一种自动追踪充电的电动汽车及方法
【专利摘要】本发明的自动追踪充电的电动汽车，包括车体、车轮、驱动系统、制动系统、蓄电池和太阳能板，特征在于：起伏支架的前端或后端铰接于旋转支架上，太阳能板的左端或右端铰接于起伏支架上；第一起伏直线电机的输出轴固定于起伏支架上，起伏支架上固定有第二起伏直线电机，以驱使太阳能板与太阳对准。本发明的追踪方法包括：a).驱使直线电机运动；b).确定旋转支架位置；c).确定起伏支架转动位置；d).确定太阳能板转动位置。本发明的电动汽车，通过旋转电机、第一起伏直线电机、第二起伏直线电机对旋转支架、起伏支架和太阳能板的驱使，可使得太阳能板正对太阳，实现最大功率的太阳能输出，而且整个过程无需人工参与，有益效果显著。
【专利说明】
一种自动追踪充电的电动汽车及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种自动追踪充电的电动汽车及方法，更具体的说，尤其涉及一种太阳能电池板的倾斜角度可自由调节的自动追踪充电的电动汽车及方法。
【背景技术】
[0002]燃油机动车具有能耗高、环境污染、使用成本高的缺点，其尾气作为城市污染的主要来源之一，对人体的生命健康具有很大的危害，因此具有绿色环保的纯电动汽车收到越来越多人的喜爱。电动汽车在使用过程中，存在续航里程短的缺点，一旦电动汽车的电瓶没电，需要及时充电才能继续行驶，然而如果电动汽车在行驶的道路上发生没电情形，附近又无充电粧的情况下，则需要拖车或拆卸电瓶充电，十分麻烦，影响电动汽车的正常使用。
[0003]太阳能作为一种取之不尽用之不竭的可再生能源，具有分布广泛、简单易得的特点，现在已有经光伏太阳能板将太阳能转化为电能，给电动汽车的蓄电池进行充电的例子。但现有电车上的太阳能板均采用水平或与水平面成固定角度的形式，没有考虑不同维度和不同季节太阳高度的不同，使得太阳能的利用率低下。
【发明内容】
[0004]本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种自动追踪充电的电动汽车及方法。
[0005]本发明的自动追踪充电的电动汽车，包括车体、车轮、驱动系统、制动系统、蓄电池和太阳能板，车轮设置于车体的底部，车体的顶部为顶板，驱动系统用于驱使电动汽车的运行，制动系统实现对电动汽车的制动;其特征在于:所述车体顶板上方设置有旋转支架和起伏支架，起伏支架位于旋转支架的上方，太阳能板位于起伏支架的上方;起伏支架的前端或后端铰接于旋转支架上，太阳能板的左端或右端铰接于起伏支架上;车体顶板上固定有限位轴，旋转支架上固定有与限位轴通过轴承相配合的涡轮，顶板上固定有旋转电机，旋转电机的输出轴上固定有与涡轮相啮合的蜗杆，以驱使旋转支架在水平面内转动;旋转支架上固定有第一起伏直线电机，第一起伏直线电机的输出轴固定于起伏支架上，以驱使起伏支架起伏运动，起伏支架上固定有第二起伏直线电机，第二起伏直线电机的输出轴固定于太阳能板上，以驱使太阳能板起伏运动。
[0006]本发明的自动追踪充电的电动汽车，包括用于驱使太阳能板自动追踪太阳的控制电路，控制电路由微控制器及与其相连接的电源模块和时钟电路组成，微控制器的输入端连接有用于检测太阳能板输出电流大小的电流传感器，微控制器通过单独的电机驱动模块驱使旋转电机、第一起伏直线电机和第二起伏直线电机工作。
[0007]本发明的自动追踪充电的电动汽车，包括手动驱使太阳能板追踪太阳的手动模式面板，手动模式面板上设置有与微控制器的输入端相连接的旋转S1、前倾s2、后倾S3、左倾s4、右倾s5开关。
[0008]本发明的自动追踪充电的电动汽车，所述电动汽车为三轮车或四轮车。
[0009]本发明的自动追踪充电的电动汽车，所述驱动系统由电瓶、驱动电机、变速箱、加速踏板组成，制动系统由设置于车轮上的碟刹片、手刹、制动踏板组成；
