一種自動追蹤充電的電動汽車及方法
【專利摘要】本發明的自動追蹤充電的電動汽車，包括車體、車輪、驅動系統、制動系統、蓄電池和太陽能板，特征在于：起伏支架的前端或后端鉸接于旋轉支架上，太陽能板的左端或右端鉸接于起伏支架上；第一起伏直線電機的輸出軸固定于起伏支架上，起伏支架上固定有第二起伏直線電機，以驅使太陽能板與太陽對準。本發明的追蹤方法包括：a).驅使直線電機運動；b).確定旋轉支架位置；c).確定起伏支架轉動位置；d).確定太陽能板轉動位置。本發明的電動汽車，通過旋轉電機、第一起伏直線電機、第二起伏直線電機對旋轉支架、起伏支架和太陽能板的驅使，可使得太陽能板正對太陽，實現最大功率的太陽能輸出，而且整個過程無需人工參與，有益效果顯著。
【專利說明】
一種自動追蹤充電的電動汽車及方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種自動追蹤充電的電動汽車及方法，更具體的說，尤其涉及一種太陽能電池板的傾斜角度可自由調節的自動追蹤充電的電動汽車及方法。
【背景技術】
[0002]燃油機動車具有能耗高、環境污染、使用成本高的缺點，其尾氣作為城市污染的主要來源之一，對人體的生命健康具有很大的危害，因此具有綠色環保的純電動汽車收到越來越多人的喜愛。電動汽車在使用過程中，存在續航里程短的缺點，一旦電動汽車的電瓶沒電，需要及時充電才能繼續行駛，然而如果電動汽車在行駛的道路上發生沒電情形，附近又無充電粧的情況下，則需要拖車或拆卸電瓶充電，十分麻煩，影響電動汽車的正常使用。
[0003]太陽能作為一種取之不盡用之不竭的可再生能源，具有分布廣泛、簡單易得的特點，現在已有經光伏太陽能板將太陽能轉化為電能，給電動汽車的蓄電池進行充電的例子。但現有電車上的太陽能板均采用水平或與水平面成固定角度的形式，沒有考慮不同維度和不同季節太陽高度的不同，使得太陽能的利用率低下。
【發明內容】
[0004]本發明為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種自動追蹤充電的電動汽車及方法。
[0005]本發明的自動追蹤充電的電動汽車，包括車體、車輪、驅動系統、制動系統、蓄電池和太陽能板，車輪設置于車體的底部，車體的頂部為頂板，驅動系統用于驅使電動汽車的運行，制動系統實現對電動汽車的制動;其特征在于:所述車體頂板上方設置有旋轉支架和起伏支架，起伏支架位于旋轉支架的上方，太陽能板位于起伏支架的上方;起伏支架的前端或后端鉸接于旋轉支架上，太陽能板的左端或右端鉸接于起伏支架上;車體頂板上固定有限位軸，旋轉支架上固定有與限位軸通過軸承相配合的渦輪，頂板上固定有旋轉電機，旋轉電機的輸出軸上固定有與渦輪相嚙合的蝸桿，以驅使旋轉支架在水平面內轉動;旋轉支架上固定有第一起伏直線電機，第一起伏直線電機的輸出軸固定于起伏支架上，以驅使起伏支架起伏運動，起伏支架上固定有第二起伏直線電機，第二起伏直線電機的輸出軸固定于太陽能板上，以驅使太陽能板起伏運動。
[0006]本發明的自動追蹤充電的電動汽車，包括用于驅使太陽能板自動追蹤太陽的控制電路，控制電路由微控制器及與其相連接的電源模塊和時鐘電路組成，微控制器的輸入端連接有用于檢測太陽能板輸出電流大小的電流傳感器，微控制器通過單獨的電機驅動模塊驅使旋轉電機、第一起伏直線電機和第二起伏直線電機工作。
[0007]本發明的自動追蹤充電的電動汽車，包括手動驅使太陽能板追蹤太陽的手動模式面板，手動模式面板上設置有與微控制器的輸入端相連接的旋轉S1、前傾s2、后傾S3、左傾s4、右傾s5開關。
[0008]本發明的自動追蹤充電的電動汽車，所述電動汽車為三輪車或四輪車。
[0009]本發明的自動追蹤充電的電動汽車，所述驅動系統由電瓶、驅動電機、變速箱、加速踏板組成，制動系統由設置于車輪上的碟剎片、手剎、制動踏板組成；
