专利名称：全速型电动汽车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动汽车，尤其涉及一种双前轮直流电动机直接驱动作为主驱动动力、双后轮直流电动机直接驱动作为辅助驱动动力的四轮驱动的全速型电动汽车。
背景技术：
专利号为99246523、实用新型名称为“电动汽车”的专利，公开了一种电动汽车，属交通工具领域。由车架、转向机构、前轴、前轮、后轮、后轮轴、挡风板、蓄电池、电动机、刹车机构和控制电路组成，两后轮分别安装在处于同一轴线上的两后轮轴上；前轴与车架之间安装有减振弹簧，后轮轴与车架之间安装有减振弹簧和油压减振器；两后轮轴各有一个电动机驱动。其权项为“一种电动汽车由车架、转向机构、前轴、前轮、后轮、后轮轴、挡风板、蓄电池、电动机、刹车机构和控制电路组成，其特征在于挡风板设在车架前端；车架上设有座椅，车身为敞开式的；蓄电池安装在座椅下；两后轮分别安装在处于同一轴线上的两后轮轴上；前轴与车架之间安装有减振弹簧，后轮轴与车架之间安装有减振弹簧和油压减振器；两后轮轴各有一个电动机驱动，转向时通过控制电路可控制两个电动机的运转，实现两后轮差速转动。”专利号为03220253、实用新型名称为“客货两用微型电动汽车”的专利，公开了一种电动汽车，属交通工具领域其由货厢、后桥、直流电动机、车架、蓄电池、座椅、钢板弹簧悬架、制动与驻车系统、前桥、车轮、车身、电器控制系统、转向系组成，其特征为直流电动机轴上的主动链轮通过链条与后桥差速器壳体上的大链轮相连接，以驱动后轮转动。车架后部采用螺栓连接货厢或后排座椅。车身覆盖件全部采用玻璃纤维复合材料。其权项为“客货两用微型电动汽车，其由货厢(1)、后桥(2)、直流电动机(3)、车架(4)、蓄电池(5)、座椅(6)、钢板弹簧悬架(7)、制动与驻车系统(8)、前桥(9)、车轮(10)、车身(11)、电器控制系统(12)、转向系(13)组成，其特征为直流电动机(3)轴上的主动链轮(14)通过链条(15)与后桥差速器壳体上的大链轮(16)相连接，以驱动后轮转动。”专利号为86206640、实用新型名称为“家用微型电动汽车”的专利，公开了一种适合乘坐四人的家用微型电动汽车，以直流电动机及蓄电池为动力源，利用两辆拆去二只发动机、二只座垫、二只方向把的轻骑平行联接，再装上雨篷而成。其权项为“一种家用微型电动汽车，它包括雨蓬、车架、车轮、座椅等，其特征在于(1)汽车下部由二辆轻骑平行联接成，用钢梁(9)及(5)将二辆拆去二只发动机、二只座垫、二只方向把的轻骑平行联接，在钢梁(9)上装有方向把(11)拨叉(10)及钢梁(1)的转向机构，靠方向把一侧的一辆轻骑用直流电动机(12)取代发动机，用一只多级接头开关(2)改变蓄电池的个数或电压而改变直流电动机的转速；2以蓄电池和直流电动机为动力源。”专利号为89212948、实用新型名称为“电动汽车”的专利，公开了一种以蓄电池为能源的电动汽车，后桥有两个直流电机与驱动轮相连，制动系统由钢丝绳，滑轮组和手闸组成，车速调节通过蓄电池与电机通路上的串并联转换开关完成。其权项为“一种电动汽车，具有主梁、前桥、方向盘，其特征是后桥为两组独立动力悬挂，后桥上的两台电动机分别与两个驱动轮相连结，电机固定于驱动支架上，支架与主梁之间有减震机构，电机输出端与驱动轮之间有传动机构相连，电动汽车制动系统由钢丝绳和滑轮组构成，住车手闸与后轮制动滑轮相连，电机与蓄电池之间的通路上接入一个串并联转换开关以控制改变车速。”专利号为01202978、实用新型名称为“电动小汽车”的专利，公开了一种遇到阻力不能前进时能自动倒回的电动小汽车，它是在已有的电源驱动电机旋转，电机通过齿轮传递结构驱动车轮旋转，并且各部件互不独立，电连接采用焊接方式的电动小汽车的电源和电机之间，联接一换向器，小车受到阻力突然停止前进时能立即改变电流方向，使电机反转，小车倒回，并使小车两端的发光二极管交替发光，使车上的乘载物立即转过180°，各个部件相互独立，用螺丝钉固定在一起，电路采用插头插座的方式联接，便于拆卸组装。