TW201843065A - 電動車之動能回收裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之電動車之動能回收裝置包括有一馬達、一電池、一煞車單元、一煞車行程感知器及一控制單元。其中，馬達係用以帶動電動車之一動力輪，電池係用以提供馬達所需之電力，煞車單元係用以降低電動車之車速，煞車行程感知器係用以量測煞車單元之煞車行程，控制單元電連接馬達、電池及煞車行程感知器，當煞車行程感知器所量測之煞車行程小於或等於一預定值時，控制單元控制電動車利用對電池回充能量之回充煞車來減速；當煞車行程感知器所量測之煞車行程大於該預定值時，控制單元控制電動車利用對電池回充能量之回充煞車及煞車單元所提供之機械煞車來減速。

Description

電動車之動能回收裝置

本發明係關於一種電動車之動能回收裝置，尤指一種適用於電動機車之動能回收裝置。

目前市面上所謂之電動車，其係利用電力作為動力之來源，並且使電力傳遞至一馬達，而使電動車可以前進，其中之電力來源則為電動車上所配置之電池。

早期電動車減速時都是用煞車的方式減速，通常以碟煞或鼓煞的形式減速，如此便將減速過程中的動能都轉為煞車的熱能浪費掉。現今電動車為求提升續航能力，使一顆電池在固定容量的前提下，提升最大續航能力，其作法可在電動車減速的過程中，使用回充煞車(或稱回升煞車、回充升壓)功能，提升馬達反電動勢的電壓，並經過控制器整流後轉變成直流，將減速的動能轉變為電能回充至電池儲存。

目前市面上販售電動車，一般將動能轉變為電能儲存回電池的方法大略有：(1)當電動車在行進間仍有一定速度時，按下煞車拉桿或踩下煞車踏板，便開始進行回充煞車，此種方式不管車速多高皆以固定比值的回充煞車能力進行電能回充至電池，車速高時反電動勢高、回充能力強、車輛減速度也快，車速低時反電動勢低、回充能力弱、車輛減速度也弱，此方法雖較容易實現，但會造成煞車力不線性。(2)當電動車在行進間，仍有一定速度時按下煞車拉桿或踩下煞車踏板時，會依照當下車速(正比於反電動勢)與電池電壓來調整回充煞車能力，此方式雖較複雜與需使用較多電子元件，但可以維持較穩定的回充能量，與提供線性的煞車力，並可保持電池不過度充電，更進階的方法還可包含充電電流回授，用以調整煞車能量提供更穩定的回充電流。

上述電動車之習知技術通常設計為按下煞車拉桿或踩下煞車踏板時，發送一煞車訊號(On/Off)至電動車控制器，便由控制器控制回充煞車能力進行回充煞車(回充升壓、回升煞車)，而此同時，也會立即進行機械煞車，動能還是會由機械煞車轉換為熱量浪費掉，且無法依照煞車減速的急迫性調整回充煞車能力，回充能量自由度較低，雖有回充功能，但並無法發揮增加最大續航力之效果，並非十分理想，尚有改善的空間。

發明人緣因於此，本於積極發明創作之精神，亟思一種可以解決上述問題之「電動車之動能回收裝置」，幾經研究實驗終至完成本發明。

本發明之電動車之動能回收裝置的技術特徵係當電動車行駛中，若需要減速時，當按下煞車拉桿或踩下煞車踏板，若其按壓的力道較小，其所產生的煞車行程則較小，在前段煞車行程之範圍內，機械煞車還不會介入，單由回充煞車對電池回充能量來減速，較不會浪費機械煞車之動能，可發揮增加最大續航力之效果；反之，若需緊急煞車時，此時按下煞車拉桿或踩下煞車踏板的力道較大，其所產生的煞車行程則較深，進入後段煞車行程之範圍，則由機械煞車(一般傳統之碟煞或鼓煞之煞車裝置)加上回充煞車同時進行來減速，使煞車距離為最短，保有最大的煞車能力。

