专利名称：多源混合驱动电动车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动车，尤其是一种既能电力驱动，又能通过小型发动机直 接驱动或通过小型发动机带动发电机充电驱动的多源电动车，具体地说是一种多源混合驱 动电动车。
背景技术：
众所周知，电动汽车是一种低噪音、零排放、零污染，单位里程耗费低的交通工具， 在石油价格高涨、环保日益受到重视的今天，理应受到前所未有的欢迎。然而，由于纯电动 车的电池重量很重，性价比不高，且一般要有遍布各地的充电站支持。而受资金成本和需 求不足的限制，社会充电站一时不可能普及，行驶外出的电动车一旦电池容量不足则寸步 难行，无疑极大地影响了纯电动车的推广。此外，一般纯电动车在电池储能非足够大的情 况下，其动力性能如最高车速、加速性能及爬坡能力方面无法与普通汽车相比，因而，各国 先后研制了混合动力电动车，用发动机提供车辆主要动力，电池组提供加速、爬坡的辅助动 力，以避免上述纯电动车的不足，比传统汽车降低部分燃油消耗和污染排放。然而，此举毕 竟没有充分发挥电动车的长处，仍需然消耗大量石油燃料，在污染环境方面改善不多，这对 地球气候和城市环境的影响不容忽视。
发明内容本实用新型的目的是针对现有的电动车动力模式单一，电能耗尽即无法正常工作 的问题，设计一种集小功率发动机、小型高速发电机，行星齿轮自动变速器、主驱电机及动 力控制器为一体的集成动力总成的多源混合驱动电动车。本实用新型的技术方案是一种多源混合驱动电动车，包括车轮12，车轮12支承在车轴13上，车轴13上安装 有驱动齿轮9，其特征是所述的驱动齿轮9与主动齿轮11相啮合，主动齿轮11通过同轴带 轮14及传动链条8与齿圈5相连，齿圈5的一侧设有与锥形传动齿盘6相啮合的齿槽15， 锥形传动齿盘6与驱动电动机7相连；所述的齿圈5的内齿轮与安装在行星轮架4上的行 星轮10相啮合，行星轮10同时与太阳轮3相啮合，太阳轮3的轮轴与发电机2的转子相连； 所述的行星轮架4安装在发动机1的输出轴上。所述的行星轮10的数量可为4个，它们均布在行星轮架4上。所述的发动机1的输出轴穿装在太阳轮3的轮轴中。本实用新型的电动车能根据路况需要和电池容量的不同情况，由驾驶员通过控制 器以两种动力控制单独或配合驱动车辆一般情况下，用电网充电的电池为动力起动电动 机驱动，仅当车辆需要加大驱动功率时，才通过控制器将发电机短时间内转变为电动机来 启动发动机辅助驱动，必要时还可将发电机改为电动机实现三机同时驱动，使车辆得到最 大驱动功率；电池电量不足时，可将主驱电机断电，由发动机(一般运转于经济转速)经行 星齿轮减速器直接驱动车辆，行星齿轮减速器实现自动变速，发电机提供行星齿轮自动变速器的阻尼，同时将阻尼能量回收，实现边行驶边给电池充电，行星齿轮自动变速器可以根 据车速和路况的负载情况，自动实现驱动和充电之间的功率分配；当电池电量过低又无法 及时充电时，可以停车由发电机全功率给电池充电。集成动力总成工作时，控制器可根据电 池电量和车辆行驶情况进行综合最优控制并给司机必要的告警及操作提示。本实用新型的有益效果1、本发明主要使用电网充电的动力电池驱动，既经济又达到零排放要求。仅在电 池电量不足、急需充电或远程行驶等需要时使用发动机辅助驱动及充电，且发动机功率很 小，一般运转在经济转速，也可用液化气、乙醇等燃料，因而比一般混合动力电动车大大减 少燃油消耗和污染排放。2、解决了电动车外出充电难的问题而便于在全社会迅速推广。由于发动机加油非 常方便，而在电池容量、成本、寿命等电动车关键元件的性价比没有得到切实提升、电动车 难以全面普及以前，可以省下遍建充电站所需耗费的巨资，而仅对电动车实行少量补贴，即 可大范围推动电动车和节能减排计划的快速发展。