一种电引擎式里程预警新能源汽车的制作方法

一种电引擎式里程预警新能源汽车的制作方法
【专利摘要】一种电引擎式里程预警新能源汽车属新能源汽车领域，是国家七大战略性新兴产业之一，其能量体系1由电驱动系统2、空调系统3、里程预警系统4、辅助电子电器设备5、能源系统6组成。电驱动系统2采用电引擎装置及控制策略实现提高动力电池电容量的利用效率与提高整车驾驶操控性能；里程预警系统4实现前往目的地的事前预警(电量是否满足往返或单程条件、当前道路拥挤情况)；提出了备用能源原材料一一氧化钙(CaO)与水(H2O)，主要用于汽车空调制热和经热电转换装置为电引擎式里程预警新能源汽车提供动力能源，进而提出以碳(C)为中心的有机介质能源循环体系向以钙(Ca)为中心的无机介质能源循环体系转变。
【专利说明】一种电引擎式里程预警新能源汽车 一、

【技术领域】
[0001] 本案属新能源汽车领域，是国家七大战略性新兴产业之一。 二、

【背景技术】
[0002] 传统的电动汽车，其采用旋转电机作为驱动系统动力源，这种方案缺点是严重降 低动力电池电容量的利用效率，原因如下：
[0003] 要让电机做旋转运动（如果不是轮毂电机，根据想对运动原理，可以理解为转子 静止，定子做反向旋转运动），需满足两个条件：第一个条件是旋转切向速度；第二个条件 是向心力。因为沿着向心力的方向没有位移，故向心力不产生有用功，也不产生有用功率。 但向心力是由动力电池供电维持，当动力电池电量下降到不能维持向心力时，电机因旋转 条件不满足而将失去动力。这意味着动力电池电容量的利用效率是很低的。
[0004]物理学左手定则是电机的重要基础理论之一。根据右手定则，通电直导线周围布 满封闭磁力线，如果右手大拇指指向通电导线电流方向，则握住通电直导线的右手其余四 指的指向就是封闭磁力线的旋向，此时，若把通电直导线放置于磁场中，且通电直导线垂直 于磁场中磁力线的方向，那么，根据封闭磁力线独占性特点，通电直导线产生的封闭磁力线 与磁场中封闭磁力线将产生力的作用，如果通电直导线产生的封闭磁力线旋向与磁场中封 闭磁力线旋向相同，将产生吸引力；如果通电直导线产生的封闭磁力线旋向与磁场中封闭 磁力线旋向相反，将产生排斥力。综合分析通电直导线产生的封闭磁力线与磁场中封闭磁 力线产生的力，发现除了产生物理学左手定则所描述的力外，还将沿通电直导线垂直的磁 场磁力线方向（N-S或S-N)产生大小相等、方向相反的分力。虽然沿通电直导线垂直 的磁场磁力线方向的合力是零，位移为〇,但这些分力可以被认为是不做功的力，如果磁场 是由线圈产生，且线圈由动力电池供电，则这些分力的存在意味着动力电池电容量的利用 效率是低的。
[0005] 另外，传统电动汽车电驱动电机控制策略：根据目标转速（由电动汽车速度调节 踏板提供）和电机线圈内电流，并采用各种控制算法（例如：PID算法），使得电动汽车当前 转速（速度）跟随目标转速（速度）。这种控制策略缺点是非常明显的，当电机的负载扭矩 因路况而波动，且这种波动是随机性的，则电动汽车当前转速（速度）也跟随电机负载扭矩 的波动而波动，导致电动汽车驾驶操控性能下降。
[0006] 当前的电动汽车，还有一个缺点：当电动汽车在半途中没电了，导致不能到达目的 地。这将给驾乘人员带来巨大的困难与心理压力，这是目前电动汽车不被消费者认可的主 要原因之一。
[0007] 为此，本案综合考虑上述因素，提出一种全新的电动汽车方案，这就是一种电引擎 式里程预警新能源汽车，将彻底解决上述电动汽车缺点。 三、


【发明内容】

[0008]本案目的是提供一种全新的电动汽车设计方案---种电引擎式里程预警新能 源汽车，克服目前传统电动汽车的上述缺点。
[0009] 本案是一种电引擎式里程预警新能源汽车，其能量体系1由电驱动系统2、空调系 统3、里程预警系统4、辅助电子电器设备5、能源系统6组成，如图1，能量体系1是实现电 引擎式里程预警新能源汽车载运功能。
[0010] 电驱动系统2由电引擎21、离合器22、变速器23、万向节24、传动轴25、后桥总成 29、驱动轮27组成，其中，后桥总成29又由后桥输入轴26、主减速器291、差速器210、半轴 28组成，如图2,电驱动系统2是实现电引擎式里程预警新能源汽车转动行驶功能。
[0011] 电引擎21借鉴电力发动机（专利号：201010171217.0)技术，由支架211、曲轴 212、一缸连杆213、二缸连杆214、一缸活塞215、缸体216、二缸活塞217、一缸电磁铁组件 218、二缸电磁铁组件219、电子控制器2110、四缸电磁铁组件2111、三缸电磁铁组件2112、 四缸活塞2113、三缸活塞2114、三缸连杆2115、四缸连杆2116、霍尔定位传感器2117组成。 电磁铁组件包括缸盖线圈与缸体线圈，一缸活塞215内部嵌入永久磁铁，永久磁铁N极上，S 极下；二缸活塞217内部嵌入永久磁铁，永久磁铁N极上，S极下；三缸活塞2114内部嵌入 永久磁铁，永久磁铁N极上，S极下；四缸活塞2113内部嵌入永久磁铁，永久磁铁N极上，S 极下，如图3,电引擎21可以代替目前传统电动汽车的旋转电机，充分利用电磁铁组件线圈 内磁场磁力线与嵌入活塞内的永久磁铁内部的磁场磁力线产生的最大吸引力或最大排斥 力做功，因活塞（含永久磁铁）的位移方向与最大吸引力或最大排斥力方向相同，近乎动力 电池613所有的电能都转变为机械能，所以电引擎21间接实现提高动力电池电容量的利用 效率，使得在同等动力电池参数及车型参数条件下电引擎式里程预警新能源汽车一次续航 里程比传统电动汽车一次续航里程更远。电引擎21冷却系统的部分冷却回路水管316位 于空调系统3之热交换装置315内部，与热交换装置315内散热器313水管底部内的水热 交换，通过散热器313间接实现电引擎式里程预警新能源汽车室内制热，如图7。