电动汽车为三轮车时，车体的长、宽、高分别为2450mm、1250mm、1650mm，电瓶采用4块48V蓄电池，驱动电机的额定功率为800瓦；电动汽车为四轮车时，车体的长、宽、高分别为3200mm、1450mm、1650mm，电瓶采用6块72V蓄电池，驱动电机的额定功率为1500至2000瓦。
[0010]本发明的自动追踪充电的电动汽车的追踪方法，其特别之处在于，通过以下步骤来实现:
a).驱使直线电机运动，在自动充电模式下，微控制器根据第一起伏直线电机、第二起伏直线电机运行完全程所需要的时间，控制第一、第二起伏直线电机运动至行程的一半位置处；
b).确定旋转支架位置，微控制器驱使旋转电机转动一周，并利用电流传感器周期性地检测太阳能板输出的电流大小，在记录电流值的同时记录旋转电机的转动角度;最后，将旋转电机运动至具有最大电流值输出的位置上；
c).确定起伏支架转动位置，第一起伏直线电机驱使起伏支架运动一个全程，并利用电流传感器周期性地检测太阳能板输出的电流大小，在记录电流值的同时记录第一起伏直线电机的运动位置;最后，将第一起伏直线电机运动至具有最大电流值输出的位置上；
d).确定太阳能板转动位置，第二起伏直线电机驱使太阳能板运动一个全程，并利用电流传感器周期性地检测太阳能板输出的电流大小，在记录电流值的同时记录第二起伏直线电机的运动位置;最后，将第二起伏直线电机运动至具有最大电流值输出的位置上;此时，太阳能板具有最大电能输出。
[0011]本发明的有益效果是:本发明的电动汽车，通过设置与车顶转动连接的旋转支架、与旋转支架铰接的起伏支架，且太阳能板铰接于起伏支架上，使用过程中，通过旋转电机、第一起伏直线电机、第二起伏直线电机对旋转支架、起伏支架和太阳能板的驱使，可使得太阳能板正对太阳，实现最大功率的太阳能输出，而且整个过程无需人工参与，即可自动完成，有益效果显著，适于应用推广。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的自动追踪充电的电动汽车的结构图；
图2为本发明中起伏支架与太阳能板的连接示意图；
图3为本发明中旋转支架和车体顶板的结构示意图；
图4为本发明中控制电路的原理图。
[0013]图中:I车体，2车轮，3旋转支架，4起伏支架，5太阳能板，6第一铰链，7第二铰链，8旋转电机，9第一起伏直线电机，10第二起伏直线电机，11支撑板，12限位轴，13轴承，14涡轮，15蜗杆，16微控制器，17电源模块，18时钟电路，19电机驱动模块，20手动模式面板，21电流传感器。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0015]如图1所示，给出了本发明的自动追踪充电的电动汽车的结构图，所示的电动汽车由车体1、车轮2、旋转支架3、起伏支架4、太阳能板5、旋转电机8、第一起伏直线电机9、第二起伏直线电机10、驱动系统、制动系统组成，车体I起固定和支撑作用，车轮2设置于车体I的底端，车轮2的数量为3个或4个，以构成三轮或四轮电车。车体I的顶端为顶板。太阳能板5设置于车体I的上方，用于将太阳能转化为电能，并存储至电瓶中。驱动系统由电瓶、驱动电机、变速箱、加速踏板组成，制动系统由设置于车轮上的碟刹片、手刹、制动踏板组成。
[0016]如图2所示，给出了本发明中起伏支架与太阳能板的连接示意图，如图3所示，给出了本发明中旋转支架和车体顶板的结构示意图。所示旋转支架3位于车体顶板的上方，车体顶板的中央固定有限位轴12，旋转支架3上固定有支撑板11，支撑板11的下表面上固定有涡轮14，涡轮14通过轴承13固定于限位轴12上，以实现旋转支架3绕限位轴12的转动。旋转电机8固定于车体顶板上，旋转电机8的输出轴上固定有蜗杆15，蜗杆15与涡轮14相啮合，以便在旋转电机8的驱动作用下，驱使旋转支架3绕限位轴12进行转动。
