电动轮椅及其能量回收系统的制作方法

发电;变电;配电装置的制造技术1.本发明涉及电动轮椅技术领域，尤其涉及一种电动轮椅及其能量回收系统。背景技术：2.随着新能源锂电池安全可靠性的提高，相关应用的产品层出不穷，比如电动移位机、电动滑板车以及电动轮椅等，但是现阶段的动力电池的性能仍然存在技术瓶颈，例如，随着动力电池性能的衰退，电动轮椅的续驶里程发生明显的降低，尤其在频繁起步、加速、制动等行驶工况下，电动轮椅能耗增加、续驶里程明显缩短，严重限制了电动轮椅的使用。技术实现要素：3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动轮椅的能量回收系统，能够有效提高电动轮椅的续驶里程。4.本发明的第二个目的在于提出一种电动轮椅。5.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电动轮椅的能量回收系统，包括：动力电池组、超级电容、第一电压转换模块、第二电压转换模块和控制模块，其中，第一电压转换模块与动力电池组、超级电容和驱动电机分别相连，用于将驱动电机输出的交流电转换为直流电给动力电池组或超级电容充电；第二电压转换模块与超级电容和动力电池组分别相连，用于对超级电容输出的直流电进行升降压处理给动力电池组充电；控制模块与第一电压转换模块和第二电压转换模块分别相连，用于根据动力电池组的电量对第一电压转换模块和第二电压转换模块进行控制以进行能量回收。6.根据本发明实施例的电动轮椅的能量回收系统，通过控制模块根据动力电池组的电量，对第一电压转换模块和第二电压转换模块进行控制，以给动力电池或超级电容充电，从而可以实现对电动轮椅的能量回收，进而可以有效提高电动轮椅的续驶里程。7.根据本发明的一个实施例，控制模块在根据动力电池组的电量对第一电压转换模块和第二电压转换模块进行控制以进行能量回收时，具体用于：当动力电池组的电量大于等于第一预设电量时，通过控制第一电压转换模块将驱动电机输出的交流电转换为直流电给超级电容充电，并在动力电池组的电量小于第一预设电量时，通过控制第二电压转换模块将超级电容输出的直流电进行升压处理后给动力电池组充电；当动力电池组的电量小于第一预设电量时，通过控制第一电压转换模块将驱动电机输出的交流电转换为直流电给动力电池组充电。8.根据本发明的一个实施例，第一电压转换模块包括：整流单元，整流单元的输入端与驱动电机相连；第一dcdc变换单元，第一dcdc变换单元的输入端与整流单元的输出端相连，第一dcdc变换单元的输出端与动力电池组和超级电容分别相连。9.根据本发明的一个实施例，第一电压转换模块还包括：第一开关单元，第一开关单元连接在整流单元的输出端与第一dcdc变换单元的输入端之间。10.根据本发明的一个实施例，第二电压转换模块包括：第二dcdc变换单元，第二dcdc变换单元的输入端与超级电容相连，第二dcdc变换单元的输出端与动力电池组相连。11.根据本发明的一个实施例，第二电压转换模块还包括：第二开关单元，第二开关单元连接在超级电容与第二dcdc变换单元的输入端之间。12.根据本发明的一个实施例，动力电池组包括能量管理系统，能量管理系统与控制模块相连，用于获取动力电池组的电量并发送给控制模块。13.根据本发明的一个实施例，能量管理系统和控制模块均包括can通信单元，能量管理系统通过can通信单元发送动力电池组的电量给控制模块。14.根据本发明的一个实施例，上述的电动轮椅的能量回收系统还包括：温度检测模块，温度检测模块设于控制模块内，用于检测控制模块的温度，控制模块还用于根据温度对驱动电机进行控制。15.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电动轮椅，包括如第一方面实施例的能量回收系统。16.根据本发明实施例的电动轮椅，通过上述的能量回收系统，能够有效提高电动轮椅的续驶里程。17.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明18.图1为根据本发明一个实施例的电动轮椅的能量回收系统的结构示意图；19.图2为根据本发明另一个实施例的电动轮椅的能量回收系统的结构示意图；20.图3为根据本发明一个实施例的电动轮椅的结构示意图。具体实施方式21.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。22.下面参考附图描述本发明实施例提出的电动轮椅及其能量回收系统。23.图1为根据本发明一个实施例的电动轮椅的能量回收系统的结构示意图。参考图1所示，该电动轮椅的能量回收系统包括：动力电池组10、超级电容20、第一电压转换模块30、第二电压转换模块40和控制模块50。24.