电动汽车的增程式动力装置的制作方法

文档序号:15707465发布日期:2018-10-19 21:03阅读:132来源:国知局

本发明涉及电动汽车的增程式动力装置。该装置采用主电机的纯电动驱动力为主,可以单独驱动车辆行驶,也可以组合采用发动机辅助动力进行并联式共同驱动车辆,亦能通过自发电对电池组补充电量,达到增程的一种新型增程型动力装置;本发明中的发动机不能单独驱动车辆行驶,只能与主电机驱动动力叠加,有效改善电动汽车的动力效果,适用于电动汽车的驱动。



背景技术:

目前随着环境保护意识的提高以及全球能源的供需矛盾,开发节能及采用替代能源的环保型汽车,以减少对环境的污染,是当今世界汽车产业发展的一个重要趋势。

电动车的发展瓶颈在于:充电电池有效容量和电动车有效里程的矛盾,特别是在电动汽车的使用中,需要不断的启动、加速、爬坡等,上述过程中,电池的放电率会大幅提高,严重影响电池组充放电循环寿命和电动汽车的有效里程等使用性能。具体说明:电池的理论值寿命动力电池放电率应为0.3c,实际使用中2~3c的放电率,直接导致电池组的温升不断增高,过高的温升除了严重影响电池组循环寿命,导致电池组容量早期衰减以外,更直接导致电动汽车的续行里程大大缩短。

为此,现有技术公开一种电动汽车的动力装置,该中国专利公告号cn104786812b,其通过空气-电力的混合动力驱动结构,降低电池组的工作负担,该结构需要额外的空气结构组件。

另,发明人在本申请之前还提出过一种电动汽车的动力装置,中国专利公告号cn207072258u,其通过电动机、发电机和飞轮的驱动结构,降低电池组的工作负担。该结构的问题:必须配飞轮结构,结构复杂,控制和维护要求高。

此外,现有技术中有一种离心式自动离合器,其具有左半端和右半端。通常情况下,左半端上设有离心块摩擦片,右半端是连接套在离心块摩擦片外圆的壳体,外圆的壳体与离心块摩擦片之间留有一定间隙,左半端和右半端之间没有刚性连接。其原理:离心块摩擦片在外部动力作用下高速旋转运动,依靠离心力来达到左半端和右半端的自动分离或结合。如:当左半端低于一定转速,左半端和右半端处于分离状态,右半端不旋转;当左半端高于一定转速,在离心力的作用下,左半端和右半端处于结合状态,右半端亦高速旋转并能传递扭矩。左半端和右半端处于结合状态时的最低转速,是左半端和右半端相互结合的界限转速。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有技术中的不足,提供一种新电动汽车的增程式动力装置,其目的在于:简化现有的发动机、主电机和飞轮组合结构及涡流调速器,仅使用发动机、主电机和离心式自动离合器,达到降低电池组的放电倍率,延长电池组的使用寿命,并具有随车自发电和充电功能。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

电动汽车的增程式动力装置,其包括有:电磁离合器,所述电磁离合器具有左半端和右半端;主电机,所述主电机的中心轴是b轴;发动机,所述发动机的中心轴是a轴;主电池组,所述主电池组通过主电机控制器与所述主电机电路连接;主电机控制器,所述主电机控制器控制所述主电机;电动油门,所述电动油门控制所述发动机;其特征在于:还设有离心式自动离合器,所述离心式自动离合器具有左半端和右半端;所述a轴与所述离心式自动离合器的左半端固接;所述b轴的一端与所述离心式自动离合器的右半端固接;所述b轴的另一端与所述电磁离合器的左半端固接;还设有c轴,所述电磁离合器的右半端与所述c轴固接;所述主电池组的电路上设有电流传感器;还设有加速踏板、整车控制器和发动机控制器;所述整车控制器分别接受所述加速踏板的信号、电动汽车控制档位的信号和所述电流传感器的信号;所述整车控制器通过所述主电机控制器控制所述主电机;所述整车控制器通过所述发动机控制器控制所述电动油门;所述整车控制器控制所述电磁离合器。

