专利名称：一种新型自动双供清洁能源电动汽车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种清洁能源汽车，特别是一种新型自动双供清洁能源电动汽 车。
背景技术：
现阶段，在国内外汽车行业，就其所采用的能源类别而言，绝大多数汽车都采用以 燃料油为能源，其缺陷是加速世界能源危机和污染环境；以天然气为动力的短途运输汽车， 由于受到加气站等诸多问题的限制也难以大范围推广应用；为此，以洁净能源为动力的新 型环保汽车正在受到全世界汽车同行的广泛关注，如新型太阳能汽车的出现以及新型电动 汽车的出现正在对传统汽车工业产生重要的影响，但在目前，真正的太阳能汽车还处于试 验阶段，由于太阳能电池的效率问题使得太阳能电池板非常庞大，影响了外观设计及行驶 速度。而电动汽车目前发动机大都属于混合动力发动机，由于每次充电后的最大行程时的 充电等问题，目前也未能批量生产。
发明内容本实用新型的目的是给出一种新型的自动双供清洁能源电动汽车，它可以利用 汽车在运行过程中的震动所产生的能量以及太阳光的辐射能量，自动为汽车提供运动过程 中的能量补充，增加汽车续驶里程。解决电动汽车发动机在蓄电池经过首次充电以后，在行 驶过程中由于连续放电而导致电量不足的缺陷。本实用新型的技术方案是一种新型自动双供清洁能源电动汽车，其特征在于 减震势能放大利用发电装置设定的机械手14分别下连汽车减震轴套20，机械14中部设复 位弹簧16，上连以齿轮轴29定圆心的不全偏心齿轮10 ；不全偏心齿轮10齿合以中心轴11 定圆心的扇形偏心齿轮13 ；扇形偏心齿轮13齿合变速轴3齿轮；两套第一轴承37把变速轴 3定位在由机座15设定的轴向孔；变速轴3左侧是左向齿盘43 ；右侧是右向齿盘44 ；左、右 向齿盘方向相反，结构相同，分别由键38、轮辐40、47、定向块41、46、滚珠36和外挡板42、 45构成；介轮轴33和第二轴承51把小介齿轮50定位在机座15上并与右向齿盘44齿合； 小介齿轮50与左向齿盘43同时齿合电机转子轴32。本实用新型是一种真正的新型自动双供清洁能源电动汽车。它所涉及的有关 震动发电装置部分，是发明人赵全文对自己原发明的“无耗自动助力车”发明专利号 ZL97108557 · 9 ；国际专利主分类号F03G 7/00原理的进一步扩展应用。本实用新型的特点是[0007]1.突破性的利用了汽车行驶过程中由于路面的不平整所产生的振动能量，[0008]2.利用了太阳能这种新的清洁的可再生能源，[0009]3.降低了对汽车传统对石油作为能源的依赖性，减少了对地球环境的大气污染。[0010]4.相对于传统的电动汽车，大大延续了电动汽车的续驶里程。[0011]5.采用永磁电机作为电动汽车的发动机，提高了系统的效率。[0012]它相对于传统电动汽车，电池重量大大减轻，降低了能源消耗。它在保持汽车的外 形、传动、制动、方向控制等系统基本不变，其发动机则由电动发动机电动机来替代，其能源 保障供给系统由一个光伏振动能量控制系统来完成，实现汽车的行驶过程中的的能量自动 补给，以及其他用电负载的能量的自动补给，从而实现自动助力功能。总体实现概述以图五为参考论述，下面将各部分的实现过程作一详细论述本实用新型的关键要点是汽车的清洁能源产生部分，能源控制部分，能源管理部 分，中央控制系统，直流逆变部分，电机驱动控制部分，电动制动及助力换向部分和其它辅 助控制部分的全新设计。一、清洁能源产生部分包含1、振动自助发电系统；2、光伏多晶硅或单晶硅太阳能电池发电系统；每个系统的功能是这样实现的振动自助发电系统设定的4台小型震动发电装置安装在汽车4轮上方人身座位下的空间里，发电装 置上的机械手，上连装置上的一全偏心齿轮，下连汽车减震轴套，机械手中部设复位弹簧； 不全偏心齿轮合偏心大扇形内齿轮；偏心大扇形内齿轮靠轴承定圆心，中部的弧形槽定轨 迹滑道，在内齿轮部位处齿合变速齿轮；两套轴承把变速轴定位在机座上，机座两侧的变速 轴上固定两个定向齿盘，其结构相同载荷方向相反，由轮辐、键、滚珠、齿盘、盖板构成；右齿 盘齿合小介齿轮，小介齿轮与左向齿盘共同齿合发电机双连齿轮；无论变速轴顺、反时针旋 转，电机转子轴始终朝1个方向快速旋转达到发电目的。下面结合实施例附图对本实用新型做进一步说明。
图1是震动势能放大利用发电装置结构图。图2是附图1装置结构AB⑶剖面图。图3是发电变速传动系统结构图。图4是附图3A-A载面图。图5是该新型自动双供清洁能源电动汽车的电控系统原理图。图6是振动能量控制单元结构图。图7是光伏能量控制单元结构图。图8是再生能量控制单元结构图。图9是电池管理控制单元结构图。图10是直流逆变控制单元结构图。图11是电机驱动控制单元结构图。图12是电动助力换向控制单元结构图。图13是制动及速度调节控制单元结构图。图14是其它辅助控制单元结构图。图15汽车中央处理器核心控制单元结构图。