快速充電動力系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及動力系統(tǒng)的電源充放電系統(tǒng)，特別涉及快速充電動力系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]插電式純電動汽車是通過地面充電機將電能充入車載的動力電池儲能系統(tǒng)，車輛就是利用了充入的電能將電能轉(zhuǎn)換成動能使車輛運行的。現(xiàn)有技術(shù)由于充電時的電流不能做到足夠的大，因此，往往使整個充電過程顯得過于緩慢，有的甚至需要數(shù)小時，雖然動力型鋰電池或其它種類的電池具備快速充電的特征和能力，但很多應(yīng)用受到充電裝置瞬間大功率充電瓶頸的限制，從而無法在短時間內(nèi)完成整個充電過程。
[0003]超級電容生產(chǎn)技術(shù)的成熟，給新型電源儲存裝置的實現(xiàn)帶來了可能，現(xiàn)在利用超級電容來儲存電能，雖然能大大縮短充電的時間，但是由于電容本身性質(zhì)決定，電容放電的時間也非?？欤词宫F(xiàn)存的超級電容也不過才5?10分鐘的持續(xù)放電時間，這樣也僅僅能供電動車電機持續(xù)5?10分鐘的轉(zhuǎn)動，使得現(xiàn)在帶動動力裝置運動的電能儲存裝置還無法在較短時間實現(xiàn)充電。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種快速充電動力系統(tǒng)，來解決現(xiàn)在電能存儲裝置無法達到快速充電，并能長時間維持用電動力裝置轉(zhuǎn)動的問題。
[0005]為了解決上述問題，本實用新型提供的快速充電動力系統(tǒng)，包括將市電轉(zhuǎn)化成直流電的充電站、快速儲存電能的充電系統(tǒng)、控制充電系統(tǒng)的控制器，以及利用充電系統(tǒng)的磁動機，所述充電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)包括實現(xiàn)儲存電能的大電容、暫存電能的供能電容和控制供能電容工作狀態(tài)的繼電器，所述大電容通過充電切換開關(guān)和充電站連接，多個供能電容并聯(lián)之后與大電容連接，所述繼電器控制供能電容在大電容和磁動機之間切換，該繼電器的線圈受到控制器的控制，所述磁動機包括曲軸箱體和其內(nèi)部的依次活動連接的曲軸、連桿及活塞，所述曲軸一端固定連接有飛輪，在活塞遠離連桿的一端固定連接有活塞磁鋼；所述曲軸箱體的端口處固定連接有電磁鐵，控制器控制充電系統(tǒng)放電的步驟如下:
[0006]a、控制器判斷大電容的工作模式:充電或是供電模式；
[0007]b、如果判斷為充電模式，控制器控制繼電器線圈，將供能電容全部與大電容連接，利用市電轉(zhuǎn)換成電流較大的直流電先給超級電容充電，然后供能電容從超級電容得到充足電荷量；
[0008]C、如果判斷為放電模式，控制器控制繼電器線圈，將其中一個供能電容與磁動機瞬間閉合一次，然后迅速與超級電容再次相連。
[0009]d、控制器間隔一段時間將下一個供能電容給磁動機供能，所述一段時間為磁動機旋轉(zhuǎn)一圈所用時間；
[0010]e、控制器根據(jù)供能電容的數(shù)量，依次在供能電容中進行周期性切換，使得供能電容能周期性對磁動機供應(yīng)電能，磁動機在電磁鐵磁力和慣性的作用下，從而長時間維持磁動機的轉(zhuǎn)動。
[0011]控制器控制繼電器的線圈，供能電容進行周期性充電放電，充電的能量由超級電容提供，放出的電能在磁動機產(chǎn)生周期性的斥力，使得磁動機能在周期斥力和慣性作用下持續(xù)運動，并且通過供能電容將超級電容的電能多次分解，而且供能電容每次釋放的能量正好能給磁動機提供需要的斥力。在控制器內(nèi)設(shè)置閉合繼電器線圈的時間間隔，來改變輸入端電能供應(yīng)的周期，實現(xiàn)磁動機的調(diào)速作用。
[0012]作為優(yōu)選方案，所述磁動機上設(shè)置有直接帶動曲柄滑塊運動的動力裝置。由于磁動機的磁鋼初始位置難以確定，如果磁鋼距離電磁鐵較遠，此時需要外力給磁鋼動力，使得磁鋼盡可能與電磁鐵靠近，使得電磁鐵產(chǎn)生的斥力相對磁鋼最大，這時候需要外部加設(shè)動力機構(gòu)直接帶動磁動機的曲柄轉(zhuǎn)動，即直接帶動磁鋼運動，因此，需要磁動機上設(shè)置有直接帶動曲柄滑塊運動的動力裝置，在這里可以利用小電機或是人力帶動動力裝置轉(zhuǎn)動。
