專利名稱：多元電驅(qū)動汽車底盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于節(jié)能和新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種多元結(jié)構(gòu)、多元電能的電驅(qū)動汽車底盤，滿足所有汽車類車輛節(jié)能減排并保證進入市場的需要。
背景技術(shù)：
國家大力支持節(jié)能和新能源汽車的發(fā)展。但是，全國節(jié)能和新能源汽車研發(fā)已進入困境。如純電動汽車。成本高，市場不接受；不僅不節(jié)能反而浪費能源，除了在充電過程中損耗20%電能外，沒有其他任何節(jié)省電能的表現(xiàn)；并且，它還會增大電能供應(yīng)危機，如果全國車輛都充電，還需再建20多座三峽那樣的發(fā)電站(廠)。此外，它受續(xù)駛里程限制，不能滿足長途運輸需要。又如燃料電池車，它需要昂貴的鉬(白金)為輔助材料，不僅成本高，而且資源貧乏。又如現(xiàn)行混合動力車，成本高，雖然號稱節(jié)油20%，但節(jié)省部分與成本高出部分基本持平，沒有推廣意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述不足而提供一種可自行發(fā)電、無需再通過充電增加續(xù)駛里程、并可進行能量回收的多元電驅(qū)動汽車底盤。本發(fā)明的技術(shù)解決方案可以是一種多元電驅(qū)動汽車底盤，包括底盤大梁及固定在底盤大梁上的內(nèi)燃機、方向機、方向助力泵、剎車氣泵、空調(diào)壓縮機、油箱、前橋、后橋、車輪、漏電保護器、控制器、電源管理器，其特征是還包括固定在底盤大梁上的永磁發(fā)電機、 永磁牽引發(fā)電機、調(diào)速踏板和電池組；其中，永磁發(fā)電機與內(nèi)燃機連接構(gòu)成永磁發(fā)電機組； 前橋或者后橋為驅(qū)動車橋，永磁牽引發(fā)電機與該驅(qū)動車橋連接構(gòu)成一體式驅(qū)動車橋。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的一體式驅(qū)動車橋中的永磁牽引發(fā)電機與驅(qū)動車橋之間還可以加設(shè)兩檔變速箱。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的一體式驅(qū)動車橋中還可以加設(shè)傳動軸，該傳動軸設(shè)置在永磁牽引發(fā)電機與兩檔變速箱之間或者設(shè)置在驅(qū)動車橋與兩檔變速箱之間。本發(fā)明技術(shù)解決方案中所述的永磁發(fā)電機和永磁牽引發(fā)電機均為永磁電機。本發(fā)明由于采用由底盤大梁及固定在底盤大梁上的內(nèi)燃機、方向機、方向助力泵、 剎車氣泵、空調(diào)壓縮機、油箱、前橋、后橋、車輪、漏電保護器、控制器、電源管理器、永磁發(fā)電機、永磁牽引發(fā)電機、調(diào)速踏板和電池組構(gòu)成的多元電驅(qū)動汽車底盤，其中，永磁發(fā)電機與內(nèi)燃機連接構(gòu)成永磁發(fā)電機組，前橋或者后橋為驅(qū)動車橋，永磁牽引發(fā)電機與該驅(qū)動車橋連接構(gòu)成一體式驅(qū)動車橋，因而在車載主控制器和混合電源管理器的控制下，可使內(nèi)燃機向永磁發(fā)電機提供機械能，永磁發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化為電能，給永磁牽弓I發(fā)電機供電，同時也可給電池組充電。當車在加速、超車、爬坡時，永磁發(fā)電機組及電池組均給永磁牽引發(fā)電機供電，當汽車在下坡、滑行、緊急剎車制時，永磁牽引發(fā)電機由電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)，把機械能轉(zhuǎn)換成的電能，給電池組充電，當電池組的電容量達到飽和后，永磁牽引發(fā)電機直接使用電池組的電能，當電池組的電能低于容量線時，馬上啟動永磁發(fā)電機組進行工作。本發(fā)
