(10)授权公告号
(45)授权公告日              (21)申请号 201420803657.7
(22)申请日 2014.12.18
H02J 7/14(2006.01)
(73)专利权人王继红
地址425000 湖南省永州市冷水滩区清桥路
远志新外滩小区五幢30B 室
(72)发明人
王继红
(54)实用新型名称
电动车动能回收控制器
(57)摘要
一种电动车动能回收控制器，属电动车能量
回收技术领域，该控制器与电机控制器一起并联
连接在电机定子三根输出线上。启停开关安装在
电动车调速部件上。惯性滑行时，车辆动能经电机
转化为三相交流电能。该控制器可自动选择回收
车速接近和超过市内移动平均时速的滑行动能，
先串联电容，再作三相桥式整流和直流桥式串联
升压，最后反馈到电池储存。特征包括1)控制开
关电源采用动能自身电，2)采用三相桥式整流和
直流桥式串联电路设计动能整流和动能升压，3)
采用电容设计动能回收力度。本控制器设计精简，
以嵌入式模块面市，为电动车提供中高速“带挡滑
行”安全节能模式，可提高电动车安全系数和操控
性能，并可提高电动车续航里程约20%。
(51)Int.Cl.
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书2页  说明书7页  附图3页
(10)授权公告号CN 204271726 U (45)授权公告日2015.04.15
C N 204271726
U
1.一种电动车动能回收控制器，其特征在于，包括控制开关电路、启停开关、电容电路、三相桥式整流电路和直流桥式串联升压电路，本动能回收控制器与电机控制器一起并联连接在电机定子的三根输出线上，三根输出线输出车辆惯性滑行时经电机转化的A、B、C三相交流动能电，在三相桥式整流电路的三相交流输入端分别串联连接一个电容，然后再一起接到三根输出线上；三相桥式整流电路的直流输出端引出三个正极和三个负极，直流桥式串联升压电路是将该三个正极和三个负极首尾依次作串联连接，即将B相的正、负极分别与A相的负极和C相的正极首尾相连，A相的正极与电池正极相连，C相的负极与电池负极相连，回收的动能最后反馈到电池储存；控制开关电路的电源采用所述三相交流动能电或车速传感电源，当控制开关电路的电源采用所述三相交流动能电时，其控制回路与被控制的动能主回路相连，即与三根输出线中的任两根相连，中间串联启停开关；当控制开关电路的电源采用车速传感电源时，其控制回路与电机控制器和车速表之间的两根速度传感连接线相连，中间串联启停开关；控制开关的阈值电压以电动车市内移动方案平均时速和电池的额定充电电压为主要参数设置。
2.根据权利要求1所述电动车动能回收控制器，其特征在于，所述控制开关电路可采用三种不同电路，一是采用交流型继电器，接入三根输出线或任两根输出线，控制A、B、C三相交流动能电的三相或者任意两相的开关；二是采用直流型继电器，控制直流桥式串联升压电路中间两个串联连接点的开关，串联连接点是指B相正极与A相负极的串联连接点和B相负极与C相正极的串联连接点；三是采用可关断晶闸管作中间B相桥的整流管兼控制开关，利用可关断晶闸管触发器控制B相桥两个整流管的开关，三种电路均可实现对动能回收的开关控制。
3.一种电动车动能回收控制器，其特征在于，包括控制开关电路、启停开关、电容电路、两个两相桥式整流电路和直流桥式串联升压电路，本动能回收控制器与电机控制器一起并联连接在电机定子的三根输出线上，三根输出线输出车辆惯性滑行时经电机转化的A、B、C 三相交流动能电，将C相作为公共端，与A相和B相分别连接形成两个两相桥式整流电路，在两个两相桥式整流电路的交流输入端的A相和B相输入端分别串联连接一个电容，然后再一起接到三根输出线上；两个两相桥式整流电路的直流输出端分别并联引出两组正极和两组负极，直流桥式串联升压电路是将该两组正极和两组负极首尾依次作串联连接，即将A 相和C相作两相桥式整流后并联引出的一组负极与B相和C相作两相桥式整流后并联引出的一组正极首尾相连，A相和C相作两相桥式整流后并联引出的一组正极与电池正极相连，B相和C相作两相桥式整流后并联引出的一组负极与电池负极相连，回收的动能最后反馈到电池储存；控制开关电路的电源采用所述三相交流动能电或车速传感电源，当控制开关电路的电源采用所述三相交流动能电时，其控制回路与被控制的动能主回路相连，即与三根输出线中的任两根相连，中间串联启停开关；当控制开关电路的电源采用车速传感电源时，其控制回路与电机控制器和车速表之间的两根速度传感连接线相连，中间串联启停开关；控制开关的阈电压以电动车市内移动方案平均时速和电池的额定充电电压为主要参数设置。
