一种两轮电动车下坡势能回收方法及势能回收系统与流程

一种两轮电动车下坡势能回收方法及势能回收系统
[0001]
技术领域
[0002]
本发明涉及一种下坡势能回收方法及势能回收系统，特别是一种两轮电动车下坡势能回收方法及势能回收系统。


背景技术：

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两轮电动车作为短途交通工具在现在生活中已经非常普遍，其一般通过轮毂电机驱动后轮转动，进而推动整体前进；一般的两轮电动车包括前轮、前轮悬架（前叉）、后轮、后轮悬架、车把、转把、轮毂电机、电瓶（电源）、车身、显示器和ecu控制器等结构组成；驾驶时通过转动转把，根据转把的开度并利用霍尔原理来控制轮毂电机的输出扭矩，进而控制两路电动车的行驶速度和行驶加速度。
[0004]
但是，当两轮电动车行驶至下坡时，受重力影响，两轮电动车的实际转速一般会比转把开度对应的指定转速会更高，导致驾驶安全性不理想；而且，下坡时的势能往往是浪费掉的，甚至还需要使用刹车来提高驾驶安全性。因此，现有的两轮电动车在下坡时存在着驾驶安全性不理想和势能浪费的问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于，提供一种两轮电动车下坡势能回收方法及势能回收系统。本发明能够在两轮电动车下坡时进行势能回收，不仅能够提高下坡的驾驶安全性，还能够避免势能浪费。
[0006]
本发明的技术方案：一种两轮电动车下坡势能回收方法，包括以下步骤；s1、通过在两轮电动车前叉上安装第一倾斜角传感器和在电动车后轮悬架上安装第二倾斜角传感器来分别检测两轮电动车前后部的倾斜度；第一倾斜角传感器测得倾斜度θ1，第二倾斜角传感器测得倾斜度θ2；s2、当两轮电动车转把开度大于零时，根据转把开度与扭矩关系获得理论扭矩t1，进行步骤s3；当两轮电动车转把开度等于零时，进行步骤s5后进行步骤s7；s3、通过在后轮悬架上安装压力传感器检测后轮承担压力f，然后计算后轮载重m
载
，m
载
=f/（g
×
cosθ2）；其中f为压力传感器检测的压力值，g为标准重力加速度，θ2为第二倾斜角传感器测得倾斜度；s4、根据扭矩和转速的计算公式，计算出与理论扭矩t1对应的理论转速n1，计算公式为，t1=j
总
δω/δt=（m
载
r2+m
轮
r2/2）
×
2πδn1/δt；其中j
总
为后轮在载重情况下的总转动惯量，m
载
为后轮载重，m
轮
为后轮自重，r为后轮半径，ω为后轮转动角速度，t为时间，δω/δt为后轮转动角加速度；s5、通过在前轮处安装转速传感器检测前轮的实际转速n2；s6、通过ecu控制器对比实际转速和理论转速，再结合倾斜度θ1和倾斜度θ2的数值来是
判断是否启动势能回收功能，设定一个转速差阈值a，当n
2-n1≥a且θ1和θ2均大于零时，启动势能回收功能，进行步骤s8；当n
2-n1<a或θ1等于零或θ2等于零时，关闭势能回收功能；s7、通过ecu控制器判断倾斜度θ1和倾斜度θ2的数值，并设定一个安全转速n
安
；当n2>n
安
且倾斜度θ1和倾斜度θ2均大于零时，启动势能回收功能，进行步骤s8；当n2≤n
安
或倾斜度θ1等于零或倾斜度θ2等于零时，关闭势能回收功能；s8、启动势能回收功能后，启动电子离合器，使后轮轴带动带轮和同步带运转，带动中置在两轮电动车上的发电机进行发电，发电机与电动车电源连接进行充电，从而实现下坡势能回收。
[0007]
前述的一种两轮电动车下坡势能回收方法中，所述步骤s7中的安全转速n
安
为ecu控制器设定参数，n
安
=f（m
载
）+f（θ1），其中f（m
载
）为后轮载重m
载
的单调递增函数，f（θ1）为倾斜度θ1的单调递增函数。
[0008]
依据前述的一种两轮电动车下坡势能回收方法所构建的势能回收系统，包括ecu控制器和显示仪表盘，ecu控制器上通过无线通讯连接有位于电动车前叉的第一倾斜角传感器和位于电动车后轮悬挂的第二倾斜角传感器；ecu控制器上通过无线通讯还连接有位于电动车后轮悬挂上的压力传感器和安装在前轮处的转速传感器；所述ecu控制器与显示仪表盘连接，所述电动车后轮内连接有轮毂电机，轮毂电机的转轴上通过电子离合器连接有带轮；带轮上通过同步带连接有发电机，发电机中置在电动车上；发电机上连接有电动车电源，发电机与ecu控制器连接。
[0009]
前述的势能回收系统中，所述第一倾斜角传感器用于检测电动车前轮位置处运行姿态的倾斜角度，第二倾斜角传感器用于检测电动车后轮位置处运行姿态的倾斜角度。
[0010]
前述的势能回收系统中，所述压力传感器为环形压力传感器，环形压力传感器套接在后轮悬挂和轴承之间。
[0011]