電動汽車為三輪車時，車體的長、寬、高分別為2450mm、1250mm、1650mm，電瓶采用4塊48V蓄電池，驅動電機的額定功率為800瓦；電動汽車為四輪車時，車體的長、寬、高分別為3200mm、1450mm、1650mm，電瓶采用6塊72V蓄電池，驅動電機的額定功率為1500至2000瓦。
[0010]本發明的自動追蹤充電的電動汽車的追蹤方法，其特別之處在于，通過以下步驟來實現:
a).驅使直線電機運動，在自動充電模式下，微控制器根據第一起伏直線電機、第二起伏直線電機運行完全程所需要的時間，控制第一、第二起伏直線電機運動至行程的一半位置處；
b).確定旋轉支架位置，微控制器驅使旋轉電機轉動一周，并利用電流傳感器周期性地檢測太陽能板輸出的電流大小，在記錄電流值的同時記錄旋轉電機的轉動角度;最后，將旋轉電機運動至具有最大電流值輸出的位置上；
c).確定起伏支架轉動位置，第一起伏直線電機驅使起伏支架運動一個全程，并利用電流傳感器周期性地檢測太陽能板輸出的電流大小，在記錄電流值的同時記錄第一起伏直線電機的運動位置;最后，將第一起伏直線電機運動至具有最大電流值輸出的位置上；
d).確定太陽能板轉動位置，第二起伏直線電機驅使太陽能板運動一個全程，并利用電流傳感器周期性地檢測太陽能板輸出的電流大小，在記錄電流值的同時記錄第二起伏直線電機的運動位置;最后，將第二起伏直線電機運動至具有最大電流值輸出的位置上;此時，太陽能板具有最大電能輸出。
[0011]本發明的有益效果是:本發明的電動汽車，通過設置與車頂轉動連接的旋轉支架、與旋轉支架鉸接的起伏支架，且太陽能板鉸接于起伏支架上，使用過程中，通過旋轉電機、第一起伏直線電機、第二起伏直線電機對旋轉支架、起伏支架和太陽能板的驅使，可使得太陽能板正對太陽，實現最大功率的太陽能輸出，而且整個過程無需人工參與，即可自動完成，有益效果顯著，適于應用推廣。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的自動追蹤充電的電動汽車的結構圖；
圖2為本發明中起伏支架與太陽能板的連接示意圖；
圖3為本發明中旋轉支架和車體頂板的結構示意圖；
圖4為本發明中控制電路的原理圖。
[0013]圖中:I車體，2車輪，3旋轉支架，4起伏支架，5太陽能板，6第一鉸鏈，7第二鉸鏈，8旋轉電機，9第一起伏直線電機，10第二起伏直線電機，11支撐板，12限位軸，13軸承，14渦輪，15蝸桿，16微控制器，17電源模塊，18時鐘電路，19電機驅動模塊，20手動模式面板，21電流傳感器。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
[0015]如圖1所示，給出了本發明的自動追蹤充電的電動汽車的結構圖，所示的電動汽車由車體1、車輪2、旋轉支架3、起伏支架4、太陽能板5、旋轉電機8、第一起伏直線電機9、第二起伏直線電機10、驅動系統、制動系統組成，車體I起固定和支撐作用，車輪2設置于車體I的底端，車輪2的數量為3個或4個，以構成三輪或四輪電車。車體I的頂端為頂板。太陽能板5設置于車體I的上方，用于將太陽能轉化為電能，并存儲至電瓶中。驅動系統由電瓶、驅動電機、變速箱、加速踏板組成，制動系統由設置于車輪上的碟剎片、手剎、制動踏板組成。
[0016]如圖2所示，給出了本發明中起伏支架與太陽能板的連接示意圖，如圖3所示，給出了本發明中旋轉支架和車體頂板的結構示意圖。所示旋轉支架3位于車體頂板的上方，車體頂板的中央固定有限位軸12，旋轉支架3上固定有支撐板11，支撐板11的下表面上固定有渦輪14，渦輪14通過軸承13固定于限位軸12上，以實現旋轉支架3繞限位軸12的轉動。旋轉電機8固定于車體頂板上，旋轉電機8的輸出軸上固定有蝸桿15，蝸桿15與渦輪14相嚙合，以便在旋轉電機8的驅動作用下，驅使旋轉支架3繞限位軸12進行轉動。
