專利名稱：一種高性能電動(dòng)轎車的驅(qū)動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)轎車動(dòng)力裝備，特別是一種高性能車載電力驅(qū)動(dòng) 裝置及其輔助設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，用于車輛所需動(dòng)力是靠燃燒汽油或柴油獲得的，而現(xiàn)在的石油資 源日漸枯竭，難以維繼，因而油價(jià)也就日漸高昂。
再說(shuō)，燃燒燃料獲得動(dòng)力，勢(shì)必會(huì)造成空氣的污染。燃燒程度再完全的機(jī)器， 也會(huì)消耗大氣中大量的氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，對(duì)人類生存環(huán)境造成破壞。還有 排放出來(lái)的有害氣體，更是對(duì)人體和人類生存的環(huán)境起到不可估量的危害作用。
為消除上述危害，目前己研制出了其他燃料汽車、天然氣汽車等，但到目前 為止，由于存在較多的問(wèn)題，特別是效率低、費(fèi)用大和在根本上沒(méi)有解決燃料 等問(wèn)題，所以還難以被廣泛使用。
雖然現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)已做了很大的節(jié)油改進(jìn)，但也只能節(jié)省很少的燃油，且 增加了不少輔助的設(shè)備，使發(fā)動(dòng)機(jī)的性能下降，制造成本提高。
為了減少?gòu)U氣的排放，做了多種嘗試，包括采用三元催化器、廢氣再循環(huán)系 統(tǒng)等，但這些嘗試都需要附加設(shè)備才能完成，而且難以達(dá)到滿意的效果。
因?yàn)閭鹘y(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)是熱機(jī)，需要冷卻系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行冷卻。汽油機(jī)由于是點(diǎn)燃 式發(fā)動(dòng)機(jī)，還需要點(diǎn)火系統(tǒng)。因此，傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)繁雜，副件較多，制造 成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供了一種車載電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其要解決的技術(shù)問(wèn)題 是利用普通家用電源和太陽(yáng)能代替汽油、柴油或液化石油氣燃料來(lái)維 持運(yùn)行的車載電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，把電源經(jīng)過(guò)升壓交變以后，送入高性能 的車載電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，推動(dòng)車輪，從而使汽車行駛。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用高性能車載電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 作為汽車的動(dòng)力，所以這種車載電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其配套設(shè)備不需要燃 燒像汽油或柴油那樣的燃料來(lái)提供動(dòng)力，沒(méi)有任何污染且環(huán)保；本實(shí) 用新型只需要普通家用電源及太陽(yáng)能作為動(dòng)力能源，所以不需要其它 的輔助設(shè)備，比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，制造成本將有所降低。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電機(jī)線圈及磁場(chǎng)布置示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。 圖1是表示電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。其中21為太陽(yáng)能電池板， 是用復(fù)合材料制成的長(zhǎng)方形的高效太陽(yáng)能發(fā)電板，設(shè)計(jì)為在陽(yáng)光充足 的條件下為主電源充電，這樣可以充分利用可利用的資源，提高電動(dòng) 轎車?yán)m(xù)航里程。圖中22為電動(dòng)轎車的主電源，采用飛輪儲(chǔ)能器的電能 儲(chǔ)存作用。充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，當(dāng)電動(dòng)轎車行駛時(shí)，又將動(dòng)能
轉(zhuǎn)換成電能，供驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用。圖中30是電源集合控制器，內(nèi)部包含
有穩(wěn)壓器26、升壓逆變器27、變頻器28、和反向充電整流器29。其 與電源監(jiān)控ECU 23組合使用，就形成了智能電源系統(tǒng)。穩(wěn)壓器26的 作用是當(dāng)轎車行駛時(shí)電源波動(dòng)的情況下，能穩(wěn)定電源，使整個(gè)電源處 于一個(gè)能控制的范圍內(nèi)。升壓逆變器27是將200V的電源電壓升至驅(qū) 動(dòng)電機(jī)所需的600V的電壓，并將直流電源逆變成驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用的交流 電源。變頻器28用于改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)電源的頻率，進(jìn)而控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的 轉(zhuǎn)速與扭矩。并可以控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，以至形成前進(jìn)檔與倒檔。 反向充電整流器29用于當(dāng)車輛需要減速或停車而制動(dòng)時(shí)，可以控制驅(qū) 動(dòng)電機(jī)反向發(fā)電，并將反向所發(fā)出來(lái)的電流經(jīng)過(guò)整流處理后，向主電 源充電。