為達成上述之目的，本發明之電動車之動能回收裝置包括有一馬達、一電池、一煞車單元、一煞車行程感知器及一控制單元。其中，馬達係用以帶動電動車之一動力輪，電池係用以提供馬達所需之電力，煞車單元係用以降低電動車之車速，煞車行程感知器係用以量測煞車單元之煞車行程，控制單元電連接馬達、電池及煞車行程感知器，當煞車行程感知器所量測之煞車行程小於或等於一預定值時，控制單元控制電動車利用對電池回充能量之回充煞車來減速；當煞車行程感知器所量測之煞車行程大於該預定值時，控制單元控制電動車利用對電池回充能量之回充煞車及煞車單元所提供之機械煞車來減速。

上述預定值可指全部煞車行程之20%、30%或40%等行程，當按下煞車拉桿或踩下煞車踏板，若其按壓的力道較小，低於預定值係屬前段煞車行程，單由回充煞車對電池回充能量來減速；若其按壓的力道較大，高於預定值係屬後段煞車行程，由機械煞車(一般傳統之碟煞或鼓煞之煞車裝置)加上回充煞車同時進行來減速。

上述電池回充能量之回充煞車制動力與該煞車行程係可呈線性等比例增加，亦即回充能量之回充煞車制動力隨著按下煞車拉桿或踩下煞車踏板之煞車行程量由小漸大呈線性增加。

上述煞車行程感知器可利用霍爾感知器(Hall sensor)或其他感測元件量測煞車單元之煞車行程後產生一煞車訊號，再傳送至控制單元，控制單元再藉由使用者按下煞車拉桿或踩下煞車踏板的煞車行程深度，調整回充能力的大小。

上述用於量測煞車行程的霍爾感知器，可設置於煞車把手與握把的連結處之間以量測煞車行程、或者設置於煞車踏板與車體連結處之間以量測煞車行程。

上述前段煞車行程，僅單由回充煞車對電池回充能量來減速，並沒有機械煞車，其可藉由調整設置機械煞車間隙來構成前段煞車行程，並可設置適當的按壓阻力或不設置按壓阻力，實現按壓煞車把手或踩下煞車踏板的抵抗阻力與特定的按壓手感或踩踏腳感。

上述煞車單元所提供之機械煞車可為煞車單元所具有之一碟煞或一鼓煞所產生之機械煞車制動力。

上述煞車單元所提供之煞車作動形式可為按壓煞車單元所具有之一煞車拉桿或腳踏煞車單元所具有之一煞車踏板。

上述電動車可為電動機車或電動汽車。

請參閱圖1、圖2及圖3，其分別為本發明一較佳實施例之系統架構圖、煞車踏板作動行程示意圖及煞車踏板行程與煞車力道對應關係圖。本實施例之電動車之動能回收裝置包括有：一馬達30、一電池10、一煞車單元25、一油門單元27、一煞車行程感知器26及一控制單元20。其中，馬達30係用以帶動電動車之一動力輪40，電池10係用以提供馬達30所需之電力，煞車單元25係用以降低電動車之車速，油門單元27係用以操控電池10提供給電動車之電力，煞車行程感知器26係用以量測煞車單元25之煞車行程，控制單元20電連接馬達30、電池10、油門單元27及煞車行程感知器26，當該煞車行程感知器26所量測之煞車行程小於或等於一預定值時，該控制單元20控制該電動車利用對該電池10回充能量之回充煞車來減速；另當該煞車行程感知器26所量測之煞車行程大於該預定值時，該控制單元20控制該電動車利用對該電池10回充能量之回充煞車及該煞車單元25所提供之機械煞車來減速。

在本實施例中，煞車單元25所提供之煞車作動形式係為按壓該煞車單元25所具有之一煞車踏板251，而煞車行程感知器26則量測之煞車踏板251所被踩踏之煞車行程，且上述預定值係指全部煞車行程30%。如圖2所示，前段煞車行程Y1係指煞車行程由0至30%，後段煞車行程Y2則指煞車行程由30至100%。

此外，如圖3煞車踏板行程與煞車力道對應關係圖所示，回充煞車線A表示煞車力道之力量大小皆隨著煞車踏板行程之大小呈線性增加，而回充煞車及機械煞車線B則表示當煞車行程大於30%之後，煞車力道之力量大小除了回充煞車之力道之外，尚需加上機械煞車之力道。另，預定值P表示煞車踏板行程位於30%處。

