專利名稱：電動自行車制動能量回收發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動自行車自發(fā)電的系統(tǒng)，尤其涉及一種可以將制動過程的過剩能量轉(zhuǎn)化為電能以化學(xué)能形式儲存于蓄電池的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
過去十年間，國內(nèi)電動自行車整體銷量規(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，電動自行車行業(yè)產(chǎn)量已達(dá)2600萬輛。電動自行車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，電動自行車可以節(jié)省人力； 相比于摩托車，電動自行車構(gòu)造簡單輕便，易于操作，車速適中，適合各個年齡段的群體使用。因以上優(yōu)點，電動自行車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)了不少電動自行車的弊端，這也嚴(yán)重影響到了電動自行車產(chǎn)業(yè)的高速增長。首先，電動自行車的蓄電池儲能有限，電量不足之后將無法繼續(xù)行駛；其次，蓄電池的充電過程也相當(dāng)漫長，浪費較多的時間。因此，如果可以讓電動自行車制動過程的過剩能量重新轉(zhuǎn)化為電能，將可以大大提高電動自行車的行駛路程?，F(xiàn)有的解決方案主要有兩種I、利用電動自行車的輪轂電機(jī)來發(fā)電并為電動自行車充電。其不足之處在于輪轂電機(jī)的發(fā)電效率相對于勵磁交流發(fā)電機(jī)來說發(fā)電效率太低，并且輸出電壓太低，必須要有專門的升壓設(shè)備才可以為蓄電池充電，而現(xiàn)有的電動自行車都不具備升壓設(shè)備，因而充電效率極低。2、在電動自行車上安裝發(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，不能解決電動自行車在不需要發(fā)電時發(fā)電機(jī)所帶來的阻力問題。并且發(fā)電機(jī)的布置也比較復(fù)雜，對現(xiàn)有電動自行車的改動較大。
發(fā)明內(nèi)容要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種電動自行車發(fā)電系統(tǒng)，將電動自行車制動過程的過剩能量轉(zhuǎn)化為電能以化學(xué)能形式存儲于蓄電池，以提高蓄電池儲能的利用率。技術(shù)方案一種電動自行車制動能量回收發(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、勵磁交流發(fā)電機(jī)4、電壓調(diào)節(jié)器17、硅整流器13 ;勵磁交流發(fā)電機(jī)4固定在電動自行車前叉O上，發(fā)電機(jī)錐齒輪3安裝在勵磁交流發(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；勵磁交流發(fā)電機(jī)4的勵磁繞組與電壓調(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之間接有剎車斷電開關(guān)19。有益效果I、可以充分利用電動自行車蓄電池儲存的能量，將電動自行車制動過程的過剩能量轉(zhuǎn)化為電能存儲于蓄電池中，增加電動自行車的行駛路程；2、發(fā)電機(jī)采用勵磁式交流發(fā)電機(jī)，可以通過控制發(fā)電機(jī)勵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。在電動自行車低速的時候可以增大勵磁電流使輸出電壓升高，高速時可以減小勵磁電流使輸出電壓降低。在電動自行車正常行駛時，勵磁交流發(fā)電機(jī)的勵磁繞組不會通電流，這樣發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子不會產(chǎn)生磁場，因而不會為電動自行車正常行駛帶來阻力； 3、交流發(fā)電機(jī)安裝于電動自行車的前叉上，不會對傳統(tǒng)的電動自行車結(jié)構(gòu)造成太大改動，適合實際生產(chǎn)改裝；4、電動自行車制動時優(yōu)先采取發(fā)電式制動，當(dāng)需緊急制動時啟動機(jī)械制動。

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)勵磁繞組接線柱,9發(fā)電機(jī)勵磁繞組接線柱，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剎車斷電開關(guān)，20電動自行車總開關(guān)，21蓄電池。
具體實施方式