電源監(jiān)控ECU由油門電位計(jì)18、前進(jìn)檔與倒檔開(kāi)關(guān)17、制動(dòng) 開(kāi)關(guān)33等向其輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理后，用于控制電源切斷器24 與25，其中25向驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供電源，24是反向充電電路切斷器，控 制反向充電時(shí)間。電源監(jiān)控ECU還控制反向充電整流器和變頻器，使 得電源配置更加合理化，并有效地監(jiān)控著電源系統(tǒng)的異常情況，當(dāng)電 源系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，能即時(shí)切斷供電電源，以免損壞系統(tǒng)部件。圖32 是驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其采用高效永磁電機(jī)，設(shè)計(jì)工作電源為三相交流，工作 電壓為600V。電機(jī)內(nèi)配置有定子線圈繞組、永磁轉(zhuǎn)子、行星齒輪機(jī)構(gòu) 減速器和差速器等。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中32為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其作用是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并經(jīng)過(guò)減速處理 后輸入驅(qū)動(dòng)輪。圖中33為連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源連接頭，用于向驅(qū)動(dòng)
機(jī)輸入電源。圖中34為電機(jī)線圈，用于產(chǎn)生磁場(chǎng)，其設(shè)計(jì)為高密度磁 場(chǎng)，體質(zhì)小而能量大。圖中35為驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子，設(shè)計(jì)為永磁體，作用 是當(dāng)定子線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與其作用，產(chǎn)生更大的驅(qū)動(dòng)勢(shì)， 提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率。轉(zhuǎn)子的末端有花鍵與行星齒輪減速器38相連。 圖38為行星齒輪減速器，由太陽(yáng)輪、行星架和齒圈組成，太陽(yáng)輪與驅(qū) 動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子相連，行星架與外殼連接而被固定，齒圈為輸出元件，將 驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子輸入的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過(guò)行星齒輪機(jī)構(gòu)減速后，輸入到差速器。 圖39為差速器，用于車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)差速。圖36與圖40為半軸，向左右 車輪輸入轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)車輪。
圖3是本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)電機(jī)線圈及磁場(chǎng)布置示意圖。 圖32為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，前面已述及。圖41為線圈電源輸入接線頭， 用于連接電源。圖42為磁場(chǎng)體，由高導(dǎo)磁體制成，能產(chǎn)生極高的磁場(chǎng)。 圖45為磁場(chǎng)線圈，通電時(shí)產(chǎn)生磁力。圖43為轉(zhuǎn)子示意圖，由多組永 磁體組成。圖44為轉(zhuǎn)子的永磁體磁極，經(jīng)過(guò)合理布置，提高驅(qū)動(dòng)電機(jī) 的驅(qū)動(dòng)能力。
整個(gè)系統(tǒng)是這樣工作的當(dāng)車輛處于陽(yáng)光充足的區(qū)域時(shí)，太陽(yáng)能 發(fā)電板21向主電源22充電。當(dāng)車輛靜止時(shí)，采用普通家用電源向主 電源22充電，電能被儲(chǔ)存在主電源22中。當(dāng)車輛需要行駛時(shí)，電源 監(jiān)控ECU控制電源切斷器25 ，使其接通，電源通過(guò)電源切斷器25流 向穩(wěn)壓器26，經(jīng)過(guò)穩(wěn)定后的電源進(jìn)入升壓逆變器27。經(jīng)過(guò)升壓逆變器 27后的電源就成了 600V的交流電源，電源再進(jìn)入變頻器28，變頻器 將600V的交流電變成三相交流電源，并控制電源的頻率，使得可以
控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩，適合車輛使用工況。
當(dāng)車輛下坡或停車需要減速時(shí)，電源監(jiān)控ECU接通電源切斷器
24，使反向充電電路形成通路，這時(shí)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)就成了發(fā)電機(jī)，發(fā)出 的電源經(jīng)過(guò)反向充電整流器處理后向主電源充電。這樣可以提高車輛 的續(xù)航里程。電源監(jiān)控ECU時(shí)刻監(jiān)控著電源系統(tǒng)的工作情況， 一擔(dān)發(fā) 現(xiàn)電源系統(tǒng)有異常情況時(shí)，如電流突然過(guò)載或變頻器溫度過(guò)高等，電 源監(jiān)控ECU控制電源切斷器25，使系統(tǒng)不再工作，直到故障被排除。 當(dāng)車輛需要加速時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)油門電位計(jì)18， ECU控制變頻器改變電源頻 率，提高電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制車輛的行駛速度。當(dāng)車輛需要倒車時(shí)， 通過(guò)撥動(dòng)前進(jìn)和倒車開(kāi)關(guān)17， ECU控制變頻器進(jìn)行換相，使其改變電 源相位，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到倒車的目的。電源集合控制器 與電源監(jiān)控ECU 23組合形成的智能電源系統(tǒng)，有效地提高了整個(gè)電 源系統(tǒng)布置的合理性，提高了電源使用效率，延長(zhǎng)了系統(tǒng)部件的使用 壽命，使車輛的續(xù)航里程大為提高。