3明由于采用永磁發(fā)電機，比傳統(tǒng)發(fā)電機組效率高、體積小、重量輕，且設(shè)計制造工藝簡單。本發(fā)明由于采用上述技術(shù)解決方案，較好地解決了上述節(jié)能和新能源汽車的問題，車載永磁發(fā)電機組和車輛慣性動能發(fā)電系統(tǒng)提供多元電能，車輛以電驅(qū)動的模式行駛， 具有了實質(zhì)意義的節(jié)能和新能源特征；因為自行發(fā)電，不僅可以滿足車輛長途行駛的要求， 而且沒有充電配套的累贅，也不存在潛在的電力供應(yīng)危機；因為節(jié)能而相應(yīng)減排，并相應(yīng)降低成本，可以保證市場歡迎。本發(fā)明克服了當前電動汽車生產(chǎn)和營運成本高、節(jié)能減排效率低、不能滿足長途運輸需要、對電能需求具有潛在風(fēng)險的不足，具有可自行發(fā)電、無需通過充電增加續(xù)駛里程、并可進行能量回收的特點。本發(fā)明是一種電驅(qū)動汽車底盤，主要用于替代現(xiàn)行燃油車底
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圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的仰視圖。
圖3是本發(fā)明的局部實施例1結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的局部實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明的局部實施例3結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6是本發(fā)明的局部實施例4結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本發(fā)明的局部實施例5結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本發(fā)明電源管理器的電路圖。
圖9是本發(fā)明工作原理示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例1作進一步的描述。實施例1如圖1至圖3、圖8至圖9所示。本發(fā)明采用由底盤大梁11及固定在底盤大梁11上的內(nèi)燃機16、方向機6、方向助力泵7、剎車氣泵14、空調(diào)壓縮機9、油箱17、前橋12、后橋13、兩檔變速箱19、車輪20、漏電保護器18、控制器3、電源管理器4、永磁發(fā)電機15、永磁牽引發(fā)電機2、調(diào)速踏板5和電池組8構(gòu)成的的多元電驅(qū)動汽車底盤。其中，永磁發(fā)電機15與內(nèi)燃機16連接構(gòu)成永磁發(fā)電機組1。后橋13為驅(qū)動車橋，永磁牽引發(fā)電機 2、兩檔變速箱19、后橋13依次連接，構(gòu)成一體式驅(qū)動車橋，交替實現(xiàn)車輛驅(qū)動和車輛慣性動能發(fā)電(即能量回收)的動力效能。電池組8包括普通蓄電池組和少量超級電容器，通過能量互補，比功率和比能量都大大提升。蓄電池與電容器智能組合，其功能特征表現(xiàn)為接收并儲存能量回收中高電壓、低電壓、大電流狀態(tài)下的電能，完成能量回收；在高電壓、大電流狀態(tài)下釋放電能，保證車輛具有強勁的動力。除車輛驅(qū)動功能外，還具備能量回收功能、 高效率發(fā)電功能，車輛可以“長途”行駛而不受續(xù)駛里程限制。電源管理器的電路圖如圖8所示。由微機與DM0C645電調(diào)速控制器(美國太陽電公司)構(gòu)成的控制電路Q1、永磁發(fā)電機組A、串聯(lián)在電動機回路中的接觸器J2、J1、串接在發(fā)電機回路中的接觸器J3、二極管D1、D2與現(xiàn)有電動車能量回收控制電路中的對應(yīng)部分相同。 控制電路Ql主要負責調(diào)速、剎車制動、能量回收等功能程序控制。永磁發(fā)電機組A既可用作電動機，又可用作發(fā)電機。