一种电动自行车蓄电池保温热量自生系统的制作方法

本实用新型属于电动自行车蓄电池技术领域，尤其是一种电动自行车蓄电池保温热量自生系统。

背景技术：

电动自行车凭借其价格低廉，结构简单，操控性好等优点已经成为人们重要的出行交通工具。然而，在北方地区(以天津为例)的秋季和冬季，由于气温较低，电动车自行车的行驶里程会明显缩短，同时载重性能(大电流放电性能)会明显下降。这是因为环境温度对电动自行车蓄电池的放电性能有重要影响。一方面，当环境温度降低时，由于电极活性的降低，放电反应不能完全进行，导致了电动自行车蓄电池放电容量下降；另一方面，当环境温度降低时，大电流放电会使电池内部的电极间产生很大的极化现象，电池的内阻升高，导致无法正常放电。因此，为了改善电动自行车蓄电池在秋冬季的放电性能，我们要保持蓄电池周围的局部环境温度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、能源节约且能够保持电动自行车蓄电池的低温下局部环境温度的电动自行车蓄电池保温热量自生系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种电动自行车蓄电池保温热量自生系统，包括直流发电机、电动自行车蓄电池组、蓄热保温层、温度传感器、发热电阻和控制电路；所述直流发电机安装在电动自行车的从动轮上且通过所述控制电路将其产生的直流电流输出至所述发热电阻；该发热电阻嵌装在所述蓄热保温层内用于为该蓄热保温层供热；所述蓄热保温层填充在所述电动自行车蓄电池组壳体内且包覆在该电动自行车蓄电池组的外表面 上；该蓄热保温层内还嵌装有与所述控制电路相连接的温度传感器。

而且，所述控制电路包括单片机模块、继电器模块和电源模块；所述直流发电机通过所述继电器模块将其产生的直流电流输出至发热电阻；所述单片机模块的输出端与所述继电器模块相连接用于控制继电器的通断；所述电源模块的输出端分别与所述单片机模块和温度传感器相连接并为其供电；所述温度传感器的输出端与所述单片机模块相连接，用于实时监测该蓄热保温层温度并将采集的实时温度信号反馈输出至所述单片机模块。

而且，所述蓄热保温层采用聚苯乙烯泡沫塑料制成。

而且，所述直流发电机为轻型直流发电机。

而且，所述电源模块为5V直流电源。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型以电动自行车前轮转动为能量源(一般电动自行车为后轮驱动)，通过直流发电机产生电流，产生的电流通过继电器模块输出至发热电阻产生热量。所述发热电阻嵌装在由聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)保温材料制成的蓄热保温层中，该聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)保温材料的导热系数为0.025W/(m·K)，燃点为80℃；所述蓄热保温层包覆在蓄电池(组)外表面上，用于保持电动自行车蓄电池在低温下的局部环境温度。

2、本实用新型的保温温度是可以控制和调节的,除了发热电阻，在所述蓄热保温层中还嵌装有温度传感器，当温度达到设定温度时(例如：10℃)，单片机模块控制继电器模块的触点断开形成断路，发热电阻不再升温；而当保温材料的温度低于设定温度(例如：9℃)，单片机模块控制继继电器模块触点闭合，发热电阻继续加热，从而保证了电动自行车蓄电池组的局部环境温度的恒定，有利于提高电动自行车蓄电池的放电容量和大电流放电能力。

3、本实用新型蓄热保温层填充在所述电动自行车蓄电池组壳体 内且包覆在该电动自行车蓄电池组的外表面上，可以实现保持电动自行车蓄电池组在低温下的局部环境温度和减震的目的。

4、本实用新型体积小、结构简单、重量轻，可以与电动自行车现有的控制装置相结合，仅需添加简单的控制电路即可完成。

附图说明

图1是本实用新型的系统连接结构示意图；

图2是本实用新型的工作原理图；

图3是本实用新型的系统接线示意图。

附图标记说明：

1-蓄热保温层；2-蓄电池组；3-电动自行车蓄电池组壳体；4-发热电阻；5-温度传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详述：