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固定在電動自行車前輪輞I上面，可以隨前輪輞一起轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)錐齒輪3安裝在勵磁交流發(fā)電機(jī)4的動力軸上，勵磁交流發(fā)電機(jī)固定在電動自行車的前叉上面。勵磁交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部的勵磁繞組兩端引線分別焊接在彼此絕緣的兩個集電環(huán)上，兩個集電環(huán)與裝在后蓋上的電刷相接觸，這兩個電刷弓I出的接線柱分別為圖中的發(fā)電機(jī)勵磁繞組接線柱8，發(fā)電機(jī)勵磁繞組接線柱9。勵磁交流發(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引線與剎車斷電開關(guān)19相聯(lián)，剎車開關(guān)引線出來和硅整流器輸出接線柱15引線匯合后與電動自行車總開關(guān)20相聯(lián)，電動自行車總開關(guān)引線出來接入蓄電池正極。[0026]剎車斷電開關(guān)19安裝在電動自行車閘把上，當(dāng)拉緊閘把時，剎車斷電開關(guān)的觸頭松開，剎車斷電開關(guān)便由常開狀態(tài)轉(zhuǎn)為閉合。調(diào)節(jié)電動自行車的剎車，使剎車閘把留有一定的(如10%)活動余量，在這活動余量范圍內(nèi)拉緊閘把不會啟動機(jī)械剎車。本發(fā)明的工作原理如下電動自行車使用時，用鑰匙打開總開關(guān)20，即使總開關(guān)20處于閉合狀態(tài)；正常行駛時，由于剎車斷電開關(guān)19處于常開狀態(tài)，勵磁交流發(fā)電機(jī)的勵磁繞組不會有電流流過，因而不會產(chǎn)生磁場，不會給電動自行車的正常行駛帶來阻力。閘把拉緊且在未到活動余量(10%)范圍內(nèi)時，電動自行車剎車斷電開關(guān)19閉合，發(fā)電機(jī)勵磁繞組由蓄電池供電開始有電流通過，電動自行車前輪輞通過錐齒輪帶動勵磁交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，這樣勵磁交流發(fā)電機(jī)開始產(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)勵磁交流發(fā)電機(jī)輸出電壓低于蓄電池時，這時和勵磁繞組串聯(lián)的電壓調(diào)節(jié)器通過調(diào)節(jié)增大勵磁繞組的勵磁電流，增大勵磁交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓，穩(wěn)定的為蓄電池充電。在這個過程中，機(jī)械制動不會啟動，完全將制動過程的過剩能量轉(zhuǎn)化為電能存儲起來；閘把拉緊超過設(shè)定的活動余量時,此時機(jī)械制動便會啟動，同時發(fā)電制動還在進(jìn)行，二者同時工作，迅速減慢車速；制動結(jié)束松開閘把，剎車斷電開關(guān)19斷開，勵磁繞組的電流被切斷，發(fā)電機(jī)停止工作，電動自行車開始正常行駛。
權(quán)利要求1.一種電動自行車制動能量回收發(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)、勵磁交流發(fā)電機(jī)(4)、電壓調(diào)節(jié)器(17)、硅整流器(13);勵磁交流發(fā)電機(jī)(4)固定在電動自行車前叉(O)上，發(fā)電機(jī)錐齒輪(3)安裝在勵磁交流發(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；勵磁交流發(fā)電機(jī)(4)的勵磁繞組與電壓調(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所述的電動自行車制動能量回收發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于在電壓調(diào)節(jié)器(17)與蓄電池(21)之間接有剎車斷電開關(guān)(19)。
專利摘要本實用新型涉及一種電動自行車制動能量回收發(fā)電系統(tǒng)，包括電動自行車前輪輞、錐齒輪、勵磁交流發(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自行車前叉的勵磁交流發(fā)電機(jī)相聯(lián)，通過前輪轉(zhuǎn)動可以帶動交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，當(dāng)需要制動的時候交流發(fā)電機(jī)開始發(fā)電，產(chǎn)生交流電經(jīng)過硅整流器整合后變?yōu)橹绷麟姙樾铍姵爻潆?，將電動自行車制動過程的過剩能量轉(zhuǎn)化為電能以化學(xué)能形式存儲于蓄電池供需要時使用。
文檔編號B60L7/10GK202573844SQ201220111440
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者禹亮, 王新升 申請人:西北工業(yè)大學(xué)