其权项为“一种电动小汽车靠电源驱动电机旋转，电机通过齿轮传递结构驱动车轮旋转，啦叭、车灯和电机并联，各个部件互不独立，以焊接方式直接电连接，其特征是在电源和电机之间联接一换向器，两端的车灯(发光二极管)和中间的电磁铁转向器与电机并联，齿轮转向器通过电机部分的传导轴与电机衔接，各部件相互独立，用螺丝钉固定在一起，电路采用插头插座的方式联接。”专利号为00205960、实用新型名称为“新型电动汽车”的专利，公开了一种电动汽车，它包括底盘车架、车身、电动机、电池、传动系统，控制及转向系统、车轮、安全及指示系统、电路系统，所述的电池是这样设置的，电池分布在车架两侧，在电池的高度方向上，电池的一半处于车厢内乘客脚踏底板的上边，一半处于所述脚踏底板的下边，而处于脚踏底板上边的电池部分是设置在乘客座椅的下方；在车身两侧放置电池之处设有电池的侧门盖。其权项为“一种电动汽车，它包括底盘车架、车身、电动机、电池、传动系统，控制及转向系统、车轮、安全及指示系统、电路系统，其特征是所述的电池是这样设置的，电池分布在车架两侧，在电池的高度方向上，电池的一半处于车厢内乘客脚踏底板的上边，一半处于所述脚踏底板的下边，而处于脚踏底板上边的电池部分是设置在乘客座椅的下方；在车身两侧放置电池之处设有电池的侧门盖。”专利号为93209917、实用新型名称为“电动汽车”的专利，公开了一种电动汽车，包括一分离式电瓶拖车，连在一般电动汽车后，承载沉重的电瓶，以减轻车的重量，增进车的性能；多个小型交流发电机，设有车轮近侧，一轮一机，借车轮转动发电，供电路系统及电瓶充电之用，使车延长行驶路程；兼有“后置电动机后轮驱动”和“前后置电动机四轮驱动”两种形式，供大小车辆采用；一安全气囊，放在车的前部，撞车时可保护驾驶人；还设有两片式车前覆盖片，其下片可在上片下向内侧滑动，撞车时可免受损。其权项为“一种电动汽车，包括底盘及车身、电动机、电瓶、传动系统、控制及转向系统、悬吊系统、车轮、安全及指示系统与电路系统，其特征在于，还包括一分离式电瓶拖车，连接在汽车主体之后，承载该车所需的所有电瓶；多个小型交流发电机，装置在车轮近侧，一轮一机，借车轮转动而发电，以供所述电路系统及电瓶充电所需；兼有“后置电动机后轮驱动”和“前后置电动机四轮驱动”两种型式；一安全气囊，放置在车的最前部；以及一两片式车前覆盖片，由上下两片组成，下片可在上片下向内侧滑动。”专利号为93238657、实用新型名称为“电动汽车”的专利，公开了一种电动汽车，包括汽车行走部分、变速箱总成、离合器总成，工作电瓶及线路，动力电机及动力蓄电池。其特征在于有两组或两组以上性能相同的动力蓄电池组；联系于控制踏板的状态开关通过开关元件控制动力蓄电池组的并联或串联输出，在变速箱总成动力输出轴处，设置增速传动轮对，高速轮连接一发电机。其权项为“电动汽车，包括汽车行走部分，变速箱总成，离合器总成，工作电瓶及线路，动力电机及动力蓄电池，其特征在于a.有两组或两组以上性能相同的动力蓄电池组，联系于控制踏板的状态开关连接于控制动力蓄电池组的并联或串联输出的开关元件，开关元件连接于动力蓄电池组；b.在变速箱总成动力输出轴处设置增速传动轮对，高速轮连接一发电机。”专利号为90216644、实用新型名称为“电动微型客车”的专利，公开了一种微型电动客车，由底盘、车架、车壳、车轮和驱动机构等部件组成。其特点在于用装于车内的蓄电池组供给电能，直接驱动分别装于两个后车轮轮毂的两个永磁直流电动机，并采用晶闸管脉冲调速电路对电动机调速而省却减速、差速机械传动机构，车辆前部装有小型汽油发电机可在行驶途中对蓄电池充电和供给电机电能。转向灯则为深暗色背景下的多个发光二极管群构成。车体小巧、结构简单、噪音小、成本低、耗电省、使用安全方便。其权项为“一种电动微型客车，包括有底盘、车架、车壳、车轮、驱动机构，其特征在于(1)在两个驱动后轮的轮毂上分别安装有由于装于车内的蓄电池组供给电能，并采用晶闸管脉冲调速电路调速的两个永磁直流电动机，用于分别直接驱动后轮；(2)在车辆的前部装有一台能在行驶途中对蓄电池组充电的小型汽油发电机组；(3)转向标志灯是用深暗色背景下的多个发光二极管构成的。”