[發(fā)明專利]電力、人力混合動(dòng)力單車及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710801678.3
• 申請(qǐng)日: 2017-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN107745780A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧彬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄧彬
• 主分類號(hào): B62M6/50
• 分類號(hào): B62M6/50;B62K11/00;H02J7/35
• 代理公司: 成都環(huán)泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)51242
• 代理人: 李斌,鄒翠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通工具領(lǐng)域，特別是一種電力、人力混合動(dòng)力單車及其控制方法。

背景技術(shù)

電力、人力混合動(dòng)力單車車身輕巧、設(shè)計(jì)新穎，是一種新型的、理想的、輕盈的代步工具，可以在鍛煉身體的同時(shí)盡情享受騎行的樂趣。

目前的混合動(dòng)力單車的主要問題是：

1、電力來源主要手段是外置充電，相對(duì)于自充電對(duì)單車的使用方便性大大降低；

2、以小型發(fā)電機(jī)或太陽能為主的自充電裝置效率低下，無法達(dá)到電能補(bǔ)充的需求；

3、主要以電力驅(qū)動(dòng)為主、弱化了人力驅(qū)動(dòng)，不僅沒有達(dá)到節(jié)能的目的，并且讓電力、人力混合動(dòng)力成為了概念和噱頭；

4、以人力騎行帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電功率缺少智能控制，騎行負(fù)載重、舒適感低，不適于廣泛推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種電力、人力混合動(dòng)力單車及其控制方法，該單車以人力驅(qū)動(dòng)為主，電力驅(qū)動(dòng)為輔，根據(jù)當(dāng)前的騎行速度智能控制輪轂電機(jī)處于發(fā)電模式或者電力驅(qū)動(dòng)模式，不僅節(jié)能環(huán)保，且實(shí)現(xiàn)真正意義上的電力、人力混合，輪轂電機(jī)的發(fā)電功率采用智能相位控制，騎行負(fù)載輕、舒適感好。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種電力、人力混合動(dòng)力單車，包括單車、控制器、助力感應(yīng)器、輪轂電機(jī)、輪轂轉(zhuǎn)速感應(yīng)器、蓄電裝置和太陽能光伏板；所述太陽能光伏板設(shè)于單車的車體中部或車筐內(nèi)或前、后輪護(hù)泥板外殼上；所述助力感應(yīng)器設(shè)于單車中軸與牙盤的連接處；所述輪轂電機(jī)設(shè)于單車前輪或后輪的輪轂處；所述輪轂轉(zhuǎn)速感應(yīng)器設(shè)于輪轂電機(jī)的固定轉(zhuǎn)子上；所述控制器和蓄電裝置設(shè)于單車的車體管件內(nèi)；所述太陽能光伏板與蓄電裝置連接，所述控制器分別連接助力感應(yīng)器、輪轂轉(zhuǎn)速感應(yīng)器、輪轂電機(jī)和蓄電裝置。

優(yōu)選地，所述控制器包括整流/逆變MOS管、電壓升降元件和控制芯片。

優(yōu)選地，所述輪轂電機(jī)為無刷直流永磁輪轂電機(jī)。

優(yōu)選地，所述助力感應(yīng)器和輪轂轉(zhuǎn)速感應(yīng)器均為霍爾轉(zhuǎn)速傳感器。

優(yōu)選地，所述蓄電裝置為鋰蓄電池或超級(jí)電容。

一種如上所述電力、人力混合動(dòng)力單車的控制方法：判斷單車是否有人力輸入以及單車的行駛速度與設(shè)定的最佳速度之間的大小關(guān)系，如單車無人力輸入且單車的行駛速度大于等于最佳速度，則控制輪轂電機(jī)待機(jī)或啟動(dòng)輪轂電機(jī)的發(fā)電模式；如單車無人力輸入且單車的行駛速度小于最佳速度，則控制輪轂電機(jī)待機(jī)；如單車有人力輸入且單車的行駛速度大于等于最佳速度，則啟動(dòng)單車輪轂電機(jī)的發(fā)電模式；當(dāng)單車有人力輸入且單車的行駛速度小于最佳速度，則啟動(dòng)單車輪轂電機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)模式。

優(yōu)選地，判斷單車是否有人力輸入的方法如下：檢測(cè)單車牙盤是否轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)單車牙轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，表示單車有人力輸入；當(dāng)單車牙盤不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，表示單車無人力輸入。

優(yōu)選地，單車的行駛速度由輪轂電機(jī)固定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與單車車輪周長的乘積計(jì)算。

本發(fā)明的有益效果是：

1、由控制器智能控制切換電力驅(qū)動(dòng)模式和發(fā)電模式，瞬時(shí)的電力驅(qū)動(dòng)到高速狀態(tài)，并在高速狀態(tài)中用長時(shí)間的人力做功發(fā)電來彌補(bǔ)，完善的解決能源補(bǔ)給問題。

2、由控制器智能控制數(shù)據(jù)采集和計(jì)算，根據(jù)要求來提供電力驅(qū)動(dòng)，最大化的節(jié)省能源，降低騎行者的體能消耗，增加騎行行程。

3、由控制器的MOS管來實(shí)現(xiàn)逆變或整流功能，不需要外接逆變或整流設(shè)備，降低了生產(chǎn)成本。

4、由一個(gè)輪轂電機(jī)來實(shí)現(xiàn)電力驅(qū)動(dòng)和發(fā)電兩種模塊，相比于雙電機(jī)來分別實(shí)現(xiàn)兩種模塊，不僅大幅度地提高了其發(fā)電性能，還大幅度降低了能耗和生產(chǎn)成本。

5、由控制器通過電壓升降元件智能控制充電時(shí)的電壓略大于蓄電裝置當(dāng)前電壓，將電磁阻力降低到最低，極大程度地優(yōu)化了充電性能和騎行舒適度。

6、由控制器通過控制電機(jī)相位轉(zhuǎn)換來智能控制發(fā)電功率，極大程度地優(yōu)化了發(fā)電效率和騎行舒適度。

7、由太陽能光伏板作為輔助手段來補(bǔ)給待機(jī)時(shí)的功耗和電能流失以及部分的動(dòng)能消耗。

8、對(duì)于騎行來說，用電能解決了起步和上坡等困難騎行的路段，在電力助力的作用下使踏板的踏頻趨于最佳踏頻狀態(tài)，提高了騎行舒適度的同時(shí)也讓騎行者在克服電磁阻力發(fā)電，起到了鍛煉身體的效果。

9、整套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，極大程度提高了發(fā)電性能、降低了能量損耗，同時(shí)生產(chǎn)成本低，騎行舒適度高，適合大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中輪轂電機(jī)與單車車輪的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的電路原理示意圖；