新型风光互补电动汽车及其充放电控制系统的制作方法

1.本发明涉及电动车技术领域，具体而言涉及新型风光互补电动汽车及其充放电控制系统。


背景技术：

2.如今，汽车已成为现代化生活中不可或缺的代步工具，但现有的传统汽车大部分是靠燃油和燃气作为能源而行驶工作的，进入21世纪以来，石油、天然气等石化能源价格不断上涨，全球能源形势趋紧，衍生了能源危机和能源安全的问题；同时，石化能源消耗产生了大量二氧化碳，对环境造成了极大污染，成为气候变暖的主要原因之一。
3.为此，采用清洁能源作为汽车的动力来源，成为众多科研机构和科技人士竭力研究的课题。目前，采用电能驱动汽车的研究，已经取得了重大发展，电动汽车已进入市场使用，并取得了不错的效果，但电动汽车有一个致命的缺点，就是电动汽车的行驶里程有限，不能长距离行驶，因此给电动汽车的推广使用带来了诸多局限。


技术实现要素：

4.针对现有技术中电动汽车的缺陷与不足，本发明目的在于提供一种风光互补型的电动汽车，以提高电动汽车的续航能力。
5.本发明目的在于提供一种新型风光互补电动汽车，包括：
6.车体，设有蓄电池，所述蓄电池包括蓄电池a和蓄电池b；
7.太阳能板，设置到所述车体的上部壳体；
8.聚风箱，设置到所述车体的前端，所述聚风箱内设有飓风发电机；
9.驱动电机，与所述车体的车轮连接，用于驱动所述车轮转动；
10.风光互补控制器，设置到所述车体内，连接到所述太阳能板、飓风发电机的输出端，并连接到所述蓄电池的输入端，使所述太阳能板和飓风发电机产生的电能向所述蓄电池充电；
11.电池控制器，连接到所述风光互补控制器；
12.电机控制器，连接到所述电池控制器的输出端，并用于控制所述驱动电机的输出功率；
13.其中，所述飓风发电机包括壳体、连接风扇的转轴和至少两组发电模块，每组发电模块包括固定到壳体上的定子和位于定子两侧并固定到转轴上的转子；
14.所述风光互补控制器的第一输出端连接到太阳能板，第二输出端连接到电机控制器，所述电池控制器用于检测所述蓄电池a和蓄电池b的温度以及电量信息，并控制蓄电池a和蓄电池b的输入和输出状态。
15.优选的，所述定子上设有绕所述转轴呈阵列分布的环形线圈，所述转子包括定位盘和多个永磁体，多个所述永磁体呈环形阵列分布并固定到所述定位盘。
16.优选的，所述聚风箱设有进风口和排风口，所述进风口的通径沿进风方向逐渐缩
小，所述排风口与进风口的小径端通径相同，所述车体的侧部或后部设有与所述排风口连通的排风通道。
17.本发明提出第二方面提出一种技术方案，一种新型风光互补电动汽车的充放电控制系统，电池控制器设有温度检测模块、电量检测模块和输入/输出切换模块，所述温度检测模块用于检测蓄电池a和蓄电池b的温度，所述电量检测模块用于检测蓄电池a和蓄电池b的电量，所述输入/输出切换模块用于控制所述风光互补控制器/电机控制器和电池组的连接状态；所述风光互补控制器内设有功率检测模块，用于持续检测所述飓风发电机和太阳能板的输出功率；所述电机控制器具有第一功率、第二功率和第三功率，所述第一功率、第二功率小于第三功率。
18.优选的，当所述蓄电池a和蓄电池b的电量均低于总容量的10％时，所述电机控制器响应于电动车电门输出第一功率；
19.所述第一功率的最大值为所述风光互补控制器在预定时间内输出的平均功率的60％。
20.优选的，在所述第一功率时，由所述风光互补控制器向所述电机控制器供电，同时，所述风光互补控制器向所述蓄电池充电。
21.优选的，当所述蓄电池a和蓄电池b的电量处于总容量的10％-60％之间时，所述电池控制器控制电量高、温度低的蓄电池向所述电机控制器供电，其中，电量优先级高于温度；所述风光互补控制器向所述蓄电池充电。