3、与普通轿车相比，使用仅有一级行星齿轮减速器的自动变速器，结构简单轻巧， 驾驶方便，并通过控制器使发电机作为自动变速器的变速阻尼，将阻尼需消耗的能量回收 给电池充电，同时，使行星齿轮组成的自动变速器根据车辆车速和路况的负载情况，自动实 现驱动、充电间的功率分配，使效率得以提高。4、由于增加发动机辅助驱动以及必要时发电机也转变为电动机同时驱动，降低了 一般纯电动车为保证与传统汽车相当的动力性能和续驶里程而不得不加大电动机储备功 率和电池Ah容量而造成体积、重量及成本的增加。5、由于辅助发动机和发电机的加入，克服了一般纯电动车在电量不足时不能上 坡、远行，不能使用能耗较大的电加热、空调致冷等功能的弱点，增加了舒适性。且发动机辅 助行驶时不断给电池浮充电，电池容量不足时能得到及时补充，可以使电池经常工作在不 过放电的理想状态，延长其使用寿命。6、承担变速器阻尼的发电机可以在车辆下坡、滑行时同电动机一起将车辆动能变 成电能给电池充电，且发电机转速更高，在车速较低时相比转速较低的电动机，能够更充分 地回收能量。7、本实用新型具有结构紧凑，体积小的优点。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型的行星传动系统分解图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1、2所示。一种多源混合驱动电动车，包括车轮12，车轮12支承在车轴13上，车轴13上安装 有驱动齿轮9，所述的驱动齿轮9与主动齿轮11相啮合，主动齿轮11通过同轴带轮14及传 动链条8与齿圈5相连，齿圈5的一侧设有与锥形传动齿盘6相啮合的齿槽15，锥形传动齿盘6与驱动电动机7相连；所述的齿圈5的内齿轮与安装在行星轮架4上的行星轮10 (数 量可为4个均布，如图2)相啮合，行星轮10同时与太阳轮3相啮合，太阳轮3的轮轴与发电 机2的转子相连；所述的行星轮架4安装在发动机1的输出轴上。如图1所示，为了减小整 个驱动系统的体积，发电机2安装在发动机1与行星驱动机构之间，发动机1的输出轴穿装 在太阳轮3的轮轴中，太阳轮3通过键槽结构与发电机的转子相连，当发动机1转动时，带 动行星轮架4转动，行星轮10也开始转动从而驱动太阳轮3转动，太阳轮3带动轮轴转动， 太阳轮轮轴又通过平键或花键带动发电机2中的转子转动产生电流，通过控制器调节后即 可为电池充电。 由图1可知，本实用新型的电动车由一体化整体设计安装的小功率发动机、小型 高速发电机、行星齿轮自动变速器和主驱电机构成，发动机1与自动变速器的行星齿轮架4 相连，与行星齿轮10外啮合的齿圈5通过锥形传动齿盘6与电动机7连接，同时通过减速 齿轮及差速器与车轮相连，与行星齿轮10内啮合的太阳轮3则与发电机2相连。一般情况 下，发动机1不工作，由动力电池启动电动机7，通过链条和齿轮(减速)驱动车轮运转。当 电池电量不足需要浮充电或车辆需要辅助动力驱动时，由控制器将发电机转变为电动机启 动发动机，以经济转速运转，带动自动变速器的行星齿轮架4转动，经行星齿轮10、齿圈5和 齿轮差速器(减速)传动，驱动车轮，同时也通过行星齿轮10传动到太阳轮10 (增速)驱 动发电机2。发电机2给电池充电时，通过控制器调节流过定子线圈的充电电流，形成根据 需要而变化的电磁阻力矩为为行星齿轮变速器提供适当的阻尼。在车辆行驶和自动变速过 程中，行星齿轮变速器会自动实现驱动和发电机充电之间的功率分配；当车辆需要加速或 爬坡时，可以启动发动机并通过控制器将发电机也改为电动机加上主驱电机，通过行星轮 机构三机同时驱动车轮，用燃油和电池的双重能量满功率驱动车辆。