[0012] 电引擎21控制策略借鉴一种电动汽车电驱动电子控制装置（专利号： 201410271132.8)技术，由设定目标转速信号输入装置21101、电驱动当前转速传感器 21102、电驱动电子控制单元21103、电驱动旋转输出轴负载扭矩传感器21104、电驱动调速 驱动模块21105组成，如图4,设定目标转速信号输入装置21101由驾驶人员控制，其功用如 同传统电喷燃油汽车的油门踏板，为电驱动电子控制单元21103提供驾驶人员设定电驱动 目标转速信号；电驱动当前转速传感器21102采集电驱动当前实际转速，为电驱动电子控 制单元21103提供电驱动当前实际转速信号；电驱动旋转输出轴负载扭矩传感器21104采 样电驱动负载，以负载扭矩的物理量提供给电驱动电子控制单元21103 ;电驱动调速驱动 模块21105是电力电子执行机构，接收电驱动电子控制单元21103发出的占空比指令，控制 电引擎21线圈绕组供电时间与断电时间。电引擎21控制策略在工作中能够实现每时每刻 调控电引擎式里程预警新能源汽车电驱动系统2驱动功率与负载需求功率相匹配，因负载 扭矩波动而导致的负载需求功率波动采用动态补偿机制，因此，电引擎式里程预警新能源 汽车当前转速（速度）将不跟随电引擎21负载扭矩的波动而波动，设定目标转速信号输入 装置21101 (调速踏板）能锁定电引擎式里程预警新能源汽车当前转速（速度），即电引擎 21控制策略实现提高电引擎式里程预警新能源汽车驾驶操控性能。
[0013] 空调系统3借鉴新能源汽车冷暖空调（专利号：201020683016. 7)技术，由制冷 系统和制热系统组成，其中制冷系统又由固定场所部分和随车部分组成，固定场所部分主 要包含压缩机38、冷凝器37、阀门310、液化制冷剂储液罐36,如图5,随车部分主要包含液 化制冷剂储液罐36、阀门310、蒸发器311，如图6 ;制热系统主要包含保暖水箱31、散热器 313、放水阀门314、热交换装置315,如图7,其中，热交换装置315包含散热器313底部、电 引擎21部分冷却回路水管316、备用能源分系统62之加热器622之部分热能输送回路水 管317,热交换装置315内还充满热交换介质，热交换介质包括但不限于空气、水。压缩机 38、冷凝器37、阀门310、液化制冷剂储液罐36经管道连接，构成新能源汽车冷暖空调制冷 系统之固定场所部分，负责把制冷剂由气态变成液态，充入液化制冷剂储液罐36;液化制 冷剂储液罐36、阀门310、蒸发器311经管道连接，构成新能源汽车冷暖空调制冷系统之随 车部分，负责把制冷剂由液态变成气态，带走车厢热量；保暖水箱31、散热器313、放水阀门 314经管道连接，构成新能源汽车冷暖空调制热系统，负责为车厢供暖，隔板32把保暖水箱 31隔成两水槽，两水槽经管道和散热器313相连通。该空调系统3能实现电引擎式里程预 警新能源汽车室内制冷与制热，且实现压缩、冷凝工作与蒸发工作相分离，且独立工作。
[0014] 里程预警系统4,由定位系统数据接收模块41、电子地图导航模块42、电池管理系 统（BMS)611、主控制器43、人机信息输入终端44、人机视频与音频输出终端45组成，如图 8,里程预警系统4实现电引擎式里程预警新能源汽车在当前位置前往目标位置之前预警， 包括但不限于当前所剩电量是否支持前往目标位置，是否支持往返程，指示当前位置与目 标位置的最优路径及最优路径路面交通拥挤状况，且指示离当前位置最近的充电站位置及 充电站内充电桩空余数量。
[0015] 能源系统6,由动力电池分系统61、备用能源分系统62组成，动力电池分系统61 由电池管理系统（BMS) 611、快速充电辅助装置612、动力电池613组成；备用能源分系统62 由热电转换装置621、热源池622、备用能源原材料623组成，备用能源原材料623是氧化钙 (Ca0)与水（H20)，如图9,实现为电引擎式里程预警新能源汽车提供能源。
[0016] 快速充电辅助装置612借鉴鲤境充电辅助装置（专利号：201210021563.X)技术， 由电源接头6121、导线6122、金属材料盖板6123、绝缘塑料线圈支架6124、金属材料底板 6125、动力电池613、线圈6127组成，电源接头6121通过导线6122中的两根直流高压电线 与线圈6127相连，为线圈6127提供高压直流电源，使得线圈6127产生磁力线，线圈6127 内部产生的磁力线方位为上下方位；电源接头6121通过导线6122中的两根直流电线与动 力电池613正、负极相连，为动力电池613提供合适的直流电源，对动力电池613充电；动力 电池613摆放位置应保持动力电池613正负电极间电场线方位与线圈6127加电后产生磁 场的磁力线方位垂直，如图10,快速充电辅助装置612实现对动力电池613快速充电，充电 过程中使动力电池613电化学反应更充分、更迅速，动力电池613充电过程中的氧化还原化 学反应，其电子也是在不同电场势能的能量层跃迁，化学反应物（正离子）受力，不断的被 推离化学反应参与物之间，改变动力电池613正、负电极上化学聚合物生长路径和方向，使 得动力电池613内阻在充电过程中维持在初始充电状态下的低值，便于以初始大电流充电 方式持续为动力电池613充电；同时，也保持化学反应参与物之间最大程度接触，缩短充电 过程中动力电池613氧化还原化学反应时间。
