[发明专利]健身发电车电气系统及其供电方法

说明书

技术领域

本发明涉及健身发电车电气系统，特别涉及一种具有电能储存功能的健身发电车电气系统及其供电方法。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高，越来越多的人也更加注重运动健身。健身车具有运动时尚、运动量大、锻炼效果好，不受使用场地限制的特点，越来越受到人们的喜爱。随着世界能源情况的日益紧张，清洁电能源的利用越来越被人们所重视。为此出现了健身发电车，其在实现在运动健身的同时，将运动所消耗的能量转化为清洁的电能源而加以利用。现有的健身发电车的供电系统是由永磁发电机整流桥和储能蓄电池组成，当健身者骑速过快时，充电电流过大，会缩短蓄电池的使用寿命。此外，其只能由健身发电车提供负载电源，如果蓄电池电量不足时，负载断电，即不能保证负载连续供电。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有电能储存功能，充电电流及电压可控，防止过压、过流充电，可延长蓄电池使用寿命，具有市电补偿功能，可保证交流负载连续供电的健身发电车电气系统及其供电方法。

本发明的技术方案是：

一种健身发电车电气系统，包括显示仪表1、永磁发电机2、储能蓄电池4，储能蓄电池4输出端通过工作电源开关8与显示仪表1相连，其特殊之处是：在永磁发电机2与储能蓄电池4之间接有控制器3，储能蓄电池4通过显示仪表1为控制器3提供工作电源；所述控制器3包括整流桥11、串联在整流桥11输出端和储能蓄电池4正极的发电电流传感器14、储能蓄电池充电控制开关12、充电电流传感器15，接在发电电流传感器14输出端的由放电控制开关13和限流电阻R1组成的放电回路，接在发电电流传感器14输出端的由旁路充电控制开关16和限流电阻R2组成的旁路充电回路，与发电电流传感器14、充电电流传感器15输出端相连的ECU23，与ECU23相连的电池电压采集模块25、发电电压采集模块26、与显示仪表1通讯的通讯模块27以及用来控制储能蓄电池充电控制开关12、放电控制开关13和旁路充电控制开关16动作的驱动模块24；在储能蓄电池4输出端接有交流逆变器5，交流逆变器5将储能蓄电池4中存储的电能或整流桥11输出的电能转化为工频交流电能供交流负载使用，交流逆变器5输出端接有用来实现市电供电和储能蓄电池供电转换的市电补偿转换器6。

所述显示仪表1是由显示仪表ECU17，用来进行信息显示的显示模块18，与控制器通讯的通讯模块19，心率采集模块20，用来运动模式选择、上电、运动记录存贮的操作模块21，与能上网的蓝牙设备进行通信的蓝牙模块22组成。

一种健身发电车电气系统的供电方法，其特殊之处是：

（1）、健身者根据设定的充电模式通过骑行健身车带动永磁发电机2转动而发电，永磁发电机2的电机三相线10通过控制器3内部的整流桥11转变成直流电能；

（2）、控制器3通过发电电压采集模块26检测整流桥11输出的直流电压、通过发电电流传感器14检测发电电流、通过电池电压采集模块检测储能蓄电池的充电电压、通过充电电流传感器15检测充电电流，根据检测的充电电压和充电电流来控制储能蓄电池充电控制开关12和放电控制开关13的开关频率，来控制进入储能蓄电池4的充电电流和充电电压，使蓄电池的充电电压和充电电流在额定范围内，将整流后的直流电能输入到储能蓄电池4中；

（3）储能蓄电池4作为电能存储设备，同时也是电气系统各部件的工作电源，显示仪表1通过仪表盘上的工作电源开关8获得由储能蓄电池4提供的工作电源，同时将此电源提供给控制器3；

（4）、当储能蓄电池4因长期放置产生馈电，造成电气系统无法启动时，此时的旁路充电控制开关16处于默认的闭合状态，通过健身者骑行健身车带动永磁发电机2转动而产生电能经由旁路充电控制开关16和旁路充电回路限流电阻R2给储能蓄电池4进行相对缓慢充电，直到电气系统可以启动为止；电气系统可以启动后，控制器3控制旁路充电控制开关16断开，充电电流经由储能蓄电池充电控制开关12进入储能蓄电池4。

（5）、当交流逆变器5检测到储能蓄电池4中的电能低于安全设定电量值时，交流逆变器5控制市电补偿器6将交流负载无间断切换至市电回路，并与交流逆变器5脱离；当交流逆变器5检测到储能蓄电池4中的电能恢复到可正常工作电量值后，再控制市电补偿器6将交流负载无间断切回交流逆变器5的输出端，可保证用电设备不间断的安全工作及相应节省市电能量的使用。