[0017]所示的起伏支架3的前端通过多个第一铰链6铰接于旋转支架3的前端，第一起伏直线电机9固定于支撑板11上，第一起伏直线电机9的输出轴固定于起伏支架4上，在第一起伏直线电机9的驱动作用下，驱使起伏支架4绕第一铰链6进行起降。所示的太阳能板5通过多个第二铰链7铰接于起伏支架4上，第二起伏直线电机10固定于起伏支架4上，第二起伏直线电机10的输出轴固定于太阳能板5的背面，在第二起伏直线电机10的驱动作用下，可驱使太阳能板5绕第二铰链7进行转动。
[0018]如图4所示，给出了本发明中控制电路的原理图，所示的控制电路用于驱使太阳能板5与太阳自动对准，控制电路由微控制器16及与其相连接的电源模块17、时钟电路18、电机驱动模块19、手动模式面板20和电流传感器21组成，所示的微控制器16具有采集、运算和控制作用，微控制器16通过电流传感器21检测太阳能板5输出电流的大小，通过不同的电机驱动模块19驱使旋转电机8、第二起伏直线电机9、第二起伏直线电机10正反转运动。
[0019]通常情况下，在控制电路的自动控制下，可实现太阳能板5与太阳的自动对准；同时，还可进行手动控制，手动模式面板20上设置有与微控制器的输入端相连接的旋转S1、前倾s2、后倾s3、左倾s4、右倾s5开关，通过按下旋转Si开关，可驱使旋转支架3进行旋转运动，通过按下前倾s2、后倾s3开关，可驱使起伏支架4绕第一铰链6旋转运动;通过按下左倾s4、右倾s5开关，可驱使太阳能板5绕第二铰链7旋转运动，进而实现太阳能板5与太阳的对准，实现太阳能的最大利用。
[0020]本发明的自动追踪充电的电动汽车的追踪方法，通过以下步骤来实现:
a).驱使直线电机运动，在自动充电模式下，微控制器根据第一起伏直线电机、第二起伏直线电机运行完全程所需要的时间，控制第一、第二起伏直线电机运动至行程的一半位置处；
b).确定旋转支架位置，微控制器驱使旋转电机转动一周，并利用电流传感器周期性地检测太阳能板输出的电流大小，在记录电流值的同时记录旋转电机的转动角度;最后，将旋转电机运动至具有最大电流值输出的位置上；
c).确定起伏支架转动位置，第一起伏直线电机驱使起伏支架运动一个全程，并利用电流传感器周期性地检测太阳能板输出的电流大小，在记录电流值的同时记录第一起伏直线电机的运动位置;最后，将第一起伏直线电机运动至具有最大电流值输出的位置上；
d).确定太阳能板转动位置，第二起伏直线电机驱使太阳能板运动一个全程，并利用电流传感器周期性地检测太阳能板输出的电流大小，在记录电流值的同时记录第二起伏直线电机的运动位置;最后，将第二起伏直线电机运动至具有最大电流值输出的位置上;此时，太阳能板具有最大电能输出。
[0021]当电车为三轮车时，电瓶采用4块共48V蓄电池为动力源，配置高性能牵引型电瓶。驱动电机采用额定功率为800瓦的直流电机，拥有良好的调速性能，可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无敌调速，且调速范围较宽。行走电机连接在变速箱上，驱动变速箱，实现变速，同时保护电机，避免被烧坏。采用连接桥，以连接车体前部与后车轴，增加行驶的稳定性;可以调长短，满载时可减小驱伸，以保护车，延长车的使用寿命。车体的弹簧钢板采用特殊钢，具有更高的强度和韧性、物理性能，当路面对轮子的冲击力传来时，钢板产生变形，起到缓冲、减振的作用。
[0022]当电车为四轮车时，电瓶采用6块共72V蓄电池为动力源，配置高性能牵引型电瓶。驱动电机采用功率为1500-2000?的直流电机，拥有良好的调速性能，可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无敌调速，且调速范围较宽。行走电机连接在变速箱上，驱动变速箱，实现变速，同时保护电机，避免被烧坏。采用连接桥，以连接车体前部与后车轴，增加行驶的稳定性;可以调长短，满载时可减小驱伸，以保护车，延长车的使用寿命。车体的弹簧钢板采用特殊钢，具有更高的强度和韧性、物理性能，当路面对轮子的冲击力传来时，钢板产生变形，起到缓冲、减振的作用。
【主权项】