[0017] 热电转换装置621借鉴鲤境电能发生装置（专利号：201110370242. 6)技术，由左 磁铁6211、长方体导体6212、加热装置6213、右磁铁6214组成，如图11，加热装置6213内 放入备用能源原材料623,即氧化钙（Ca0)与水（H20)，通过氧化钙（Ca0)与水（H20)化学反 应产生大量的热量来对长方体导体6212上、下方位加热，则长方体导体6212中的电子获 得能量而活跃，在长方体导体6212内不同能量层作无序的跃迁和碰撞，表现为长方体导体 6212的导热特性，此时，在长方体导体6212的左右方位加磁场，根据物理学左手定则与相 对运动原理，长方体导体6212中的电子将定向跃迁，跃迁方位同时垂直于加热方位（上下 方位）和磁场磁力线方位（左右方位），即前后方位，换言之，将在长方体导体6212前后方 位产生电势差，形成电压，为电引擎式里程预警新能源汽车提供能源，因此，热电转换装置 621实现代替动力电池613为电引擎式里程预警新能源汽车提供能源。
[0018] 热源池622与空调系统3之热交换装置315内热源池622部分热能输送回路水管 317连接，如图12,热源池622内放入备用能源原材料623,即氧化钙（Ca0)与水（H20)，氧化 钙（Ca0)与水（H20)化学反应产生大量的热量对热能输送回路水管中的水加热，加热后的 水再被泵送到热交换装置315内部分热能输送回路水管317,与热交换装置315内散热器 313水管底部内的水热交换，通过散热器313间接实现电引擎式里程预警新能源汽车室内 制热，因此，热源池622实现代替空调系统3之制热系统之热源为电引擎式里程预警新能源 汽车室内制热。
[0019] 为了实现清洁能源、资源可持续发展，本案构思出备用能源分系统62清洁能源、 资源循环利用方案，备用能源原材料623,即氧化钙（Ca0)与水（H20)，化学反应生成物是氢 氧化钙【Ca(0H)2】，氢氧化钙【Ca(0H)2】与空气中的二氧化碳（C02)化学反应生成物是碳酸钙 (CaC03)与水（H20)，此化学反应在自然条件下进行，化学反应周期也在用户可承受范围，碳 酸钙（CaC03)在一大气压下加热到900°C会分解成氧化钙（Ca0)和二氧化碳（C02)，而氧化钙 (Ca0)与水（H20)又是本案备用能源原材料623。为此，本案提供三种加热碳酸钙（CaC03)制 备氧化钙（Ca0)方法，第一，凹镜加热法，利用太阳能加热碳酸钙（CaC03)制备氧化钙（Ca0)， 由追光装置71、水平角旋转支架72、俯仰角调节推杆73、凹镜74、凹镜焦点之承托支架75、 碳酸钙（CaC03) 76组成；第二，凸透镜加热法，利用太阳能加热碳酸钙（CaC03)制备氧化钙 (Ca0)，由追光装置711、水平角旋转支架710、俯仰角调节推杆79、凸透镜77、凸透镜焦点之 承托支架78、碳酸钙（CaC03) 76组成；第三，直接加热法，由加热装置712与碳酸钙（CaC03) 76 组成，如图13,三种方法都实现了加热碳酸钙（CaC03)制备氧化钙（Ca0)，如果三种加热方 法是为备用能源分系统62储蓄能量过程（相当于动力电池充电过程），那么，利用氧化钙 (Ca0)与水（H20)化学反应产生大量的热来发电或制热就是备用能源分系统62释放能量过 程（相当于动力电池放电过程），因此，备用能源分系统62实现低碳而清洁能源、资源循环 利用，且实现低碳而清洁能源、资源可持续发展。 四、【专利附图】

【附图说明】
[0020] 为了使本案的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本案作进一步详细的 说明，其中
[0021] 图1是本案能量体系总框图；
[0022] 图2是本案电驱动系统示意图；
[0023] 图3是本案电引擎工作原理示意图；
[0024] 图4是本案电引擎控制策略拓扑架构及工作原理示意图；
[0025] 图5是本案制冷系统固定场所部分结构示意图；
[0026] 图6是本案制冷系统随车部分结构示意图；
[0027] 图7是本案制热系统结构示意图；
[0028] 图8是本案里程预警系统拓扑架构及工作原理示意图；
[0029] 图9是本案能源系统框图；
[0030] 图10是本案快速充电辅助装置工作原理示意图；
[0031] 图11是本案热电转换装置工作原理示意图；
[0032] 图12是本案热源池之工作原理示意图；
[0033] 图13是本案加热碳酸钙（CaC03)制备氧化钙（Ca0)方法示意图。 五、【具体实施方式】
[0034] 本案是一种电引擎式里程预警新能源汽车，用于替代传统汽车和传统电动汽车， 在能量体系1中，由能源系统6通过各种规格导线为电驱动系统2、里程预警系统4、辅助电 子电器设备5提供电源；由能源系统6通过热能输送回路水管为空调系统3提供补充备用 热源，如图1。