22.优选的，在第二功率状态下，所述风光互补控制器向蓄电池a或蓄电池b中电量低的一个蓄电池充电。
23.优选的，当所述蓄电池a和蓄电池b的电量均高于总容量的60％时，所述电机控制器能响应于电动车电门输出第三功率。
24.优选的，在第三功率的最大值为所述风光互补控制器在预定时间内输出的平均功率的60％与第二功率之和。
25.与现有技术相比，本发明的优点在于：
26.本发明通过风能和太阳能对蓄电池电能的补充，不论是静止状态还是行驶状态，都可以产生大量的补充电能，延长电动汽车的行驶距离，在减少电动汽车充电次数的同时，可降低电动车低电量行驶的频率，有利于维持电池的健康状态，也为电动汽车的推广和发展以及节能减排综合利用绿色清洁能源开拓了新的途径；
27.本发明的蓄电池和风光发电部件在不同的电量下进行不同的功率模式，低电量时，控制电机的最高输出功率，同时对电池进行充电，保持低电量下的续航，在高电量状态下，通过提高电机控制器的输出功率，可实现更快的车速和更强的负载能力。
附图说明
28.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
29.图1是本发明所示的新型风光互补电动汽车的俯视图；
30.图2是本发明所示的聚风箱的结构示意图；
31.图3是本发明所示的飓风发电机的结构示意图；
32.图4是本发明所示的新型风光互补电动汽车的充放电控制系统原理框图；
33.图5是本发明所示的新型风光互补电动汽车的充放电控制逻辑图。
具体实施方式
34.为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
35.目前，随着新能源技术的普及，清洁能源代替化石能源已成为趋势，而日常使用的电动代步车，例如三轮电动车、四轮电动车已成为生活中常见的代步工具，而三轮电动车存在驾驶不安全的情况，因此，四轮代步车(例如老头乐等)逐渐形成主流代步工具，而四轮代步车由于车身重，功率大，具有充电次数频繁，续航里程短的缺点。
36.因此，结合图1所示，本发明提出一种技术方案，一种新型风光互补电动汽车，主要包括车体1、蓄电池5、太阳能板3、聚风箱4和飓风发电机2，根据天气状况，在光线条件较佳的环境下，可通过太阳能板3持续的对蓄电池5进行充电，以保持蓄电池5处于较高的电量，避免蓄电池长期处于低电量状态。另外，在车辆行驶时，可通过聚风箱4内的飓风发电机2对蓄电池5进行充电，以此增加车辆的续航里程，减少电池的掉电速度。
37.在可选的实施例中，蓄电池可选为三元锂电池、铁锂电池或铅蓄电池中的一种，电池的容量可选为45-72v，55-140ah。
38.结合图1所示，太阳能板3设置到车体1的上部壳体。
39.在可选的实施例中，太阳能板3分成两块，分别设置到前机盖和车顶，并且太阳能板平铺在车体的上部壳体，且太阳能板的上沿和所述车体的上部壳体的上沿齐平，如此，以减少电池板边缘收到撞击的几率。
40.在具体的实施例中，前机盖的太阳能板尺寸为30*60cm，车顶的太阳能板尺寸为60*60cm。可选的，两块电池板采用并联连接，并连接到车体内的风光互补控制器，电池板选用单晶太阳能电池板，风光互补控制器为市售的sswc-08-72-ta型风光互补控制器，用于将太阳能板3所输出的电能和飓风发电机2所输出的电流进行整流调压后输出到蓄电池5。
41.结合图2所示，聚风箱4设置到车体的前端，具体为车辆前机盖下方的位置。聚风箱4内设有飓风发电机2，聚风箱4设有进风口401和排风口402，进风口401的通径沿进风方向逐渐缩小，排风口402与进风口401的小径端通径相同。
42.如此，通过进风口401的聚风作用，可使更多的气流流过飓风发电机2，保持飓风发电机2具有高的转速，达到更大发电量。
