加速度前行；
[0048]S12:當(dāng)純電動車的速度增速至預(yù)定上車速時，在增程控制器的作用下，動力電池組斷開供電，純電動車開始減速；
[0049]S13:被動輪上的輪轂發(fā)電機(jī)將被動輪的動能轉(zhuǎn)換成電能，并將其傳輸給增程控制器;
[0050]S14:增程控制器將輪轂發(fā)電機(jī)傳輸來的電能輸出給動力電池組，為動力電池組充電；
[0051]S15:當(dāng)純電動車的速度減速至預(yù)定下車速時，在增程控制器的作用下，動力電池組開啟供電，返回步驟S11。
[0052]其中:動力電池組的通斷電由增程控制器控制。
[0053]現(xiàn)有的純電動車的能量回收增程系統(tǒng)基本在兩種狀態(tài)下實(shí)施:剎車時的慣性動能和下坡動能，在電剎、機(jī)剎組合開關(guān)中利用電剎開關(guān)將驅(qū)動電機(jī)可逆成發(fā)電機(jī)，回收能量給電池動態(tài)充電，這套技術(shù)方案已經(jīng)成熟并在車輛上使用。由于這一能量回收取決于路面狀況和駕駛技術(shù)和習(xí)慣，增程作用具有不確定性和局限性，增程效果有限。
[0054]該工作過程是在現(xiàn)有技術(shù)思路和方案的基礎(chǔ)上，通過改變運(yùn)行方式而獲取全程范圍內(nèi)的能量動態(tài)回收，反饋給動力電池組，以達(dá)到增程的目的。其運(yùn)行原理為:在被動輪上安裝輪轂發(fā)電機(jī)，動力電池組輸出能量給驅(qū)動輪的輪轂電機(jī)，由系統(tǒng)控制器的速度調(diào)節(jié)裝置帶動車輛以一定的加速度前行，使驅(qū)動輪和被動輪都獲得動能，當(dāng)車速達(dá)到設(shè)定的上車速時，斷開動力電池組的供電，車輛必定以減速度前行，將驅(qū)動輪和被動輪的動能(輪轂電機(jī)可逆為發(fā)電機(jī))轉(zhuǎn)換成電能并通過增程控制器輸出能量給動力電池組回充，當(dāng)車速減速至設(shè)定的下車速時，再轉(zhuǎn)由動力電池供電使驅(qū)動輪加速前進(jìn)，到上車速時，又轉(zhuǎn)為增程控制器工作，斷電減速至下車速，再轉(zhuǎn)換動力電池組供電，如此循環(huán)，利用上車速和下車速之間的慣性動能轉(zhuǎn)換為電能回充給動力電池組，其計(jì)算公式為:
[0055]其中:Δ E為回收能量；E1對應(yīng)于上車速狀態(tài)下的動能J1為上車速；E2對應(yīng)于下車速狀態(tài)下的動能；V2為下車速。
[0056]該工作過程在純電動車加速至預(yù)定上車速時，斷開動力電池組的供電，將被動輪的慣性動能回收利用起來，為動力電池組進(jìn)行充電，節(jié)約了電池能量，使其續(xù)行時間增長；在減速至預(yù)定下車速時，再開啟動力電池組的供電，保證了純電動車的平均速度變化較小。
[0057]實(shí)施例2的增程系統(tǒng)可以包括兩種工作過程:
[0058]第一種工作站過程為在實(shí)施例1的工作過程的基礎(chǔ)上，增加了對驅(qū)動輪的動能的回收，在步驟S13中增加了:驅(qū)動輪上的輪轂電機(jī)可逆為發(fā)電機(jī)，將驅(qū)動輪的動能轉(zhuǎn)換為電能，并將其傳輸給增程控制器；步驟S14進(jìn)一步為:增程控制器將輪轂發(fā)電機(jī)以及輪轂電機(jī)傳輸來的電能輸出給動力電池組，為其充電。這樣能夠?qū)Ⅱ?qū)動輪的慣性動能也能回收利用起來，回收效果更加有效，增程效果更加穩(wěn)定，續(xù)行時間更長。
[0059]第二種工作過程為將驅(qū)動輪的動能轉(zhuǎn)換為電能為動力電池組充電，被動輪的動能轉(zhuǎn)換來的電能為增程控制器供電和/或累計(jì)能量后再輸出給動力電池組，為動力電池組充電。
[0060]在純電動車啟動階段，S卩加速階段，利用輪轂發(fā)電機(jī)將被動輪的動能轉(zhuǎn)換為電能，并傳輸給增程控制器，當(dāng)能量比較小時，利用該些能量為增程控制器供電；當(dāng)能量積累到一定量時，增程控制器將多余能量輸出給動力電池組，為動力電池組供電。當(dāng)純電動車達(dá)到預(yù)定上車速時，能量回收方法與實(shí)施例1的工作過程相同。