专利号为03219325、实用新型名称为“电动家用轿车”的专利，公开了一种电动家用轿车，属机械制造领域。关键的技术是焊制电瓶箱和电瓶箱槽；车外充电备换，不用长时间停车充电。该车的技术特征是车厢前、后各有一个可掀起的盖，盖下车架上各置一个电瓶箱槽，焊制电瓶箱数只，充好电，除车上装两个外，其余备用。后轴上装主、副两个电动机，以齿轮传动，驱动车辆。主、副两台电动机通过电路控制器，分别连接两个电瓶箱形成两个驱动系统，一般主、副两个驱动系统可依次使用，需要大功率时可用双系统驱动。其用途在于替代燃油轿车，满足能源和环保的要求。其权项为“电动家用轿车，以蓄电瓶供电，其特征是其车厢前、后部各有个可掀起的盖(1)，盖下车架相应位置、各有一个可置放电瓶箱(3)的电瓶箱槽(2)。”专利号为02254534、实用新型名称为“使用蓄电池集装箱的电动汽车”的专利，公开了一种使用蓄电池集装箱的电动汽车，由电动汽车车身、电动汽车车身上蓄电池集装箱放置仓、蓄电池集装箱、电动汽车上驱动电动机结合构成，蓄电池集装箱由叉车叉装或吊车吊装或集装箱搬运车搬运快速更换。其权项为“一种使用蓄电池集装箱的电动汽车，由前轮、后轮、车身、电动机、蓄电池组、车身上的蓄电池放置仓、电动机调速控制器、电动汽车转向机构、刹车机构结合构成，其特征在于蓄电池组安装放置在蓄电池集装箱内，蓄电池集装箱放置在车身上的蓄电池放置仓内或车身外的蓄电池集装箱放置仓架上，蓄电池集装箱与车上的调速控制器之间通过可快速接通与分离的插座一插头结构连接，电动机安装在车身底盘上或车轮轮轴上或轮毂上。”发明内容本实用新型的目的是提供一种采用双前轮电动机直接驱动作为主驱动动力及双后轮电动机直接驱动作为辅助驱动动力的四轮驱动、轮毂与电机一体化技术、无机械传动的全速型电动汽车。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种全速型电动汽车，包括车架、车身、转向机构、制动机构、直流电动机和蓄电池；车架的前端安装有两个前轮；车架的后端安装有后轴，后轴的两端安装有两个后轮；其特征在于两个前轮为主驱动轮，每个前轮分别由一个直流电动机直接驱动，每个前轮的轮毂与直流电动机为一体化结构；两个后轮为辅助驱动轮，每个后轮分别由一个直流电动机直接驱动，每个后轮的轮毂与直流电动机为一体化结构；还包括直流电动机控制器，直流电动机控制器控制四个车轮上的直流电动机。
根据所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的直流电动机为无刷直流电动机。
根据所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的两个前轮上的直流电动机为高额定转速的直流电动机，所述的两个后轮上的直流电动机为低额定转速的直流电动机。
根据所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的两个前轮上的直流电动机为高额定转速的无刷直流电动机，所述的两个后轮上的直流电动机为低额定转速的无刷直流电动机。
根据所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的车架的前端安装有前轮支承架总成、阻尼式拉杆及支座总成，车架上通过前减震器支承架连接有前轮双向作用筒式减震器总成，前轮双向作用筒式减震器总成连接着羊角轴连接座总成，羊角轴连接座总成上连接有两个羊角轴，在两个羊角轴上安装有所述的两个前轮。
根据所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的后轴通过后轮阻尼减震支承拉杆总成、后轮双向作用筒式减震器总成连接在车架上，后轴的两端安装有两个后轮，后轮双向作用筒式减震器总成通过后减震器支承架连接在车架上。
根据所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的后轮连接在后轴上的结构，采用钢板弹簧减震结构。