[0013]為防止磁動機旋轉(zhuǎn)對動力裝置造成影響，所述動力裝置和曲柄軸之間設(shè)置有棘輪裝置，通過棘輪的單向帶動性，在磁動機轉(zhuǎn)動后，可以減少動力裝置的傷害。
[0014]作為優(yōu)選方案，為了進一步確定磁鋼和電磁鐵之間的氣隙最小，才給電磁且供電，而達到省電的目的，所述磁動機的飛輪上設(shè)置有用于磁鋼位置檢測的凸塊，并且與凸塊配合設(shè)置有傳感器，所述傳感器與控制器連接；只有傳感器檢測到凸塊到位，也就是磁鋼和電磁鐵之間的氣隙最小，才通過控制器控制繼電器進行放電。
[0015]考慮到需要快速進行制動，僅僅靠外部機械制動，效果達不到最佳，因此在所述控制器的輸入端電性連接有復(fù)位按鈕，通過復(fù)位按鈕，使得控制器中處于處于初始狀態(tài)，使得電磁鐵不在得電，讓磁動機停止下來。
[0016]為了便于供能電容的放電控制，所述供能電容選取2?20只即可，使得控制器在變換周期內(nèi)便于控制。
[0017]在充電系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)切換的簡單性，所述供能電容與繼電器的常開、常閉觸點的一端連接，常開觸點另一端與電磁鐵電性連接，常閉觸點另一端與大電容相連；這樣相當(dāng)于，單刀雙擲開關(guān)對兩個端進行切換，發(fā)揮了繼電器觸點的作用。
[0018]作為優(yōu)選方案，為了使得充電電容的儲電容量更大，所述所述大電容為多個超級電容串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成的電容組，這樣在體積準(zhǔn)許的范圍內(nèi)實現(xiàn)儲存電能的最大化。
[0019]最后，在充電系統(tǒng)中，所述電容組與蓄電池通過切換開關(guān)和蓄電池相連，當(dāng)磁動機長時間未運動，一般磁動機停止運動半小時后，控制器將控制切換開關(guān)將大電容組與蓄電池相連，實現(xiàn)對蓄電池的充電。蓄電池可以對其他用電設(shè)備進行供能。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型實施例的快速充電存電的電路結(jié)構(gòu)；
[0021]圖2是本實用新型的快速充電存電的控制邏輯框圖；
[0022]圖3是不實用新型提到的磁動機的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型技術(shù)方案進一步說明:
[0024]如圖1所示的快速充電存電的電路結(jié)構(gòu)，包括電路充電端、超級電容CO、供能電容Cl、C2、C3、C4……、繼電器Kl、K2、Κ3、Κ4……、控制器和磁動機，超級電容CO和供能電容C1、C2、C3、C4……并聯(lián)之后與電路充電端連接，供能電容(:1、02、03、(:4……為多個，其中多個供能電容C1、C2、C3、C4……并聯(lián)設(shè)置，供能電容C1、C2、C3、C4……和超級電容CO之間均串聯(lián)設(shè)置一個繼電器Kl、K2、K3、K4……，繼電器Kl、K2、K3、K4……的觸點在磁動機和超級電容CO之間切換，繼電器Kl、K2、K3、K4……的線圈受到控制器的控制。
[0025]在如圖2所示的快速充電存電的控制邏輯框圖中，控制器控制繼電器的線圈進行周期的通斷，從而將供能電容C1、C2、C3、C4……進行周期性充電放電，充電的能量由超級電容CO提供，放出的電能在磁動機產(chǎn)生周期性的斥力，使得磁動機能在周期斥力和慣性作用下持續(xù)運動，并且通過供能電容Cl、C2、C3、C4……將超級電容CO的電能多次分解，而且供能電容C1、C2、C3、C4……每次釋放的能量正好能給磁動機提供需要的斥力。在控制器內(nèi)設(shè)置閉合繼電器K1、K2、K3、K4……線圈的時間間隔，來改變輸入端電能供應(yīng)的周期，實現(xiàn)磁動機的調(diào)速作用。
[0026]如圖3的磁動機停止后，電能不再消耗，這時將所有與磁動機連接的供能電容Cl、C2、C3、C4……斷開，供能電容組成的電容組與蓄電池相連，控制器將控制電容組與蓄電池連接，實現(xiàn)對蓄電池的充電。
[0027]磁動機的結(jié)構(gòu)包括曲軸箱體6和其內(nèi)部的依次活動連接的曲軸4、連桿7及活塞3，曲軸4 一端固定連接有飛輪5，在活塞3遠離連桿7的一端固定連接有活塞磁鋼2 ;曲軸箱體6的端口處固定連接有電磁鐵1，當(dāng)供能電容的瞬間電流通到電磁鐵I后，電磁鐵I產(chǎn)生磁場，活塞磁鋼2受到斥力，活塞磁鋼2帶動曲軸4、連桿7運動，使其產(chǎn)生動力，在未通電期間，曲軸4會通過飛輪5和自身的慣性運動，當(dāng)活塞磁鋼2再次運動到靠近電磁鐵I最近的時候，供能電容Cl、C2、C3、C4……再次給電磁鐵I電能，進一步給活塞3斥力，以此循環(huán)，可以使得磁動機持續(xù)運動。