4.根据权利要求3所述电动车动能回收控制器，其特征在于，所述控制开关电路可采用两种不同电路，一是采用交流型继电器，控制A、B、C三相交流动能电的三相或者任意两相的开关；二是采用直流型继电器，控制直流桥式串联升压电路中间一个串联连接点的开
关，串联连接点是指A相和C相作两相桥式整流的一组负极与B相和C相作两相桥式整流的一组正极之间的串联连接点，两种电路均可实现对动能回收的开关控制。
5.根据权利要求1或3所述电动车动能回收控制器，其特征在于，所述电容电路中选用不同容抗的电容设计不同电动车动能回收力度，动能回收力度驾驶体验以内燃机机动车中高速带挡滑行、带挡减速力度驾驶体验为参数设置。
6.根据权利要求1或3所述电动车动能回收控制器，其特征在于，所述启停开关是动能回收控制开关的电源开关，安装在电动车调速部件上，启停开关可采用两种不同开关，一种是采用微动机械开关；另一种是采用微功耗电子开关，该电子开关的触发信号采用电机调速霍尔开关的输出电压信号；以上两种启停开关均是接受调速部件的控制，即在调速部件关闭对电机供电后的瞬间可控制启停开关闭合，并在调速部件启动对电机供电前的瞬间可先控制启停开关断开。
7.根据权利要求6所述电动车动能回收控制器，其特征在于，电动车调速部件为电动自行车、电动摩托车、电动三轮车的调速转把或者电动汽车、电动公交车的调速踏板。
电动车动能回收控制器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种电动车惯性滑行时的车辆动能回收装置，特别涉及一种能解决动能升压、动能整流、动能回收力度以及对动能作选择性回收自动控制的电动车动能回收控制器。
背景技术
[0002] 新能源电动车因使用成本低、绿环保等优势而受到广泛关注。由于续航里程短，使用不方便成为最大瓶颈。在电池技术难以逾越的条件下，发掘其他方式增加续航里程成为当务之急。
[0003] 目前，国内中低端电动车，特别是电动自行车，车辆滑行动能回收似乎尚未引起制造商的高度重视，几乎处于市场空白。现阶段大多数电动车制造商出于成本考虑，将动能回收仅作为电子刹车设计的副产品，动能回收效率低。
[0004] 我们认为，车辆惯性滑行动能是一种宝贵的再生能量，虽然车辆惯性滑行动能本身就有助于车辆续行，不能作无谓的回收，但有必要作选择性回收利用。
[0005] 现在的电动车普遍采用无刷电机和霍尔电子无级调速控制系统，车辆惯性滑行时，只有“空档滑行”，不具备带挡功能。“空档滑行”存在安全隐患，所以机动车驾驶安全规定“严禁空档滑行”。与传统汽车/摩托车相比，电动车的缺点是没有发动机和减速箱的“带挡滑行”带挡减速牵制拖曳力来更好的控制滑行速度，只有靠频繁使用刹车来控制滑行速度。“空档滑行”特别是空档刹车会使车辆的横向稳定性变差，车辆容易失控而左右偏滑，“空档滑行”频繁使用刹车同时也降低了动
能能量的使用效应。我们认为，设计回收车辆时速接近和超过市内移动方案平均时速的空档惯性滑行动能，是符合预期要减速的的高速惯性滑行动能，不仅能提高电动车惯性滑行安全系数和操控性能，而且能提高电动车的能量使用效应，从而能明显提高电动车续航里程。动能回收力度可设计为电动车中高速“带挡滑行”安全节能模式。对电动车安全的低速空档滑行，我们认为没有必要作动能回收，因为可能得不偿失。保留车辆安全的低速空档滑行，对车辆续行更为有利。