图中1、机座；2、螺丝；3、变速轴；4、轴承；5、变速轴小齿轮；6、定位销轴；7、螺母；8、肩轴；9、挡环；10、不全偏心齿轮；11、中心轴；12、轴承；13、扇形偏心齿轮；14、机械 手；15、机座；16、弹簧；17、螺丝；18、弹簧座；19、上瓦；20、减震轴套；21、下瓦；22、双耳； 23、螺母；24、轴承；25、轴承；26、螺母；27、螺母；28、螺母；29、齿轮轴；30、轴承；31、并帽； 32、电机转子轴；33、介轮轴；34、螺母；35、轴承；36、滚珠；37、轴承；38、键条；39、螺母；40、 轮辐；41、定向块；42、外挡板；43、左向齿盘；44、右向齿盘；45、外挡板；46、定向块；47、轮 辐；48、螺母；49、键条；50、小介齿轮；51、轴承；52、螺丝；53、挡圈；54、电机；55、轴套。55A、振动换能器157到振动能量控制单元61的连接电缆；56、振动换能器258到 振动能量控制单元61的连接电缆；57、振动换能器1 ；58、振动换能器2 ;59、太阳能电池板 1 ；60、太阳能电池板2 ;61、振动能量控制单元；62、光伏能量控制单元；63、再生能量控制单 元；64、蓄电池管理单元；65、汽车中央处理器核心控制单元；66、动力电池组；67、IXD液晶 显示控制屏；68、电动机驱动控制单元；69、直流逆变供电单元；70、制动及速度调节单元； 71、电动助力换向单元；72汽车永磁电机发动机；73、其它辅助控制单元；74、太阳能电池板 159到挂光伏能量控制单元62的连接电缆；75、太阳能电池板259到挂光伏能量控制单元 62的连接电缆；76、振动能量控制单元61到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接 电缆；77、光伏能量控制单元62到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆；78、 再生能量控制单元63到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆；79、蓄电池管理 单元64到动力电池组66的连接电缆；80、汽车中央处理器核心控制单元65到IXD显示控 制屏67的连接电缆；81、汽车中央处理器核心控制单元65到制动及速度调节单元70的连 接电缆；82、汽车中央处理器核心控制单元65到电动助力换向单元71的连接电缆；83、电 动机驱动控制单元68到汽车永磁电机发动机72的连接电缆；84、汽车中央处理器核心控 制单元65到其它辅助控制单元73的连接电缆；85、动力电池组66到直流逆变供电单元69 的连接电缆；86、蓄电池管理单元64到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆； 87、汽车中央处理器核心控制单元65到电动机驱动控制单元68的连接电缆；88、振动能量 控制单元61到蓄电池管理单元64连接电缆；89、光伏能量控制单元62到蓄电池管理单元 64连接电缆；90、回馈发电控制单元；91、回馈发电控制单元(90)到回馈发电充电单元92 的连接电缆；92、回馈发电充电单元；93、回馈发电充电单元92到超级电容器94的连接电 缆；94、超级电容器；95、超级电容器94到蓄电池管理单元64连接电缆；96、直流逆变供电 单元69到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆；97、直流逆变供电单元69到电动机驱动控制单元68的控制连接电缆；98、直流逆变供电单元69到汽车永磁电机发动机72的控制连接电缆；99、直流逆变供电单元69到电动助力换向单元71的控制连接电缆；100、直流逆变供电单元69到制动及速度调节单元70的控制连接电缆；101、直流逆变供电单元69到其它辅助控制单元73的控制连接电缆；102、电池管理控制单元64到车载充电单元的连接电缆。103、车载充电单元；104、 数字输入接口电路；105、模拟输入接口电路；106 ；CAN通信接口电路；107、其它通信接口电 路；108、数字输入接口电路104到ARM处理器核心板112的连线；109、模拟输入接口电路 105到ARM处理器核心板112的连线；110、CAN通信接口电路106到ARM处理器核心板112 的连线；111、其它通信接口电路107到ARM处理器核心板112的连线；112、ARM处理器核心板；113、传感器接口电路；114、传感器接口电路113到ARM处理器核心板112的连线；115、ARM处理器核心板112到数字输出接口电路119的连线； 116、ARM处理器核心板112到模拟输出接口电路120的连线；117、ARM处理器核心板112 到IXD液晶显示接口电路121的连线；118、ARM处理器核心板112到ARM处理器电源接口 电路122的连线；119、数字输出接口电路；120、模拟输出接口电路；121、IXD液晶显示接口 电路；122、ARM处理器电源接口电路。
具体实施方式