根据所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的直流电动机控制器分别同时控制四个电动机的工作；控制两前轮左、右轮电动机的时钟信号，相差1/2周期，控制两后轮左、右轮电动机的时钟信号，相差1/2周期；控制前、后轮的左轮的电动机的时钟信号，相差1/4周期，控制前、后轮的右轮的电动机的时钟信号，相差1/4周期。
根据所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的直流电动机控制器包括电动机正反转转换控制电路，其三个相序控制信号输入端分别与一异或门集成电路连接，转换开关K也与异或门集成电路连接，异或门集成电路的输出端输出三个换相控制信号，控制无刷直流电动机正反转。
本实用新型的优点效果1、本实用新型采用双前轮电动机直接驱动作为主驱动动力及双后轮电动机直接驱动作为辅助驱动动力、轮毂与电机一体化技术，能实现电子自动差速器功能，无机械传动，减少了由齿轮变速传动的效率损耗，并使维护保养费用降低；直流电动机控制器为了适应不同的工况要求，能够自动并智能化的使前后轮直流电动机工作在不同的工况下，并能自动及智能化的使在低速和倒车时，后轮直流电动机作为主驱动动力，在高速下前轮直流电动机作为主驱动动力；采用无级变速，能量利用率高，机械效率高了约23％；当在正常行驶下采用前轮驱动时，驱动力矩将产生使机体重量具有减轻的效应，使重量相当于减轻了约9％，致使阻力减小约9％，将使能耗减小，机械效率提高了约18％；这就将使本实用新型的机械效率提高了约36.9％。
2、电动汽车具备低噪声、零排放和综合利用能源等优点。作为民用(家庭)交通工具，低成本、高性能。
3、以蓄电池直流电为能源，环保型产品。每组180Ah108V蓄电池充一次电的续驶里程大于200km，百公里耗电约15度。最大爬坡能力不小于30％。低速性能及高速性能都良好。
4、倒车功能良好，前进与倒车的转换开关由数字信号弱电控制，操纵灵活可靠。
5、电源通断程序经过两次不同的连续动作(开关)，才能完成从“电源切断”到“可行驶”状态；“电源切断”，驱动系统关闭，车辆无主动的行驶。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的A向、四个车轮水平放置时的示意图。
图3为图2的局部俯视示意图。
图4为本实用新型的车架结构示意图。
图5为本实用新型的转向运动学示意图。
图6为本实用新型中的无刷直流电动机正反转转换控制电路原理图。
附图中1、前轮；2、车架；3、前轮支承架总成；4、阻尼式拉杆及支座总成；5、前减震器支承架；6、转向器总成；7、直流电动机控制器；8、电源及控制开关；9、总线控制开关总成；10、刹车与调速总成；11、蓄电池；12、后轮；13、车座；14、后减震器支承架；15、后轮双向作用筒式减震器总成；16、后轮阻尼减震支承拉杆总成；17、前轮双向作用筒式减震器总成；18、羊角轴连接座总成；19、羊角轴；20、羊角轴连接立轴；21、转向拉杆总成；22、转向梯形臂。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
本实用新型的设计原理
本实用新型以蓄电池组直流电为能源，采用双前轮直流电动机直接驱动作为主驱动动力及双后轮直流电动机直接驱动作为辅助驱动动力、轮毂与电机一体化技术，直流电动机可采用无刷直流电动机，无机械传动，能实现电子自动差速器功能。
1、转向系统是用来控制车辆的行驶方向的。为了使车辆转向，必须在车辆上造成一个与转弯方向一致的转向力矩。产生转向力矩的方法基本上有两种利用地面对导向轮产生的侧向力；改变两侧驱动轮上的驱动力的大小和方向。本实用新型采用昌河车等微型车的“利用地面对导向轮产生的侧向力”的转向方式，采用方向盘式齿条连杆式转向器，技术成熟可靠。
2、前轮定位(1)前轮前束轮子在中立位置时，两轮子后面与前面最外端之间距离之差。