43.在可选的实施例中，车体1的侧部或后部设有与排风口402连通的排风通道，以使经过飓风发电机2的气流可被排出，使气流流动通畅。
44.优选的，排风通道流经放置蓄电池5的舱室，可对蓄电池5进行降温，使蓄电池运行环境更有利于散热。
45.在具体的实施例中，蓄电池5的舱室外设有多个翅片，且多个翅片处于气流通道中，如此，气流流经时，将蓄电池的舱室内的热量带出。
46.可选的，聚风箱4的进风口401为扁长的矩形，内置两个飓风发电机2，以增加发电量。
47.结合图3所示，飓风发电机包括壳体21、连接风扇的转轴25和至少两组发电模块
24，每组发电模块24包括固定到壳体上的定子241和位于定子两侧并固定到转轴上的转子242、243。
48.进一步的，叶片23通过前定位板232和后定位板231固定到转轴25。
49.其中，定子241上设有绕转轴25呈阵列分布的环形线圈，转子包括定位盘和多个永磁体，多个永磁体呈环形阵列分布并固定到定位盘。
50.可选的，壳体21的前后还设有前盖22和后盖26，壳体21、前盖22和后盖26优选为铝合金材质。
51.具体的，在定子241上设有四个螺孔，前盖22和后盖26上设有对应的四个螺孔，可通过四根长螺栓将定子241和前盖22、后盖26固定，在将前盖22和后盖26与壳体21固定，其中，螺孔和螺栓位于转子242的外围。
52.进一步的，转轴25贯穿发电机壳体，并相对于发电机壳体转动连接；转轴25还贯穿定子241和一对转子242、243，其中，一对转子242、243连接到转轴25并位于发电机壳体内，两个转子242、243分别设置在定子241的两侧。
53.如此，通过一对转子的设置，增加了与定子之间的磁场作用强度，可增加发电量。
54.另外，由于发电模块24设置成两组，使一个飓风发电机2的发电量进一步提高。
55.优选的，永磁体呈梯形，永磁体的长度大于等于环形线圈的直径，环形线圈的厚度大于一个所述永磁体的厚度并小于两个所述永磁体的厚度。
56.如此，当闭合的线圈在变化的磁场内切割磁感线时，线圈内产生电流，由于两侧设置磁场，使磁场强度强，并通过环形多匝线圈的设置，产生更高的电流。
57.结合图4所示，蓄电池5包括蓄电池a102和蓄电池b103，蓄电池5用于给电机控制器105供电，通过驱动电机106驱动车轮转动。优选的，蓄电池a102和蓄电池b103的容量相同。
58.其中，风光互补控制器101的第一输出端连接到蓄电池5，第二输出端连接到电机控制器105。如此，风光互补控制器101可在电池电量低时向电池充电，在电池电量高，或需求高速度输出时直接向电机进行输出。
59.其中，飓风发电机2和太阳能板5连接到风光互补控制器101的输入端，风光互补控制器101的第一输出端连接到电池组，用于向电池组充电，风光互补控制器101的第二输出端连接到电机控制器105，用于向驱动电机106供电。
60.进一步的，电池控制器104连接到电机控制器105和风光互补控制器101；电池控制器104用于检测蓄电池a102和蓄电池b103的温度以及电量信息，并控制蓄电池a102和蓄电池b103的输入和输出状态。
61.如此，可通过电池控制器104控制蓄电池a102和蓄电池b103中合适的电池组输出或输入，以保持电池处于更健康的使用状态，避免因电量过低或温度过高而导致的寿命减少。
62.进一步的，电机控制器105连接到电池控制器104的输出端，并用于控制驱动电机106的输出功率。
63.在具体的实施例中，电机控制器105连接到电动车的电门，电机控制器105响应于电门的转动角度，在不同的转动角度下，电机控制器105输出不同的功率，控制驱动电机106达到不同的转速。