本实用新型汽车减震震动发电如图1、图2、图3、图4所示设定的4台机座1、和机 座15分别固定在汽车4轮上方的座位空间里；4只机械手14分别下连汽车减震轴套20， 机械14中部设复位弹簧16，上连以齿轮轴29定圆心的不全偏心齿轮10 ；不全偏心齿轮10 齿合以中心轴11定圆心、扇形偏心齿轮13 ；扇形偏心齿轮13齿合变速轴3齿轮；两套轴承 37把变速轴3定位在机座15设定轴向孔；变速轴3左侧是左向齿盘43 ；右侧是右向齿盘 44;左、右向齿盘方向相反，结构相同，分别由键38、轮辐40、轮辐47，定向块41、定向块46， 滚珠36、外挡板42、外挡板45构成；介轮轴33、轴承51把小介齿轮50定位在机座15上并 与右向齿盘44齿合；小介齿轮50与左向齿盘43同时齿合电机转子轴32在定向块41、定 向块46的控制下，电机转子始终定向快速旋转，达到发电目的。它的顺时针定向旋转高速 旋转为发电机产生电流提供了重要的条件。最后将发电机所产生的电能输送到震动光伏控 制能量控制系统，以此作为汽车的第一主要洁净能源。2本实用新型的振动发电装置适用于各种载人或运输车辆，如公共汽车，混合动力 车、出租车、火车、电动车等。光伏多晶硅发或单晶硅电系统国内外有资料介绍过“太阳能汽车”，那是在汽车的顶部安装一块大平面的光伏接 收板，通过人工操作转换光伏夹仰角，以最佳利用太阳能，其缺陷是造型欠佳，行驶阻力大。本实用新型发明的要点是不改变汽车的公认印象及形态，顺延着汽车的外形轮 廓，运用特殊材料把多晶硅或者单晶硅光伏板黏贴在汽车壳体表面，或者结合汽车外形，将 多晶硅或单晶硅太阳能电池阵列加工成汽车专用的太阳能电池板，以便能够方便的安装在 电动汽车上，同时也便于维修和更换。近几年，随着硅太阳能电池的生产工艺和半导体技术的不断发展，多晶硅或单晶 硅太阳能电池的发光效率在不断提高，目前实验室产品的发光效率已经达到百分之四十以 上，为太阳能作为汽车新能源创造了十分有利的条件。作为电动汽车清洁能源的一个重要 补充，太阳能电池板的材料选型和加工也十分重要。因此必须选择一种高发光效率的太阳 能电池来作为新型电动汽车的光伏能源。结合汽车外形，特殊定制加工汽车太阳能电池板， 将分布在汽车车身各处的光伏太阳能电池板串联或并联起来，连接至光伏能量控制单元， 为汽车提供另一种洁净能源。能源控制部分包括1.、振动能量控制单元；2、光伏能量控制单元；3、再生能量控 制单元。各控制单元是这样实现的1.、振动能量控制单元该单元作为汽车振动能源的控制部分，负责将汽车行驶过程中各部分震动产生的
6电能收集起来，并通过特殊设计的电路将该部分电能叠加，并与振动换能器隔离，以避免能 量倒流，然后将该电能输送到蓄电池管理单元，以便更好的为蓄电池充电。该振动能量控制 单元外部可有2到4个独立的振动换能器接口，以便更好的收集振动换能器所产生的电能。 同时该振动能量控制单元的控制工作也有中央控制系统参与协调。2、光伏能量控制单元该单元作为汽车光伏能源的控制部分，负责将汽车行驶过程中各部分光伏电池所 产生的电能收集起来，并通过特殊设计的电路将该部分电能叠加，调整到合适的电平，并与 太阳能电池板隔离，以避免能量倒流，然后将该电能输送到蓄电池管理单元，以便更好的为 蓄电池充电。该光伏能量控制单元外部可有2到4个独立的太阳能电池板接口，以便更好 的收集汽车太阳能电池板所产生的电能。同时该光伏能量控制单元的控制工作也有中央控 制系统参与协调。3、再生能量控制单元传统汽车的制动过程多依靠摩擦的方式消耗车辆行驶的动能而降低车速，其制动 能量转化为热能散发到周围环境中去。而电动汽车在制动时，可以将牵引电机转换为发电 机，依靠车轮拖动电机产生电能和车轮制动力矩，从而在减缓汽车速度的同时将部分动能 转化为电能储存起来，回收了能量，提高了汽车的续航里程。再生制动能量回馈系统的设计 是电动汽车开发中的一个重要环节，其设计开发需要综合考虑汽车动力学特性、电机发电 特性、电池安全保证与充放电特性等多方面的问题。采用再生制动技术，需要满足2个要 求(1)要满足制动效能、制动效能恒定性、制动时汽车的方向稳定性以及最大限度地 提高制动能量的回收程度；(2)要满足司机操作的习惯、舒适性能的要求。而这些性能的满足主要依赖于合理设计能量管理系统以及系统的控制策略。控制 策略方面的三种典型控制策略有并行制动系统控制策略、最佳制动能量回收控制策略以 及理想制动力分配控制策略。其中并行制动系统控制策略是在传统汽车制动系统的基础上 加入电机制动，其驱动轴在制动时是采用机械制动系统与再生制动系统联合制动；最佳制 动能量回收控制策略是在保证制动要求的前提下最大限度地回收制动能量；理想制动力分 配控制策略是在保证最佳制动性能的前提下尽量回收制动能量。这三种控制策略中，并行 制动系统控制策略较简单，另外两种比较复杂，而且要求精确的计算和控制。再生制动是电动汽车在减速制动(刹车或者下坡)时将汽车的部分动能转化为电 能，转化的电能储存在储存装置中，如各种蓄电池、超级电容和超高速飞轮，最终增加电动 汽车的续驶里程。在电动汽车的制动系统结构中，当驾驶员踩下制动踏板后，电动泵使制动 液增压产生所需的制动力，制动控制与电机控制协同工作，确定电动汽车上的再生制动力 矩和前后轮上的液压制动力。再生制动时，再生制动控制回收再生制动能量，并且反充到动 力电池中。与传统燃油车相同，电动汽车上的ABS及其控制阀的作用是产生最大的制动力。 通过再生能量控制系统，很好的利用了制动过程中的过剩能量，提高了电动汽车的续驶里 程。