[發(fā)明專利]一種離網(wǎng)型電動(dòng)自行車換電裝置及其控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111637163.7
• 申請(qǐng)日: 2021-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN114379413A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李海山;陸克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京啟能光科電力有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B60L53/80
• 分類號(hào): B60L53/80;B62J43/20;F03D9/00;F03D9/32;H02J7/00;H02J3/38
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防;周瑩

1.一種離網(wǎng)型電動(dòng)自行車換電裝置，其特征在于，包括電動(dòng)自行車換電電池、太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能電池和直流母線，所述電動(dòng)自行車換電電池上連接有充電控制器，所述太陽能電池板上連接有A最大功率跟蹤控制器，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)上連接有B最大功率跟蹤控制器，所述儲(chǔ)能電池上連接有雙向DC/DC控制器，所述充電控制器、A最大功率跟蹤控制器、B最大功率跟蹤控制器和雙向DC/DC控制器之間通過直流母線相連接，所述電動(dòng)自行車換電電池有多個(gè)且可拆卸，所述儲(chǔ)能電池可拆卸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離網(wǎng)型電動(dòng)自行車換電裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能電池上設(shè)置有雙向DC/DC控制器，所述換電電池上設(shè)置有充電控制器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離網(wǎng)型電動(dòng)自行車換電裝置，其特征在于，所述A最大功率跟蹤控制器為太陽能發(fā)電專用最大功率跟蹤控制器，B最大功率跟蹤控制器為風(fēng)力發(fā)電專用最大功率跟蹤控制器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種離網(wǎng)型電動(dòng)自行車換電裝置，其特征在于，所述離網(wǎng)型電動(dòng)自行車換電裝置的工作模式如下：

當(dāng)所述太陽能電池板或風(fēng)力發(fā)電機(jī)所提供的能量大于等于換電電池和儲(chǔ)能電池所需能量時(shí)，太陽能電池板通過與其相連的A最大功率跟蹤控制器把能量釋放到直流母線；風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過與其相連的B最大功率跟蹤控制器把能量釋放到直流母線。此時(shí)，A最大功率跟蹤控制器工作在直流母線恒壓模式，B最大功率跟蹤控制器工作在輸出限功率模式，或者B最大功率跟蹤控制器工作在直流母線恒壓模式，A最大功率跟蹤控制器工作在輸出限功率模式。如果換電電池能量不足，充電控制器把直流母線的能量儲(chǔ)存到換電電池；如果儲(chǔ)能電池能量不足，雙向DC/DC控制器把直流母線的能量傳遞給儲(chǔ)能電池；如果換電電池和能量充足，A最大功率跟蹤控制器和B最大功率跟蹤控制器僅維持直流母線電壓恒定。

當(dāng)所述太陽能電池板或風(fēng)力發(fā)電機(jī)所提供的能量小于換電電池和儲(chǔ)能電池所需能量時(shí)，太陽能電池板通過與其相連的A最大功率跟蹤控制器把太陽能電池板最大能量釋放到直流母線；風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過與其相連的B最大功率跟蹤控制器把風(fēng)力發(fā)電機(jī)最大能量釋放到直流母線。此時(shí)，A最大功率跟蹤控制器工作在最大功率跟蹤模式，B最大功率跟蹤控制器工作在最大功率跟蹤模式。如果換電電池能量不足，充電控制器把直流母線的能量儲(chǔ)存到換電電池，當(dāng)直流母線電壓大于設(shè)定電壓時(shí)，雙向DC/DC控制器對(duì)儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電并調(diào)節(jié)直流母線電壓恒定；當(dāng)直流母線電壓等于設(shè)定電壓時(shí)，雙向DC/DC控制器對(duì)儲(chǔ)能電池不進(jìn)行充放電調(diào)節(jié)；當(dāng)直流母線電壓小于設(shè)定電壓時(shí)，雙向DC/DC控制器把儲(chǔ)能電池的能量釋放到直流母線，并調(diào)節(jié)直流母線電壓恒定。如果換電電池能量充足，儲(chǔ)能電池能量不足，雙向DC/DC控制器把直流母線的能量傳遞給儲(chǔ)能電池，并維持直流母線電壓恒定。

5.一種離網(wǎng)型電動(dòng)自行車換電裝置的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

當(dāng)所述太陽能電池板或風(fēng)力發(fā)電機(jī)所提供的能量大于等于換電電池和儲(chǔ)能電池所需能量時(shí)，太陽能電池板通過與其相連的A最大功率跟蹤控制器把能量釋放到直流母線；風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過與其相連的B最大功率跟蹤控制器把能量釋放到直流母線。此時(shí)，A最大功率跟蹤控制器工作在直流母線恒壓模式，B最大功率跟蹤控制器工作在輸出限功率模式，或者B最大功率跟蹤控制器工作在直流母線恒壓模式，A最大功率跟蹤控制器工作在輸出限功率模式。如果換電電池能量不足，充電控制器把直流母線的能量儲(chǔ)存到換電電池；如果儲(chǔ)能電池能量不足，雙向DC/DC控制器把直流母線的能量傳遞給儲(chǔ)能電池；如果換電電池和能量充足，A最大功率跟蹤控制器和B最大功率跟蹤控制器僅維持直流母線電壓恒定。

當(dāng)所述太陽能電池板或風(fēng)力發(fā)電機(jī)所提供的能量小于換電電池和儲(chǔ)能電池所需能量時(shí)，太陽能電池板通過與其相連的A最大功率跟蹤控制器把太陽能電池板最大能量釋放到直流母線；風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過與其相連的B最大功率跟蹤控制器把風(fēng)力發(fā)電機(jī)最大能量釋放到直流母線。此時(shí)，A最大功率跟蹤控制器工作在最大功率跟蹤模式，B最大功率跟蹤控制器工作在最大功率跟蹤模式。如果換電電池能量不足，充電控制器把直流母線的能量儲(chǔ)存到換電電池，當(dāng)直流母線電壓大于設(shè)定電壓時(shí)，雙向DC/DC控制器對(duì)儲(chǔ)能電池進(jìn)行充電并調(diào)節(jié)直流母線電壓恒定；當(dāng)直流母線電壓等于設(shè)定電壓時(shí)，雙向DC/DC控制器對(duì)儲(chǔ)能電池不進(jìn)行充放電調(diào)節(jié)；當(dāng)直流母線電壓小于設(shè)定電壓時(shí)，雙向DC/DC控制器把儲(chǔ)能電池的能量釋放到直流母線，并調(diào)節(jié)直流母線電壓恒定。如果換電電池能量充足，儲(chǔ)能電池能量不足，雙向DC/DC控制器把直流母線的能量傳遞給儲(chǔ)能電池，并維持直流母線電壓恒定。