1.一种自动追踪充电的电动汽车，包括车体(I)、车轮(2)、驱动系统、制动系统、蓄电池和太阳能板(5)，车轮设置于车体的底部，车体的顶部为顶板，驱动系统用于驱使电动汽车的运行，制动系统实现对电动汽车的制动;其特征在于:所述车体顶板上方设置有旋转支架(3)和起伏支架(4)，起伏支架位于旋转支架的上方，太阳能板位于起伏支架的上方;起伏支架的前端或后端铰接于旋转支架上，太阳能板的左端或右端铰接于起伏支架上;车体顶板上固定有限位轴(12)，旋转支架上固定有与限位轴通过轴承(13)相配合的涡轮(14)，顶板上固定有旋转电机(8)，旋转电机的输出轴上固定有与涡轮相啮合的蜗杆(15)，以驱使旋转支架在水平面内转动;旋转支架上固定有第一起伏直线电机(9)，第一起伏直线电机的输出轴固定于起伏支架上，以驱使起伏支架起伏运动，起伏支架上固定有第二起伏直线电机(10)，第二起伏直线电机的输出轴固定于太阳能板上，以驱使太阳能板起伏运动。2.根据权利要求1所述的自动追踪充电的电动汽车，其特征在于:包括用于驱使太阳能板自动追踪太阳的控制电路，控制电路由微控制器(16 )及与其相连接的电源模块(17 )和时钟电路(18)组成，微控制器的输入端连接有用于检测太阳能板(5)输出电流大小的电流传感器(21)，微控制器通过单独的电机驱动模块驱使旋转电机(8)、第一起伏直线电机(9)和第二起伏直线电机(20)工作。3.根据权利要求2所述的自动追踪充电的电动汽车，其特征在于:包括手动驱使太阳能板追踪太阳的手动模式面板(20)，手动模式面板上设置有与微控制器的输入端相连接的旋转s 1、前倾s2、后倾s3、左倾s4、右倾s5开关。4.根据权利要求1所述的自动追踪充电的电动汽车及方法，其特征在于:所述电动汽车为三轮车或四轮车。5.根据权利要求4所述的自动追踪充电的电动汽车及方法，其特征在于:所述驱动系统由电瓶、驱动电机、变速箱、加速踏板组成，制动系统由设置于车轮(2)上的碟刹片、手刹、制动踏板组成； 电动汽车为三轮车时，车体(I)的长、宽、高分别为2450mm、1250mm、1650mm，电瓶采用4块48V蓄电池，驱动电机的额定功率为800瓦；电动汽车为四轮车时，车体的长、宽、高分别为3200mm、1450mm、1650mm，电瓶采用6块72V蓄电池，驱动电机的额定功率为1500至2000瓦。6.—种基于权利要求1所述的自动追踪充电的电动汽车的追踪方法，其特征在于，通过以下步骤来实现: a).驱使直线电机运动，在自动充电模式下，微控制器根据第一起伏直线电机、第二起伏直线电机运行完全程所需要的时间，控制第一、第二起伏直线电机运动至行程的一半位置处； b).确定旋转支架位置，微控制器驱使旋转电机转动一周，并利用电流传感器周期性地检测太阳能板输出的电流大小，在记录电流值的同时记录旋转电机的转动角度;最后，将旋转电机运动至具有最大电流值输出的位置上； c).确定起伏支架转动位置，第一起伏直线电机驱使起伏支架运动一个全程，并利用电流传感器周期性地检测太阳能板输出的电流大小，在记录电流值的同时记录第一起伏直线电机的运动位置;最后，将第一起伏直线电机运动至具有最大电流值输出的位置上； d).确定太阳能板转动位置，第二起伏直线电机驱使太阳能板运动一个全程，并利用电流传感器周期性地检测太阳能板输出的电流大小，在记录电流值的同时记录第二起伏直线电机的运动位置;最后，将第二起伏直线电机运动至具有最大电流值输出的位置上;此时，太阳能板具有最大电能输出。
【文档编号】B60L8/00GK106080250SQ201610620947
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月2日 公开号201610620947.1, CN 106080250 A, CN 106080250A, CN 201610620947, CN-A-106080250, CN106080250 A, CN106080250A, CN201610620947, CN201610620947.1
【发明人】李文海
【申请人】李文海