[0061]現(xiàn)有的電動助行車都以動力電池為能源，經(jīng)過控制系統(tǒng)驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行，而電機(jī)通過與輪轂直接組合(或經(jīng)過聯(lián)軸與輪轂聯(lián)接)一起作為驅(qū)動輪的動力源，驅(qū)動輪通過支架與被動輪(一個或多個)聯(lián)接，從而由驅(qū)動輪帶動車輛前行，其能量轉(zhuǎn)換關(guān)系為:
[0062]電能(動力電池)一動能I (驅(qū)動輪)+動能2 (被動輪)+耗能。
[0063]按照常規(guī)思維模式，根據(jù)能量守恒定律，作為一輛以合格出廠的整車，其能耗關(guān)系已確定，所以能量轉(zhuǎn)換關(guān)系中的能量已守恒，不可能有能量回收，所以一般認(rèn)為在騎行過程中邊騎行邊回饋能量給動力電池是不可能的。
[0064]但是經(jīng)過研宄發(fā)現(xiàn)，動能2 (被動輪)可以再被分解，即:
[0065]動能2 (被動輪)=動能3 (與驅(qū)動輪匹配的轉(zhuǎn)動能)+動能4 (隱含的多余能量)；
[0066]上式中的動能4可以作為能量回收，能夠轉(zhuǎn)換成電能反饋給動力電池。這里的隱含的多余能量產(chǎn)生原因?yàn)?驅(qū)動輪與被動輪不同軸，它們之間通過機(jī)械支架連接，而控制器與感應(yīng)器主要針對驅(qū)動輪，所以被動輪上存在一個感應(yīng)靈敏度，即對于被動輪由于載荷增加(重量增加或用發(fā)電機(jī)作為被動輪帶輸出負(fù)載)而引起的摩擦阻力增加會有一個響應(yīng)閾值，對于閾值內(nèi)(不響應(yīng)值)的能量可被回收利用，這就是所謂的隱含的多余能量，當(dāng)超過這個閾值時，被動輪的載荷作用會同步引起動力電池能量增加，處在能量守恒狀態(tài)，此時不可能回收能量。
[0067]該工作過程充分利用了被動輪的這部分隱含的多余能量，將其通過輪轂發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，為增程控制器供電實(shí)現(xiàn)了在全運(yùn)行過程中的能量回收及動態(tài)回充，即邊運(yùn)行邊充電，將被動輪的隱含的多余能量以及慣性動能全部回收利用起來，累計(jì)的增程效果更明顯，而且可以使電動車的平均速度變化較小。當(dāng)被動輪的能量積累到一定量時，可以將其轉(zhuǎn)換來的電能通過增程控制器輸出給動力電池組，為動力電池組充電。
[0068]該工作過程為回收驅(qū)動輪的動能為動力電池組供電，被動輪的動能轉(zhuǎn)換成的電能只用來為增程控制器供電，即將其隱含能量轉(zhuǎn)換為電能為增程控制器供電，具體實(shí)現(xiàn)過程為:將第一種工作過程中的步驟S13改為:被動輪上的輪轂發(fā)電機(jī)將被動輪的動能轉(zhuǎn)換為電能，并傳輸給增程控制器，為增程控制器供電；且驅(qū)動輪上的輪轂電機(jī)可逆為發(fā)電機(jī)，將驅(qū)動輪的動能轉(zhuǎn)換為電能，并傳輸給增程控制器；相應(yīng)地，步驟S14改為:增程控制器將輪轂電機(jī)傳輸來的電能輸出給動力電池組，為動力電池組充電。當(dāng)被動輪轉(zhuǎn)換來的電能積累到一定量時，可以同時回收驅(qū)動輪的動能以及被動輪的動能為動力電池組充電，此時與第一種工作過程相同。
[0069]實(shí)施例3的增程系統(tǒng)對應(yīng)的工作過程為:
[0070]S21 ??動力電池組開啟供電，為驅(qū)動輪上的輪轂電機(jī)供電，驅(qū)動驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動，帶動純電動車以一定的加速度前行；
[0071]S22:當(dāng)純電動車的速度增速至預(yù)定上車速時，在系統(tǒng)控制器的作用下，動力電池組斷開供電，純電動車開始減速；
[0072]S23:驅(qū)動輪上的輪轂電機(jī)可逆為發(fā)電機(jī)，將驅(qū)動輪的動能轉(zhuǎn)換成電能；
[0073]S24:在系統(tǒng)控制器的作用下，輪轂電機(jī)將電能輸出給動力電池組，為動力電池組充電；
[0074]S25:當(dāng)純電動車的速度減速至預(yù)定下車速時，在系統(tǒng)控制器的作用下，動力電池組開啟供電，返回步驟S21。
