混合动力装置和电动汽车的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及动力装置领域，具体而言，涉及混合动力装置和电动汽车。
【背景技术】
[0002]电动汽车中一般使用锂电池组作为动力源，由于锂电池组的电池容量不足、价格尚高等因素，需要使用混合动力装置作为动力源。现有的混合动力源的燃料燃烧不充分，导致能源的浪费。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供了一种混合动力装置和电动汽车，使上述问题得到改善。
[0004]本实用新型是这样实现的:
[0005]一种混合动力装置，包括:
[0006]柴油机，所述柴油机包括壳体、气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴和连杆，所述活塞滑动设置在所述气缸内，所述进气道和所述排气道均与所述气缸连通，所述进气阀用于控制所述进气道的通断，所述排气阀用于控制所述排气道的通断，所述连杆的两端分别与所述活塞和所述曲轴转动连接，所述曲轴转动设置在所述壳体上，所述曲轴的一端设置有飞轮，另一端设置有输出端；
[0007]电动/发电一体机，所述电动/发电一体机包括机壳、定子和转子，所述定子和所述转子均设置在所述机壳的内部，所述转子通过转动轴与所述机壳转动连接，所述转动轴的靠近所述曲轴的一端设置有输入端；所述定子包括相互连接的第一固定部和第一伸出部，所述转子包括相互连接的第二固定部和第二伸出部，所述第一固定部和所述第二固定部均为圆柱状，所述第一固定部与所述机壳固定连接，所述第二固定部与所述转动轴固定连接，所述第一伸出部和所述第二伸出部的横截面均为“T”字形，所述第一伸出部设置在所述第一固定部的内侧，所述第二伸出部设置在所述第二固定部的外侧，所述第一伸出部和所述第二伸出部之间设置有气隙，所述第一伸出部和所述第二伸出部均为N个，N为偶数，相邻的两个所述第一伸出部之间设置有缠绕定子绕线的第一绕线槽，所述第二伸出部为永磁体；
[0008]变速机构，所述变速机构的两端分别与所述输出端和所述输入端传动连接，所述输出端与所述输入端的转速比为N/2 ；
[0009]锂电池组，所述锂电池组与所述电动/发电一体机电连接。
[0010]柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成一个工作循环。进气冲程开始时，活塞位于上止点，当曲轴旋转时，连杆带动活塞由上止点朝向下止点移动，同时利用与曲轴相连的传动机构使进气阀打开，新鲜空气从进气道进入气缸内；随着活塞的不断运动，气缸内的活塞上方的容积逐渐增大，造成气缸内的空气压力低于进气道内的压力，因此外界空气不断地充入气缸。压缩冲程开始时，活塞由下止点朝向上止点运动，此时，进气阀关闭，活塞运动可以提高空气的温度，为燃料在压缩过程中自行发火做准备，并且为气体膨胀做功创造条件。燃烧膨胀冲程开始时，燃料在气缸内燃烧释放大量的热量，因此气体的压力和温度均升高，活塞在高温高压气体的作用下向下运动，并通过连杆使曲轴转动对外做功。排气冲程开始时，活塞位于下止点附近，排气阀开启，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并将废气排出气缸外，完成一个循环。在四冲程的柴油机中，只有燃烧膨胀过程才会产生动力对外做功，而其余三个冲程都是消耗能量的准备过程，为此需要在柴油机上安装飞轮，利用飞轮的转动惯性，使曲轴在四个冲程中连续而均匀地运转。
[0011]电动/发电一体机既可以当做电动机使用，也可以当做发电机使用，二者的过程是可逆的。在启动柴油机时，锂电池组提供电能，电动/发电一体机的转动轴在定子和转子的作用下开始转动，转动轴的输入端带动柴油机的输出端转动，即曲轴开始工作，柴油机正式进入四个冲程时，锂电池组不再提供电力，曲轴的输出端可以带动转动轴的输入端转动，柴油机输出的动力一部分驱动汽车运动，一部分在定子和转子的作用下进行发电并充入锂电池组中。