其中，第一电压转换模块30与动力电池组10、超级电容20和驱动电机60分别相连，用于将驱动电机60输出的交流电转换为直流电给动力电池组10或超级电容20充电；第二电压转换模块40与超级电容20和动力电池组10分别相连，用于对超级电容20输出的直流电进行升降压处理给动力电池组10充电；控制模块50与第一电压转换模块30和第二电压转换模块40分别相连，用于根据动力电池组10的电量对第一电压转换模块30和第二电压转换模块40进行控制以进行能量回收。25.需要说明的是，本技术中的能量回收包括制动能量回收以及匀速下坡能量回收等，其中，通过制动能量回收不仅可以避免紧急制动产生电压尖峰损坏电机控制器，而且可以增加电动轮椅的续驶里程；匀速下坡能量回收不仅可以保持电动轮椅安全匀速下坡，避免下坡产生的能量损坏电机控制器及电机，而且可以增加电动轮椅的续驶里程。26.具体来说，在电动轮椅发生刹车制动或下坡行驶的过程中，可进行能量回收，此时驱动电机60(如直流无刷电机)工作在发电状态，驱动电机60中的转子做周期性切割磁感线运动，从而形成感应交流电，该交流电传输至与驱动电机60相连的第一电压转换模块30，控制模块50控制第一电压转换模块30工作，以将驱动电机60输出的感应交流电转换直流电给动力电池组10或超级电容20充电，另外控制模块50还可以控制第二电压转换模块40工作，以将超级电容20的电量传递给动力电池组10，以保证动力电池组10具有充足的电量，这样不仅可以避免紧急制动产生电压尖峰损坏控制模块50，避免下坡产生的能量损坏控制模块50及驱动电机60，以及保证电动轮椅安全匀速下坡，而且能够增加电动轮椅的续驶里程。可以理解的是，本技术中的控制模块50可为电动轮椅中的电机控制器，但其包含有本技术中的控制模块50所具有的功能，以便实现能量回收。27.进一步的，在本发明的一些实施例中，控制模块50在根据动力电池组10的电量对第一电压转换模块30和第二电压转换模块40进行控制以进行能量回收时，具体用于：当动力电池组10的电量大于等于第一预设电量时，通过控制第一电压转换模块30将驱动电机60输出的交流电转换为直流电给超级电容20充电，并在动力电池组10的电量小于第一预设电量时，通过控制第二电压转换模块40将超级电容20输出的直流电进行升压处理后给动力电池组10充电；当动力电池组10的电量小于第一预设电量时，通过控制第一电压转换模块30将驱动电机60输出的交流电转换为直流电给动力电池组10充电。可选的，第一预设电量为动力电池组10所允许的最大电量的90％。28.也就是说，在进行能量回收时，如果动力电池组10的电量充足，控制模块50则控制第一电压转换模块30将驱动电机60产生的能量传输至超级电容20，由超级电容20进行暂存，保证在动力电池组10的电量充足时，也可以进行一定的能量回收，而随着动力电池组10电量的消耗，当动力电池组10的电量降低至一定值时，可将超级电容20中的电能传输至动力电池组10，一方面可以保证动力电池组10在较长工作时间内具有充足的电量，保证电量的稳定性，另一方面可以通过超级电容20继续进行能量回收。而在进行能量回收时，如果动力电池组10的电量已经低于一定值，此时可直接控制第一电压转换模块30将驱动电机60产生的能量传输至动力电池组10，以减少能量通过超级电容20再传输至动力电池组10导致的能量回收损耗大，以及增加第二电压转换模块40的工作时长的问题，而且可以使得动力电池组10能够及时补电。由此，不仅能够实现电动轮椅的能量回收，提高电动轮椅的续驶里程，而且可以回收更多的能量，且能够增加动力电池组的能量稳定时长。29.在本发明的一些实施例中，如图2所示，第一电压转换模块30包括：整流单元31和第一dcdc变换单元32，其中，整流单元31的输入端与驱动电机60相连，第一dcdc变换单元32的输入端与整流单元31的输出端相连，第一dcdc变换单元32的输出端与动力电池组10和超级电容20分别相连。30.具体来说，在该示例中，在进行能量回收时，控制模块50可控制整流单元31将驱动电机60产生的感应交流电整流为直流电并输出至第一dcdc变换单元32，并通过控制第一dcdc变换单元32进行工作，以将该直流电转换为符合超级电容20或动力电池组10所允许的直流电，给超级电容20或动力电池组10充电，从而实现电动轮椅的能量回收。31.进一步的，第一电压转换模块30还可包括：第一开关单元33，第一开关单元33连接在整流单元31的输出端与第一dcdc变换单元32的输入端之间。32.具体来说，在无需进行能量回收时，控制模块50可控制第一dcdc变换单元32停止工作，但是当第一dcdc变换单元32出现异常而不能正常停止时，控制模块50可控制设置在整流单元31的输出端与第一dcdc变换单元32的输入端之间的第一开关单元33处于关闭状态，以在第一dcdc变换单元32出现异常时，能够及时保证回收电路可靠关断。而在需要进行能量回收时，控制模块50控制第一开关单元33处于导通状态，并通过控制第一dcdc变换单元32进行工作，以将该直流电转换为符合超级电容20或动力电池组10所允许的直流电，给超级电容20或动力电池组10充电，从而实现电动轮椅的能量回收。