[0075]本實(shí)用新型的純電動車種類可以為(I)純電動車非機(jī)動車:包括兩輪、三輪、四輪、多輪車等；(2)純電動機(jī)動車:包括家用乘用車、公交客車等；(3)純電動專用車，適用于所有可充電式、以動力電池為能源的電動車。
[0076]此處公開的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，并不是對本實(shí)用新型的限定。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在說明書范圍內(nèi)所做的修改和變化，均應(yīng)落在本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種純電動車的全過程能量動態(tài)回收增程系統(tǒng)，其特征在于，包括:驅(qū)動輪、被動輪、系統(tǒng)控制器、動力電池組以及增程控制器；其中: 所述驅(qū)動輪上安裝有輪轂電機(jī)，所述被動輪上安裝有輪轂發(fā)電機(jī)，所述驅(qū)動輪與所述被動輪通過機(jī)械支架相連； 所述系統(tǒng)控制器與所述驅(qū)動輪相連； 所述動力電池組與所述驅(qū)動輪相連； 所述增程控制器的一端與所述輪轂發(fā)電機(jī)相連，所述增程控制器的另一端與所述動力電池組相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程系統(tǒng)，其特征在于，所述輪轂電機(jī)與所述驅(qū)動輪同軸；所述輪轂發(fā)電機(jī)與所述被動輪同軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程系統(tǒng)，其特征在于，所述輪轂電機(jī)為可逆電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的增程系統(tǒng)，其特征在于，所述輪轂電機(jī)與所述增程控制器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程系統(tǒng)，其特征在于，所述動力電池組還與所述系統(tǒng)控制器相連，為所述系統(tǒng)控制器供電。
6.—種純電動車的全過程能量動態(tài)回收增程系統(tǒng)，其特征在于，包括:驅(qū)動輪、被動輪、系統(tǒng)控制器以及動力電池組；其中: 所述驅(qū)動輪與所述被動輪通過機(jī)械支架相連； 所述驅(qū)動輪上安裝有輪轂電機(jī)，所述輪轂電機(jī)為可逆電機(jī)； 所述動力電池組與所述輪轂電機(jī)雙向連接； 所述系統(tǒng)控制器分別與所述輪轂電機(jī)以及所述動力電池組相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的增程系統(tǒng)，其特征在于，所述輪轂電機(jī)與所述驅(qū)動輪同軸。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種純電動車的全過程能量動態(tài)回收增程系統(tǒng)，一種增程系統(tǒng)包括：驅(qū)動輪、被動輪、系統(tǒng)控制器、動力電池組以及增程控制器，驅(qū)動輪上安裝有輪轂電機(jī)，被動輪上安裝有輪轂發(fā)電機(jī)，驅(qū)動輪與被動輪通過機(jī)械支架相連；系統(tǒng)控制器與驅(qū)動輪相連；動力電池組與驅(qū)動輪相連；增程控制器的一端與輪轂發(fā)電機(jī)相連，另一端與動力電池組相連。另一增程系統(tǒng)包括：驅(qū)動輪、被動輪、系統(tǒng)控制器以及動力電池組；其中：驅(qū)動輪與被動輪連接；驅(qū)動輪上安裝有輪轂電機(jī)，輪轂電機(jī)為可逆電機(jī)；動力電池組與輪轂電機(jī)雙向連接；系統(tǒng)控制器與輪轂電機(jī)相連；系統(tǒng)控制器與動力電池組相連。本實(shí)用新型的增程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了邊騎行邊充電，增程效果穩(wěn)定。
【IPC分類】B60L11-18
【公開號】CN204547821
【申請?zhí)枴緾N201520272408
【發(fā)明人】戴旭展
【申請人】上海津元節(jié)能科技有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月30日