專利名稱：一種高性能電動轎車的驅(qū)動裝置及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動轎車動力裝備，特別是一種高性能車載電力驅(qū)動 裝置及其輔助設(shè)備。
背景技術(shù)：
一般來說，用于車輛所需動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，因而油價也就日漸高昂。
再說，燃燒燃料獲得動力，勢必會造成空氣的污染。燃燒程度再完全的機器， 也會消耗大氣中大量的氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，對人類生存環(huán)境造成破壞。還有 排放出來的有害氣體，更是對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，由于存在較多的問題，特別是效率低、費用大和在根本上沒有解決燃料 等問題，所以還難以被廣泛使用。
雖然現(xiàn)代汽車發(fā)動機已做了很大的節(jié)油改進，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)動機的性能下降，制造成本提高。
為了減少廢氣的排放，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，而且難以達到滿意的效果。
因為傳統(tǒng)的發(fā)動機是熱機，需要冷卻系統(tǒng)對其進行冷卻。汽油機由于是點燃 式發(fā)動機，還需要點火系統(tǒng)。因此，傳統(tǒng)的發(fā)動機結(jié)構(gòu)繁雜，副件較多，制造 成本高。

實用新型內(nèi)容
本實用新型提供了一種車載電力驅(qū)動系統(tǒng)，其要解決的技術(shù)問題 是利用普通家用電源和太陽能代替汽油、柴油或液化石油氣燃料來維 持運行的車載電力驅(qū)動系統(tǒng)，把電源經(jīng)過升壓交變以后，送入高性能 的車載電力驅(qū)動系統(tǒng)中，推動車輪，從而使汽車行駛。
為解決上述技術(shù)問題本實用新型采用以下技術(shù)方案
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用高性能車載電力驅(qū)動系統(tǒng) 作為汽車的動力，所以這種車載電力驅(qū)動系統(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提供動力，沒有任何污染且環(huán)保；本實 用新型只需要普通家用電源及太陽能作為動力能源，所以不需要其它 的輔助設(shè)備，比傳統(tǒng)內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)更簡單，制造成本將有所降低。

圖1是本實用新型實施例的電力驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型實施例的驅(qū)動電機及減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實用新型實施例的驅(qū)動電機線圈及磁場布置示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。 圖1是表示電力驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。其中21為太陽能電池板， 是用復(fù)合材料制成的長方形的高效太陽能發(fā)電板，設(shè)計為在陽光充足 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 轎車續(xù)航里程。圖中22為電動轎車的主電源，采用飛輪儲能器的電能 儲存作用。充電時將電能轉(zhuǎn)換成動能，當(dāng)電動轎車行駛時，又將動能
轉(zhuǎn)換成電能，供驅(qū)動電機使用。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)轎車行駛時電源波動的情況下，能穩(wěn)定電源，使整個電源處 于一個能控制的范圍內(nèi)。升壓逆變器27是將200V的電源電壓升至驅(qū) 動電機所需的600V的電壓，并將直流電源逆變成驅(qū)動電機使用的交流 電源。變頻器28用于改變驅(qū)動電機電源的頻率，進而控制驅(qū)動電機的 轉(zhuǎn)速與扭矩。并可以控制驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)，以至形成前進檔與倒檔。 反向充電整流器29用于當(dāng)車輛需要減速或停車而制動時，可以控制驅(qū) 動電機反向發(fā)電，并將反向所發(fā)出來的電流經(jīng)過整流處理后，向主電 源充電。電源監(jiān)控ECU由油門電位計18、前進檔與倒檔開關(guān)17、制動 開關(guān)33等向其輸入信號，經(jīng)過計算處理后，用于控制電源切斷器24 與25，其中25向驅(qū)動電機提供電源，24是反向充電電路切斷器，控 制反向充電時間。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，能即時切斷供電電源，以免損壞系統(tǒng)部件。圖32 是驅(qū)動電機，其采用高效永磁電機，設(shè)計工作電源為三相交流，工作 電壓為600V。電機內(nèi)配置有定子線圈繞組、永磁轉(zhuǎn)子、行星齒輪機構(gòu) 減速器和差速器等。
圖2是本實用新型實施例的驅(qū)動電機及減速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中32為驅(qū)動電機，其作用是將電能轉(zhuǎn)換成機械能，并經(jīng)過減速處理 后輸入驅(qū)動輪。圖中33為連接驅(qū)動電機的電源連接頭，用于向驅(qū)動
機輸入電源。圖中34為電機線圈，用于產(chǎn)生磁場，其設(shè)計為高密度磁 場，體質(zhì)小而能量大。圖中35為驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子，設(shè)計為永磁體，作用 是當(dāng)定子線圈產(chǎn)生磁場時，轉(zhuǎn)子磁場與其作用，產(chǎn)生更大的驅(qū)動勢， 提高驅(qū)動電機的功率。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，由太陽輪、行星架和齒圈組成，太陽輪與驅(qū) 動電機轉(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)動電機轉(zhuǎn)子輸入的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過行星齒輪機構(gòu)減速后，輸入到差速器。 圖39為差速器，用于車輛轉(zhuǎn)彎時差速。圖36與圖40為半軸，向左右 車輪輸入轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動車輪。
