[实用新型]一种太阳能与超级电容互补蓄能的代步车电控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能与超级电容互补蓄能的代步车电控装置，特别涉及电源应用及电动自行车运动控制领域。

背景技术

汽车使用量剧增造成公共交通日益拥堵，电动自行车以其轻便快捷、节能环保、价格适中等优点，逐渐受到越来越多不同年龄结构的居民的亲睐。2013年“中国电动自行车产业创新高峰论坛”数据显示，截止2013年中国电动自行车保有量突破2亿辆。预计今后很长一段时间，电动自行车将成为居民出行不可或缺的代步工具。然而，传统的电动自行车的电源使用铅酸蓄电池，它的缺点是电池寿命短、体积重量大、制造使用环保代价高。目前开始兴起的电动自行车一般采用的是锂电池，但其充电时间、可重复充电的次数依然受到限制。具有超短充电时间、超宽工作温度、超高比功率、无限使用寿命、节能环保等优点的超级电容器比能量的不断提高使其应用前景广阔。同时太阳能电池技术的突破，又为电动自行车行业提供更为灵活的蓄能方式。

发明内容

本实用新型目的是为了克服铅酸蓄电池及锂电池充电时间过长的不足，选择超级电容器和太阳能电池作为储能装置。实际使用中可以选择太阳能供电，也可以选择超级电容器供电，还可以选择太阳能与超级电容器复合供电方式。该装置节能环保、供电方式灵活、运动控制操作方便。

本实用新型包括13个组成部分：AC/DC模块、超级电容模组、稳压模块、逆变模块、无刷电机、热传感器、转子位置传感器、控制模块、右刹车触发器、控制手柄、左刹车触发器、设置与显示屏、太阳能供电模块。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：市电经AC/DC模块给超级电容模组块充电，充电完毕后停止。当骑行者选择太阳能供电时，太阳能电池板通过稳压模块输出稳定的直流电压；当骑行者选择超级电容供电时，超级电容模组块通过稳压模块输出稳定的直流电压；当骑行者选择太阳能、超级电容供电复合方式时，正常行驶条件下太阳能优先供电，如果太阳能提供的功率小于无刷电机所需要的驱动功率时，如光照不足、上坡骑行等，由超级电容进行功率补充。太阳能、超级电容都要经过稳压模块输出稳定的直流电压；经逆变模块，输出三相PWM电流波，为无刷电机供电。当控制手柄在启动位置时，控制模块发出控制命令，使逆变模块投入运行，无刷电机启动。在行驶过程中，通过旋转控制手柄，使速度控制在骑行者适宜的位置上。速度调节上无极的，顺时针旋转递增，逆时针旋转递减。控制模块采集手柄位置对应的速度值，根据这个速度值产生一个差值信号，使逆变模块中的MOSFET管的处于不同的通断状态，与转子位置传感器配合产生不同的速度增量，可正可负，在无刷电机工作下，骑行者便可在此速度上稳定行驶。行驶过程中，热传感器实时检测无刷电机绕组温度，当出现过热情况，控制模块停止产生PWM驱动控制信号，逆变模块不工作，无刷电机开始自动减速，直至停止。行驶过程中，无刷电机将转速信号、太阳能电量信息实时传送给设置与显示屏上显示出来，方便骑行者观察。

本实用新型的有益效果

一是该装置摒弃了传统的铅酸蓄电池及近些年兴起的锂离子电池，直接采用超级电容模块作为供电电源之一，实现了电动自行车超快蓄能这一个重要突破。

二是该装置控制结构简单，考虑骑行者的传统骑行习惯，在其控制单元及控制方案的作用下，启动、刹车、增减速更加方便；行驶速度、电量显示直观。

三是该装置提供了超级电容和太阳能互补的供电方式，用户可根据实际情况灵活选择。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的结构组成示意图，图中：1AC/DC模块、2超级电容模组、3稳压模块、4逆变模块、5、无刷电机、6热传感器、7转子位置传感器、8控制模块、9右刹车触发器、10控制手柄、11左刹车触发器、12设置与显示屏、13太阳能供电模块

具体实施方式

在图1中，AC/DC模块(1)的输出端与超级电容模组块(2)的输入端相连，超级电容模块(2)的输出端与稳压模块(3)的1号输入端相连，太阳能供电模块(13)的输出端与稳压模块(3)的2号输入端相连，稳压模块(3)的输出端与逆变模块(4)的输入端相连，逆变模块(4)的输出端与无刷电机(5)的输入端相连，热传感器(6)的输入端与无刷电机(5)的定子绕组端相连，无刷电机(5)的转速输出端与控制模块(8)的5号引脚相连，热传感器(6)的输出端与控制模块(8)的6号引脚相连，转子位置传感器(7)的输入端与无刷电机(5)的转子相连，转子位置传感器(7)的输出端与控制模块(8)的7号引脚相连，控制模块(8)的8号引脚与逆变模块(4)的控制端C相连，控制模块(8)的9号引脚与稳压模块(3)的控制端C相连，控制模块(8)的10号引脚与超级电容模组(2)的控制端C相连，控制模块(8)的11号引脚与太阳能供电模块(13)的控制端C相连，右刹车触发器(9)与控制模块(8)的4号引脚相连，控制手柄(10)与控制模块(8)的3号引脚相连，左刹车触发器(11)与控制模块(8)的2号引脚相连，控制模块(8)的1号引脚与设置与显示屏(12)相连。