[0035] 所述电驱动系统2包括：电引擎21、连接于电引擎21中的曲轴212上的飞轮、设于 飞轮上的离合器22、与离合器22的输出轴相连的变速箱23、与变速箱23的输出轴经万向 节24传动连接的传动轴25、经另一万向节24与传动轴25传动连接的后桥总成29中的后桥 输入轴26、与后桥输入轴26花键连接的主减速器291的主动圆锥齿轮、与主减速器291的 主动圆锥齿轮啮合连接的主减速器291的从动圆锥齿轮、行星轮支架固定于主减速器291 的从动圆锥齿轮小端面的差速器210、与差速器210花键连接的半轴28、与半轴28另一端 连接的驱动轮27,如图2与图3,其中，主减速器291也可设置在驱动轮；飞轮外缘的齿圈与 一启动系统的驱动齿轮啮合。该启动系统采用现有技术中的与现有的汽油发动机配套使用 的启动系统。
[0036] 所述电引擎21包括：支架211、受支架211支撑的曲轴212、与曲轴212传动连接的 一缸连杆213、与曲轴212传动连接的二缸连杆214、与曲轴212传动连接的三缸连杆2115、 与曲轴212传动连接的四缸连杆2116、与一缸连杆213传动连接的一缸活塞215、与二缸连 杆214传动连接的二缸活塞217、与三缸连杆2115传动连接的三缸活塞2114、与四缸连杆 2116传动连接的四缸活塞2113、以曲轴212主轴颈轴线为中心等距离布置且与各缸活塞构 成移动副的缸体216、设于缸体216的上端及周围且与一缸缸孔及一缸活塞215同轴心线的 一缸电磁铁组件218、设于缸体216的上端及周围且与二缸缸孔及二缸活塞217同轴心线的 二缸电磁铁组件219、设于缸体216的上端及周围且与三缸缸孔及三缸活塞2114同轴心线 的三缸电磁铁组件2112、设于缸体216的上端及周围且与四缸缸孔及四缸活塞2113同轴 心线的四缸电磁铁组件2111、经导线分别与各缸电磁铁组件线圈连接的电子控制器2110、 经导线与连接电子控制器2110的霍尔定位传感器2117 ;所述霍尔定位传感器2117安装于 曲轴212主轴颈圆柱面附近，当某缸活塞到达上止点或下止点时，嵌于曲轴212主轴颈圆柱 面的永久磁铁必须位于霍尔定位传感器2117正下方；所述霍尔定位传感器2117也可安装 于曲轴212上的飞轮齿顶附近，当某缸活塞到达上止点或下止点时，嵌于曲轴212上的飞轮 齿顶的永久磁铁必须位于霍尔定位传感器2117正下方；所述电磁铁组件（218、219、2112、 2111)包括缸盖线圈与缸体线圈，缸体线圈轴线长度至少是活塞的行程，安装起始位置是 活塞处于下止点时活塞顶端所对应的缸体圆柱外表面的位置；所述活塞（215、217、2114、 2113)，其内部嵌入永久磁铁，永久磁铁N极上，S极下，如图3 ;所述电引擎21冷却系统的 部分冷却回路水管316位于空调系统3之热交换装置315内部。所述电引擎21工作时，一 缸电磁铁组件218线圈接入正向电流，一缸活塞215上行；一缸电磁铁组件218线圈接入反 向电流，一缸活塞215下行；二缸电磁铁组件219线圈接入正向电流，二缸活塞217上行；二 缸电磁铁组件219线圈接入反向电流，二缸活塞217下行；三缸电磁铁组件2112线圈接入 正向电流，三缸活塞2114上行；三缸电磁铁组件2112线圈接入反向电流，三缸活塞2114下 行；四缸电磁铁组件2111线圈接入正向电流，四缸活塞2113上行；四缸电磁铁组件2111线 圈接入反向电流，四缸活塞2113下行。采用所述启动系统驱动所述曲轴212上的飞轮，以使 曲轴212转动，所述电引擎21运转过程由电子控制器2110监测、运算、控制，当电子控制器 2110经霍尔定位传感器2117探测到一缸活塞215下行至下止点位置，电子控制器2110先 控制一缸电磁铁组件218线圈、三缸电磁铁组件2112线圈断电，然后控制一缸电磁铁组件 218线圈接入正向电流、三缸电磁铁组件2112线圈接入反向电流、二缸电磁铁组件219线圈 接入正向电流、四缸电磁铁组件2111线圈接入反向电流；当电子控制器2110经霍尔定位传 感器2117探测到四缸活塞2113下行至下止点位置，电子控制器2110先控制二缸电磁铁组 件219线圈、四缸电磁铁组件2111线圈断电，然后控制四缸电磁铁组件2111线圈接正向电 流、二缸电磁铁组件219线圈接入反向电流、一缸电磁铁组件218线圈接入正向电流、三缸 电磁铁组件2112线圈接入反向电流；当电子控制器2110经霍尔定位传感器2117探测到三 缸活塞2114下行至下止点位置，电子控制器2110先控制一缸电磁铁组件218线圈、三缸电 磁铁组件2112线圈断电，然后控制一缸电磁铁组件218线圈接入反向电流、三缸电磁铁组 件2112线圈接入正向电流、二缸电磁铁组件219线圈接入反向电流、四缸电磁铁组件2111 线圈接入正向电流；当电子控制器2110经霍尔定位传感器2117探测到二缸活塞217下行 至下止点位置，电子控制器2110先控制二缸电磁铁组件219线圈、四缸电磁铁组件2111线 圈断电，然后控制四缸电磁铁组件2111线圈接反向电流、二缸电磁铁组件219线圈接入正 向电流、一缸电磁铁组件218线圈接入反向电流、三缸电磁铁组件2112线圈接入正向电流， 如此循环，从而使各缸活塞经相应的连杆及所述的曲轴212运转以带动所述飞轮输出扭矩 与转速，飞轮通过离合器22、变速箱23、万向节24、传动轴25、另一万向节24、后桥总成29 中的后桥输入轴26、主减速器291、差速器210、半轴28、驱动轮27,从而驱动电引擎式里程 预警新能源汽车。