不同的是采用高、低電壓充電支路。其中，高電壓充電支路由蓄電池組Fl、直流二極管D3和大容量超級電容器Cl構(gòu)成，蓄電池組Fl與二極管D3反向串接后再與電容器Cl并聯(lián)。低電壓充電支路由蓄電池組F2和電容C2構(gòu)成，為常規(guī)蓄電池充電電路。高、低電壓充電支路并聯(lián)后聯(lián)接到發(fā)電機回路中。直流電逆變升壓電路Q2由5KVA 逆變器(深圳新未來公司生產(chǎn))組成，聯(lián)接到低電壓充電支路與高電壓充電支路之間。本發(fā)明的關(guān)鍵在于大容量超級電容器和低電壓充電支路及直流電逆變升壓電路的采用。大容量超級電容器Cl為國產(chǎn)A型450V、0. 5F大電容6只并用，可以將瞬時產(chǎn)生的大電流(200A以上)、高電壓(200V以上)的再生能源等轉(zhuǎn)換的電能全部先存到該電容器Cl中，然后再通過二極管D3慢慢向蓄電池Fl充電，使該部分電能被全部回收。低電壓充電支路可先將那些低電壓(低于供電電源以下的電壓)、小電流(10A以下)的電能先回收到蓄電池F2中，然后蓄電池F2中回收足夠多的電能后便經(jīng)過直流電逆變升壓電路Q2升壓，再經(jīng)二極管D4整流向蓄電池Fl充電，使該部分電能被全部回收。本發(fā)明工作原理如圖9所示。車輛驅(qū)動程序永磁發(fā)電機組1啟動，產(chǎn)生電能，并向電源管理器4輸送電能；電源管理器4自動開啟，接收電能，進行變頻、穩(wěn)壓、整流，以標準電壓分別向控制器3、電池組8輸送電能；控制器3、電池組8向永磁牽引發(fā)電機2輸送電能；永磁牽引發(fā)電機2接收電能并把電能轉(zhuǎn)換為機械能，產(chǎn)生動力，并順序向兩檔變速箱19 (或無兩檔變速箱)、傳動軸10(或無傳動軸)、驅(qū)動車橋13、車輪20傳送動力，驅(qū)動車輛。車輛在相對勻速狀態(tài)下行駛時，永磁發(fā)電機組1、電池組8“交替”供電，可以避免過量耗電；車輛起步、加速、爬坡時，永磁發(fā)電機組1、電池組8 “同時”供電，可以加強動力。車輛慣性動能發(fā)電(能量回收)程序車輛下坡滑行、慣性運動時，產(chǎn)生動力，推動車輪20轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生機械能，車輪20把機械能依次傳送給驅(qū)動車橋13、兩檔變速箱19 (或無兩檔變速箱)、傳動軸 10 (或無傳動軸)、永磁牽引發(fā)電機2，永磁牽引發(fā)電機2接受機械能，變牽引模式為發(fā)電模式，將機械能轉(zhuǎn)換為電能，并通過控制器3把電能傳輸給電源管理器4，電源管理器4進行變頻、穩(wěn)壓、整流，再把電能輸入電池組8，電池組8接收并儲存電能。本發(fā)明的工作原理可以簡單描述為發(fā)電機組提供主要電源，永磁牽引發(fā)電機利用車輛慣性動能進行發(fā)電從而提供輔助電源(稱為“能量回收”)。永磁發(fā)電機組將其提供的電源供給永磁牽引發(fā)電機，永磁牽引發(fā)電機用不完的電輸入電池組。能量回收時永磁牽引發(fā)電機提供的輔助電源儲入電池組。電池組接收并儲存永磁發(fā)電機組提供的電能和永磁牽引發(fā)電機提供的能量回收的電能，在永磁牽引發(fā)電機及車輛其他器部件都需要電力時，分別供電。永磁牽弓I發(fā)電機驅(qū)動車輛，在車輛相對勻速行駛時，永磁發(fā)電機組和電池組“交替” 供電，在車輛起步、加速、爬坡時，永磁發(fā)電機組和電池組“同時”供電。電源管理器進行變頻、穩(wěn)壓、整流等管理。永磁發(fā)電機組的啟動和停止，電池組儲電、供電的開啟和關(guān)閉，永磁牽引發(fā)電機驅(qū)動模式和發(fā)電模式的轉(zhuǎn)換，方向機助力泵、剎車氣泵、空調(diào)壓縮機等附屬部件的工作，電力的分配、流向、流量，車輛的起止進退、調(diào)速制動等等，均由總控制器和電源管理器通過線束進行調(diào)控，實現(xiàn)車輛的全部功能。本發(fā)明的經(jīng)濟價值在于一、節(jié)能，減排。二、可以讓所有汽車類車輛(含長途運輸車輛)實現(xiàn)電驅(qū)動。三、綜合成本低于現(xiàn)行燃油車，市場歡迎。四、不充電，不需要巨資配套 (充電樁)，沒有電力供應(yīng)風(fēng)險(不增加國家電力供應(yīng)量)。因而可以讓中國的節(jié)能和新能源汽車走出困境。
