专利名称：车辆下坡重力势能回收发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发电装置，尤其涉及一种电动车辆中的发电装置。
背景技术：
在车辆行驶中，要克服四种阻力，即车轮与地面的滚动阻力、空气阻力。这两种阻力，是车辆在水平路面上作匀速行驶时的阻力。此二阻力是可以设法减小的，但不会小到零。还有两种阻力车辆要加速行驶，则需要克服加速阻力。加速行驶的过程中电动车把电能转换为电动车动能和克服滚动阻力作功的过程。另一个是路面不平，会有上坡下坡、上坡时有爬坡阻力。车辆爬坡是把电能转换为电动车势能的过程。加速阻力和爬坡阻力是客观存在的，人为无法改变。在四种阻力中，滚动阻力和空气阻力较小，加速阻力和爬坡阻力较大，电动车2/3的能量都消耗在加速和爬坡行驶中。
实用新型内容本实用新型的目的在于设计一种利用车辆下坡时，将重力势能对车辆作的功回收转换成电能，给电动车蓄电池充电，以补充上坡时的能量消耗和延长续驶里程的装置。
本实用新型是这样实现的它包括用支架和支轴固定在车后桥上的三相交流Y接法的发电机，安装在车上的坡度测试仪和与坡度测试仪相联的开关控制电路三部分。在发电机的转子轴上带有轴承，在轴承上固定有永久磁铁，永久磁铁旁有电磁铁，发电机转子轴上还有胶轮，胶轮一侧有车轮，发电机连接有弹簧。
开关控制电路控制发电机是否发电及发电量大小给蓄电池充电有三种方式，即一相、二相、三相。坡度测试仪是一个封闭的长方形盒子，在底部安装一个强方向性发光二极管，且安装在一个始终处于水平的板上，在盒的上部安装有四组光敏二极管分别装在四个区内，与坡度测试仪相联的开关控制电路包括二只晶体三极管分别与电阻R1、R2、电容C1和R3、C2、继电器相连接，并将坡度测试仪中的光敏管接在第一个晶体管G1的基极和地之间，当用二相发电时，晶体管G1的集电极要接R4。用三相发电时交流发电机选用二个双向可控硅。
本实用新型的优点在于车在上坡行驶时消耗大量能量，下坡时也会释放出大量能量。将此能量通过发电机转换成电能给蓄电池充电，补充上坡时的能量消耗，能显著的延长行程距离。
图1是本实用新型的安装结构示意图；图2是本实用新型的坡度测试仪内部结构示意图；图3是本实用新型坡度小时常用控制开关电路图；图4是本实用新型坡度大时常用控制开关电路图；图5是本实用新型的三相发电机结构示意图。
具体实施方式
如图1所示是本实用新型的回收发电装置的发电机安装结构示意图。发电机1通过支架2和支轴3固定在后桥上。在正常行驶时拉簧5把发电机转子轴上的胶轮6拉离车轴10。在转子轴上还带有轴承9，在轴承9上固定有永久磁铁8，在永久磁铁8旁有电磁铁7。
在正常行驶时，拉簧5把发电机1拉离开车轴10，发电机1不发电，对车行驶无任何影响。在下坡时，控制电路给电磁铁7加电，把胶轮6推向紧靠车轮10，发电机转子轴在车轮的带动下转动发电。
本实用新型它由用支架固定在车后桥上的三相交流Y接法的发电机，安装在车上的坡度测试仪以及和坡度测试仪相联的开关控制电路三部分组成。根据坡度测试仪显示的道路是否是下坡和坡度的大小。由开关控制电路控制发电机是否发电和发电量的大小，既由一相、二相或三相给蓄电池充电的两个后轮各安装一部发电机。车辆上安装一个道路坡度测量仪。当测量仪显示道路为下坡，且坡度大于2/100时，通过控制电路，自动将发电机紧靠在后轮上。下坡时，重力势能对车辆作功，时车辆产生加速而车速增大，即重力势能转化为车的动能，紧靠在车轮上的发电机在车轮的带动下发电，对车轮产生阻力，消耗车的动能，在正常行驶时，弹簧5把发电机拉离车轮10，两部发电机除了增加车辆重量，别无影响。
平时橡胶轮6和车轮10分开的，光敏管受发光管照射后，阻值变得很小，开关管G1关闭，G2打开，带动继电器结点吸合之后通过接点给电磁铁7加电，推动永久磁铁8使橡胶轮6靠上车轮10，发电机转子转动发电机发电给蓄电池充电，当坡度测仪测出不同坡度通过电子开关管使三相发电机是一相、两相或三相发电。
根据计算，一个100米长2/100的下坡，它的重力势能对车作的功为mgh，m车的工作重量，g重力加速度，g＝9.8，h100米长坡的落差为2米。假设m＝1500kg，车下坡的速度为40Km/h即车经9秒钟从坡顶行至坡底，重力势能对车作的功率是mgh/9＝1500×9.8×2/9＝3.3kw。