[0037]所述电引擎21控制策略拓扑架构包括：电驱动电子控制单元21103、与电驱动 电子控制单元21103经导线连接的目标转速信号输入装置21101、与电驱动电子控制单元 21103经导线连接的电驱动当前转速传感器21102、与电驱动电子控制单元21103经导线连 接的电驱动旋转输出轴负载扭矩传感器21104、与电驱动电子控制单元21103经导线连接 的电驱动调速驱动模块21105,如图4,所述控制策略在电驱动电子控制单元21103中运行， 在运行中，设定目标转速信号输入装置21101由驾驶人员控制，其功用如同传统电喷燃油 汽车的油门踏板，为电驱动电子控制单元21103提供驾驶人员设定电驱动目标转速信号； 电驱动当前转速传感器21102采集电驱动当前实际转速，为电驱动电子控制单元21103提 供电驱动当前实际转速信号；电驱动旋转输出轴负载扭矩传感器21104采样电驱动负载， 以负载扭矩的物理量提供给电驱动电子控制单元21103 ;电驱动调速驱动模块21105是电 力电子执行机构，接收电驱动电子控制单元21103发出的占空比指令，控制电引擎21线圈 绕组供电时间与断电时间；所述电引擎21控制策略在工作中能够实现每时每刻调控电引 擎式里程预警新能源汽车电驱动系统2驱动功率与负载需求功率相匹配，采用动态补偿负 载扭矩波动而导致的负载需求功率波动；所述电引擎21控制策略具体算法实现如下： [0038] 电动汽车电驱动驱动功率Pd，单位为瓦

【权利要求】
1. 一种电引擎式里程预警新能源汽车，其特征在于包括：由能源系统6通过各种规格 导线为电驱动系统2、里程预警系统4、辅助电子电器设备5提供电源；由能源系统6通过热 能输送回路水管为空调系统3提供补充备用热源； 所述的电驱动系统2,其特征在于包括：电引擎21、连接于电引擎21中的曲轴212上的 飞轮、设于飞轮上的离合器22、与离合器22的输出轴相连的变速箱23、与变速箱23的输出 轴经万向节24传动连接的传动轴25、经另一万向节24与传动轴25传动连接的后桥总成 29中的后桥输入轴26、与后桥输入轴26花键连接的主减速器291的主动圆锥齿轮、与主减 速器291的主动圆锥齿轮啮合连接的主减速器291的从动周锥齿轮、行星轮支架固定于主 减速器291的从动圆锥齿轮小端面的差速器210、与差速器210花键连接的半轴28、与半轴 28另一端连接的驱动轮27,其中，主减速器291也可设置在驱动轮； 所述的飞轮外缘的齿圈与一启动系统的驱动齿轮哨合； 所述的电引擎21，其特征在于包括：支架211、受支架211支撑的曲轴212、与曲轴212 传动连接的一缸连杆213、与曲轴212传动连接的二缸连杆214、与曲轴212传动连接的三 缸连杆2115、与曲轴212传动连接的四缸连杆2116、与一缸连杆213传动连接的一缸活 塞215、与二缸连杆214传动连接的二缸活塞217、与三缸连杆2115传动连接的三缸活塞 2114、与四缸连杆2116传动连接的四缸活塞2113、以曲轴212主轴颈轴线为中心等距离布 置且与各缸活塞构成移动副的缸体216、设于缸体216的上端及周围且与一缸缸孔及一缸 活塞215同轴心线的一缸电磁铁组件218、设于缸体216的上端及周围且与二缸缸孔及二缸 活塞217同轴心线的二缸电磁铁组件219、设于缸体216的上端及周围且与三缸缸孔及三 缸活塞2114同轴心线的三缸电磁铁组件2112、设于缸体216的上端及周围且与四缸缸孔 及四缸活塞2113同轴心线的四缸电磁铁组件2111、经导线分别与各缸电磁铁组件线圈连 接的电子控制器2110、经导线与连接电子控制器2110的霍尔定位传感器2117 ;所述霍尔定 位传感器2117安装于曲轴212主轴颈圆柱面附近，当某缸活塞到达上止点或下止点时，嵌 于曲轴212主轴颈圆柱面的永久磁铁必须位于霍尔定位传感器2117正下方；所述霍尔定位 传感器2117也可安装于曲轴212上的飞轮齿顶附近，当某缸活塞到达上止点或下止点时， 嵌于曲轴212上的飞轮齿顶的永久磁铁必须位于霍尔定位传感器2117正下方；所述电磁铁 组件（218、219、2112、2111)包括缸盖线圈与缸体线圈，缸体线圈轴线长度至少是活塞的行 程，安装起始位置是活塞处于下止点时活塞顶端所对应的缸体圆柱外表面的位置；所述活 塞（215、217、2114、2113)，其内部嵌入永久磁铁，永久磁铁N极上，S极下；所述电引擎21冷 却系统的部分冷却回路水管316位于空调系统3之热交换装置315内部； 所述的电引擎21的工作方法，其特征在于包括：电引擎21工作时，一缸电磁铁组件 218线圈接入正向电流，一缸活塞215上行；一缸电磁铁组件218线圈接入反向电流，一缸 活塞215下行：二缸电磁铁组件219线圈接入正向电流，二缸活塞217上行；二缸电磁铁组 件219线圈接入反向电流，二缸活塞217下行；三缸电磁铁组件2112线圈接入正向电流，三 缸活塞2114上行；三缸电磁铁组件2112线圈接入反向电流，三缸活塞2114下行；四缸电 磁铁组件2111线圈接入正向电流，四缸活塞2113上行；四缸电磁铁组件2111线圈接入反 