电力、人力混合动力单车及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电力、人力混合动力单车，包括单车、控制器、助力感应器、轮毂电机、轮毂转速感应器、蓄电装置和太阳能光伏板；所述太阳能光伏板设于单车的车体中部或车筐内或前、后轮护泥板外壳上；所述助力感应器设于单车中轴与牙盘的连接处；所述轮毂电机设于单车前轮或后轮的轮毂处；所述轮毂转速感应器设于轮毂电机的固定转子上；所述控制器和蓄电装置设于单车的车体管件内；所述太阳能光伏板与蓄电装置连接，所述控制器分别连接助力感应器、轮毂转速感应器、轮毂电机和蓄电装置。本发明专利技术还公开了一种电力、人力混合动力单车的控制方法。

Electric power and manpower hybrid vehicle and its control method

The present invention discloses a kind of electric power, human hybrid bicycle, including bicycle, controller, power inductor, hub motor, wheel speed sensor, an electrical storage device and a solar panel; the solar photovoltaic panel is arranged on the bicycle body or central basket or before and after the wheel mud guard board shell; the power connection a bicycle with the tooth disc sensor axis; at the hub of the hub motor is arranged on a bicycle front or rear; the fixed rotor speed sensor is arranged on the wheel hub motor vehicle fittings; the controller and the storage device is arranged on the bicycle; the solar panel and the storage device is connected, the controller is respectively connected with a booster sensor, speed sensor, wheel hub motor and storage device. The invention also discloses a control method of electric power and manpower hybrid power single car.

【技术实现步骤摘要】
电力、人力混合动力单车及其控制方法
本专利技术涉及交通工具领域，特别是一种电力、人力混合动力单车及其控制方法。
技术介绍
电力、人力混合动力单车车身轻巧、设计新颖，是一种新型的、理想的、轻盈的代步工具，可以在锻炼身体的同时尽情享受骑行的乐趣。目前的混合动力单车的主要问题是：1、电力来源主要手段是外置充电，相对于自充电对单车的使用方便性大大降低；2、以小型发电机或太阳能为主的自充电装置效率低下，无法达到电能补充的需求；3、主要以电力驱动为主、弱化了人力驱动，不仅没有达到节能的目的，并且让电力、人力混合动力成为了概念和噱头；4、以人力骑行带动发电机发电，发电功率缺少智能控制，骑行负载重、舒适感低，不适于广泛推广应用。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种电力、人力混合动力单车及其控制方法，该单车以人力驱动为主，电力驱动为辅，根据当前的骑行速度智能控制轮毂电机处于发电模式或者电力驱动模式，不仅节能环保，且实现真正意义上的电力、人力混合，轮毂电机的发电功率采用智能相位控制，骑行负载轻、舒适感好。