本实用新型采用二轮转向，转向时要求轮子对机体不作偏转，靠两侧驱动轮扭矩不等实现转向。转向的基本要求是，各轮子作纯滚动而无滑动，因此转向时的二个必须条件是①转向时所有各轮子都能自由地绕轮轴以不同的角速度旋转；外侧轮子比内侧轮子所走的路程要长，其转速高，称为快速侧；内侧轮子走的路程短些，转速应慢些，称为慢速侧。
如图5所示，设本实用新型的转向半径为R，前轮轮距为B，快速侧和慢速侧后轮的角速度为ω2和ω1，则其关系式为ω2ω1=R+0.5BR-0.5B]]>因本实用新型的二后轮为辅助驱动轮，只是在低速、大负荷时起到驱动轮的作用，在行驶时基本上相当于从动轮，各轮在轮轴上能自由转动，可满足不同转速的要求；而二前轮为主动轮，各轮分别由不同的电动机及控制器作用，有自动差速器的功能，并兼有差速锁的功能，因此，二前轮也能满足不同转速的要求。
②转向时所有各轮轴心速度矢量的垂线应通过垂直于水平面的同一轴线。
转向是从直线行驶状态(R＝∞)逐步过渡到以某一转向半径R转向的，在R＝∞转变为某定值的过程中，转向半径的大小，因转向轴线的位置而时刻在变动，所以这一轴线称为瞬时轴线。按照第二个要求，慢速侧前轮的转角α必须大于快速侧前轮的转角β。
转向时前轮偏转不同角度的要求可以用各种不同的转向机构来实现。其中转向梯形和用双拉杆机构是结构简单、工作可靠的形式，本实用新型采用的是转向梯形结构。
前束量一般选在1.5～12mm，本实用新型选择了5mm左右的前束量。前束可用改变转向梯形的横拉杆长度来调整。
(2)内倾角立轴的上端向里倾斜的角度。内倾角的目的是，使前轮稳定在中立位置，偶尔偏离中立位置或转向结束时使前轮有自动回到中立位置的作用。因为立轴内倾，前轮偏转时会将机体抬高，被抬高了的前桥在车辆重量的作用下，随时都有下落到最低位置即稳定位置的趋势，也就是有使前轮回到原来中立位置的趋势。这时轮子的中立位置与稳定位置是重合的。立轴内倾有利于轮子的稳定，即有利于车辆的直线行驶稳定性，但转向时有些费力。内倾角一般选取3～9°角，本实用新型的内倾角选为5°左右。
(3)后倾角转向节立轴的上端向后倾斜一个角度。其目的是，使前轮偏转后有自动回到中立位置的作用。前轮偶有偏转时，在前轮支承面的中心处就受到路面的反作用力的作用，产生一个使轮子回到中立位置的力矩，使轮子回位。即内轮回正，外轮稳定。后倾角越大，侧反力矩迫使轮子回位，产生幌头现象越强烈。所以，一般选取0～5°角。本实用新型选取了不超过2度角。
(4)前轮外倾角前轮上端向外倾斜一个角度。前轮外倾后，地面对车轮的垂直反力的轴向分力指向前轮轴的根部，使前轮始终压向内端大轴承，抵消前轮在转向或横坡上时所承受的向外的部分轴向分力，减轻了外端小轴承的负荷，减少前轮脱落的危险。
外倾角增加，转向阻力臂减少，有利于转向轻便，但不利于轮子的稳定。外倾角选在2°左右。
3、制动系统制动系由制动器和操纵机构两部分组成。功能是使行驶的车辆减速，并迅速停车，且保证车辆能停在一定的坡度上。
制动器的结构本实用新型采用的是简单式双蹄制动器，采用的是固定凸轮式。这种制动器，结构简单、操作力小、散热良好，但磨损不均匀。
操纵机构本实用新型采用液压式的操纵机构。
4、电动机动力系统(1)电动机系统动力性能本实用新型设计时速不超过80km/h，可选用4个1Kw共4Kw的无刷直流电动机，电动机的最大功率共6kw时转速为850r/min。电动机为无刷直流电动机。后轮电动机的额定转速为250r/min左右。
行驶通过能力经过路面试验，各种路况都能正常行驶，最大行驶爬坡不小于30％，起步最大爬坡能力不小于25％。
(2)控制器系统(控制电路部分)采用4Kw无刷直流电动机控制器，能实现单独控制各电动机；能实现自动控制各电动机工作在相应的额定转速下，使机车全速性能良好。
无刷直流电动机控制器可选用已有的专为该种车用的无刷直流电动机的控制器，如“协洋牌无刷直流电动机控制器”等。
控制器具有限流保护功能，每电动机的限流值为15～18A，总限流值为60～75A。
5、车架由于本实用新型的设计最高时速不超过80Km/h，设计最大输出功率为不超过6KW，因此，在保证稳定性、安全性的前提下以减轻整车重量为切入点，车架简单而牢固、可靠。