64.结合图5所示，本发明第二方面提出一种技术方案，一种上述方案中新型风光互补
电动汽车的充放电控制系统，电池控制器104设有温度检测模块、电量检测模块和输入/输出切换模块。
65.其中，温度检测模块用于检测蓄电池a102和蓄电池b103的温度；电量检测模块用于检测蓄电池a102和蓄电池b103的电量；输入/输出切换模块用于控制风光互补控制器101/电机控制器105和电池组的连接状态。风光互补控制器101内设有功率检测模块，用于持续检测飓风发电机2和太阳能板5的输出功率；
66.在可选的实施例中，当蓄电池a102和蓄电池b103的电量均低于蓄电池总容量的10％时，电机控制器105响应于电动车电门输出第一功率；在第一功率模式下，风光互补控制器101的一部分电量向电机控制器105供电，另一部分电量给电池充电，从而保持在电池低电量状态下，即保持低速形式，又可以向电池充电。
67.在优选的实施例中，第一功率的最大值为风光互补控制器101在预定时间内输出的平均功率的60％。例如，在十分钟内风光互补控制器101的平均输出功率是100w，则第一功率的最大值为60w。
68.优选的，在第一功率时，由风光互补控制器101向电机控制器105供电，同时，风光互补控制器101向蓄电池充电。
69.进一步的，当蓄电池a102和蓄电池b103的电量处于总容量的10％-60％之间时，电池控制器104控制电量高、温度低的蓄电池向电机控制器105供电，其中，电量优先级高于温度。
70.且在第二功率状态下，风光互补控制器101向蓄电池a或蓄电池b中电量低的一个蓄电池充电。
71.其中，第二功率的最大值是300w。
72.在具体的实施例中，当蓄电池a102的电量高于蓄电池b103的电量，且蓄电池a102的温度低于蓄电池b103的电量时，则风光互补控制器101向蓄电池b103充电，由蓄电池a102向电机控制器105供电；
73.当蓄电池a102的电量等于蓄电池b103的电量，蓄电池a102的温度低于蓄电池b103的电量时，则风光互补控制器101向蓄电池b103充电，由蓄电池a102向电机控制器105供电；
74.当蓄电池a102的电量低于蓄电池b103的电量，蓄电池a102的温度低于蓄电池b103的电量时，则风光互补控制器101向蓄电池a102充电，由蓄电池b103向电机控制器105供电。
75.在可选的实施例中，蓄电池a102和蓄电池b103的电量均高于总容量的60％时，电机控制器104能响应于电动车电门输出第三功率。在第三功率的最大值为风光互补控制器101在预定时间内输出的平均功率的60％与与第二功率之和。
76.在具体的实施例中，风光互补控制器101在一定时间内输出的平均功率是100w，第二功率为300w，则第三功率的最大值是400w。可以理解的，第三功率的最大值是随着风光互补控制器101的输出功率变化而变化的。
77.在本实施例中，由风光互补控制器101和蓄电池共同向电机控制器105供电。
78.结合以上实施例，本发明通过风能和太阳能对蓄电池电能的补充，不论是静止状态还是行驶状态，都可以产生大量的补充电能，延长电动汽车的行驶距离，在减少电动汽车充电次数的同时，可降低电动车低电量行驶的频率，有利于维持电池的健康状态，也为电动汽车的推广和发展以及节能减排综合利用绿色清洁能源开拓了新的途径；
79.本发明的蓄电池和风光发电部件在不同的电量下进行不同的功率模式，低电量时，控制电机的最高输出功率，同时对电池进行充电，保持低电量下的续航，在高电量状态下，通过提高电机控制器的输出功率，可实现更快的车速和更强的负载能力。
80.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。