向电流，四缸活塞2113下行；采用所述启动系统驱动所述曲轴212上的飞轮，以使曲轴212 转动，所述电引擎21运转过程由电子控制器2110监测、运算、控制，当电子控制器2110经 霍尔定位传感器2117探测到一缸活塞215下行至下止点位置，电子控制器2110先控制一 缸电磁铁组件218线圈、三缸电磁铁组件2112线圈断电，然后控制一缸电磁铁组件218线 圈接入正向电流、三缸电磁铁组件2112线圈接入反向电流、二缸电磁铁组件219线圈接入 正向电流、四缸电磁铁组件2111线圈接入反向电流；当电子控制器2110经霍尔定位传感 器2117探测到四缸活塞2113下行至下止点位置，电子控制器2110先控制二缸电磁铁组件 219线圈、四缸电磁铁组件2111线圈断电，然后控制四缸电磁铁组件2111线圈接正向电流、 二缸电磁铁组件219线圈接入反向电流、一缸电磁铁组件218线圈接入正向电流、三缸电磁 铁组件2112线圈接入反向电流；当电子控制器2110经霍尔定位传感器2117探测到三缸 活塞2114下行至下止点位置，电子控制器2110先控制一缸电磁铁组件218线圈、三缸电磁 铁组件2112线圈断电，然后控制一缸电磁铁组件218线圈接入反向电流、三缸电磁铁组件 2112线圈接入正向电流、二缸电磁铁组件219线圈接入反向电流、四缸电磁铁组件2111线 圈接入正向电流；当电子控制器2110经霍尔定位传感器2117探测到二缸活塞217下行至 下止点位置，电子控制器2110先控制二缸电磁铁组件219线圈、四缸电磁铁组件2111线圈 断电，然后控制四缸电磁铁组件2111线圈接反向电流、二缸电磁铁组件219线圈接入正向 电流、一缸电磁铁组件218线圈接入反向电流、三缸电磁铁组件2112线圈接入正向电流，如 此循环，从而使各缸活塞经相应的连杆及所述的曲轴212运转以带动所述飞轮输出扭矩与 转速，飞轮通过离合器22、变速箱23、万向节24、传动轴25、另一万向节24、后桥总成29中 的后桥输入轴26、主减速器291、差速器210、半轴28、驱动轮27,从而驱动电引擎式里程预 警新能源汽车； 所述的电引擎21控制策略拓扑架构，其特征在于包括：电驱动电子控制单元21103、与 电驱动电子控制单元21103经导线连接的目标转速信号输入装置21101、与电驱动电子控 制单元21103经导线连接的电驱动当前转速传感器21102、与电驱动电子控制单元21103经 导线连接的电驱动旋转输出轴负载扭矩传感器21104、与电驱动电子控制单元21103经导 线连接的电驱动调速驱动模块21105 ; 所述的电引擎21控制策略的工作方法，其特征在于包括：电引擎21控制策略在电驱 动电子控制单元21103中运行；控制策略在运行时，设定目标转速信号输入装置21101由 驾驶人员控制，其功用如同传统电喷燃油汽车的油门踏板，为电驱动电子控制单元21103 提供驾驶人员设定电驱动目标转速信号；电驱动当前转速传感器21102采集电驱动当前实 际转速，为电驱动电子控制单元21103提供电驱动当前实际转速信号；电驱动旋转输出轴 负载扭矩传感器21104采样电驱动负载，以负载扭矩的物理量提供给电驱动电子控制单元 21103 ;电驱动调速驱动模块21105是电力电子执行机构，接收电驱动电子控制单元21103 发出的占空比指令，控制电引擎21线圈绕组供电时间与断电时间；所述电引擎21控制策略 在工作时能够实现每时每刻调控电引擎式里程预警新能源汽车电驱动系统2驱动功率与 负载需求功率相匹配，采用动态补偿负载扭矩波动而导致的负载需求功率波动，具体算法 实现如下： 电动汽车电驱动驱动功率Pd，单位为瓦Pd =u*i*n*D 负载需求功率P1，单位为千瓦 Prητ*τ 9549.297 电动汽车电驱动驱动功率与负载需求功率相匹配，即
计算占空比D
根据占空比D就可计算出在所述电引擎21活塞行程周期内各缸电磁铁组件线圈的供 电时间，所述公式中，符号U为所述电磁铁组件线圈供电电压，单位为V;符号I为所述电磁 铁组件线圈内电流，单位为A;符号η为电能转为机械能效率；符号ητ为电驱动目标转速， 单位为r/min;Τ为电驱动旋转输出轴负载扭矩，单位为N·m; 所述的空调系统3,其特征在于包括：制冷系统与制热系统，所述的制冷系统又包括固 定场所部分和随车部分，所述固定场所部分包括：压缩机38、与压缩机38经管道连接的冷 凝器37、与冷凝器37经管道连接的阀门310、与阀门310经管道连接的液化制冷剂储液罐 36 ;所述随车部分包括：液化制冷剂储液罐36、与液化制冷剂储液罐36经管道连接的阀门 310、与阀门310经管道连接的蒸发器311 ;所述制热系统包括：保暖水箱31、与保暖水箱31 经管道连接的散热器313、与散热器313及保暖水箱31经管道连接的放水阀门314、汇聚散 热器313底部与电引擎21部分冷却回路水管316及部分热能输送回路水管317的热交换 装置315 ;所述热交换装置315内还充满热交换介质，所述热交换介质包括但不限于空气、 水； 所述的空调系统3的工作方法，其特征在于包括：空调系统3工作时，给空的液化制冷 剂储液罐36充液化制冷剂，压缩机38运转，从压缩机38进气管口吸入汽化的制冷剂，经压 缩机38压缩和冷凝器37冷却液化后，再经阀门310充进液化制冷剂储液罐36,再把充满液 