6、行走装置采用双前轮电动机直接驱动作为主驱动动力及双后轮电动机直接驱动作为辅助驱动动力、采用轮毂与电机一体化技术、电动机是额定电压为108V的无刷直流电动机，无机械传动，采用无级变速。电动汽车转向时，由于两个前轮受转向阻力的不同，分别改变两个驱动电动机的转速，能实现电子自动差速器功能。以后轮制动为主，四轮采用双向作用筒式减震器减震。
本实用新型在正常行驶下双前轮驱动的优点双前轮驱动比后轮驱动时驱动力大，效率高，使电动车的后轴重量减小了约9％，阻力也相应减小了9％，电机的效率相当于增加了9％。相当于整车的效率提高了18％。
7、本实用新型的技术特征(1)双前轮电动机作为主驱动，轮毂与电机一体化，无机械传动、效率高。
本实用新型是采用双前轮电动机作为主驱动，每个前轮分别由一个高额定转速的无刷直流电动机直接驱动，轮毂与电机一体化技术，无机械传动，能量利用率高，机械效率高。当采用传统机械传动时，圆柱齿轮传动的效率约为0.95，圆锥齿轮传动的效率约为0.93，差速器的传动效率约为0.8，再加上一级链传动，链传动的效率约为0.95～0.98，总的传动效率约为0.77。这样，采用电动机直接驱动时，如果需要4Kw的功率，而有机械传动方式时的驱动则要4kw÷0.77＝5.2kw的功率。当采用后轮驱动时，驱动力矩将产生使机体增重的效应，使重量增加了约9％，致使阻力变大约9％，将消耗更大的能量；当采用前轮驱动时，驱动力矩将产生使机体重量具有减轻的效应，使重量相当于减轻了约9％，致使阻力减小约9％，将使能耗减小；这就将使本实用新型的机械效率提高了约18％；因此，后轮驱动机械传动方式要比本实用新型的效率降低了36.9％。这样，本实用新型的4kw的功率相当于后轮机械传动时大于6.32kw以上的功率。
(2)双后轮电动机作为辅助驱动，轮毂与电机一体化技术两个后轮为辅助驱动轮，每个后轮分别由一个低额定转速的无刷直流电动机直接驱动，每个后轮的轮毂与直流电动机为一体化结构。在正常行驶时，后轮处于微驱动状态，其驱动力只是用于减少阻力、提高机械效率；只是在倒车、起步及低速下作为主驱动轮。这样，可以解决机车的低速性能，提高了上坡能力。
(3)无刷直流电动机正反转转换控制电路作为动力源的电动机，选用的是4个1Kw～1.5Kw共4～6kw的无刷直流电动机。与其配套的控制器，能使电动机具有正反转的功能，实现车辆的前进与倒车功能。本实用新型使用的无刷直流电机，是三相电机Y联结方式，采取两两通电方式，每一瞬时有两个功率管导通，每隔1/6周期(60°电角度)，换相一次，每次换相一个功率管，每一功率管通电120°电角度。各功率管的导通由位置传感器(开关型霍尔元件集成电路)的输出信号控制。对于无刷直流电动机只有在控制器的控制下才能运转。
对于一般三相电动机，只要改换任意二相，就能实现电动机的反转；在一般的直流电动机运行过程中，只要改变磁场方向或改变电枢电压的极性，均可改变其转向。但无刷直流电动机，磁通量由永磁钢产生，无法改变方向，只要改变定子绕组的换相次序就能改变其转动方向。只要把三个控制信号取反就能实现正反转的问题。
要把三个相序控制信号取反，只要加上一个异或门集成电路，输出三个换向控制信号、或更改程序，都能完成无刷直流电动机正反转的功能。
无刷直流电动机正反转转换控制电路原理如图6所示，开关K是正反转转换电路的开关，当K-A接通即接到低电平，即地电位，Ha2＝Ha1，Hb2＝Hb1，Hc2＝Hc1，无刷直流电动机正转；当K-B接通即接到高电平，即+5V的电压时，Ha2＝-Ha1，Hb2＝-Hb1，Hc2＝-Hc1，即信号取反，无刷直流电动机反转，这样，电动车就能倒车。
(3)上坡起步及低速行驶问题后轮的低额定转速无刷直流电动机的低速特性良好，在起步时，能达到增大扭矩的功能，使上坡起步坡度＞25％。
本实用新型，为了适应不同转速的要求，能够自动并智能化的使电动机工作在不同的额定转速下，并能自动及智能化的使在低速和倒车时，后轮电动机作为主驱动动力，在高速下前轮电动机作为主驱动动力。