[0017]所示的起伏支架3的前端通過多個第一鉸鏈6鉸接于旋轉支架3的前端，第一起伏直線電機9固定于支撐板11上，第一起伏直線電機9的輸出軸固定于起伏支架4上，在第一起伏直線電機9的驅動作用下，驅使起伏支架4繞第一鉸鏈6進行起降。所示的太陽能板5通過多個第二鉸鏈7鉸接于起伏支架4上，第二起伏直線電機10固定于起伏支架4上，第二起伏直線電機10的輸出軸固定于太陽能板5的背面，在第二起伏直線電機10的驅動作用下，可驅使太陽能板5繞第二鉸鏈7進行轉動。
[0018]如圖4所示，給出了本發明中控制電路的原理圖，所示的控制電路用于驅使太陽能板5與太陽自動對準，控制電路由微控制器16及與其相連接的電源模塊17、時鐘電路18、電機驅動模塊19、手動模式面板20和電流傳感器21組成，所示的微控制器16具有采集、運算和控制作用，微控制器16通過電流傳感器21檢測太陽能板5輸出電流的大小，通過不同的電機驅動模塊19驅使旋轉電機8、第二起伏直線電機9、第二起伏直線電機10正反轉運動。
[0019]通常情況下，在控制電路的自動控制下，可實現太陽能板5與太陽的自動對準；同時，還可進行手動控制，手動模式面板20上設置有與微控制器的輸入端相連接的旋轉S1、前傾s2、后傾s3、左傾s4、右傾s5開關，通過按下旋轉Si開關，可驅使旋轉支架3進行旋轉運動，通過按下前傾s2、后傾s3開關，可驅使起伏支架4繞第一鉸鏈6旋轉運動;通過按下左傾s4、右傾s5開關，可驅使太陽能板5繞第二鉸鏈7旋轉運動，進而實現太陽能板5與太陽的對準，實現太陽能的最大利用。
[0020]本發明的自動追蹤充電的電動汽車的追蹤方法，通過以下步驟來實現:
a).驅使直線電機運動，在自動充電模式下，微控制器根據第一起伏直線電機、第二起伏直線電機運行完全程所需要的時間，控制第一、第二起伏直線電機運動至行程的一半位置處；
b).確定旋轉支架位置，微控制器驅使旋轉電機轉動一周，并利用電流傳感器周期性地檢測太陽能板輸出的電流大小，在記錄電流值的同時記錄旋轉電機的轉動角度;最后，將旋轉電機運動至具有最大電流值輸出的位置上；
c).確定起伏支架轉動位置，第一起伏直線電機驅使起伏支架運動一個全程，并利用電流傳感器周期性地檢測太陽能板輸出的電流大小，在記錄電流值的同時記錄第一起伏直線電機的運動位置;最后，將第一起伏直線電機運動至具有最大電流值輸出的位置上；
d).確定太陽能板轉動位置，第二起伏直線電機驅使太陽能板運動一個全程，并利用電流傳感器周期性地檢測太陽能板輸出的電流大小，在記錄電流值的同時記錄第二起伏直線電機的運動位置;最后，將第二起伏直線電機運動至具有最大電流值輸出的位置上;此時，太陽能板具有最大電能輸出。
[0021]當電車為三輪車時，電瓶采用4塊共48V蓄電池為動力源，配置高性能牽引型電瓶。驅動電機采用額定功率為800瓦的直流電機，擁有良好的調速性能，可以在重負載條件下，實現均勻、平滑的無敵調速，且調速范圍較寬。行走電機連接在變速箱上，驅動變速箱，實現變速，同時保護電機，避免被燒壞。采用連接橋，以連接車體前部與后車軸，增加行駛的穩定性;可以調長短，滿載時可減小驅伸，以保護車，延長車的使用壽命。車體的彈簧鋼板采用特殊鋼，具有更高的強度和韌性、物理性能，當路面對輪子的沖擊力傳來時，鋼板產生變形，起到緩沖、減振的作用。
[0022]當電車為四輪車時，電瓶采用6塊共72V蓄電池為動力源，配置高性能牽引型電瓶。驅動電機采用功率為1500-2000?的直流電機，擁有良好的調速性能，可以在重負載條件下，實現均勻、平滑的無敵調速，且調速范圍較寬。行走電機連接在變速箱上，驅動變速箱，實現變速，同時保護電機，避免被燒壞。采用連接橋，以連接車體前部與后車軸，增加行駛的穩定性;可以調長短，滿載時可減小驅伸，以保護車，延長車的使用壽命。車體的彈簧鋼板采用特殊鋼，具有更高的強度和韌性、物理性能，當路面對輪子的沖擊力傳來時，鋼板產生變形，起到緩沖、減振的作用。
【主權項】