能源管理部分能源管理部分主要由蓄电池管理单元来实现，由于是电动汽车，车载蓄电池的能量是很有限的，所以对蓄电池的充放电等的管理显得尤为重要，该部分主要完成将振动能 量控制单元传送过来的振动电能、光伏能量控制单元传送过来的电能以及再生能量控制单 元传送过来的再生电能分别调理后送到蓄电池管理单元中的充电电路，由充电电路完成对 动力蓄电池组的充电工作，同时在运行中对动力电池组的能量自动补充。通过电池管理单 元的特殊电路设计以及电流、电压、电量、温度等感器等实现对动力电池组的各个电池的充 电和工作过程中的电压、电流、电量和温度进行实时监控，保证行驶安全，同时对动力电池 组进行维护，延长了动力电池组的使用寿命，蓄电池管理单元的部分管理工作由运行在中 央控制系统上的蓄电池管理软件来实现，对动力蓄电池组实现智能化管理。中央控制系统这部分作为电动汽车的心脏及大脑，采用高性能的32位ARM处理器来实现，其上 预装有专用的操作系统及相应的控制软件，可以对电动汽车的整体性能实现智能化控制。 具体由汽车中央处理器核心控制单元来完成，实现电动汽车的各种电子控制功能，它的各 种控制功能由高性能的ARM处理器来完成，必要时结合DSP处理器来实现对汽车电动机的 精确控制，中央控制系统作为电动汽车的控制核心，具有多组数字输入输出接口，多组模拟 输入输出接口，多个传感器接口，IXD液晶显示器接口，通信接口等。中央控制系统采用CAN 控制总线结构与其它各部分进行通信控制和数据传输。LCD液晶显示控制屏是电动汽车的 一个可视化人机接口，可以实时显示电动汽车的运行参数，如运行速度、行驶里程、车内、车 外温度、电池的电量，工作电压、电流、以及电动机的参数等等，亦可以集成GPRS和GPS功 能，实现电动汽车的定位、导航及无线远程监控，实现电动汽车的智能化远程管理及交通信 息 ο直流逆变供电部分直流逆变供电部分实现给电动汽车的各个部分的提供电源，这部分是通过直流逆 变供电单元来实现的，直流逆变单元包含有脉宽调制电路、功率因数校正电路、直流交流功 率管变换电路、高频变压器、输出稳压电路等。它将动力电池组的直流电压通过直流逆变电 路直接逆变为永磁电机所需要的直流或交流电压，为永磁电动机供电。它具有多组输出电 压，且互相隔离，实现为汽车中央处理器核心控制单元供电、电动机驱动控制单元供电、电 动助力换向控制单元供电、制动及速度调节单元供电以及其它辅助控制单元供电。该直流 逆变供电单元具有过流过压及过温保护功能。电机驱动控制部分电机驱动控制部分由电动机驱动控制单元来实现，该驱动控制单元的电路设计与 电动汽车所选用的电动机密切相关，为了提高系统效率，选用永磁电机作为电动汽车的驱 动电机，它具有体积小，转矩大，转矩脉动小效率高等优点，通过该驱动控制单元为永磁电 动机提供足够的驱动电流及驱动功率，确保永磁电动机按所需要的频率运转，电机驱动控 制系统的好坏关系着电动汽车能否安全可靠地运行。电机驱动系统主要由永磁电机、驱动 电路、IGBT功率模块、驱动信号产生电路和传感器等几个核心部分组成。控制信号由汽车中 央处理器核心控制单元产生。在电机的控制方法方面，传统的控制方法是直流电机的励磁 控制法与电枢电压控制法；开关磁阻电动机的角度位置控制、电流斩波控制以及电压控制； 感应电机主要有V/F控制、转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制等等。近几年来出现了 许多先进的控制方法包括自适应控制、变结构控制、模糊控制和神经网络控制、闭环控制、鲁棒控制、滑模控制、专家系统、模型参考自适应控制、非耦合控制、交叉耦合控制以及协调 控制等都适用于电机驱动制动及助力换向部分1.制动部分制动部分可以采用传统的电动制动空气压缩机系统，也可以采用新型的盘式或鼓 式电动制动器EMB，采用传统的电动制动空气压缩机系统可以与现有的汽车制动系统兼容， 若采用新型的盘式或鼓式电动制动器EMB，则制动系统的结构变得简单，与传统的液压或气 动制动器的主要不同在于施加在制动摩擦片上的作用力，不是通过液压油或空气压力实 现的，而是通常采用力矩马达驱动行星齿轮系和滚珠丝杠等机构，将力矩马达的旋转运动 转变为直线运动，将力矩转变为施加在制动摩擦片上的轴向作用力。2.电动助力换向部分电动助力转向系统通常由传感器、电子控制单元、电动机、电磁离合器和减速机构 等组成。其工作原理是电子控制单元根据转向盘的输入力矩、转动方向以及汽车速度等信 号，决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，并将指令传递给电动机，通过离合器和减速 机构将辅助动力施加到转向系统中，从而完成实时控制的助力转向。其它辅助控制部分其他辅助控制部分包括汽车的灯光控制、声音、防盗门窗、空调等车内其他辅助设 施的控制，实现和现有普通汽车相同的功能。动力电池组动力电池组作为电动汽车的一个主要的启动能源供给者，其选择也是至关重要 的，考虑到电动汽车的性价比等诸多因素，加之本实用新型采用了独特的振动和光伏自动 双供清洁能源作补充，可以选择适当的目前大量采用的阀控式铅酸免维护电池。特殊场合 也可以选用其它高性能电池。电池的容量可根据不同用途的电动汽车合理选择。