专利名称：太阳能电动车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无轨陆用车辆，特别涉及动力驱动的滑撬或自行车。
现有的小型机动车，以燃油的为主，它对空气污染严重，噪音较大，同时机构复杂，易产生故障，而现有的小型电动车，如电瓶车，则由于充电频繁，充电时间长，同时电瓶的数量多、体积庞大、重量大，只能用于在车间，厂区内或车站的站台上短距离的行驶，不能做为一般的骑乘者代步之用。
本实用新型的目的是提供一种可利用太阳能电池随时充电和交流电两种充电方式，电瓶体积小，由计算机控制的太阳能电动车。
本实用新型的目的是按如下技术方案实现的，太阳能电动车包括车架，装在车架上的前杈、前轴、前轮、后轴、后轮、辅助脚踏驱动装置、转向器、刹车和刹车把、座椅，其特征在于还包括太阳能电动的电驱动系统，它包括由车架支承的在车体上部的太阳能电池组；固定于车架后部的蓄电池组和大容量电容器；固定在后轴前方的车架下部的驱动电机以及电机轴上的链轮、链条、后轴上的飞轮；装在转向器下方车架上的仪表盘，仪表盘上具有里程、速度、电流、电压显示和速度控制滑线开关；装在仪表盘中的动力调速电路；装在仪表盘中的显示电路；装在车架后部的充电控制器和防过充控制器。
所说的动力调速电路包括A／D转换电路，速度检测电路，EPROM存储器，它们的信号均输给一个单片机，处理后的数据输给脉宽调速电路对驱动电机进行控制，同时将处理后数据输给显示电路，由仪表盘显示，还包括一个看门狗电路。
下面，结合附图和实施例对本实用新型的太阳能电动车作详细的描述。
图1是本实用新型太阳能电动车的外形的侧视图；图2是本实用新型太阳能电动车的结构的侧视图；图3是本实用新型太阳能电动车的结构的顶视图；图4是本太阳能电动车的电驱动原理图；图5是本太阳能电动车仪表盘的示意图；图6是本太阳能电动车动力调速电路的电路原理图；图7是本太阳能电动车动力调速电路的软件框图。
如
图1，2，3，本实用新型的太阳能电动车包括车架13，车架13的前杈管7中装有可转动的前杈6，前杈6上装有前轴5的前轮3，前轮可以用一个，也可以用两个，车架13的后端装有可旋转的后轴17，后轴17的两端装有后轮4，车架13上用弹簧缓冲悬挂装置19装有一个座椅14，悬挂装置19还可使座椅14向前后有一定位移以调整座椅与车把的距离，座椅的前方具有转向器10(车把或方向盘)，转向器10的轴装在车架的车把管9中，转向器的轴与前杈6的轴用四联杆机构或链轮链条组成的连动机构8相连接使之能同步转动，采用车把管9与前杈管7分开是可使前轮位置向前一些，使乘坐者更加舒适，管7、9也可合并成一个，如一般的三轮车一样，刹车把11放在车把上，(转向器使用方向盘，则可用放在座椅前下方的脚踏板)，可操纵刹车装置并对前，后轮刹车，在座椅的前下方的车架上装有辅助脚踏驱动装置20，它由脚蹬，链轮盘，链条，后轴上的飞轮组成，当电力不足或上坡时可由人力骑行或助力，流线型的车体2罩在车架外部并由车架13支承，车体可由金属板或玻璃钢制造，后者既耐腐蚀又轻便。
所说的连动机构8可以是如图3所示的四联杆机构，包括固定在转向器杆上的杆21，固定在前杈杆上的杆23和两个连杆22，也可以是两个相等齿数的链轮，分别固定在转向器杆和前杈杆上，并用环形链条相连，当转向器作一定角度的旋转时，可带动前杈作同样角度的旋转。
电驱动系统包括一块由车架13支撑的太阳能电池组1，它接受太阳光照射并转换为电能向蓄电池组15充电，蓄电池15固定在车架后部，驱动电机18固定在后轴前方的车架底部，并有固定在电机轴上的链轮，链条与后轴上的飞轮带动后轴转动，大容量电容器16也固定在车架的后部，它是用来在车子起动和爬坡时能短时内提供大的电流，减轻蓄电池负担，延长蓄电池组的寿命。