态制冷剂的液化制冷剂储液罐36装进随车部分，所述空调系统3制冷时，打开阀门310,液 态制冷剂在蒸发器311内汽化而吸走车厢热量，汽化了的制冷剂直接排向大气中，为了便 于汽化制冷剂向大气中排放，可采用但不限于液态空气、液态氮气、固态二氧化碳作为制冷 齐U;所述空调系统3制热时，户外低温度驾驶所述电引擎式里程预警新能源汽车之前，拧开 保暖水箱31的密封盖35,从加水口 34向保暖水箱31灌开水，同时通过水箱水位观察窗口 33观察水位，当保暖水箱31加满开水后，拧紧保暖水箱31的密封盖35,停止使用电引擎式 里程预警新能源汽车之后，拧开放水阀门314,放掉新能源汽车冷暖空调制热系统的水；所 述空调系统3的制热系统也可采用所述热交换装置315内部散热器313底部水管与电引擎 21部分冷却回路水管316置换所述电引擎21冷去系统的余热或采用热交换装置315内部 散热器313底部水管与部分热能输送回路水管317置换所述热源池622产生的热源； 所述的里程预警系统4,其特征在于包括：主控制器43、与主控制器43经导线连接的定 位系统数据接收模块41、与主控制器43经导线连接的电子地图导航模块42、与主控制器43 经CANBUS总线连接的电池管理系统（BMS) 611、与主控制器43经导线连接的人机信息输入 终立而44、与王控制器43经导线连接的人机视频与首频输出终纟而45 ; 所述的里程预警系统4的工作方法，其特征在于包括：里程预警系统4工作时，驾驶人 员从人机信息输入终端44输入前往的目标位置，主控制器43经人机信息输入终端44得到 目标位置后，主控制器43再与定位系统数据接收模块41交互，经定位系统数据接收模块41 得到当前位置的经纬度与目标位置的经纬度，然后，主控制器43与电子地图导航模块42交 互，要求电子地图导航模块42根据当前位置的经纬度与目标位置的经纬度对电子地图信 息进行数据挖掘，决策出从当前位置前往目标位置的策略方案，并优化成当前位置与目标 位置的最佳路径，主控制器43经电子地图导航模块42得到最佳路径后，主控制器43再与 电池管理系统（BMS) 611交互，要求电池管理系统（BMS) 611根据动力电池613当前电量换 算出剩余电量所对应的电引擎式里程预警新能源汽车的续航里程，主控制器43经电池管 理系统（BMS)611得到续航里程后，并与最佳路径的里程相比较，如果续航里程大于或等于 两倍最佳路径的里程，则主控制器43经人机视频与音频输出终端45向驾驶人员反馈：剩余 电量满足往返程需求；如果续航里程大于或等于最佳路径的里程且续航里程小于两倍最佳 路径的里程，则主控制器43经人机视频与音频输出终端45向驾驶人员反馈：剩余电量满足 单程需求；如果续航里程小于最佳路径的里程，则主控制器43经人机视频与音频输出终端 45向驾驶人员预警：剩余电量不满足从当前位置前往目标位置的需求，主控制器43再次与 定位系统数据接收模块41交互，经定位系统数据接收模块41得到离当前位置最近的充电 站位置及充电站内充电桩空余数量，主控制器43再经人机视频与音频输出终端45向驾驶 人员反馈：离当前位置最近的充电站位置及充电站内充电桩空余数量；最后，主控制器43 再次与定位系统数据接收模块41交互，要求定位系统数据接收模块41查询最优路径经路 面交通拥挤状况，主控制器43经定位系统数据接收模块41得到当前位置与目标位置最优 路径路面交通拥挤状况后，主控制器43再经人机视频与音频输出终端45向驾驶人员反馈： 当前位置与目标位置最优路径路面交通拥挤状况。
2.如权利要求1所述的能源系统6,其特征在于包括：动力电池分系统61、备用能源分 系统62 ;所述动力电池分系统61包括：电池管理系统（BMS) 611、快速充电辅助装置612、动 力电池613 ;所述备用能源分系统62包括：热电转换装置621、热源池622、备用能源原材料 623;所述备用能源原材料623是氧化钙（CaO)与水（H2O),氧化钙（CaO)可通过加热碳酸钙 (CaCO3)的方法大量供给，所述备用能源分系统62工作时，前期必要准备：把备用能源原材 料623放入热电转换装置621内部的加热装置6213内或把备用能源原材料623放入热源 池622内； 所述的快速充电辅助装置612,其特征在于包括：电源接头6121、与电源接头6121连接 的导线6122、与导线6122中的两根直流高压电线另一端连接的线圈6127、支撑线圈6127 的绝缘塑料线圈支架6124、支撑绝缘塑料线圈支架6124的金属材料底板6125、设于绝缘塑 料线圈支架6124上端的金属材料盖板6123、设于绝缘塑料线圈支架6124内孔且位于金属 材料底板6125凸台端面及与导线6122中的两根直流电线另一端连接的动力电池613 ; 所述的快速充电辅助装置612的工作方法，其特征在于包括：快速充电辅助装置612工 作时，经电源接头6121通过导线6122中的两根直流高压电线为线圈6127提供高压直流电 源，使得线圈6127产生上下方位的磁力线，经电源接头6121通过导线6122中的两根直流 电线为动力电池613提供合适的直流电源，对动力电池613充电，动力电池613摆放位置 应保持动力电池613正负电极间电场线方位与线圈6127加电后产生磁场的磁力线方位垂 直,此时,充电过程中的动力电池613氧化还原化学反应，其电子也是在动力电池613的正 