图5是该新型自动双供清洁能源电动汽车的电控系统原理图图中55、振动换能器157到振动能量控制单元61的连接电缆；56、振动换能器258到振动能量控制单元61的连接电缆；57、振动换能器1 ；58、振动换能器2 ；59、太阳能电池板1 ；60、太阳能电池板2 ；61、振动能量控制单元；62、光伏能量控制单元；63、再生能量控制单元；64、蓄电池管理单元；65、汽车中央处理器核心控制单元；66、动力电池组；67、IXD液晶显示控制屏；68、电动机驱动控制单元；69、直流逆变供电单元；70、制动及速度调节单元；71、电动助力换向单元；72汽车永磁电机发动机；73、其它辅助控制单元；74、太阳能电池板159到挂光伏能量控制单元62的连接电缆；75、太阳能电池板259到挂光伏能量控制单元62的连接电缆；76、振动能量控制单元61到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆；77、光伏能量控制单元62到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆；78、再生能量控制单元63到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆；79、蓄电池管理单元64到动力电池组66的连接电缆；80、汽车中央处理器核心控制单元65到IXD显示控制屏67的连接电缆；
9[0097]81、汽车中央处理器核心控制单元65到制动及速度调节单元70的连接电缆；82、汽车中央处理器核心控制单元65到电动助力换向单元71的连接电缆；83、电动机驱动控制单元68到汽车永磁电机发动机72的连接电缆；84、汽车中央处理器核心控制单元65到其它辅助控制单元73的连接电缆；85、动力电池组66到直流逆变供电单元69的连接电缆；86、蓄电池管理单元64到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆；87、汽车中央处理器核心控制单元65到电动机驱动控制单元68的连接电缆；图6是振动能量控制单元结构图图中55、振动换能器157到振动能量控制单元61的连接电缆；56、振动换能器258到振动能量控制单元61的连接电缆；57、振动换能器1 ；58、振动换能器2 ；61、振动能量控制单元；64、蓄电池管理单元；65、汽车中央处理器核心控制单元；76、振动能量控制单元61到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆；88、振动能量控制单元61到蓄电池管理单元64连接电缆；图7是光伏能量控制单元结构图图中59、太阳能电池板1 ；60、太阳能电池板2 ；74、太阳能电池板159到挂光伏能量控制单元62的连接电缆；75、太阳能电池板259到挂光伏能量控制单元62的连接电缆；62、光伏能量控制单元64、蓄电池管理单元；65、汽车中央处理器核心控制单元；77、光伏能量控制单元62到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆；89、光伏能量控制单元62到蓄电池管理单元64连接电缆；图8是再生能量控制单元结构图图中90、回馈发电控制单元；92、回馈发电充电单元；94、超级电容器；64、蓄电池管理单元；65、汽车中央处理器核心控制单元；91、回馈发电控制单元(90)到回馈发电充电单元92的连接电缆；93、回馈发电充电单元92到超级电容器94的连接电缆；95、超级电容器94到蓄电池管理单元64连接电缆；图9是电池管理控制单元结构图图中61、振动能量控制单元；62、光伏能量控制单元；63、再生能量控制单元；64、蓄电池管理单元；65、汽车中央处理器核心控制单元；66、动力电池组；88、振动能量控制单元61到蓄电池管理单元64连接电缆；89、光伏能量控制单元62到蓄电池管理单元64连接电缆；95、超级电容器到94到蓄电池管理单元64的连接电缆；79、蓄电池管理单元64到动力电池组66的连接电缆；86、蓄电池管理单元64到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆；103、 车载充电单元；102、电池管理控制单元64到车载充电单元的连接电缆。图10是直流逆变控制单元结构图图中65、汽车中央处理器核心控制单元；66、动力电池组；[0135]68、电动机驱动控制单元；69、直流逆变供电单元；70、制动及速度调节单元；71、电动助力换向单元；72汽车永磁电机发动机；73、其它辅助控制单元；85、动力电池组66到直流逆变供电单元69的连接电缆；96、直流逆变供电单元69到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆；97、直流逆变供电单元69到电动机驱动控制单元68的控制连接电缆；98、直流逆变供电单元69到汽车永磁电机发动机72的控制连接电缆；99、直流逆变供电单元69到电动助力换向单元71的控制连接电缆；100、直流逆变供电单元69到制动及速度调节单元70的控制连接电缆；101、直流逆变供电单元69到其它辅助控制单元73的控制连接电缆；图11是电机驱动控制单元结构图图中65、汽车中央处理器核心控制单元；68、电动机驱动控制单元；69、直流逆变供电单元；72汽车永磁电机发动机；87、汽车中央处理器核心控制单元65到电动机驱动控制 