[0012]变速箱实现输出端与输入端的传动比，输出端与输入端的转速比为N/2，N为偶数，一般情况下，N大于或等于4，当然，N也可以为2，因此，输出端与输入端的转速比大于等于I且为正整数，即曲轴转动I圈，则转动轴转动N/2圈，根据需要，调节电动/发电一体机的输出电流，即调节柴油机的负载，在活塞到达上止点前，降低负载，过了上止点后加重载，使柴油机在做功过程中充分出力，直到活塞通过下止点。
[0013]锂电池组既可以在平常时作为动力源驱动汽车等，也可以推动柴油机开始工作，在使用柴油机作为动力时，柴油机产生的能量的一部分直接驱动汽车，一部分进入锂电池组中进行充电，当然，锂电池组也可以在柴油机提供的动力不足的情况下对其进行补充，满足汽车运动所需要的能量。
[0014]进一步地，所述变速机构采用变速齿轮箱，所述变速齿轮箱包括相互连接的大齿轮和小齿轮，所述大齿轮和所述小齿轮转动设置在所述变速齿轮箱的内部，所述大齿轮的轴心线与所述小齿轮的轴心线重合，所述大齿轮的齿数多于所述小齿轮的齿数；所述输出端设置有输出齿轮，所述输入端设置有输入齿轮，所述大齿轮与所述输出齿轮啮合，所述小齿轮与所述输入齿轮啮合，所述大齿轮的齿数多于所述输出齿轮的齿数，所述小齿轮的齿数少于所述输入齿轮的齿数。
[0015]变速齿轮箱的大齿轮和小齿轮一体成型，柴油机开始工作时，输出齿轮带动大齿轮转动，小齿轮带动输入齿轮转动，齿槽的形状均可以调节，通过调节齿槽的形状，大齿轮与输出齿轮之间及小齿轮与输入齿轮之间的啮合关系改变，可以得到合适的阻力变化，柴油机的一个燃烧膨胀冲程对应转子转动的一定角度，该角度为相邻的两个第二伸出部之间的夹角，柴油机的负载调节更加多样化，可以使燃烧膨胀冲程释放的能量得到充分的利用，另外，齿轮啮合的传动方式更加稳定可靠。
[0016]进一步地，所述第一伸出部和所述第二伸出部均为四个，所述输出齿轮与所述输入齿轮的转速比N为2，所述活塞位于上止点时，相邻的所述第一伸出部和所述第二伸出部的磁性相反，所述活塞位于下止点时，相邻的所述第一伸出部和所述第二伸出部的磁性相同。
[0017]活塞运动一个完整的循环过程，曲轴转动一圈，带动转动轴转动半圈，电动/发电一体机的转速降低较少，可以基本满足转速的要求。活塞位于上止点时，相邻的第一伸出部和第二伸出部的磁性相反，柴油机在燃烧膨胀冲程开始时，第一伸出部对相邻的第二伸出部产生吸力，使其转动较为困难，即对柴油机施加重载，柴油机的能量可以充分利用；活塞位于下止点时，相邻的第一伸出部和第二伸出部的磁性相同，柴油机在排气冲程开始时，第一伸出部对相邻的第二伸出部产生排斥力，使其转动较为轻松，即减少柴油机的负载，飞轮的转速可以维持在较为合适的范围，避免负载较大导致的飞轮转动速度变化较大，柴油机的运转更加平稳。
[0018]进一步地，所述柴油机为四缸高速柴油机。
[0019]四缸的柴油机高速运转，可以使转动轴的转速达到设定的范围，发电效果更好，四缸使得曲轴始终受到作用力进行旋转，此时可以将飞轮取消而柴油机仍然可以持续工作，柴油机的工作更加平稳。
[0020]进一步地，所述柴油机设置有用于向所述气缸内喷油雾的电喷供油机构。
[0021]进一步地，所述混合动力装置还包括控制所述电动/发电一体机输出电流的控制器。
[0022]控制器用于控制电动/发电一体机的输出电流，即调节电动/发电一体机的负载，使柴油机在燃烧膨胀冲程中的能量被充分利用，使燃料的燃烧更加充分，得到较好的节油效果。在活塞过上止点后，通过控制器使电动/发电一体机输出几个脉冲电，防止气缸内的气体爆燃。
[0023]进一步地，所述转子由多片表面有绝缘层的硅钢片叠压制成，所述硅钢片采用D240牌号。
[0024]硅钢片的导磁性能良好，增加两磁极之间的磁通密度；硅钢片的表面有绝缘层，叠加后形成的转子可以防止电涡流损耗电能，提高电机的效率。硅钢片选用高牌号，减少铁损、增大磁密，同时在发热量减少的条件下，电机高速运转时发热较少，可以适当减少电机的冷却结构。
[0025]一种电动汽车，包括:
[0026]汽车主体；
[0027]权利要求1-9任意一项所述的混合动力装置，所述混合动力装置设置在所述汽车主体内，用于驱动所述汽车主体运动，所述汽车主体内设置有用于转换动力的动力转换机构，所述动力转换机构分别与所述柴油机和所述锂电池组连接。
[0028]动力转换机构根据需要选择动力源，即选择锂电池组或柴油机进行工作，实现混合动力，使电