實施例2如圖4所示。與實施例1不同的僅是一體式驅(qū)動車橋永磁牽引發(fā)電機 2直接與后橋13連接，構(gòu)成一體式驅(qū)動車橋。直接把永磁牽引發(fā)電機2安裝在后橋13差速器腳齒輪上，永磁牽引發(fā)電機2產(chǎn)生的扭矩直接驅(qū)動半軸，實現(xiàn)車輛驅(qū)動和能量回收發(fā)電交替工作，并且減少了傳動軸的機械損耗、噪音、體積和重量，產(chǎn)生綜合節(jié)能效應(yīng)。實施例3如圖5所示。永磁牽引發(fā)電機2與兩檔變速箱19、傳動軸10、后橋13順序連接。實施例4如圖6所示。永磁牽引發(fā)電機2與傳動軸10、兩檔變速箱19、后橋13順
序連接。實施例5如圖7所示，永磁牽引發(fā)電機2與傳動軸10、后橋13順序連接。
權(quán)利要求
1.一種多元電驅(qū)動汽車底盤，包括底盤大梁(11)及固定在底盤大梁(11)上的內(nèi)燃機 (16)、方向機(6)、方向助力泵(7)、剎車氣泵(14)、空調(diào)壓縮機(9)、油箱(17)、前橋(12)、 后橋(13)、車輪(20)、漏電保護器(18)、控制器(3)、電源管理器(4)，其特征是還包括固定在底盤大梁(11)上的永磁發(fā)電機(15)、永磁牽引發(fā)電機(2)、調(diào)速踏板(5)和電池組(8); 其中，永磁發(fā)電機(15)與內(nèi)燃機(16)連接構(gòu)成永磁發(fā)電機組(1);前橋(12)或者后橋(13) 為驅(qū)動車橋，永磁牽弓I發(fā)電機(2)與該驅(qū)動車橋連接構(gòu)成一體式驅(qū)動車橋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多元電驅(qū)動汽車底盤，其特征是所述的一體式驅(qū)動車橋中的永磁牽弓丨發(fā)電機(2)與驅(qū)動車橋之間加設(shè)兩檔變速箱(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多元電驅(qū)動汽車底盤，其特征是所述的一體式驅(qū)動車橋中還包括傳動軸(10)，該傳動軸(10)設(shè)置在永磁牽引發(fā)電機(2)與兩檔變速箱(19)之間或者設(shè)置在驅(qū)動車橋與兩檔變速箱(19)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多元電驅(qū)動汽車底盤，其特征是所述的永磁發(fā)電機 (15)和永磁牽引發(fā)電機(2)均為永磁電機。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為多元電驅(qū)動汽車底盤。屬于節(jié)能和新能源的技術(shù)領(lǐng)域。它主要解決現(xiàn)有燃油汽車和純電動汽車不節(jié)能且排放嚴重或節(jié)能減排效率差的問題。它的主要特征是包括底盤大梁及固定在底盤大梁上的內(nèi)燃機、方向機、方向助力泵、剎車氣泵、空調(diào)壓縮機、油箱、前橋、后橋、車輪、漏電保護器、控制器、電源管理器，還包括永磁發(fā)電機、永磁牽引發(fā)電機、調(diào)速踏板和電池組；其中，永磁發(fā)電機與內(nèi)燃機連接構(gòu)成永磁發(fā)電機組；前橋或者后橋為驅(qū)動車橋，永磁牽引發(fā)電機與該驅(qū)動車橋連接構(gòu)成一體式驅(qū)動車橋。本發(fā)明為一種電驅(qū)動汽車底盤，具有自行發(fā)電、無需再通過充電增加續(xù)駛里程、并可進行能量回收的特點，主要用于替代現(xiàn)行燃油汽車底盤。
文檔編號B60K17/12GK102529709SQ201210018739
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者劉建, 王小根, 王懷成, 王睿 申請人:王懷成