專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)自行車(chē)制動(dòng)能量回收發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)自行車(chē)自發(fā)電的系統(tǒng)，尤其涉及一種可以將制動(dòng)過(guò)程的過(guò)剩能量轉(zhuǎn)化為電能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存于蓄電池的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
過(guò)去十年間，國(guó)內(nèi)電動(dòng)自行車(chē)整體銷(xiāo)量規(guī)模已達(dá)到近I. 5億輛的規(guī)模，行業(yè)年產(chǎn)值近600億元。2011年，電動(dòng)自行車(chē)行業(yè)產(chǎn)量已達(dá)2600萬(wàn)輛。電動(dòng)自行車(chē)使用電能這種清潔的能源，可以有效的減少城市內(nèi)因汽車(chē)尾氣造成的污染，是一種極為環(huán)保近乎零排放的交通工具。相比于自行車(chē)，電動(dòng)自行車(chē)可以節(jié)省人力； 相比于摩托車(chē)，電動(dòng)自行車(chē)構(gòu)造簡(jiǎn)單輕便，易于操作，車(chē)速適中，適合各個(gè)年齡段的群體使用。因以上優(yōu)點(diǎn)，電動(dòng)自行車(chē)迅速走入人們的日常生活，如今已經(jīng)相當(dāng)普及。然而，人們也發(fā)現(xiàn)了不少電動(dòng)自行車(chē)的弊端，這也嚴(yán)重影響到了電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)的高速增長(zhǎng)。首先， 電動(dòng)自行車(chē)的蓄電池儲(chǔ)能有限，電量不足之后將無(wú)法繼續(xù)行駛；其次，蓄電池的充電過(guò)程也相當(dāng)漫長(zhǎng)，浪費(fèi)較多的時(shí)間。因此，如果可以讓電動(dòng)自行車(chē)制動(dòng)過(guò)程的過(guò)剩能量重新轉(zhuǎn)化為電能，將可以大大提高電動(dòng)自行車(chē)的行駛路程?，F(xiàn)有的解決方案主要有兩種I、利用電動(dòng)自行車(chē)的輪轂電機(jī)來(lái)發(fā)電并為電動(dòng)自行車(chē)充電。其不足之處在于輪轂電機(jī)的發(fā)電效率相對(duì)于勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)發(fā)電效率太低，并且輸出電壓太低，必須要有專(zhuān)門(mén)的升壓設(shè)備才可以為蓄電池充電，而現(xiàn)有的電動(dòng)自行車(chē)都不具備升壓設(shè)備，因而充電效率極低。2、在電動(dòng)自行車(chē)上安裝發(fā)電機(jī)。雖然在發(fā)電效率上提高了，但現(xiàn)有的技術(shù)都缺乏一種有效地控制方式，不能解決電動(dòng)自行車(chē)在不需要發(fā)電時(shí)發(fā)電機(jī)所帶來(lái)的阻力問(wèn)題。并且發(fā)電機(jī)的布置也比較復(fù)雜，對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)自行車(chē)的改動(dòng)較大。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)自行車(chē)發(fā)電系統(tǒng)，將電動(dòng)自行車(chē)制動(dòng)過(guò)程的過(guò)剩能量轉(zhuǎn)化為電能以化學(xué)能形式存儲(chǔ)于蓄電池，以提高蓄電池儲(chǔ)能的利用率。技術(shù)方案一種電動(dòng)自行車(chē)制動(dòng)能量回收發(fā)電系統(tǒng)，包括前叉O、前輪輞I、蓄電池21，其特征在于還包括輪轂錐齒輪2、發(fā)電機(jī)錐齒輪3、勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)4、電壓調(diào)節(jié)器17、硅整流器13 ; 勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)4固定在電動(dòng)自行車(chē)前叉O上，發(fā)電機(jī)錐齒輪3安裝在勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)4 的主軸上；輪轂錐齒輪2固定與前輪輞I上，發(fā)電機(jī)錐齒輪3與輪輞錐齒輪2嚙合；勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)4的勵(lì)磁繞組與電壓調(diào)機(jī)器17相聯(lián)后接入蓄電池21，三相繞組連接硅整流器13后接入蓄電池21。在電壓調(diào)節(jié)器17與蓄電池21之間接有剎車(chē)斷電開(kāi)關(guān)19。有益效果I、可以充分利用電動(dòng)自行車(chē)蓄電池儲(chǔ)存的能量，將電動(dòng)自行車(chē)制動(dòng)過(guò)程的過(guò)剩能量轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)于蓄電池中，增加電動(dòng)自行車(chē)的行駛路程；2、發(fā)電機(jī)采用勵(lì)磁式交流發(fā)電機(jī)，可以通過(guò)控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組電流的大小進(jìn)而控制發(fā)電機(jī)輸出電壓的高低。