当动力电池处于荷电 下限急需充电时，可将车辆停止，主驱电机和车轮不动，即行星齿轮变速器的齿圈不动，发 动机全部动力经行星轮(增速)传动到太阳轮，使发电机2高速运转，给电池全功率充电， 可避免纯电动车荷电不足时的无奈，使车辆得以继续行驶或及时返回。在车辆滑行或下坡时不但可以像一般电动车那样将电动机改为发电机使用实现 电制动回收能量，而且发电机也参与回收能量，并在车速越来越低，一般电动车因电动机发 电电压太低无法给电池充电时，由于本动力总成在发动机及行星轮架不动时，车轮的转动 经链条及齿圈、行星轮增速传动到太阳轮，使发电机高速运转，通过控制器，仍然可以得到 较高的电压给电池充电，，实现更多的能量回收。由于发动机是作辅助驱动和充电，无需多大功率，可以用小功率型(包括发电 机)，不到普通轿车发动机功率的十分之一，一般运转于经济转速，可以使用汽油、液化气或 乙醇等燃料，而且也很少启用，因而比之一般混合动力电动车的油耗和排放大为降低。集 成动力总成采用一级行星齿轮组成自动变速器，由于级数少，传动功率也小，可以使重量减 轻，且自动变速时所需要的阻尼能量不像一般汽车变成迷宫油路的热耗浪费掉，而是由发 电机发电加以回收给电池充电，既使变速器重量得到减轻，又实现了损耗最小的自动变速 功能。与纯电动车相比，其优势主要是实现了长途外出可以随时随地自主充电，而且在车 辆加速和爬坡过坎时由发动机辅助驱动，所以电动机和价格昂贵的动力电池的储备容量可 以减小，可使用较小规格的电池和电动机，以减轻重量，降低成本，抵消了增加发动机、发电 机、自动变速器增加的部分重量和成本。[0025] 本实用新型未涉 及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求一种多源混合驱动电动车，包括车轮(12)，车轮(12)支承在车轴(13)上，车轴13上安装有驱动齿轮(9)，其特征是所述的驱动齿轮(9)与主动齿轮(11)相啮合，主动齿轮(11)通过同轴带轮(14)及传动链条(8)与齿圈(5)相连，齿圈(5)的一侧设有与锥形传动齿盘(6)相啮合的齿槽(15)，锥形传动齿盘(6)与驱动电动机(7)相连；所述的齿圈(5)的内齿轮与安装在行星轮架(4)上的行星轮(10)相啮合，行星轮(10)同时与太阳轮(3)相啮合，太阳轮(3)轮轴与发电机(2)的转子相连；所述的行星轮架(4)安装在发动机(1)的输出轴上。
2.根据权利要求1所述的多源混合驱动电动车，其特征是所述的行星轮(10)的数量为 4个，它们均布在行星轮架(4)上。
3.根据权利要求1所述的多源混合驱动电动车，其特征是所述的发动机(1)的输出轴 穿装在太阳轮(3)轮轴中。
专利摘要一种多源混合驱动电动车，包括车轮(12)，车轮(12)支承在车轴(13)上，车轴13上安装有驱动齿轮(9)，其特征是所述的驱动齿轮(9)与主动齿轮(11)相啮合，主动齿轮(11)通过同轴带轮(14)及传动链条(8)与齿圈(5)相连，齿圈(5)的一侧设有与锥形传动齿盘(6)相啮合的齿槽(15)，锥形传动齿盘(6)与驱动电动机(7)相连；所述的齿圈(5)的内齿轮与安装在行星轮架(4)上的行星轮(10)相啮合，行星轮(10)同时与太阳轮(3)相啮合，太阳轮(3)轮轴与发电机(2)的转子相连；所述的行星轮架(4)安装在发动机(1)的输出轴上。本实用新型具有体积小，结构紧凑，节能效果好的优点。
文档编号B60K6/22GK201597427SQ201020122298
公开日2010年10月6日 申请日期2010年3月3日 优先权日2010年3月3日
发明者钱永贵 申请人:南京奥特佳冷机有限公司