作为本发明的进一步改进:还设有副电池组,所述副电池组分别向所述整车控制器、所述主电机控制器和所述发动机控制器提供电力。

作为本发明的进一步改进:所述副电池组是12v或24v的蓄电池组。

采用上述技术方案后的有益效果:

1、本发明综合运用发动机和主电机的动力结构,并将离心式自动离合器运用在发动机和主电机之间,有效实现动力的按需分配,有效降低电池组放电的倍率,可大大延长电池组的使用寿命。此外,该结构简化现有的发动机、主电机和飞轮组合结构及涡流调速器,省略飞轮等结构,方便控制。发动机与主电机驱动动力叠加,改善电动汽车的动力效果。

2、依据加速踏板的信号、电动汽车控制档位的信号和电流传感器的信号,整车控制器分别控制主电机、发动机和电磁离合器,使发动机与主电机进行动力叠加驱动,发挥发动机与主电机各自在各种工况下动力性能的能效效率,使动力装置优化节能高效。且本发明主动力源是主电机,通过主电池组驱动,安全、环保、节能。通过整车控制器与发动机控制器控制电子油门,有效控制发动机的转速,达到离心式自动离合器与主驱动电机的适时分离与结合,降低电池组的放电倍率,降低电池组的温升,有效延长主电池组的使用寿命;降低了主电机的工作电流、峰值功率和温升,提高了主电机的工作效率,可以有效增加了车辆的35%以上的续行里程。

3、现有技术中,电动汽车不具备自发电功能。为达到自发电功能,现有电动汽车需要增加一台发电机组,增加了重量和成本。本发明是通过手动转换模式,发动机适时通过离心式自动离合器驱动主电机旋转,使主电机转换成发电机模式,实现对主电池组补充电能。如此,电动汽车可以在不完全依赖充电桩的情况下,能解决驾驶员开车的里程焦虑症,克服了电动汽车高度依赖充电桩,一旦找不到充电桩无法充电只能趴窝的弊端。

附图说明

图1为本发明结构和控制电路图。

图中:1、发动机,2、离心式自动离合器,3、主电机,4、电磁离合器,5、加速踏板,6、整车控制器,7、主电机控制器,8、发动机控制器,9、主电池组,10、电流传感器,11、电子油门,12、汽车控制档位,

k1、接副电池组接口,z1、a轴,z2、b轴,z3、c轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例,对本发明作进一步详细地说明。

离心式自动离合器2,其具有左半端和右半端。

电磁离合器4,其具有左半端和右半端。

整车控制器6,其英文简称vcu。

主电机控制器7,是电机控制单元,其英文简称mcu。

发动机控制器8,是电子控制单元,其英文简称ecu。

实施例,如图1所示,电动汽车的增程式动力装置,其具有:主电机动力源部分、发动机动力源部分和整车控制器。

主电机动力源部分,其包括有主电机3、主电机控制器7、主电池组9;前述主电池组9通过主电机控制器7与主电机3电路连接;前述主电机的中心轴是b轴z2,前述b轴z2的一端与前述离心式自动离合器的右半端固接;前述b轴z2的另一端与前述电磁离合器的左半端固接;前述电磁离合器的右半端与c轴z3固接;前述c轴z3最终驱动电动汽车行走;前述主电池组9的电路上设有电流传感器10;

发动机动力源部分,其包括有发动机1、电动油门11和发动机控制器8;前述发动机控制器8通过电动油门11控制发动机1工作;前述发动机的动力轴是a轴z1,前述a轴z1与前述离心式自动离合器的左半端固接;

电动汽车控制档位12的信号和加速踏板5的信号传递给前述整车控制器6;前述电流传感器10的信号通过主电机控制器7传递给前述整车控制器6;

依据前述接受到的相关信号,前述整车控制器6通过前述发动机控制器8控制前述电动油门11,并能改变发动机1的输出动力;依据前述接受到的相关信号,前述整车控制器6通过前述主电机控制器7控制所述主电机3,并能改变主电机的输出动力;前述整车控制器6控制所述电磁离合器。

前述离心式自动离合器的左半端和离心式自动离合器的右半端相互配合,其左半端和右半端相互结合的界限转速≥发动机冷车转速和打开空调后发动机的放大转速;