与现有技术相比，本发明设计了一种两轮电动车下坡势能回收方法及势能回收系统，通过安装第一倾斜角传感器和第二倾斜角传感器来检测两轮电动车前后部的倾斜度，一般可以安装在前轮悬架和后轮悬架上来进行检测，根据两个倾斜度数据来判断电动车是否处于倾斜的状态；根据转把开度来进行势能回收的启动判断，当转把开度大于零时，通过压力传感器检测压力计算后轮载重，通过载重、倾斜角度和理论扭矩计算理论转速，通过转速传感器检测前轮的实际转速，通过对比实际转速和理论转速并结合倾斜度数据来进行势能回收功能的启动判断；并设置了转速差阈值来消除检测误差导致的预启动，确保势能回收功能启动的准确性，实现在不影响驾驶感的情况下进行势能回收；当转把开度等于零时，通过实际转速与安全转速的对比并结合倾斜度来进行势能回收功能的启动判断，能够确保驾驶安全性的情况下进行势能回收；势能回收时，通过电子离合器进行接通，能够通过带轮和同步带带动发电机进行发电，并向电动车电源进行充电；电子离合器还能够在不使用势能回收时断开带轮，避免在正常行驶时带动带轮而增加能耗。此外，本发明还引入了安全转速的设定方法，通过后轮载重的单调递增函数和倾斜度的单调递增函数进行设定安全转速，进一步提高了驾驶安全性；通过设置环形压力传感器能够准确方便的检测后轮悬架施加在后轮上的压力，方便准确计算后轮载重和辅助扭矩。因此，本发明能够在两轮电动车下坡时进行势能回收，不仅能够提高下坡的驾驶安全性，还能够避免势能浪费，降低电动车的能耗。
附图说明
[0012]
图1是本发明的结构示意图；图2是发电机的连接结构示意图；图3是压力传感器处的连接结构示意图。
[0013]
附图中的标记为：1-ecu控制器，2-显示仪表盘，3-第一倾斜角传感器，4-第二倾斜角传感器，5-压力传感器，6-转速传感器，7-轮毂电机，8-带轮，9-同步带，10-发电机，11-电动车电源，12-电子离合器，13-后轮，14-后轮悬架，15-轴承。
具体实施方式
[0014]
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
[0015]
实施例。一种两轮电动车下坡势能回收方法，如图1至3，包括以下步骤；s1、通过在两轮电动车前叉上安装第一倾斜角传感器3和在电动车后轮悬架14上安装第二倾斜角传感器4来分别检测两轮电动车前后部的倾斜度；第一倾斜角传感器3测得倾斜度θ1，第二倾斜角传感器4测得倾斜度θ2；s2、当两轮电动车转把开度大于零时，根据转把开度与扭矩关系获得理论扭矩t1，进行步骤s3；当两轮电动车转把开度等于零时，进行步骤s5后进行步骤s7；s3、通过在后轮悬架14上安装压力传感器5检测后轮13承担压力f，然后计算后轮载重m
载
，m
载
=f/（g
×
cosθ2）；其中f为压力传感器5检测的压力值，g为标准重力加速度，θ2为第二倾斜角传感器4测得倾斜度；s4、根据扭矩和转速的计算公式，计算出与理论扭矩t1对应的理论转速n1，计算公式为，t1=j
总
δω/δt=（m
载
r2+m
轮
r2/2）
×
2πδn1/δt；其中j
总
为后轮13在载重情况下的总转动惯量，m
载
为后轮载重，m
轮
为后轮自重，r为后轮半径，ω为后轮转动角速度，t为时间，δω/δt为后轮转动角加速度；s5、通过在前轮处安装转速传感器6检测前轮的实际转速n2；s6、通过ecu控制器1对比实际转速和理论转速，再结合倾斜度θ1和倾斜度θ2的数值来是判断是否启动势能回收功能，设定一个转速差阈值a，当n
2-n1≥a且θ1和θ2均大于零时，启动势能回收功能，进行步骤s8；当n
2-n1<a或θ1等于零或θ2等于零时，关闭势能回收功能；s7、通过ecu控制器1判断倾斜度θ1和倾斜度θ2的数值，并设定一个安全转速n
安
；当n2>n
安
且倾斜度θ1和倾斜度θ2均大于零时，启动势能回收功能，进行步骤s8；当n2≤n
安
或倾斜度θ1等于零或倾斜度θ2等于零时，关闭势能回收功能；s8、启动势能回收功能后，启动电子离合器12，使后轮轴带动带轮8和同步带9运转，带动中置在两轮电动车上的发电机10进行发电，发电机10与电动车电源11连接进行充电，从而实现下坡势能回收。
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所述步骤s7中的安全转速n
安
为ecu控制器1设定参数，n
安
=f（m
载
）+f（θ1），其中f（m
载
）为后轮载重m
载
的单调递增函数，f（θ1）为倾斜度θ1的单调递增函数。
[0017]
依据上述的一种两轮电动车下坡势能回收方法所构建的势能回收系统，构成如图1至3所示，包括ecu控制器1和显示仪表盘2，ecu控制器1上通过无线通讯连接有位于电动车前叉的第一倾斜角传感器3和位于电动车后轮悬挂的第二倾斜角传感器4；ecu控制器1上通过无线通讯还连接有位于电动车后轮悬挂上的压力传感器5和安装在前轮处的转速传感器
6；所述ecu控制器1与显示仪表盘2连接，所述电动车后轮内连接有轮毂电机7，轮毂电机7的转轴上通过电子离合器12连接有带轮8；带轮8上通过同步带9连接有发电机10，发电机10中置在电动车上；发电机10上连接有电动车电源11，发电机10与ecu控制器1连接。
[0018]
所述第一倾斜角传感器3用于检测电动车前轮位置处运行姿态的倾斜角度，第二倾斜角传感器4用于检测电动车后轮位置处运行姿态的倾斜角度；所述压力传感器5为环形压力传感器，环形压力传感器套接在后轮悬挂和轴承之间。