单元68的连接电缆；83、电动机驱动控制单元68到汽车永磁电机发动机72的连接电缆；97、直流逆变供电单元69到电动机驱动控制单元68的控制连接电缆图12是电动助力换向控制单元结构图图中65、汽车中央处理器核心控制单元；71、电动助力换向单元；69、直流逆变供 电单元；72汽车永磁电机发动机；82、汽车中央处理器核心控制单元65到电动助力换向单 元71的连接电缆；99、直流逆变供电单元69到电动助力换向单元71的控制连接电缆；图13是制动及速度调节控制单元结构图图中65、汽车中央处理器核心控制单元；70、制动及速度调节单元；69、直流逆变 供电单元；81、汽车中央处理器核心控制单元65到制动及速度调节单元70的连接电缆； 100、直流逆变供电单元69到制动及速度调节单元70的控制连接电缆；图14是其它辅助控制单元结构图图中65、汽车中央处理器核心控制单元；73、其它辅助控制单元；69、直流逆变供 电单元；84、汽车中央处理器核心控制单元65到其它辅助控制单元73的连接电缆；101、直 流逆变供电单元69到其它辅助控制单元73的控制连接电缆；图15汽车中央处理器核心控制单元结构图图中104、数字输入接口电路；105、模拟输入接口电路；106 ；CAN通信接口电路；
107、其它通信接口电路；112、ARM处理器核心板；113、传感器接口电路；119、数字输出接口 电路；120、模拟输出接口电路；121、IXD液晶显示接口电路；122、ARM处理器电源接口电路；
108、数字输入接口电路104到ARM处理器核心板112的连线；109、模拟输入接口电路105 到ARM处理器核心板112的连线；110、CAN通信接口电路106到ARM处理器核心板112的 连线；111、其它通信接口电路107到ARM处理器核心板112的连线；114、传感器接口电路 113到ARM处理器核心板112的连线；115、ARM处理器核心板112到数字输出接口电路119的连线；116、ARM处理器核心板112到模拟输出接口电路120的连线；[0161]117、ARM处理器核心板112到IXD液晶显示接口电路121的连线；118、ARM处理器核心板112到ARM处理器电源接口电路122的连线；1.机械振动能量的采集如图5、图6、图9、图15所示汽车依靠原始动力电池组(66)提供的能量启动后，在路面上运行，由于路面的不 平整，会产生机械振动，通过特殊设计的机械齿轮结构，将机械能传送到振动换能器157及 振动换能器258，实现振动机械能到电能的能量转换，为了收集更多的机械振动能量，必要 时，可以在每个车轮上的减震弹簧部分加装这种特殊设计的机械齿轮结构及振动换能器， 以便采集到更多的机械振动能量。通过振动换能器157及振动换能器2 (58)采集的能量经 振动换能器157到振动能量控制单元61的连接电缆和振动换能器258到振动能量控制单 元61的连接电缆，然后送到振动能量控制单元61，通过振动能量控制单元61实现振动能 量的综合采集，能量调理，整个控制过程需要汽车中央处理器核心控制单元65的参与，振 动能量控制单元61将经过综合的能量经振动能量控制单元61到蓄电池管理单元64连接 电缆88送到蓄电池管理单元64，经蓄电池管理单元64中的充电电路，再经过蓄电池管理单 元64到动力电池组66的连接电缆完成给动力电池组66的充电。从而完成了第一种清洁 能源——机械能的自动供给。其中振动能量控制单元的外部连接接结构图见图6所示、蓄 电池管理单元64的外部链接图如图9所示、汽车中央处理器核心控制单元65的内部结构 框图如图15所示。2.光伏太阳能能量的采集如图7、图9所示安装在电动汽车车身上的特殊加工的硅太阳能电池板159和硅太阳能电池板260 不断地接收太阳光照，将太阳的光辐射能量转换成电能，必要时可以增加汽车车身上太阳 能电池板的面积，以便收集更多的太阳能，收集到的太阳能经太阳能电池板159到挂光伏 能量控制单元62的连接电缆和太阳能电池板259到挂光伏能量控制单元62的连接电缆， 然后送到光伏能量控制单元62，经过光伏能量控制单元62的综合，隔离及电平调整电路 等，整个控制过程需要汽车中央处理器核心控制单元65的参与。经过光伏控制单元62综 合后的能量然后经光伏能量控制单元62到蓄电池管理单元64连接电缆89送到蓄电池管 理单元64，经蓄电池管理单元64中的相关的充电电路，再经过蓄电池管理单元64到动力电 池组66的连接电缆(79)完成给动力电池组66的充电。从而完成了第二种清洁能源—— 太阳能的自动供给。其中光伏能量控制单元62的外部连接结构图见图7所示、蓄电池管理 单元64的外部链接图如图9所示。3.再生能量的采集如图8所示为了合理利用汽车在行驶过程中下坡时和制动过程中的多余能量，系统设计增加 了再生能量控制单元(78)，其具体内部结构框图如图8所示，回馈发电控制系统90收集汽 车在下坡或者制动过程中的产生的剩余能量，经回馈发电控制单元(90)到回馈发电充电 单元92的连接电缆(91)送到回馈发电充电单元92，再经过回馈发电充电单元92到超级电 容器94的连接电缆93将再生能量送给超级电容器94储存，其中多余的能量还可经过超级 电容器94到蓄电池管理单元64连接电缆(95)送到蓄电池管理单元64，经蓄电池管理单元 64中的充电电路，再经过蓄电池管理单元64到动力电池组66的连接电缆完成给动力电池 组66的充电。