1.一種自動追蹤充電的電動汽車，包括車體(I)、車輪(2)、驅動系統、制動系統、蓄電池和太陽能板(5)，車輪設置于車體的底部，車體的頂部為頂板，驅動系統用于驅使電動汽車的運行，制動系統實現對電動汽車的制動;其特征在于:所述車體頂板上方設置有旋轉支架(3)和起伏支架(4)，起伏支架位于旋轉支架的上方，太陽能板位于起伏支架的上方;起伏支架的前端或后端鉸接于旋轉支架上，太陽能板的左端或右端鉸接于起伏支架上;車體頂板上固定有限位軸(12)，旋轉支架上固定有與限位軸通過軸承(13)相配合的渦輪(14)，頂板上固定有旋轉電機(8)，旋轉電機的輸出軸上固定有與渦輪相嚙合的蝸桿(15)，以驅使旋轉支架在水平面內轉動;旋轉支架上固定有第一起伏直線電機(9)，第一起伏直線電機的輸出軸固定于起伏支架上，以驅使起伏支架起伏運動，起伏支架上固定有第二起伏直線電機(10)，第二起伏直線電機的輸出軸固定于太陽能板上，以驅使太陽能板起伏運動。2.根據權利要求1所述的自動追蹤充電的電動汽車，其特征在于:包括用于驅使太陽能板自動追蹤太陽的控制電路，控制電路由微控制器(16 )及與其相連接的電源模塊(17 )和時鐘電路(18)組成，微控制器的輸入端連接有用于檢測太陽能板(5)輸出電流大小的電流傳感器(21)，微控制器通過單獨的電機驅動模塊驅使旋轉電機(8)、第一起伏直線電機(9)和第二起伏直線電機(20)工作。3.根據權利要求2所述的自動追蹤充電的電動汽車，其特征在于:包括手動驅使太陽能板追蹤太陽的手動模式面板(20)，手動模式面板上設置有與微控制器的輸入端相連接的旋轉s 1、前傾s2、后傾s3、左傾s4、右傾s5開關。4.根據權利要求1所述的自動追蹤充電的電動汽車及方法，其特征在于:所述電動汽車為三輪車或四輪車。5.根據權利要求4所述的自動追蹤充電的電動汽車及方法，其特征在于:所述驅動系統由電瓶、驅動電機、變速箱、加速踏板組成，制動系統由設置于車輪(2)上的碟剎片、手剎、制動踏板組成； 電動汽車為三輪車時，車體(I)的長、寬、高分別為2450mm、1250mm、1650mm，電瓶采用4塊48V蓄電池，驅動電機的額定功率為800瓦；電動汽車為四輪車時，車體的長、寬、高分別為3200mm、1450mm、1650mm，電瓶采用6塊72V蓄電池，驅動電機的額定功率為1500至2000瓦。6.—種基于權利要求1所述的自動追蹤充電的電動汽車的追蹤方法，其特征在于，通過以下步驟來實現: a).驅使直線電機運動，在自動充電模式下，微控制器根據第一起伏直線電機、第二起伏直線電機運行完全程所需要的時間，控制第一、第二起伏直線電機運動至行程的一半位置處； b).確定旋轉支架位置，微控制器驅使旋轉電機轉動一周，并利用電流傳感器周期性地檢測太陽能板輸出的電流大小，在記錄電流值的同時記錄旋轉電機的轉動角度;最后，將旋轉電機運動至具有最大電流值輸出的位置上； c).確定起伏支架轉動位置，第一起伏直線電機驅使起伏支架運動一個全程，并利用電流傳感器周期性地檢測太陽能板輸出的電流大小，在記錄電流值的同時記錄第一起伏直線電機的運動位置;最后，將第一起伏直線電機運動至具有最大電流值輸出的位置上； d).確定太陽能板轉動位置，第二起伏直線電機驅使太陽能板運動一個全程，并利用電流傳感器周期性地檢測太陽能板輸出的電流大小，在記錄電流值的同時記錄第二起伏直線電機的運動位置;最后，將第二起伏直線電機運動至具有最大電流值輸出的位置上;此時，太陽能板具有最大電能輸出。
【文檔編號】B60L8/00GK106080250SQ201610620947
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月2日 公開號201610620947.1, CN 106080250 A, CN 106080250A, CN 201610620947, CN-A-106080250, CN106080250 A, CN106080250A, CN201610620947, CN201610620947.1
【發明人】李文海
【申請人】李文海