驱动电机18为直流永磁电机，功率500瓦左右，额定转数230转／分，额定电压24伏。
大容量电容器16用20只容量为6.8法拉，耐压1.6伏的电容器通过串并联组成1.36法拉32伏的超大容量电容器组。
蓄电池15为24伏，150安时的铅酸蓄电池组，大容量电容器16并联于该蓄电池组的正负极的，如果蓄电池组的参数有所改变，则电容器的参数亦应相应改变。在正常情况下，超大容量电容器组充满大量电荷，当电动车启动，加速或爬坡时，电动机的电枢电流大幅度增加，其瞬时电流可达电机额定电流的2－5倍，如果没有并联电容器组则会产生对蓄电池的超负荷冲击，导致蓄电池端电压的下降和蓄电池的寿命下降，并联超大容量电容器组能在超负荷冲击时瞬时提供大电流而避免了蓄电池端电压下降，从而能使蓄电池组重量和投资下降约一半左右。
太阳能电池组为一组单晶硅太阳能电池，转换率最好达15％，峰瓦值为1千瓦／米2，电压12V，共4组。
图4示出了本太阳能电动车的电驱动系统框图，太阳能电池组1的两极经二极管D1接于蓄电池组15的两极，它可随时向蓄电池组充电，市电交流220电流经充电控制器27经二极管D2接于蓄电池组15的两极，D1、D2是用于控制电流单向流动的，27可以是市售的充电装置加上由计算机控制的控制部分，如用小型的充电装置则可以装在车上适当位置而随时可进行充电，电动机18的两极经调速控制器26接于蓄电池的两极，动力调速电路24对充电控制器27和调速控制器26根据指令进行控制，使充电器控制27在电池中压低于规定的电压时进行充电，调速控制器26控制电动机18的转速，动力调速电路24还将处理后的里程、速度、电流、电压通过显示电路25进行显示，防过充控制器28则控制充电开关29，当蓄电池电压足够时，由微机指令断电。
充电控制器受动力调速电路的控制，其作用是将太阳能电池输出的电压信号按一定的波形和时序给蓄电池充电，同时防止发生蓄电池过度向电机放电的现象，从而提高充电效果并延长蓄电池的使用寿命。当用220伏市电充电时，控制器控制充电的波形和时序而进行充电。
图5示出了仪表盘12的外形，它具有行驶里程、速度、电流、电压的显示，显示是由发光二极管进行数字显示，还具有速度控制滑线开关30，以控制所需要的车速，动力调速电路，调速控制器均放在仪表盘中。三个按钮31一个用于不同蓄电池的电压切换显示，一个用于第1、第2组太阳能电池电压的切换显示，一个用于第3组、第4组太阳能电池电压的切换显示。
仪表盘12装在车把下方的车架上，以骑乘者能方便的看见和操作为准。
动力调速电路24的电原理图如图6所示，它是以InTel8031单片机35为核心，通过A／D转换电路36，和速度检测电路37，单片机35首先接受由骑乘者给出的速度控制信号(滑线开关)发出相应的信号输给脉宽调速电路40改变脉冲宽度，使场效应管改变导通和截止时间；由该电路中的功放电路改变电机平均电压和电流，推动驱动电机18以不同速度转动，从而实现车速的控制。
另一方面，单片机35不停地接受安装在车轮上的霍耳元件测出的车轮转动信号，通过软件计算后得出电动车当前的车速，并经软件积分运算，计算出里程，然后将车速里程通过显示电路25送到仪表盘显示，由A／D转换电路36测出的电流，电压也由单片机35换算后送至仪表盘以电流(安)和电压(伏)显示，为了确保软件工作的可靠，在电路上还采用了硬件看门狗电路39，一但因某种干扰便软件失控时，看门狗能强制复位单片机35，使控制器立即恢复正常运行，EPROM存储器38作为存储用。