[0028]以上所述的僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些也應(yīng)該視為本實用新型的保護范圍，這些都不會影響本實用新型實施的效果和專利的實用性。
【主權(quán)項】
1.快速充電動力系統(tǒng)，其特征在于:包括將市電轉(zhuǎn)化成直流電的充電站、快速儲存電能的充電系統(tǒng)、控制充電系統(tǒng)的控制器，以及利用充電系統(tǒng)的磁動機，所述充電系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)包括實現(xiàn)儲存電能的大電容、暫存電能的供能電容和控制供能電容工作狀態(tài)的繼電器，所述大電容通過充電切換開關(guān)和充電站連接，多個供能電容并聯(lián)之后與大電容連接，所述繼電器控制供能電容在大電容和磁動機之間切換，該繼電器的線圈受到控制器的控制，所述磁動機包括曲軸箱體和其內(nèi)部的依次活動連接的曲軸、連桿及活塞，所述曲軸一端固定連接有飛輪，在活塞遠離連桿的一端固定連接有活塞磁鋼；所述曲軸箱體的端口處固定連接有電磁鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速充電動力系統(tǒng)，其特征在于:所述磁動機上設(shè)置有直接帶動曲柄滑塊運動的動力裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速充電動力系統(tǒng)，其特征在于:所述磁動機的飛輪上設(shè)置有用于磁鋼位置檢測的凸塊，并且與凸塊配合設(shè)置有傳感器，所述傳感器與控制器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速充電動力系統(tǒng)，其特征在于:所述動力裝置和磁動機與曲柄軸之間設(shè)置有棘輪傳動裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速充電動力系統(tǒng)，其特征在于:所述控制器的輸入端電性連接有復(fù)位按鈕。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速充電動力系統(tǒng)，其特征在于:所述供能電容的個數(shù)為2-20 只。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速充電動力系統(tǒng)，其特征在于:所述供能電容與繼電器的常開、常閉觸點的一端連接，常開觸點另一端與電磁鐵電性連接，常閉觸點另一端與大電容相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的快速充電動力系統(tǒng)，其特征在于:所述大電容為多個超級電容串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成的電容組。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快速充電動力系統(tǒng)，其特征在于:所述電容組與蓄電池通過切換開關(guān)和蓄電池相連。
【專利摘要】本實用新型涉及動力系統(tǒng)的電源充放電系統(tǒng)，特別涉及快速充電動力系統(tǒng)，在充電模式下，控制器控制繼電器線圈，將供能電容全部與超級電容并聯(lián)，利用市電轉(zhuǎn)換成電流較大的直流電先給超級電容充電，然后供能電容從超級電容得到充足電荷量；在放電模式下，控制器控制繼電器線圈，將其中一個供能電容與磁動機瞬間閉合一次，然后迅速與超級電容再次相連；隨后控制器間隔一段時間將下一個供能電容給磁動機供能，所述一段時間為磁動機旋轉(zhuǎn)一圈所用時間；根據(jù)供能電容的數(shù)量，將循環(huán)放電模式下的控制方式，其優(yōu)點在于：能快速將電能儲存在電路中，并且能維持磁動機幾個小時的連續(xù)轉(zhuǎn)動。
【IPC分類】H02N11-00, H02J7-00
【公開號】CN204361939
【申請?zhí)枴緾N201420703543
【發(fā)明人】李雄斌
【申請人】重慶洋迪機電有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年11月21日