(4)自动差速器的功能。
本实用新型是采用轮毂与电机一体化技术，双前轮电机驱动，电机与其配套的控制器都是独立工作，也就是，电机的转速互不影响，这满足差速的必要条件。
电机的转子在旋转时，在磁场中会产生反电动势，输出转矩，当驱动轮的转速不一致时，低速轮的反电动势低，则电流变大，输出转矩也增大，将使轮子加速；高速轮的反电动势高，则电流变小，输出转矩也减小，将使轮子减速；最终使二驱动轮转速一致或达到要求转速，这满足差速的充分条件。
因此，本实用新型具备自动差速器功能的充要条件，所以，具有自动差速功能。
8、装配关系本实用新型如图1、图2、图3所示，包括车架2、车身、转向机构、制动机构、直流电动机、蓄电池和控制电路；两个前轮1为主驱动轮，两个后轮12为辅助驱动轮，每个车轮分别由一个直流电动机直接驱动，每个车轮的轮毂与直流电动机为一体化结构。
车架如图4所示。车架2由60×40的方管焊接而成。
本实用新型的前轮支承架总成3与前轮1的连接方式车架2的前端安装有前轮支承架总成3、阻尼式拉杆及支座总成4，车架2上通过前减震器支承架5连接有前轮双向作用筒式减震器总成17，前轮双向作用筒式减震器总成17连接着羊角轴连接座总成18，羊角轴连接座总成18上连接有两个羊角轴19，在两个羊角轴19上安装有两个前轮1。
后轮与后轴有二种连接方式(一)车架的后端安装有后轴，后轴的两端安装有两个后轮12，后轴通过后轮阻尼减震支承拉杆总成16、后轮双向作用筒式减震器总成15连接在车架2上，后轮双向作用筒式减震器总成15通过后减震器支承架14连接在车架2上。
(二)由一根后轴、二个后从动轮及蹄式制动系统组成，通过弹簧钢板联接在车架2上。
转向机构如图1、图2、图3所示，包括方向盘、转向拉杆总成21、转向梯形臂22、转向器总成6等，为已有常规技术。转向机构可采用昌河车等微型车的“利用地面对导向轮产生的侧向力”的转向方式，采用方向盘式齿条连杆式转向器，技术成熟可靠。
制动机构如图1所示，刹车与调速总成10是，刹车系统是，制动机构采用的是已有的微型车的液压式双蹄制动器。这种制动器，结构简单、操作力小、散热良好。由踏板连杆液压油刹车泵总成，通过油路连接各个刹车分泵，由分泵操纵刹车蹄完成刹车功能，为已有常规技术，技术成熟可靠。调速系统是，踏板连接霍尔传感器，产生1.1-4.2V的直流电压，踏板的不同位置对应着不同的直流电压，完成调速功能。踏板连接刹车开关，此开关是常闭开关，在没有踩刹车时，刹车开关被压而断开，当踩刹车时，则放开刹车开关使其闭合，刹车开关连接24V电压信号，此信号通过刹车开关导通可使控制器断电，并可使刹车灯亮。
电动机及电动机控制系统如图1所示，包括无刷直流电动机、直流电动机控制器7、电源及控制开关8、总线控制开关总成9，直流电动机控制器7可采用无刷直流电动机控制器。电机系统主要由无刷直流电动机及直流电动机控制器组成。直流电动机控制器可采用已有的产品制作，如“协洋牌无刷直流电动机控制器”等。本实用新型采用车轮轮毂与电机一体化技术，各电动机分别由一个独立或是一体但功能独立的直流电动机控制器控制，各控制器的调速信号并联后由同一个霍尔集成电路控制，而霍尔集成电路的输出电压是1.1～4.2V之间，这个电压与一定频率的斜坡电压相比较，来控制输出电压的导通、关断的占空比，来调节输出电压而起到调速的功能。直流电动机控制器各个控制器的倒车转换开关并联后通过双向开关相连，当信号是数字信号的电源电压即5V时为倒车，当信号接地时即0V电压是前进。
直流电动机控制器可以是一个分别同时控制四个电动机的控制器，控制二前轮左、右轮电动机的时钟信号，相差1/2周期，控制二后轮左、右轮电动机的时钟信号，相差1/2周期；控制前、后轮的左轮的电动机的时钟信号，相差1/4周期，控制前、后轮的右轮的电动机的时钟信号，相差1/4周期。
灯光电路24V各种车灯及雨刮器、电喇叭等电器设备，使用120V～90V至24V的电压转换器，额定输出电流为20A。