在電動(dòng)自行車(chē)低速的時(shí)候可以增大勵(lì)磁電流使輸出電壓升高，高速時(shí)可以減小勵(lì)磁電流使輸出電壓降低。在電動(dòng)自行車(chē)正常行駛時(shí)，勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組不會(huì)通電流，這樣發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，因而不會(huì)為電動(dòng)自行車(chē)正常行駛帶來(lái)阻力；3、交流發(fā)電機(jī)安裝于電動(dòng)自行車(chē)的前叉上，不會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的電動(dòng)自行車(chē)結(jié)構(gòu)造成太大改動(dòng)，適合實(shí)際生產(chǎn)改裝；4、電動(dòng)自行車(chē)制動(dòng)時(shí)優(yōu)先采取發(fā)電式制動(dòng)，當(dāng)需緊急制動(dòng)時(shí)啟動(dòng)機(jī)械制動(dòng)。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的電路示意圖。 圖中0前叉，I前輪輞，2輪轂錐齒輪，3發(fā)電機(jī)錐齒輪，4勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)，5發(fā)電機(jī)輸出接線柱，6發(fā)電機(jī)輸出接線柱，7發(fā)電機(jī)輸出接線柱，8發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組接線柱,9發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組接線柱，10硅整流器輸入接線柱，11硅整流器輸入接線柱，12硅整流器輸入接線柱，13硅整流器，14硅整流器輸出接線柱，15硅整流器輸出接線柱，16電壓調(diào)節(jié)器接線柱，17電壓調(diào)節(jié)器，18電壓調(diào)節(jié)器接線柱，19剎車(chē)斷電開(kāi)關(guān)，20電動(dòng)自行車(chē)總開(kāi)關(guān)，21蓄電池。
具體實(shí)施例方式如圖I示，輪轂錐齒輪2與發(fā)電機(jī)錐齒輪3嚙合，其中錐齒輪2固定在電動(dòng)自行車(chē)前輪輞I上面，可以隨前輪輞一起轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)錐齒輪3安裝在勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)4的動(dòng)力軸上，勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)固定在電動(dòng)自行車(chē)的前叉上面。勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部的勵(lì)磁繞組兩端引線分別焊接在彼此絕緣的兩個(gè)集電環(huán)上，兩個(gè)集電環(huán)與裝在后蓋上的電刷相接觸， 這兩個(gè)電刷弓I出的接線柱分別為圖中的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組接線柱8，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組接線柱 9。勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)定子的三相繞組引出接線柱分別為發(fā)電機(jī)輸出接線柱5，發(fā)電機(jī)輸出接線柱6，發(fā)電機(jī)輸出接線柱7。發(fā)電機(jī)輸出接線柱5,發(fā)電機(jī)輸出接線柱6和發(fā)電機(jī)輸出接線柱7的引線分別和娃整流器輸入接線柱10，硅整流器輸入接線柱11，硅整流器輸入接線柱12相聯(lián)，硅整流器輸出接線柱14引線與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組接線柱9引線匯合后接入蓄電池負(fù)極。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組接線柱8弓丨線與電壓調(diào)節(jié)器接線柱16相聯(lián)，電壓調(diào)節(jié)器接線柱18 引線與剎車(chē)斷電開(kāi)關(guān)19相聯(lián)，剎車(chē)開(kāi)關(guān)引線出來(lái)和硅整流器輸出接線柱15引線匯合后與電動(dòng)自行車(chē)總開(kāi)關(guān)20相聯(lián)，電動(dòng)自行車(chē)總開(kāi)關(guān)引線出來(lái)接入蓄電池正極。
剎車(chē)斷電開(kāi)關(guān)19安裝在電動(dòng)自行車(chē)閘把上，當(dāng)拉緊閘把時(shí)，剎車(chē)斷電開(kāi)關(guān)的觸頭松開(kāi)，剎車(chē)斷電開(kāi)關(guān)便由常開(kāi)狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合。調(diào)節(jié)電動(dòng)自行車(chē)的剎車(chē)，使剎車(chē)閘把留有一定的(如10%)活動(dòng)余量，在這活動(dòng)余量范圍內(nèi)拉緊閘把不會(huì)啟動(dòng)機(jī)械剎車(chē)。