控制装置的软件框图如图7所示，其程序为开机后，首先对控制信号进行计算，输出脉宽调速信号，然后检测转速信号，据之计算转速和计算行驶里程，检测电机电流和电池电压，转速(或车速)里程，电流，电压输给显示电路，并反馈至控制信号之前。
本实用新型的太阳能电动车，由置于顶部的太阳能电池板或由交流市电通过蓄电池充电控制装置对蓄电池充电，由蓄电池供给驱动电机能量而使电动车行驶，行驶中太阳能电池还能对蓄电池继续补充电能，电控制装置对电机进行速度控制并可对电气参数进行显示和控制，并通过电子电路严格控制蓄电池充放过程，提高了蓄电池的寿命，车的体积约相当一辆人力三轮车的大小，质轻美观，车速可达25公里／时，不排废气，噪音低，安全舒适，较摩托车或“轻骑”更适合于城市内行驶。本车由于速度不高，可尽量采用一般自行车或轻骑车，残疾人车的零件，可大大降低成本。
权利要求1.一种太阳能电动车，包括车架13，装在车架上的前杈6、前轴5、前轮3、后轴17、后轮4、辅助脚踏驱动装置20、转向器10、刹车和刹车把11、座椅14，其特征在于还包括太阳能电动的电驱动系统，它包括由车架13支承的在车的上部的太阳能电池组1；固定于车架后部的蓄电池组15和大容量电容器16；固定在后轴17前方的车架下部的驱动电机18、以及电机轴上的链轮、链条和后轴17上的飞轮；装在转向器下方车架上的仪表盘12，仪表盘上有里程、速度、电流、电压显示和速度控制滑线开关30；装在仪表盘12中的动力调速电路24；装在仪表盘12中的显示电路25；装在车架后部的充电控制器27和防过充控制器28。
2.如权利要求1所述太阳能电动车，其特征在于所说的动力调速电路24包括A／D转换电路36，速度检测电路37、EPROM存储器38，它们的信号均输给一个单片机35，处理后的数据输给脉宽调速电路40对驱动电机18进行控制，同时将处理后的数据输给速度、里程、电流、电压显示电路25由仪表盘12进行显示，还包括一个看门狗电路39用以强制复位单片机。
3.如权利要求1所述的太阳能电动车，其特征在于所说的驱动电机18是直流永电机，功率约500瓦，额定转数230转／分，额定电压24伏。
4.如权利要求1所述的太阳能电动车，其特征在于所说的车架13具有车把管9和前杈管7、车把管9中装有转向器10，前杈管7中装有前杈6，转向器10与前杈6之间具有连动机构8。
5.如权利要求4所述的太阳能电动车，其特征在于所说的连动机构8包括固定在车把上的杆21，固定在前杈上的杆23和连接杆21、23的连杆22。
6.如权利要求4所述的太阳能电动车，其特征在于所说的连动机构8包括在车把和前杈上的两个等齿数的链轮和围绕两个链轮的环形链条。
7.如权利要求1所述的太阳能电动车，其特征在于所说的转向器10为一车把。
8.如权利要求1所述的太阳能电动车，其特在于所说的转向器10为一方向盘。
9.如权利要求1所述的太阳能电动车，其特在于车架13外部有一个由车架支撑的流线型的车体2。
专利摘要一种太阳能电动车包括车架13、前轮3、后轮4和辅助脚踏驱动装置20，还包括太阳能电动的电驱动系统，该系统具有太阳能电池组1，蓄电池组15，直流电动机18，以单片机为中心的动力调速电路24和充电控制器27，蓄电池用太阳能电池或市电充电而带动电动机18使车行走，电力不足时可用脚踏行走，减少污染和噪音，太阳能电池组可随时对蓄电流充电，大大减少蓄电池的体积。
文档编号B62K11/00GK2215447SQ95207330
公开日1995年12月20日 申请日期1995年4月5日 优先权日1995年4月5日
发明者谢富春, 邹清泉, 李宇成, 周振宇, 孙力, 李小坚, 王恩波, 赵景莲, 李朝阳, 肖秀岭, 杨领峰, 张玉林, 李守祥 申请人:北方工业大学