[0006] 电动车动能回收必须要解决动能升压问题，因为车辆动能经电机转化的动能交流电压，通常会大幅低于电池额定充电直流电压，不能直接反馈到电池。根据公开的部分专利文件分析，为了应对动能升压，有的采用升压变压器，有的采用超级电容，有的采用DC/DC 开关升压变换器等。这些方案的缺点或是产品自重大、体积大，或是功耗高、成本高，或是设计复杂，不便于推广应用。
发明内容
[0007] 本实用新型要解决的技术问题是：提供一种电动车动能回收控制器，为电动车提供一种“带挡滑行”安全节能模式，提高电动车惯性滑行安全系数和操控性能，并为电动车提供增加20%续航里程的解决方案。
[0008] 本实用新型提供一种电动车动能回收控制器，包括控制开关电路、启停开关、电容
电路、三相桥式整流电路和直流桥式串联升压电路，本动能回收控制器与电机控制器一起并联连接在电机定子的三根输出线上，三根输出线输出车辆惯性滑行时经电机转化的A、B、C三相交流动能电，在三相桥式整流电路的三相交流输入
端分别串联连接一个电容，然后再一起接到三根输出线上；三相桥式整流电路的直流输出端引出三个正极和三个负极，直流桥式串联升压电路是将该三个正极和三个负极首尾依次作串联连接，即将B相的正、负极分别与A相的负极和C相的正极首尾相连，A相的正极与电池正极相连，C相的负极与电池负极相连，回收的动能最后反馈到电池储存；控制开关电路的电源采用所述三相交流动能电或车速传感电源，当控制开关电路的电源采用所述三相交流动能电时，其控制回路与被控制的动能主回路相连，即与三根输出线中的任两根相连，中间串联启停开关，当控制开关电路的电源采用车速传感电源时，其控制回路与电机控制器和车速表之间的两根速度传感连接线相连，中间串联启停开关；基于电阻等手段设计控制开关的阈值电压，阈值电压以电动车市内移动方案平均时速和电池的额定充电电压为主要参数设置。
新型电动车
[0009] 优选地，所述控制开关电路可采用三种不同电路，一是采用交流型继电器，接入三根输出线或任两根输出线，控制A、B、C三相交流动能电的三相或者任意两相的开关；二是采用直流型继电器，控制直流桥式串联升压电路中间两个串联连接点的开关，串联连接点是指B相正极与A相负极的串联连接点和B相负极与C相正极的串联连接点；三是采用可关断晶闸管作中间B相桥的整流管兼控制开关，利用可关断晶闸管触发器控制B相桥两个整流管的开关，三种电路均可实现对动能回收的开关控制。
[0010] 本实用新型还提供另一种电动车动能回收控制器，包括控制开关电路、启停开关、电容电路、两个两相桥式整流电路和直流桥式串联升压电路，本动能回收控制器与电机控制器一起并联连接在电机定子的三根输出线上，三根输出线输出车辆惯性滑行时经电机转化的A、B、C三相交流动能电，将C相作为公共端，与A相和B相分别连接形成两个两相桥式整流电路，在两个两相桥式整流电路的交流输入端的A相和B相输入端分别串联连接一个电容，然后再一起接到三根输
出线上；两个两相桥式整流电路的直流输出端分别并联引出两组正极和两组负极，直流桥式串联升压电路是将该两组正极和两组负极首尾依次作串联连接，即将A相和C相作两相桥式整流后并联引出的一组负极与B相和C相作两相桥式整流后并联引出的一组正极首尾相连，A相和C相作两相桥式整流后并联引出的一组正极与电池正极相连，B相和C相作两相桥式整流后并联引出的一组负极与电池负极相连，回收的动能最后反馈到电池储存；控制开关电路的电源采用所述三相交流动能电或车速传感电源，当控制开关电路的电源采用所述三相交流动能电时，其控制回路与被控制的动能主回路相连，即与三根输出线中的任两根相连，中间串联启停开关，当控制开关电路的电源采用车速传感电源时，其控制回路与电机控制器和车速表之间的两根速度传感连接线相连，中间串联启停开关；基于电阻等手段设计控制开关的阈值电压，阈值电压以电动车市内移动方案平均时速和电池的额定充电电压为主要参数设置。
[0011] 优选地，所述控制开关电路可采用两种不同电路，一是采用交流型继电器，控制A、B、C三相交流动能电的三相或者任意两相的开关；二是采用直流型继电器，控制直流桥式串联升压电路中间一个串联连接点的开关，串联连接点是指A相和C相作两相桥式整流的一组负极与B相和C相作两相桥式整流的一组正极之间的串联连接点，两种电路均可实现对动能回收的开关控制。