本發(fā)明的工作原理如下電動(dòng)自行車(chē)使用時(shí)，用鑰匙打開(kāi)總開(kāi)關(guān)20，即使總開(kāi)關(guān)20處于閉合狀態(tài)；正常行駛時(shí)，由于剎車(chē)斷電開(kāi)關(guān)19處于常開(kāi)狀態(tài)，勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組不會(huì)有電流流過(guò)，因而不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，不會(huì)給電動(dòng)自行車(chē)的正常行駛帶來(lái)阻力。閘把拉緊且在未到活動(dòng)余量(10%)范圍內(nèi)時(shí)，電動(dòng)自行車(chē)剎車(chē)斷電開(kāi)關(guān)19閉合， 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組由蓄電池供電開(kāi)始有電流通過(guò)，電動(dòng)自行車(chē)前輪輞通過(guò)錐齒輪帶動(dòng)勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)開(kāi)始產(chǎn)生交流電流進(jìn)入硅整流器后被整合為直流電為蓄電池充電。當(dāng)勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)輸出電壓低于蓄電池時(shí)，這時(shí)和勵(lì)磁繞組串聯(lián)的電壓調(diào)節(jié)器通過(guò)調(diào)節(jié)增大勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流，增大勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓，穩(wěn)定的為蓄電池充電。在這個(gè)過(guò)程中，機(jī)械制動(dòng)不會(huì)啟動(dòng)，完全將制動(dòng)過(guò)程的過(guò)剩能量轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)起來(lái)；閘把拉緊超過(guò)設(shè)定的活動(dòng)余量時(shí),此時(shí)機(jī)械制動(dòng)便會(huì)啟動(dòng)，同時(shí)發(fā)電制動(dòng)還在進(jìn)行，二者同時(shí)工作，迅速減慢車(chē)速；制動(dòng)結(jié)束松開(kāi)閘把，剎車(chē)斷電開(kāi)關(guān)19斷開(kāi)，勵(lì)磁繞組的電流被切斷，發(fā)電機(jī)停止工作，電動(dòng)自行車(chē)開(kāi)始正常行駛。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)自行車(chē)制動(dòng)能量回收發(fā)電系統(tǒng)，包括前叉[O]、前輪輞[I]、蓄電池[21]， 其特征在于還包括輪轂錐齒輪[2]、發(fā)電機(jī)錐齒輪[3]、勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)[4]、電壓調(diào)節(jié)器 [17]、硅整流器[13];勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)[4]固定在電動(dòng)自行車(chē)前叉[O]上，發(fā)電機(jī)錐齒輪[3]安裝在勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)[4]的主軸上；輪轂錐齒輪[2]固定與前輪輞[I]上，發(fā)電機(jī)錐齒輪[3]與輪輞錐齒輪[2]哨合；勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)[4]的勵(lì)磁繞組與電壓調(diào)機(jī)器[17]相聯(lián)后接入蓄電池[21]，三相繞組連接硅整流器[13]后接入蓄電池[21]。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)自行車(chē)制動(dòng)能量回收發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在電壓調(diào)節(jié)器[17]與蓄電池[21]之間接有剎車(chē)斷電開(kāi)關(guān)[19]。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)自行車(chē)制動(dòng)能量回收發(fā)電系統(tǒng)，包括電動(dòng)自行車(chē)前輪輞、錐齒輪、勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)、電壓控制器、硅整流器、蓄電池等，錐齒輪將前輪輞與固定于電動(dòng)自行車(chē)前叉的勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)相聯(lián)，通過(guò)前輪轉(zhuǎn)動(dòng)可以帶動(dòng)交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)需要制動(dòng)的時(shí)候交流發(fā)電機(jī)開(kāi)始發(fā)電，產(chǎn)生交流電經(jīng)過(guò)硅整流器整合后變?yōu)橹绷麟姙樾铍姵爻潆?，將電?dòng)自行車(chē)制動(dòng)過(guò)程的過(guò)剩能量轉(zhuǎn)化為電能以化學(xué)能形式存儲(chǔ)于蓄電池供需要時(shí)使用。
文檔編號(hào)H02K7/116GK102594020SQ201210078268
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者王新升, 禹亮 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)