在本實施例中，煞車單元25所提供之機械煞車係指該煞車單元25所具有之一碟煞或一鼓煞所產生之機械煞車制動力。此外，煞車行程感知器26係利用霍爾感知器(Hall sensor)量測該煞車單元25之煞車行程後產生一煞車訊號，再傳送至該控制單元20，控制單元20再藉由使用者按下煞車拉桿或踩下煞車踏板的煞車行程深度，調整回充能力的大小。此外，在本實施例中，煞車行程感知器26係設置於煞車踏板251與車體連結處之間以量測煞車行程，且煞車單元25是利用機械煞車間隙達成前段煞車行程Y1沒有機械煞車之功能。

請參閱圖4係本發明一較佳實施例之流程圖，並請一併參閱圖1。本實施例之電動車之動能回收裝置其作動方式依序為電動車啟動(步驟S1)、行駛(步驟S2)、控制單元20偵測是否有煞車訊號(步驟S3)、若有煞車訊號的話則控制單元20偵測煞車踏板251之煞車行程是否大於30%(步驟S4)、及於步驟S3中，若沒有煞車訊號則回到行駛(步驟S2)。接著，若煞車行程大於30%則控制單元20控制電動車利用對電池10回充能量之回充煞車及煞車單元25所提供之機械煞車來減速(步驟S5)、及若煞車行程沒有大於30%則控制單元20控制電動車利用對電池10回充能量之回充煞車(但沒有機械煞車)來減速(步驟S6)，於步驟S5及步驟S6之後皆回到行駛(步驟S2)。

藉此，本實施例之電動車於行駛中，若需要減速時，當踩下煞車踏板，若其按壓的力道較小，其所產生的煞車行程則較小，在前段煞車行程之範圍內，機械煞車還不會介入，單由回充煞車對電池回充能量來減速，較不會浪費機械煞車之動能，可發揮增加最大續航力之效果；反之，若需緊急煞車時，此時踩下煞車踏板的力道較大，其所產生的煞車行程則較深，進入後段煞車行程之範圍，則可由機械煞車加上回充煞車同時進行來減速，使煞車距離為最短，可保有最大的煞車能力。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例，併予指明。

10‧‧‧電池

20‧‧‧控制單元

25‧‧‧煞車單元

251‧‧‧煞車踏板

26‧‧‧煞車行程感知器

27‧‧‧油門單元

30‧‧‧馬達

40‧‧‧動力輪

A‧‧‧回充煞車線

B‧‧‧回充煞車及機械煞車線

P‧‧‧預定值

S1~S6‧‧‧步驟

Y1‧‧‧前段煞車行程

Y2‧‧‧後段煞車行程

圖1係本發明一較佳實施例之系統架構圖。 圖2係本發明一較佳實施例之煞車踏板作動行程示意圖。 圖3係本發明一較佳實施例之煞車踏板行程與煞車力道對應關係圖。 圖4係本發明一較佳實施例之流程圖。

Claims (7)

1. 一種電動車之動能回收裝置，包括： 一馬達，用以帶動該電動車之一動力輪； 一電池，用以提供該馬達所需之電力； 一煞車單元，用以降低該電動車之車速； 一煞車行程感知器，用以量測該煞車單元之煞車行程；以及 一控制單元，電連接該馬達、該電池及該煞車行程感知器，當該煞車行程感知器所量測之煞車行程小於或等於一預定值時，該控制單元控制該電動車利用對該電池回充能量之回充煞車來減速；當該煞車行程感知器所量測之煞車行程大於該預定值時，該控制單元控制該電動車利用對該電池回充能量之回充煞車及該煞車單元所提供之機械煞車來減速。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電動車之動能回收裝置，其中，該預定值係指全部煞車行程30%。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電動車之動能回收裝置，其中，該電池回充能量之回充煞車制動力與該煞車行程係呈線性等比例增加。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電動車之動能回收裝置，其中，該煞車行程感知器係利用霍爾感知器(Hall sensor)量測該煞車單元之煞車行程後產生一煞車訊號，再傳送至該控制單元。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電動車之動能回收裝置，其中，該煞車單元所提供之機械煞車係指該煞車單元所具有之一碟煞或一鼓煞所產生之機械煞車制動力。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電動車之動能回收裝置，其中，該煞車單元所提供之煞車作動形式可為按壓該煞車單元所具有之一煞車拉桿或腳踏該煞車單元所具有之一煞車踏板。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電動車之動能回收裝置，其中，該電動車可為電動機車或電動汽車。