本實(shí)用新型提供了一種采用電力驅(qū)動(dòng)而不是像燃燒汽油、柴油或 液化石油氣等燃料來(lái)維持運(yùn)行的高性能車載電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，是一種利 用太陽(yáng)能或普通家用電源，向車輛主電源充電，并利用電源推動(dòng)高效 的電力驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的車載動(dòng)力系統(tǒng)。其比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)更 簡(jiǎn)單，由于不是熱機(jī)，不會(huì)過(guò)度受熱，所以不必使用冷卻系統(tǒng)；也不 必使用過(guò)濾空氣污染的過(guò)濾裝置；更沒(méi)有像汽油機(jī)一樣的點(diǎn)火裝置。 由于沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)，就沒(méi)有物質(zhì)產(chǎn)生，是一款沒(méi)有任何污染的超環(huán)保 的車載動(dòng)力系統(tǒng)及其配套設(shè)備。
由于本車載動(dòng)力系統(tǒng)及其配套設(shè)備只需要用太陽(yáng)能或普通家用電 源作為動(dòng)力源，所以不需要其它的輔助設(shè)備，比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn) 單，當(dāng)此車載電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其配套設(shè)備裝在車輛上后，車輛的總體 結(jié)構(gòu)將更加緊湊。除適合車輛使用外，還適宜于中小馬力的水、陸交 通機(jī)動(dòng)裝置上使用。
權(quán)利要求1.一種高性能電動(dòng)轎車的驅(qū)動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)，其特征是其系統(tǒng)包括太陽(yáng)能發(fā)電板(21)、儲(chǔ)能式電源(22)、電源集合控制器(30)、電源監(jiān)控ECU(23)和高效永磁式電力驅(qū)動(dòng)裝置(32)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電動(dòng)轎車的驅(qū)動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)，其特 征在于所述的電源集合控制器(30)內(nèi)設(shè)計(jì)有穩(wěn)壓器(26)、升壓逆變器 (27)和變頻控制器(28)，其特征在于所述的電源集合控制器(30)內(nèi)的 各裝置是集成電路設(shè)計(jì)，布置更加合理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電動(dòng)轎車的驅(qū)動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)，其特 征在于所述的儲(chǔ)能式電源(22)為采用動(dòng)能儲(chǔ)能器的電能儲(chǔ)存作用。 充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，當(dāng)電動(dòng)轎車行駛時(shí)，又將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能， 以供驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的高性能電動(dòng)轎車的驅(qū)動(dòng)裝置及其控制系 統(tǒng)，其特征在于所述的電源監(jiān)控ECU (23)與電源集合控制器(30)組 合使用形成了智能電源控制系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電動(dòng)轎車的驅(qū)動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)，其特 征在于所述的高效永磁式驅(qū)動(dòng)電機(jī)(32)，采用高磁力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)子為 多組式永磁體，可以提高電磁效率。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種采用電力驅(qū)動(dòng)的高性能車載電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，是一種利用太陽(yáng)能或普通家用電源，向車輛主電源充電，并利用電源推動(dòng)高效的電力驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的車載動(dòng)力系統(tǒng)。由于沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)，就沒(méi)有物質(zhì)產(chǎn)生，是一款沒(méi)有任何污染的超環(huán)保的車載動(dòng)力系統(tǒng)及其配套設(shè)備。由于本車載動(dòng)力系統(tǒng)及其配套設(shè)備只需要用太陽(yáng)能或普通家用電源作為動(dòng)力源，所以不需要其它的輔助設(shè)備，比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，當(dāng)此車載電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其配套設(shè)備裝在車輛上后，車輛的總體結(jié)構(gòu)將更加緊湊。除適合車輛使用外，還適宜于中小馬力的水、陸交通機(jī)動(dòng)裝置上使用。
文檔編號(hào)B60L8/00GK201195503SQ20082010520
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月6日
發(fā)明者陳志新 申請(qǐng)人:陳志新