一种电动自行车蓄电池保温热量自生系统，如图1、图2和图3所示，包括直流发电机、电动自行车蓄电池组、蓄热保温层、温度传感器、发热电阻和控制电路；所述直流发电机安装在电动自行车的从动轮上(如果电动自行车为后轮电机驱动，从动轮即为前轮)且通过所述控制电路将其产生的直流电流输出至所述发热电阻；该发热电阻嵌装在所述蓄热保温层内用于为该蓄热保温层供热；所述蓄热保温层填充在所述电动自行车蓄电池组壳体内且包覆在该电动自行车蓄电池组的外表面上；该蓄热保温层内还嵌装有与所述控制电路相连接的温度传感器。

所述控制电路包括单片机模块、继电器模块和电源模块；所述直流发电机通过所述继电器模块将其产生的直流电流输出至发热电阻；所述单片机模块的输出端与所述继电器模块相连接用于控制继电器的通断；所述电源模块的输出端分别与所述单片机模块和温度传感器 相连接并为其供电；所述温度传感器的输出端与所述单片机模块相连接，用于实时监测该蓄热保温层温度并将采集的实时温度信号反馈输出至所述单片机模块。

在本实施例中，所述蓄热保温层采用聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)的蓄热保温材料制成。

在本实施例中，所述直流发电机为轻型直流发电机。

在本实施例中，所述电源模块为5V直流电源。

下面对电动自行车蓄电池保温热量自生系统的各个组成部分的工作参数进行说明：

1、电源模块：单片机模块采用自带电源(主要)和电动自行车蓄电池供电(应急)双重供电模式，保证安全可靠供电；

2、轻体直流发电机工作电压：24V；

3、单片机模块：采用AT89S52型单片机，工作电压为+5V；

4、继电器模块驱动电压：+3V；

5、温度传感器参数：型号18B20；

6、发热电阻参数为：铁铬铝电热合金，阻值48欧姆；

7、保温蓄热材料参数：聚苯乙烯泡沫塑料(XPS),导热系数为：0.025W/(m·K)，燃点为80℃。

本实用新型的工作原理，如图2和图3所示：

本实用新型利用能量转换的原理，将电动自行车车轮的转动能量转变为电流，当车轮转动时，直流发电机所产生的直流电流通过控制电路中的继电器模块流经发热电阻；并通过电流在发热电阻上的热效应将电能转变为热能，该发热电阻嵌装在蓄热保温层内(该蓄热保温层的对应位置内制有用于嵌装所述发热电阻的凹槽)，并将发热电阻产生的热量存储在高燃点材料制成的蓄热保温层中，从而在蓄电池周围营造出局部稳定的环境温度场。

所述单片机模块通过温度传感器对蓄热保温层的温度(即蓄电池 组的局部环境温度)进行实时监测。所述温度传感器嵌于蓄热保温层中，(该蓄热保温层的对应位置内制有用于嵌装所述发热电阻的凹槽)用于实时监测蓄热保温层的温度，即蓄电池周围的局部环境温度。并将采集的实时温度信号反馈输出至所述单片机模块进行数据分析与判断。

当温度超过或低于设定温度时，所述单片机模块控制继电器断开或接通来自所述直流发电机的直流电。具体的控制过程为：当蓄电池组的局部环境温度高于设定值时，所述控制电路中的继电器模块切断来自直流发电机并输出至发热电阻的直流电流；当局部环境温度低于设定温度时，继电器模块接通来自直流发电机的直流电流以给蓄热保温层供热。

通过温度传感器控制蓄热保温层温度为恒定值的同时保证了蓄热保温层的温度低于其燃点。在设置蓄电池组局部环境温度时，温度值要低于保温蓄热材料的燃点并处以安全系数(S＝1.5)。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。