降到不能正常工作时，转动转换开关K₁至使其刀K₁-1处于O₁N₁位置，继电器J₁、J₃导通，又处于蓄电瓶组B向后轮电动机W₂提供驱动力，蓄电瓶组A接受前轮电动机W₁充电，如此，周而复始，维持电动车向前继续行驶。

作为本实用新型实施例二的一种变换，所述的蓄电瓶组A、B里的小蓄电瓶的个数还可以是N个，N等于2或4或5，以适应不同工作电压的电动车的需要。

Claims

1、一种电动车自行充电系统，包括永磁电动机、蓄电瓶组、行车调速控制器和与之相连的切换控制装置，其特征在于：所述的电动机是分别置于前、后轮中轴的永磁电动机W₁、W₂，所述的蓄电瓶组有A、B两组，每组由N个小蓄电瓶构成、N＝2～5，所述的切换控制装置是由三刀两位转换开关K₁与继电器组J₁……Jm，m＝2～3构成的驱动、充电切换装置，在前轮电机W₁的正极端串联有防反充电二极管D₁，在该驱动、充电切换装置控制下，蓄电瓶组A或蓄电瓶组B内的N组小蓄电瓶分别交替处于串联或并联状态，处于串联状态的蓄电瓶组向后轮电动机W₂提供驱动力，处于并联状态的蓄电瓶组接受前轮电动机W₁充电。

2、根据权利要求1所述的电动车自行充电系统，其特征在于：所述的驱动、充电切换装置由三刀两位转换开关K₁与继电器组J₁、J₂构成，转换开关K₁的刀K₁-1的中心轴接点O₁与蓄电瓶组B的正极Z_b固定相连，刀K₁-2的中心轴接点O₂通过行车调速控制器与永磁电动机W₂的正极固定相连，刀K₁-3的中心轴接点O₃通过串联在前轮电机正极端的防反充电二极管D₁与永磁电动机W₁的正极固定相连，蓄电瓶组A的正极Z_a与刀K₁-3的常闭位N₃以及刀K₁-2的常开位F₂固定相连，蓄电瓶组B的正极Z_b同时还与刀K₁-2的常闭位N₂以及刀K₁-3的常开位F₃固定相连，继电器J₁、J₂的一端分别接转换开关刀K₁-1的常闭位N₁、常开位F₁、另一端接A、蓄电瓶组B公共负极Y，继电器J₁的四组触点J₁-1、J₁-2、J₁-3、J₁-4分别接在蓄电瓶组B的每两个小蓄电瓶的正极或负极，继电器J₂的四个触点J₂-1、J₂-2、J₂-3、J₂-4分别接在蓄电瓶组A里的每两个小蓄电瓶的正极或负极，在转换开关K₁及继电器J₁、J₂的带动及控制下，蓄电瓶组B或蓄电瓶组A内的N组小蓄电瓶分别交替处于串联或并联状态，处于串联状态的蓄电瓶组向后轮电动机W₂提供驱动力，处于并联状态的蓄电瓶组接受前轮电动机W₁充电。

3、根据权利要求1所述的电动车自行充电系统，其特征在于：所述的驱动、充电切换装置是由三刀两位转换开关K₁以及自锁按键开关K₂与继电器组J₁、J₂、J₃构成，转换开关K₁的刀K₁-1的中心轴接点O₁与蓄电瓶组B的正极Z_b、继电器J₃的一端固定相连，刀K₁-2的中心轴接点O₂与继电器J₃的触点J₃-4的常开位相连，刀K₁-3的中心轴接点O₃通过串联在前轮电机正极端的防反充电二极管D₁与永磁电动机W₁的正极固定相连，蓄电瓶组A的正极Z_a与刀K₁-3的常闭位N₃以及刀K₁-2的常开位F₂固定相连，蓄电瓶组B的正极Z_b还同时与刀K₁-2的常闭位N₂以及刀K₁-3的常开位F₃固定相连，继电器J₁、J₂的一端分别接转换开关刀K₁-1的常闭位N₁、常开位F₁、其另一端共同与继电器J₃的另一端相连后通过自锁按键开关K₂与蓄电瓶组A、B的公共负极Y相连，继电器J₁的四组触点J₁-1、J₁-2、J₁-3、J₁-4分别接在蓄电瓶组B的每两个小蓄电瓶的正极或负极，继电器J₂的四个触点J₂-1、J₂-2、J₂-3、J₂-4分别接在蓄电瓶组A里的每两个小蓄电瓶的正极或负极，继电器J₃的触点J₃-1、J₃-3分别接入永磁电动机W₂、W₁的负极，其常闭点直接相连、其各自的常开点分别与行车调速控制器负极相连，继电器J₃的触点J₃-2与永磁电动机W₂的正极相连，继电器J₃的触点J₃-2与触点J₃-4的常开点分别接在行车调速控制器正极输入、输出端，在继电器J₃的触点J₃-2与J₃-4的常闭点之间接有一个防反充电二极管D₂，按下K₂，在转换开关K₁及继电器J₁、J₂、J₃的带动及控制下，蓄电瓶组B或蓄电瓶组A内的N组小蓄电瓶分别交替处于串联或并联状态，分别向后轮电动机W₂提供驱动力或接受前轮电动机W₁充电；若断开K₂，则蓄电瓶组B或蓄电瓶组A内的N组小蓄电瓶均处于并联状态，分别接受正处于下坡或刹车的后轮电动机W₂的充电或接受前轮电动机W₁的充电。