实现了再生能量的利用，通过该能量的利用，增加了电动汽车的续驶里程，实 现了电动汽车的瞬时加减速，避免了电动汽车瞬时加速动力不足问题。[0169]4.电动汽车的能量管理如图9所示电动汽车的能量管理在电动汽车的行驶过程中是一个很关键的环节，有效地能 量管理系统能够大大增加电动汽车的续驶里程，延长电池的使用寿命，这部分功能由蓄电 池管理单元64来实现，具体外部连接图如图9所示，该部分主要完成将振动能量控制单元 61传送过来的振动电能、光伏能量控制单元(62)传送过来的电能以及再生能量控制单元 (63)传送过来的再生电能分别调理后送到蓄电池管理单元64中的充电电路，由充电电路 完成对动力蓄电池组66的充电工作，同时在运行中对动力电池组66的能量自动补充。通过 电池管理单元64的特殊电路设计以及电流、电压、电量、温度等感器等实现对动力电池组 66的各个电池的充电和工作过程中的电压、电流、电量和温度进行实时监控，同时该蓄电池 管理单元64还具有外部车载充电单元103，蓄电池管理单元64经电池管理控制单元64到 车载充电单元的连接电缆102连接到外部车载充电单元103上，整个监控管理软件由运行 在汽车中央处理器核心控制单元65上的监控管理软件来实现。5.电动汽车系统电源供给如图10所示电动汽车要正常行驶，系统各部分所需要的电源也是不一样，如发动机的电机需 要高压直流或交流电源，其它部分需要低压直流或交流供电，系统所需要的所有电源都是 由直流逆变单元(69)来提供的，直流逆变单元69的外部连接框图如图10所示，动力电池 组66的直流电压经动力电池组66到直流逆变供电单元69的连接电缆85送到直流逆变单 元69，直流逆变单元69包含有脉宽调制电路、功率因数校正电路、直流交流功率管变换电 路、高频变压器、输出稳压电路等。驱动脉宽调制脉冲也可由汽车中央处理器核心控制单元 65产生。通过直流逆变单元69到汽车中央处理器核心控制单元65的控制连接电缆96为 汽车中央处理器核心控制单元65提供工作电源；通过直流逆变供电单元69到电动机驱动 控制单元68的控制连接电缆97为电动机驱动控制单元68提供工作电源；通过直流逆变供 电单元69到汽车永磁电机发动机72的控制连接电缆98为汽车永磁电机发动机72提供工 作电源；通过直流逆变供电单元69到电动助力换向单元71的控制连接电缆99为电动助力 换向单元71提供工作电源；通过直流逆变供电单元69到制动及速度调节单元70的控制连 接电缆100为制动及速度调节单元70提供工作电源；通过直流逆变供电单元69到其它辅 助控制单元73的控制连接电缆101为其它辅助控制单元73提供工作电源，该直流逆变供 电单元69具有过流过压及过温保护功能。6.电机驱动控制部分如图11所示电机驱动控制部分由电动机驱动控制单元68来实现，该电机驱动控制单元68外 部链接图如图11所示，该电机驱动控制单元68的电路设计与电动汽车所选用的电动机密 切相关，为了提高系统效率，选用永磁电机作为电动汽车的驱动电机，它具有体积小，转矩 大，转矩脉动小效率高等优点。通过该驱动控制单元68为汽车永磁电机发动机72提供足 够的驱动电流及驱动功率，确保永磁电动机按所需要的频率运转电。电机驱动控制单元66 通过电动机驱动控制单元68到汽车永磁电机发动机72的连接电缆83和汽车永磁电机发 动机72相连接；直流逆变供电单元69通过直流逆变供电单元69到电机驱动控制单元68 的控制连接电缆(97)为电机驱动控制单元68提供工作电源。驱动控制信号由汽车中央处 理器核心控制单元65产生。经汽车中央处理器核心控制单元65到电动机驱动控制单元68 的连接电缆87送到电动机驱动控制单元68。[0175]7.电动助力换向部分如图12所示电动助力换向部分由电动助力换向单元71来实现，它不同于传统的齿轮换向结 构，其外部链接图如图12所示。电动助力单元71通常由传感器、电子控制单元、电动机、电 磁离合器和减速机构等组成。其工作原理是电子控制单元根据转向盘的输入力矩、转动方 向以及汽车速度等信号，决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，并将指令传递给电动 机，通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统中，从而完成实时控制的助力转向。 点动助力换向单元71的控制信号由汽车中央处理器核心控制单元65依据相关的传感器信 号来产生，该控制信号通过汽车中央处理器核心控制单元65到电动助力换向单元71的连 接电缆82送到电动助力换向单元71，该电动助力换向单元71的力矩电机的电源由直流逆 变供电单元69通过直流逆变供电单元69到电动助力换向单元71的控制连接电缆99提 {共。8.