负电极之间不同电场势能的能量层跃迁，形成瞬间电流，根据物理学左手定则，化学反应物 (正离子）将受力，不断的被推离化学反应参与物之间，改变动力电池613正、负电极上化学 聚合物生长路径和方向，使得动力电池613内阻在充电过程中维持在初始充电状态下的低 值，便于以初始大电流充电方式持续为动力电池613充电；同时，也保持化学反应参与物之 间最大程度接触，缩短充电过程中动力电池613氧化还原化学反应时间；所述线圈6127,可 以用两只永久磁铁替代，两只永久磁铁分别位于所述动力电池613下方与动力电池613上 方，构成贯穿于动力电池613且上下方位的磁力线，保持两只永久磁铁构成的磁场磁力线 方位与动力电池613正负电极间电场线方位垂直，也可以实现所述快速充电辅助装置612 对动力电池613快速充电的功能； 所述的热电转换装置621，其特征在于包括：长方体导体6212、设于长方体导体6212左 边的左磁铁6211、设于长方体导体6212右边的右磁铁6214、设于长方体导体6212下方的 加热装置6213 ; 所述的热电转换装置621的工作方法，其特征在于包括：热电转换装置621工作时，力口 热装置6213内放入备用能源原材料623,即氧化钙（CaO)与水（H2O)，通过氧化钙（CaO)与水 (H2O)化学反应产生大量的热量来对长方体导体6212上、下方位加热，则长方体导体6212 中的电子获得能量而活跃，在长方体导体6212内不同能量层作无序的跃迁和碰撞，表现为 长方体导体6212的导热特性，形成无数个瞬态电流，此时，在长方体导体6212的左右方位 加磁场，根据物理学左手定则，跃迁电子的载体（长方体导体6212的原子核）应该受力，结 合相对运动理论换言之：长方体导体6212中的电子将定向跃迁，跃迁方位与跃迁电子的载 体（长方体导体6212的原子核）受力方位相同，但方向相反，且长方体导体6212中电子的 跃迁方位同时垂直于加热方位（上下方位）和磁场磁力线方位（左右方位），即前后方位， 换言之，将在长方体导体6212前后方位产生电势差，形成电压，为电引擎式里程预警新能 源汽车提供能源； 所述的热源池622与空调系统3内的热交换装置315内部热源池622部分热能输送回 路水管317连接；所述热源池622工作时，热源池622内放入备用能源原材料623,即氧化钙 (CaO)与水（H2O),氧化钙（CaO)与水（H2O)化学反应产生大量的热量对热能输送回路水管中 的水加热，加热后的水再被泵送到热交换装置315内部分热能输送回路水管317,与热交换 装置315内散热器313水管底部内的水热交换，为空调系统3内的制热系统提供热源； 所述的热碳酸钙（CaCO3)制备氧化钙（CaO)的工作方法，其特征在于包括：凹镜加热法、 凸透镜加热法、直接加热法；所述凹镜加热法包括：追光装置71、与追光装置71连接的水 平角旋转支架72、与追光装置71连接的俯仰角调节推杆73、设于受水平角旋转支架72支 撑且设于受俯仰角调节推杆73支撑的凹镜74、设于受凹镜74撑托的凹镜焦点之承托支架 75、设于受凹镜焦点之承托支架75撑托且位于凹镜焦点处的碳酸钙（CaCO3) 76 ;所述的追光 装置71采用阳光与时间互补控制方法，当有阳光时，追光装置71内的追光控制单元借助于 阳光传感器经水平角旋转支架72与俯仰角调节推杆73快速更新凹镜位置，使得凹镜时时 刻刻对准太阳，聚焦最强热源，当没有阳光时，追光装置71内的追光控制单元借助当前的 年、月、日、时、分、秒及凹镜所处的位置（经纬度及海拔高度）算出当前时刻太阳相对于凹 镜的高度角与方位角，接着追光装置71内的追光控制单元借助于当前时刻太阳相对于凹 镜的高度角与方位角经水平角旋转支架72与俯仰角调节推杆73快速更新凹镜位置，使得 凹镜时时刻刻对准太阳；所述凸透镜加热法包括：追光装置711、与追光装置711连接的水 平角旋转支架710、与追光装置711连接的俯仰角调节推杆79、设于受水平角旋转支架710 支撑且设于受俯仰角调节推杆79支撑的凸透镜77、固定于凸透镜77且位于凸透镜77下方 的凸透镜焦点之承托支架78、设于受凸透镜焦点之承托支架78撑托且位于凸透镜焦点处 的碳酸钙（CaCO3) 76 ;所述的追光装置711采用阳光与时间互补控制方法，当有阳光时，追光 装置711内的追光控制单元借助于阳光传感器经水平角旋转支架710与俯仰角调节推杆79 快速更新凸透镜位置，使得凸透镜时时刻刻对准太阳，聚焦最强热源，当没有阳光时，追光 装置711内的追光控制单元借助当前的年、月、日、时、分、秒及凸透镜所处的位置（经纬度 及海拔高度）算出当前时刻太阳相对于凸透镜的高度角与方位角，接着追光装置711内的 追光控制单元借助于当前时刻太阳相对于凸透镜的高度角与方位角经水平角旋转支架710 与俯仰角调节推杆79快速更新凸透镜位置，使得凸透镜时时刻刻对准太阳；所述直接加热 法包括：加热装置712、位于加热装置712上的碳酸钙（CaCO3) 76。
【文档编号】B60L3/00GK104442438SQ201410682671
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月16日 优先权日:2014年11月16日
【发明者】贾立进 申请人:贾立进