前述整车控制器6、主电机控制器7和发动机控制器8均设有接副电池组接口k1,优选直流电源与接副电池组接口k1连接并提供控制电力。优选直流电源,如:12v或24v的蓄电池组。

为方便普通技术人员理解,结合具体工作过程说明如下:

一、主电机驱动电动汽车的工作方式

加速踏板5的信号、电动汽车控制档位12的信号传递给整车控制器6。主电池组9通过主电机控制器7向主电机3提供电力。整车控制器6控制电磁离合器4,并使电磁离合器的左半端和右半端结合。依据前述接受到的相关信号,整车控制器6通过主电机控制器7控制主电机3高速旋转。如此,c轴z3能向外提供动力并最终驱动电动汽车运动。

在上述工作过程中,电流传感器10所测得的主电机工作的电流信号以及主电机当时的转速信号,通过主电机控制器7传递给整车控制器6。依据该电流信号及转速信号,整车控制器6通过高速精确计算,能通过发动机控制器8精准控制发动机1的转速进行加速,通过离心式自动离合器2传递发动机1动力扭矩与主电机3的动力叠加共同工作,提高了输出动力扭矩,降低了主电机3的工作电流和温升,有效降低了电池组9的放电倍率和温升,延长了车辆的续行里程,大大延长了电池组的使用寿命。

二、当电动汽车突然起步、加速、爬坡或超载时,其工作方式

当电动汽车突然起步、加速、爬坡或超载时,电流传感器10测得电流值信号,该电流值信号通过主电机控制器7传递给整车控制器6,整车控制器6将测得电流值与设定电流值进行比较。当判断测得电流值达到或超过设定电流值时,整车控制器6通过发动机控制器8控制电动油门11,发动机1由怠速状态变成加速状态,a轴z1高速旋转,a轴z1达到离心式自动离合器界限转速,如:1350±100转/分钟,离心式自动离合器的左半端和右半端结合。如此,发动机1和主电机3共同作用,使c轴z3向外提供强劲动力,有效降低电池组的放电倍率,延长电池组的使用寿命。

三、电动汽车控制档位的选择

除正常行驶选择前进挡、空挡、倒档外,驾驶员可以根据车辆油箱的油量及电池组的电量选择:省电档、省油档和发电挡。具体如下:

1、依据电动汽车控制档位的选择,整车控制器可以将正常车辆前进档时的设定电池组工作电流为电池组额定容量的0.5c,当工作电流大于0.5c时,发动机能提高转速并与电机并联工作参与混动;

2、当发现油箱油量不多时,能选择省油档时。依据电动汽车控制档位的选择,整车控制器可以设定电池组工作电流为电池组额定容量的0.8c,当工作电流大于0.8c时,发动机提高转速并与电机并联工作参与混动;

3、当发现电池组电量不多时,能选择省电档时。依据电动汽车控制档位的选择,整车控制器可以设定电池组工作电流为电池组额定容量的0.3c,当工作电流大于0.3c时,发动机提高转速并与电机并联工作参与混动;

4、当发现电池组电量不足需要充电时,而又找不到充电桩可以补充电时,可以选择发电档。拉紧手制动驻车,依据电动汽车控制档位的选择,整车控制器6控制电磁离合器4断开分离,轴z3无动力输出;并通过发动机控制器8控制电动油门11,发动机1带动主电机3工作,主电机3通过主电机控制器7转换成发电模式向主电池组9充电。此时,可以不需要完全依赖充电桩完成充电。经过试验,发动机向电池组充电半小时,能满足电动汽车跑100公里的需求。

四、当电动汽车严重超载,连续爬长坡或电池组能量明显不足处于低电压状态时,其工作方式

整车控制器6控制发动机1全速全功率满负荷工作,与主电机3的动力全部叠加,最大限度地满足电动汽车的工况动力需求。

五、当车辆选择前进挡或倒档时,电磁离合器4吸合工作,轴z3输出动力扭矩,驱动车辆行走。当车辆选择发电档时,电磁离合器4断开分离,轴z3不输出动力。

前述发动机能够但不限于燃油发动机或燃气发动机。

本发明不限于上述实施例,凡采用等同替换或等效替换形成的技术方案均属于本发明要求保护的范围。

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