制动及速度调节部分如图13所示制动机速度调节部分由制动机速度调节单元70来实现，其外部连接图如图13所 示，制动部分可以采用传统的电动制动空气压缩机系统，也可以采用新型的盘式或鼓式电 动制动器EMB，采用传统的电动制动空气压缩机系统可以与现有的汽车制动系统兼容，若采 用新型的盘式或鼓式电动制动器EMB，则制动系统的结构变得简单，与传统的液压或气动制 动器的主要不同在于施加在制动摩擦片上的作用力，不是通过液压油或空气压力实现的， 而是通常采用力矩马达驱动行星齿轮系和滚珠丝杠等机构，将力矩马达的旋转运动转变 为直线运动，将力矩转变为施加在制动摩擦片上的轴向作用力。制动信号由汽车中央处理 器核心控制单元65依据相关的传感器信号来产生，通过汽车中央处理器核心控制单元65 到制动及速度调节单元70的连接电缆81送到制动及速度调节单元70，再通过盘式或鼓式 电动制动器完成制动动作。速度调节部分的控制信号同样也由汽车中央处理器核心控制单 元65产生，通过汽车中央处理器核心控制单元65到制动及速度调节单元70的连接电缆81 送到制动及速度调节单元70，再通过相应的速度调节踏板完成速度调节，当然，对于电动汽 车来说，速度调节更为方便，也可将速度调节旋钮安装在方向盘上或其它更适于操作的地 方。9.其它辅助控制部分如图14所示其他辅助控制部分包括汽车的灯光控制、声音、防盗门窗、空调等车内其他辅助设 施的控制，实现和现有普通汽车相同的功能，该部分控制功能由其它辅助控制单元73来实 现，其外部连接图如图14所示。其它辅助控制单元73的所实现的功能主要由汽车中央处 理器核心控制单元65的软件设计来决定，控制信号也由汽车中央处理器核心控制单元65 来提供，通过汽车中央处理器核心控制单元65到其它辅助控制单元73的连接电缆81来获 取控制信号，各控制部分硬件的所需电源依然由直流逆变供电单元69通过直流逆变供电 单元69到其它辅助控制单元73的控制连接电缆101来提供。具体功能执行机构由分布在 车内各处的执行机构来完成。10.汽车中央处理器控制核心部分如图15所示。这部分作为电动汽车的心脏及大脑，采用高性能的32位ARM处理器来实现，其上 预装有专用的操作系统及相应的控制软件，可以对电动汽车的整体性能实现智能化控制。 具体由汽车中央处理器核心控制单元65来完成，汽车中央处理器核心控制单元65的内部结构如图15所示；外部连接结构图如图5所示。中央控制系统是电动汽车的控制核心，实 现电动汽车的各种电子控制功能，它的各种控制功能由高性能的ARM处理器来完成，必要 时结合DSP处理器来实现对汽车电动机的精确控制，中央控制系统作为电动汽车的控制核 心，具有多组数字输入输出接口，多组模拟输入输出接口，多个传感器接口，IXD液晶显示器 接口，通信接口等。中央控制系统采用CAN控制总线结构与其它各部分进行通信控制和数 据传输。LCD液晶显示控制屏67是电动汽车的一个可视化人机接口，通过汽车中央处理器 核心控制单元65到LCD显示控制屏67的连接电缆80将所需要显示的数据传输到LCD液 晶显示控制屏67，可以实时显示电动汽车的运行参数，如运行速度、行驶里程、车内、车外温 度、电池的电量，工作电压、电流、以及电动机的参数等等，亦可以集成GPRS和GPS功能，实 现电动汽车的定位、导航及无线远程监控，实现电动汽车的智能化远程管理及交通信息共 享。
权利要求一种新型自动双供清洁能源电动汽车，其特征在于减震势能放大利用发电装置设定的机械手(14)分别下连汽车减震轴套(20)，机械(14)中部设复位弹簧(16)，上连以齿轮轴(29)定圆心的不全偏心齿轮(10)；不全偏心齿轮(10)齿合以中心轴(11)定圆心的扇形偏心齿轮(13)；扇形偏心齿轮(13)齿合变速轴(3)齿轮；两套第一轴承(37)把变速轴(3)定位在由机座(15)设定的轴向孔；变速轴(3)左侧是左向齿盘(43)；右侧是右向齿盘(44)；左、右向齿盘方向相反，结构相同，分别由键(38)、轮辐(40、47)、定向块(41、46)、滚珠(36)和外挡板(42、45)构成；介轮轴(33)和第二轴承(51)把小介齿轮(50)定位在机座(15)上并与右向齿盘(44)齿合；小介齿轮(50)与左向齿盘(43)同时齿合电机转子轴(32)。
专利摘要本实用新型是一种新型自动双供清洁能源电动汽车，它的减震势能放大利用发电装置设定的机械手分别下连汽车减震轴套，机械中部设复位弹簧，上连以齿轮轴定圆心的不全偏心齿轮；不全偏心齿轮齿合以中心轴定圆心的扇形偏心齿轮；扇形偏心齿轮齿合变速轴齿轮；两套第一轴承把变速轴定位在由机座设定的轴向孔；变速轴左侧是左向齿盘；右侧是右向齿盘；左、右向齿盘方向相反，结构相同，分别由键、轮辐、定向块、滚珠和外挡板构成；介轮轴和第二轴承把小介齿轮定位在机座上并与右向齿盘齿合；小介齿轮与左向齿盘同时齿合电机转子轴。它可以利用汽车在运行过程中的震动所产生的能量以及太阳光的辐射能量，自动为汽车提供运动过程中的能量补充。
文档编号B60L11/18GK201761374SQ20102020650
公开日2011年3月16日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者李乃堂, 杨周梅, 赵全文 申请人:赵全文;杨周梅;李乃堂