[实用新型]超级电容电动助力自行车

说明书

一、技术领域

本设计超级电容电动助力自行车属电动自行车类。 

二、背景技术

众所周知，电动自行车(俗称电动车)就是传统自行车加装蓄电池和电动机后的普通百姓的座骑。电动车的出现给无汽车族带来方便和享受，但也给环境带来了污染和威胁。成千上万的电动车废弃蓄电池需要妥善处理，对社会不仅是沉重的负担，也是一大难题。因此提高蓄电池寿命，延缓报废，寻求蓄电池特别是铅酸电池的替代品，已成为当今社会，特别是科技界十分关注的课题。 

三、发明内容

鉴于电动自行车在给人们带来方便和享受的同时，也给社会带来大量的蓄电池废弃物需要处理的难题，本设计提供一种既可以提高蓄电池寿命，利于环境保护，又能改善其行车性能，使之更轻松、快速，并且在相同安时数下实现更长的行驶里程的超级电容电动助力车(简称电容助力车)。本设计首次采用超级电容以改善启动性能，并用磷酸铁锂电池替代铅酸电池，具体电路如付图所示。 

付图所示为本电容电动助力车电动机驱动电路原理图。该助力车有一含超级电容的电动机驱动电源电路，该电路由蓄电池E、超级电容C、电动机M、二极管D、限流电阻R、开关K1、K2、K3及逆变器N组成。K1 K2为联控开关，K1常闭，K2常开，K3为单控开关。E、M、C三者呈并联关系；蓄电池E在K1合k2、K3开路时通过R对C充电，又可在K1开K2、K3合时通过N实现E+C对M的联合启动，而在K1、K3开K2合时为C经N对M放电----启动。刹车时，电动机M由电动转为发电的瞬间再生制动能量通过D回收于C中。 

由于传统动力蓄电池在高功率输出、快速充电、宽温范围使用以及寿命等方面很大的局限性，不能满足电动车在启动、加速、爬坡时对功率的需求(大电流放电会损坏电池)；面超级电容因其有储存能量大、充放电速度快、瞬间输出电流大、寿命长等特点，能较好地满足电动车在启动、加速、爬坡时对功率的需求。本电路超级电容C与动力电池E的配合使用可以取长补短，既满足了电动车的启动、加速、爬坡对功率的要求，又避免了大电流放电对电池的伤害，显著延长了电池的使用寿命，也改善电动车的行车性能，能让车子跑得更快，更轻松，所走的里程数更多。 

此外，本设计电路中还设有D，利用D的单向导电性确保车子由电动工作模式转为发电工作模式，使刹车瞬间的再生能量回收于超级电容C中。而且所说电动机的驱动电流为脉冲大电流，它有利于驱动力矩的增加，脉冲电流的波形为锯齿波，它的产生借助于K1、K2、K3不同状态的调整。前已述及，当K1合K2 K3开时为E给C充电；而K1 K3开K2合时，C经K2和N对M放电——驱动，从而实现了E通过C对M的脉冲式驱动；必要时，亦可同时合上K3 K2(K1开)而变C对M的单独驱动为E+C对M的联合驱动，此时的驱动为相对稳态。再者，K1 K2 K3可以手控，也可以根据速度的大小和启动、爬坡的需求自动控制，当然这需要另设的自动控制电路的支持。 

本电容助力车因超级电容的使用改善了电池的工作条件，提高电池寿命，利于环境保护，更改变了整车的启动性能和行使性能。 

四、附图说明

附图为本设计电容助力车的电动机驱动电路原理图。 

五、实施方式 

本设计电容助力车由专门制作的电源电路组件、超级电容、蓄电池，分别组装于电动车车体的设定位置而成。 

本电容电动助力车经研制和试验证明，它能有效地延长蓄电池寿命，有利于环境保护，能大大改善电动车的行车性能，能让车子跑得更快，更轻松，安全，在相同安时数下行驶更多的里程数(如本试验提高原里程数的15％)，有很不错的节能效果。因此本设计电容助力车有较好的社会、经济效益。