本专利技术采用的技术方案是：一种电力、人力混合动力单车，包括单车、控制器、助力感应器、轮毂电机、轮毂转速感应器、蓄电装置和太阳能光伏板；所述太阳能光伏板设于单车的车体中部或车筐内或前、后轮护泥板外壳上；所述助力感应器设于单车中轴与牙盘的连接处；所述轮毂电机设于单车前轮或后轮的轮毂处；所述轮毂转速感应器设于轮毂电机的固定转子上；所述控制器和蓄电装置设于单车的车体管件内；所述太阳能光伏板与蓄电装置连接，所述控制器分别连接助力感应器、轮毂转速感应器、轮毂电机和蓄电装置。优选地，所述控制器包括整流/逆变MOS管、电压升降元件和控制芯片。优选地，所述轮毂电机为无刷直流永磁轮毂电机。优选地，所述助力感应器和轮毂转速感应器均为霍尔转速传感器。优选地，所述蓄电装置为锂蓄电池或超级电容。一种如上所述电力、人力混合动力单车的控制方法：判断单车是否有人力输入以及单车的行驶速度与设定的最佳速度之间的大小关系，如单车无人力输入且单车的行驶速度大于等于最佳速度，则控制轮毂电机待机或启动轮毂电机的发电模式；如单车无人力输入且单车的行驶速度小于最佳速度，则控制轮毂电机待机；如单车有人力输入且单车的行驶速度大于等于最佳速度，则启动单车轮毂电机的发电模式；当单车有人力输入且单车的行驶速度小于最佳速度，则启动单车轮毂电机的电力驱动模式。优选地，判断单车是否有人力输入的方法如下：检测单车牙盘是否转动，当单车牙转动时，表示单车有人力输入；当单车牙盘不转动时，表示单车无人力输入。优选地，单车的行驶速度由轮毂电机固定转子的转速与单车车轮周长的乘积计算。本专利技术的有益效果是：1、由控制器智能控制切换电力驱动模式和发电模式，瞬时的电力驱动到高速状态，并在高速状态中用长时间的人力做功发电来弥补，完善的解决能源补给问题。2、由控制器智能控制数据采集和计算，根据要求来提供电力驱动，最大化的节省能源，降低骑行者的体能消耗，增加骑行行程。3、由控制器的MOS管来实现逆变或整流功能，不需要外接逆变或整流设备，降低了生产成本。4、由一个轮毂电机来实现电力驱动和发电两种模块，相比于双电机来分别实现两种模块，不仅大幅度地提高了其发电性能，还大幅度降低了能耗和生产成本。5、由控制器通过电压升降元件智能控制充电时的电压略大于蓄电装置当前电压，将电磁阻力降低到最低，极大程度地优化了充电性能和骑行舒适度。6、由控制器通过控制电机相位转换来智能控制发电功率，极大程度地优化了发电效率和骑行舒适度。7、由太阳能光伏板作为辅助手段来补给待机时的功耗和电能流失以及部分的动能消耗。8、对于骑行来说，用电能解决了起步和上坡等困难骑行的路段，在电力助力的作用下使踏板的踏频趋于最佳踏频状态，提高了骑行舒适度的同时也让骑行者在克服电磁阻力发电，起到了锻炼身体的效果。9、整套系统的设计，极大程度提高了发电性能、降低了能量损耗，同时生产成本低，骑行舒适度高，适合大规模的推广和应用。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图；图2为本专利技术实施例中轮毂电机与单车车轮的结构示意图；图3为本专利技术实施例的电路原理示意图；附图标记：10-单车，11-车轮，20-太阳能光伏板，30-轮毂电机，31-轮毂转速感应器，40-助力感应器，50-控制器，60-蓄电装置。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。实施例如图1、图2、图3所示，一种电力、人力混合动力单车，包括单车10、控制器50、助力感应器40、轮毂电机30、轮毂转速感应器31、蓄电装置60和太阳能光伏板20；所述太阳能光伏板20设于单车10的车体中部或车筐内或前、后轮护泥板外壳上；所述助力感应器40设于单车10中轴与牙盘的连接处；所述轮毂电机30设于单车10前轮或后轮的轮毂处；所述轮毂转速感应器31设于轮毂电机30的固定转子上；所述控制器50和蓄电装置60设于单车10的车体管件内；所述太阳能光伏板20与蓄电装置60连接，所述控制器50分别连接助力感应器40、轮毂转速感应器31、轮毂电机30和蓄电装置60。