道路的坡度是不同的，最大允许值是18/100。此情况如果仍以40/h的速度下坡，则重力势能对车作工的功率可达30kw，是非常可观的。当然车辆在下坡时，坡度越大，行驶速度会越小，以保障安全。但重力势能是不变的，功率会变小。为了适应不同坡度的能量回收，将后轮所装发电机选用为三相Y接法交流发电机。在坡度较小，例如在2/100-5/100间，控制电路控制器只用一相发电。坡度在6/100-10/100时，用两相发电。坡度在11/100-18/100时，三相一起发电。要严格限制由电动车的电动机带动发电。
如图2所示，是本实用新型的坡度测试仪内部结构示意图。它是一封闭的长方形盒子。在底部安装一个强方向性发光二极管，且安装在一个始终处于水平的板上，当车在平路上行驶时其光斑照在11区上；车辆在下坡时，盒子倾斜，光斑移位，在2/100-5/100坡度时，光斑照在12区；在6/100-10/100坡度时，光斑照在13区；1/100以上坡度时，光斑照在14区。各区的光照位置内安装光敏二极管，并且为了区别各区，用0.5cm的隔离板将各区隔开，光照上的光敏电阻阻值变小，作为控制信号使用。
如图3所示，是本实用新型坡度小时常用控制开关电路原理图。它包括两只晶体管，分别与电阻R1、R、电容C1和R3、C2、继电器相连接，并将坡度测试仪的光敏管G5接在第一个晶体管G1的基级与地之间，当车在下坡时坡度测试仪盒子倾斜，发光管的光斑移位，根据坡度的不同或照在11区或12区或13区或14区光敏管受到光照后，阻值变小。G1由饱和导通而截止，V1上升到V1＝E，G2饱和导通集电极所接继电器吸合，给电磁铁7加电，把橡胶轮6靠在车轮10上，使发电机转子转动，发电机发电。Y1相电压经整流电路给蓄电池充电。电容C1、C2起延时作用避免车辆行驶因路面不平晃动，使G2误动作。图3适合坡度在2/100-5/100时情况，控制电路控制只用一相发电。
如图4所示，是本实用新型坡度大时常用控制开关电路图。和图3基本相同。区别在于它是在坡度为6/100-10/100时使用三相发电机应有两相给电池充电，因此G1截止后，一个使G2打开，给继电器加电，把发电机紧靠在车轮上；一个使双向可控硅G3加正电导通，Y2经整流也给电池充电。此时在控制开关电路中在G1的集电极上多加一个电阻R4。当坡度更大时，控制电路与图4形同。不同点是同时打开双向可控硅G3、G4三相经整流，给电池充电。
如图5所示，是本实用新型的三相交流发电机原理图。选用Y接法，是为了便于分别使用1相2相或3相发电，以适应不同坡度的发电能力。二个双向可控硅是作为交流开关用，其控制极由G1导通时加正电压导通。平常加一3伏使其可靠截止。
发电机的安装位置和方法，因电动车的结构而异。电动机直接装载两后轮毂上，后轮驱动的电动车，而不必再安装发电机。下坡行驶时，把电动机改作发电机使用。也可以把发电机直接装在后轮毂上。
总之，利用下坡的重力势能发电，是很有作为的能量回收系统。
权利要求1.一种车辆下坡重力势能回收发电装置，其特征在于由支架和支轴固定在车后桥上的发电机，安装在车上的坡度测试仪和与坡度测试仪相联的开关控制电路三部分组成。
2.如权利要求1所述的车辆下坡重力势能回收发电装置，其特征在于所述的发电机的转子轴上带有轴承，在轴承上固定有永久磁铁，永久磁铁旁有电磁铁；发电机转子轴上还有胶轮，胶轮一侧有车轮，发电机连接有弹簧。
3.如权利要求1所述的车辆下坡重力势能回收发电装置，其特征在于所述的开关控制电路控制发电机是否发电及发电量大小给蓄电池充电有三种方式一相、二相、三相。
4.如权利要求1所述的车辆下坡重力势能回收发电装置，其特征在于所述的坡度测试仪是一个封闭的长方形盒子，在底部安装一个强方向性发光二极管，并且安装在一个始终处于水平的板上，在盒的上部安装有四组光敏二极管分别装在四个区内。
5.如权利要求1所述的车辆下坡重力势能回收发电装置，其特征在于所述的开关控制电路包括二只晶体三极管分别与电阻R1、R2、电容C1和R3、C2、继电器相连接，并将坡度测试仪中的光敏管接在第一个晶体管G1的基极和地之间，当用二相发电时，晶体管G1的集电极要接R4；用三相发电时交流发电机选用二个双向可控硅。
6.如权利要求1所述的车辆下坡重力势能回收发电装置，其特征在于所述的发电机，是三相交流Y接法的发电机。
专利摘要一种车辆下坡重力势能回收发电装置，用支架和支轴固定在车后桥上的发电机，安装在车上的坡度测试仪和与坡度测试仪相联的开关控制电路三部分组成。由于车在上坡行驶时消耗大量能量，下坡时也会释放出大量能量。将此能量通过发电机转换成电能给蓄电池充电，补充上坡时的能量消耗，能显著的延长行程距离。
文档编号B60L7/00GK2725085SQ200420087689
公开日2005年9月14日 申请日期2004年8月13日 优先权日2004年8月13日
发明者韩遂六 申请人:钟波