33.在本发明的一些实施例中，如图2所示，第二电压转换模块40包括：第二dcdc变换单元41，第二dcdc变换单元41的输入端与超级电容20相连，第二dcdc变换单元41的输出端与动力电池组10相连。34.具体来说，在该示例中，在进行能量回收时，当需要将超级电容20的能量传输至动力电池组10时，控制模块50可控制第二dcdc变换单元41进行工作，以将超级电容20输出的直流电转换为符合动力电池组10所允许的直流电，给动力电池组10充电，从而一方面给动力电池组10及时补电，保证动力电池组10在长时间内具有较为稳定的电量，另一方面可以使得超级电容10继续进行能量回收。35.进一步的，第二电压转换模块40还可包括：第二开关单元42，第二开关单元42连接在超级电容20与第二dcdc变换单元41的输入端之间。36.具体来说，在进行能量回收时，在无需将超级电容20的能量传输至动力电池组10时，控制模块50可控制第二dcdc变换单元41停止工作，但是当第二dcdc变换单元41出现异常而不能正常停止时，控制模块50可控制设置在超级电容20的输出端与第二dcdc变换单元41的输入端之间的第二开关单元42处于关闭状态，以在第二dcdc变换单元41出现异常时，能够及时保证回收电路可靠关断。而在需要将超级电容20的能量传输至动力电池组10时，控制模块50控制第二开关单元42处于导通状态，并通过控制第二dcdc变换单元41进行工作，以将超级电容20输出的直流电转换为符合动力电池组10所允许的直流电，给动力电池组10充电，从而一方面给动力电池组10及时补电，保证动力电池组10在长时间内具有较为稳定的电量，另一方面可以使得超级电容10继续进行能量回收。37.在本发明的一些实施例中，如图2所示，动力电池组10包括能量管理系统11，能量管理系统11与控制模块50相连，用于获取动力电池组10的电量并发送给控制模块50。38.可选的，能量管理系统11和控制模块50均包括can通信单元，能量管理系统11通过can通信单元发送动力电池组10的电量给控制模块50。39.具体来说，如图2所示，能量管理系统11内置于动力电池组10中，并通过can通信单元与控制模块50相连以实现能量管理系统11与控制模块50的can通信，能量管理模块11获取的动力电池组10的电量通过can通信线发送至控制模块50，控制模块50根据动力电池组10中所剩余电量来选择不同的补电途径。40.在本发明的一些实施例中，如图2所示，上述电动轮椅的能量回收系统还包括：温度检测模块51，温度检测模块51设于控制模块内50，用于检测控制模块50的温度，控制模块50还用于根据温度对驱动电机60进行控制。41.可选的，上述的电动轮椅的能量回收系统还包括报警模块70，报警模块70与控制模块50相连，控制模块50还用于在温度超过预设温度阈值时控制报警模块70发出报警提醒。42.具体来说，温度检测模块51内置于控制模块50中，其被用于检测能量回收系统工作过程中控制模块50的温度，报警模块70直接与控制模块50相连，当温度检测模块51检测到控制模块50的温度超过预设温度阈值时，即在控制模块50的温度过高时，控制模块50会向报警模块70发送信号以控制报警模块70做出相应的报警反应，比如发出报警声音或者振动提醒等等，同时，控制模块50降低驱动电机60的功率，以使控制模块50的内部温度下降，直至温度降低到合理范围。由此，通过温度检测模块51和报警模块70可以实现对控制模块50内部温度的检测与报警，并通过控制模块50在温度较高时降低驱动电机60的功率，从而一方面避免因控制模块50的温度过高而产生危险，另一方面能够保证动力电池组10工作在一个合适的温度范围，有利于提高动力电池组100的供电效率。43.综上所述，根据本发明实施例的电动轮椅的能量回收系统，通过控制模块根据动力电池组的电量，对第一电压转换模块和第二电压转换模块进行控制，以给动力电池或超级电容充电，从而可以实现对电动轮椅的能量回收，进而可以有效提高电动轮椅的续驶里程。44.图3为根据本发明一个实施例的电动轮椅的结构示意图，参考图3所示，该电动轮椅1000包括上述的能量回收系统100。45.根据本发明实施例的电动轮椅，通过上述的能量回收系统，能够有效提高电动轮椅的续驶里程。46.需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。47.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。49.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。51.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!