权利要求1.一种全速型电动汽车，包括车架(2)、车身、转向机构、制动机构、直流电动机和蓄电池；车架(2)的前端安装有两个前轮(1)；车架(2)的后端安装有后轴，后轴的两端安装有两个后轮(12)；其特征在于两个前轮为主驱动轮，每个前轮分别由一个直流电动机直接驱动，每个前轮的轮毂与直流电动机为一体化结构；两个后轮为辅助驱动轮，每个后轮分别由一个直流电动机直接驱动，每个后轮的轮毂与直流电动机为一体化结构；还包括直流电动机控制器，直流电动机控制器控制四个车轮上的直流电动机。
2.根据权利要求1所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的直流电动机为无刷直流电动机。
3.根据权利要求1所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的两个前轮上的直流电动机为高额定转速的直流电动机，所述的两个后轮上的直流电动机为低额定转速的直流电动机。
4.根据权利要求3所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的两个前轮上的直流电动机为高额定转速的无刷直流电动机，所述的两个后轮上的直流电动机为低额定转速的无刷直流电动机。
5.根据权利要求1所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的车架(2)的前端安装有前轮支承架总成(3)、阻尼式拉杆及支座总成(4)，车架(2)上通过前减震器支承架(5)连接有前轮双向作用筒式减震器总成(17)，前轮双向作用筒式减震器总成(17)连接着羊角轴连接座总成(18)，羊角轴连接座总成(18)上连接有两个羊角轴(19)，在两个羊角轴(19)上安装有所述的两个前轮(1)。
6.根据权利要求1所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的后轴通过后轮阻尼减震支承拉杆总成(16)、后轮双向作用筒式减震器总成(15)连接在车架(2)上，后轴的两端安装有两个后轮(12)，后轮双向作用筒式减震器总成(15)通过后减震器支承架(14)连接在车架(2)上。
7.根据权利要求1所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的后轮(12)连接在后轴上的结构，采用钢板弹簧减震结构。
8.根据权利要求1所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的直流电动机控制器分别同时控制四个电动机的工作；控制两前轮左、右轮电动机的时钟信号，相差1/2周期，控制两后轮左、右轮电动机的时钟信号，相差1/2周期；控制前、后轮的左轮的电动机的时钟信号，相差1/4周期，控制前、后轮的右轮的电动机的时钟信号，相差1/4周期。
9.根据权利要求1所述的全速型电动汽车，其特征在于所述的直流电动机控制器包括电动机正反转转换控制电路，其三个相序控制信号输入端分别与一异或门集成电路连接，转换开关K也与异或门集成电路连接，异或门集成电路的输出端输出三个换相控制信号，控制无刷直流电动机正反转。
专利摘要一种全速型电动汽车，包括车架、车身、转向机构、制动机构、直流电动机和蓄电池和直流电动机控制器；两个前轮为主驱动轮，两个后轮为辅助驱动轮，轮毂与直流电动机为一体化结构。每个前轮分别由一个高额定转速的无刷直流电动机直接驱动，每个后轮分别由一个低额定转速的无刷直流电动机直接驱动。直流电动机控制器控制四个车轮上的直流电动机。本实用新型前轮为主驱动轮，后轮为辅助驱动轮，轮毂与电机一体化，无机械传动、机械效率提高了约36.9％，能实现电子自动差速器功能。在正常行驶时，后轮处于微驱动状态，其驱动力只是用于减少阻力、提高机械效率；只是在倒车、起步及低速下作为主驱动轮。这样，可以解决机车的低速性能，提高了上坡能力。
文档编号B60K1/02GK2863536SQ20062008094
公开日2007年1月31日 申请日期2006年2月14日 优先权日2006年2月14日
发明者刘宗锋 申请人:刘宗锋