圖3是本實用新型的驅(qū)動電機線圈及磁場布置示意圖。 圖32為驅(qū)動電機，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為磁場體，由高導(dǎo)磁體制成，能產(chǎn)生極高的磁場。 圖45為磁場線圈，通電時產(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)過合理布置，提高驅(qū)動電機 的驅(qū)動能力。
整個系統(tǒng)是這樣工作的當(dāng)車輛處于陽光充足的區(qū)域時，太陽能 發(fā)電板21向主電源22充電。當(dāng)車輛靜止時，采用普通家用電源向主 電源22充電，電能被儲存在主電源22中。當(dāng)車輛需要行駛時，電源 監(jiān)控ECU控制電源切斷器25 ，使其接通，電源通過電源切斷器25流 向穩(wěn)壓器26，經(jīng)過穩(wěn)定后的電源進入升壓逆變器27。經(jīng)過升壓逆變器 27后的電源就成了 600V的交流電源，電源再進入變頻器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)動電機的轉(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，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，這時的驅(qū)動電機就成了發(fā)電機，發(fā)出 的電源經(jīng)過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，如電流突然過載或變頻器溫度過高等，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，轉(zhuǎn)動油門電位計18， ECU控制變頻器改變電源頻 率，提高電機轉(zhuǎn)速，進而控制車輛的行駛速度。當(dāng)車輛需要倒車時， 通過撥動前進和倒車開關(guān)17， ECU控制變頻器進行換相，使其改變電 源相位，使驅(qū)動電機反向轉(zhuǎn)動，以達到倒車的目的。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)，有效地提高了整個電 源系統(tǒng)布置的合理性，提高了電源使用效率，延長了系統(tǒng)部件的使用 壽命，使車輛的續(xù)航里程大為提高。
本實用新型提供了一種采用電力驅(qū)動而不是像燃燒汽油、柴油或 液化石油氣等燃料來維持運行的高性能車載電力驅(qū)動系統(tǒng)，是一種利 用太陽能或普通家用電源，向車輛主電源充電，并利用電源推動高效 的電力驅(qū)動裝置來進行驅(qū)動的車載動力系統(tǒng)。其比傳統(tǒng)內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)更 簡單，由于不是熱機，不會過度受熱，所以不必使用冷卻系統(tǒng)；也不 必使用過濾空氣污染的過濾裝置；更沒有像汽油機一樣的點火裝置。 由于沒有化學(xué)反應(yīng)，就沒有物質(zhì)產(chǎn)生，是一款沒有任何污染的超環(huán)保 的車載動力系統(tǒng)及其配套設(shè)備。
由于本車載動力系統(tǒng)及其配套設(shè)備只需要用太陽能或普通家用電 源作為動力源，所以不需要其它的輔助設(shè)備，比傳統(tǒng)內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)更簡 單，當(dāng)此車載電力驅(qū)動系統(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 通機動裝置上使用。
權(quán)利要求1.一種高性能電動轎車的驅(qū)動裝置及其控制系統(tǒng)，其特征是其系統(tǒng)包括太陽能發(fā)電板(21)、儲能式電源(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)動裝置(32)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電動轎車的驅(qū)動裝置及其控制系統(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，布置更加合理。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能電動轎車的驅(qū)動裝置及其控制系統(tǒng)，其特 征在于所述的儲能式電源(22)為采用動能儲能器的電能儲存作用。 充電時將電能轉(zhuǎn)換成動能，當(dāng)電動轎車行駛時，又將動能轉(zhuǎn)換成電能， 以供驅(qū)動電機使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的高性能電動轎車的驅(qū)動裝置及其控制系 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所述的高性能電動轎車的驅(qū)動裝置及其控制系統(tǒng)，其特 征在于所述的高效永磁式驅(qū)動電機(32)，采用高磁力結(jié)構(gòu)設(shè)計，轉(zhuǎn)子為 多組式永磁體，可以提高電磁效率。
專利摘要本實用新型提供了一種采用電力驅(qū)動的高性能車載電力驅(qū)動系統(tǒng)，是一種利用太陽能或普通家用電源，向車輛主電源充電，并利用電源推動高效的電力驅(qū)動裝置來進行驅(qū)動的車載動力系統(tǒng)。由于沒有化學(xué)反應(yīng)，就沒有物質(zhì)產(chǎn)生，是一款沒有任何污染的超環(huán)保的車載動力系統(tǒng)及其配套設(shè)備。由于本車載動力系統(tǒng)及其配套設(shè)備只需要用太陽能或普通家用電源作為動力源，所以不需要其它的輔助設(shè)備，比傳統(tǒng)內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)更簡單，當(dāng)此車載電力驅(qū)動系統(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、陸交通機動裝置上使用。
文檔編號B60L8/00GK201195503SQ20082010520
公開日2009年2月18日 申請日期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 申請人:陳志新