太阳能光伏板在光照足够的情况下通过光伏发电持续给蓄电装置充电，作为辅助手段弥补蓄电装置的电能损耗。在其中一个实施例中，所述控制器50包括整流/逆变MOS管、电压升降元件和控制芯片。当启动电力驱动的时候，直流电流从蓄电装置中流出，经过控制器的逆变MOS管将直流电逆变成交流电供给轮毂电机进行电力驱动；反之，当启动发电模式的时候，交流电流从轮毂电机中流出，经过控制器的整流MOS管将交流电整流成直流电供给蓄电装置蓄电。由控制器的MOS管实现逆变或整流功能，不需要外接逆变或整流设备，降低了生产成本，而电压升降元件用于将电压适配至适合轮毂电机或蓄电装置的电压范围，控制芯片用于处理所需数据计算以及逻辑计算。在另外一个实施例中，所述轮毂电机30为无刷直流永磁轮毂电机。采用无刷直流永磁轮毂电机，并通过控制器分别智能调节三相线各自的相位转换从而控制发电功率(无刷直流永磁轮毂电机的三相线的相位控制对于本领域的技术人员来说，属于现有技术，在此不做过多叙述)，相比常规的三相发电机发电来说，同样的功率输入，发电效率更高，即发电功率相同的情况下，所需要的输入功率降低，达到了能降低电磁阻力的效果，使得骑行负载轻、舒适感好。在另外一个实施例中，所述助力感应器40和轮毂转速感应器31均为霍尔转速传感器。霍尔式转速传感器属于霍尔式传感器，是利用霍尔效应的原理制成的，利用霍尔效应使位移带动霍尔元件在磁场中运动产生霍尔电热，即把位移信号转换成电热变化信号的传感器。该传感器具有体积小，结构简单，无触点，启动力矩小等特点，使用寿命长，可靠性高，频率特性好，并可进行连续测量，因此，非常适合用于本专利技术中，用来获取脚蹬、曲柄是否有带动牙盘进行人力输入以及轮毂电机的转速等参数。在另外一个实施例中，所述蓄电装置60为锂蓄电池或超级电容。针对本专利技术的电力、人力混合动力单车，还提供了一种控制方法，具体如下：当骑行时，通过脚蹬、曲柄进行人力输入，依次带动中轴、牙盘，助力感应器检测到牙盘转动表示有人力输入，并将感应的信号发送给控制器，控制器接受到助力感应器的信号后，根据轮毂转速感应器获取到的轮毂电机的转速，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力、人力混合动力单车，其特征在于，包括单车、控制器、助力感应器、轮毂电机、轮毂转速感应器、蓄电装置和太阳能光伏板；所述太阳能光伏板设于单车的车体中部或车筐内或前、后轮护泥板外壳上；所述助力感应器设于单车中轴与牙盘的连接处；所述轮毂电机设于单车前轮或后轮的轮毂处；所述轮毂转速感应器设于轮毂电机的固定转子上；所述控制器和蓄电装置设于单车的车体管件内；所述太阳能光伏板与蓄电装置连接，所述控制器分别连接助力感应器、轮毂转速感应器、轮毂电机和蓄电装置。

【技术特征摘要】
1.一种电力、人力混合动力单车，其特征在于，包括单车、控制器、助力感应器、轮毂电机、轮毂转速感应器、蓄电装置和太阳能光伏板；所述太阳能光伏板设于单车的车体中部或车筐内或前、后轮护泥板外壳上；所述助力感应器设于单车中轴与牙盘的连接处；所述轮毂电机设于单车前轮或后轮的轮毂处；所述轮毂转速感应器设于轮毂电机的固定转子上；所述控制器和蓄电装置设于单车的车体管件内；所述太阳能光伏板与蓄电装置连接，所述控制器分别连接助力感应器、轮毂转速感应器、轮毂电机和蓄电装置。2.根据权利要求1所述的电力、人力混合动力单车，其特征在于，所述控制器包括整流/逆变MOS管、电压升降元件和控制芯片。3.根据权利要求1所述的电力、人力混合动力单车，其特征在于，所述轮毂电机为无刷直流永磁轮毂电机。4.根据权利要求1所述的电力、人力混合动力单车，其特征在于，所述助力感应器和轮毂转速感应器均为霍尔转速传感器。5.根据权利要求1所述的电力、人力混...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓彬，
申请(专利权)人：邓彬，
类型：发明
国别省市：四川,51