CN101108591A

CN101108591A - 自充电式电动车

Info

Publication number: CN101108591A
Application number: CNA2007101435176A
Authority: CN
Inventors: 熊金才
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-06-19
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2008-01-23

Abstract

本发明涉及电动车辆，特别是带有发电机组的电动车，它包括电动自行车，电动三轮车、轻型电动轿车、中小型电动旅行车等，特征是车体上至少设置一组由启动电机、磁力助动器、发电电机连接的发电机组；驱动电机为一个或多个，它位于车体下车轴端部或车轮的轮毂中，也可以装在动力轴上；发电机组中磁力助动器为一个或多个，启动电机的启动功率小于发电电机的发电功率，其驱动电机是功率为60W－160000W/个的串激式直流电机或交流电机；蓄电池为锂离子蓄电池，数量可为多个联体，它以停车自行补充为辅，行车自行充电为主，可具有自重与载重比值低，持续行程长，充电不受场地限制，综合成本低，无环境污染，能源能自供自给的特点。

Description

自充电式电动车

技术领域：

本发明涉及电动车辆，特别是带有发电机组的电动车，它包括电动自行车、电动三轮车、轻型电动轿车、中小型电动旅行车等。

背景技术：

目前市售的电动车辆，其电源多为蓄电池供电，由于受蓄电池储电量的限制，电动车一般经常要在有220V-380V电源的地方进行变电充储或用推行、骑行、手摇来补充发电才能继续使用(如中国专利200520089095·5)，这样不仅充电易受场地限制，还得消耗电力资源或体力，其持续行程一般难以达到120km-150km/次充电。近年也有车载发电机的混合动力汽车出现，它们多是由燃烧式发动机(汽油机、柴油机、燃气机)产生转矩，一部分直接驱动变速器，另一部分驱动发电机，如丰田混合动力轿车普瑞斯Prius，这种混合动力车的驱动电机装在车轴端部或车轮的轮毂中、也有装在后动力轴上，当汽车行驶市区或负载轻时，可以关闭燃烧式发动机，仅靠蓄电池动力电机单独驱动(串行混合)，当负载重或行驶爬坡道时，还可启动燃烧式发动机进行加力形成并联驱动(并行混合)，这种双动力混合汽车功率高，速度快，持续行程长，能减少固定电网的充电次数和城市环境污染，但还得消耗石油或燃气等能源，因其重量(1650kg)偏大，自重与载重比(约为3∶1)值高，耗能(是5.6--6.25L/100km)高，价位(40-50万元)高，结构复杂，应用场地有限，所以没有太多的实用价值和经济价值。

本发明的目的是设计可具有载重60kg-800kg，自重为40kg-1500kg，持续行程至少为150km-180km/次充电，充电不受场地限制，综合成本低，维修方便，无环境污染，能源能自供自给的自充电式电动车。

实施方案：

自充电式电动车，它主要包括车体、车轮、车轴、驱动电机、蓄电池、充电器、显示仪表、控制器、无极调速感应器、转向盘(把)等，其特征在于：在车体上至少设置一组由启动电机、磁力助动器、发电电机连接的发电机组，并可与车体上所设的蓄电池、充电器和显示仪表连接；驱动电机为一个或多个，它位于车体下的车轴端部或车轮的轮毂中，还可以装在动力轴上；发电机组中的磁力助动器为一个或多个，启动电机的启动(输入)功率小于发电电机的发电(输出)功率，其磁力助动器是平面盘式磁力驱动装置或由外壳、固定磁铁、旋转磁铁(次级转子)、转子、转动轴、行星齿轮、太阳齿轮等组成的圆柱面筒式磁力驱动装置，它的转动轴可与启动电机或发电电机任一端的转动轴连接，还可以通过它们其上的轴轮相互连接。

所述的蓄电池为锂离子蓄电池，数量可为多个联体；启动电机是功率为40W-100000W/组的串激式直流电机，驱动电机是功率为60W-160000W/个的串激式直流电机或交流电机，发电电机是功率为100W-160000W/组的直流发电机或交流发电机。

所述的转向盘(把)、刹闸、无极调速感应器、控制器、显示仪表位于车体一端驾座周围，控制器为智能有刷或无刷控制器，无极调速感应器为手持或脚踏式无极调速感应器，显示仪表上可设置路码计量器、电源指示灯、蓄电池电量显示表、蓄电池电压显示表，发电机组自充电调节器以及灯光、风扇、雨刷等车载电器开关。

所述的磁力助动器为圆柱面筒式磁力驱动装置，其外壳是导磁性圆形筒，内壁四周设置多对以同极相对的瓦形永磁块为固定磁铁，位于外壳的内部的转子为磁性转子，它有多个磁极(N和S)，并固定在转动轴上，转动轴位于外壳两端挡板的中央位置，在转子的外围于轴向上至少设置一对也有多个磁极(N和S)的磁体为旋转磁铁(次极转子)，其两端可带有磁屏蔽铁片，并由支撑轴支撑在转子两端的支撑板上，行星齿轮固定在支撑轴上，并与固定在转动轴上的太阳齿轮内接啮合，行星齿轮的外沿可与挡板内外壳边沿所设的内环形齿道外接啮合，转子的磁极(N和S)、旋转磁铁(次级转子)的磁极(N和S)与固定磁铁的磁极(N和S)，它们相对的磁极为同极性的，相邻的磁极是异极性的，且同极相对的磁面积相等。

有益的效果：

由于本发明在发电机组中的启动电机和发电电机可连接一个或多个磁力助动器，那么输入功率小的启动电机就能驱动输出功率大的发电电机，并产生剩余电能，它不受场地限制，也不受电动车是否在行驶中都能实现循环自充，增加其蓄电池的蓄电量，在相同的蓄电量下可比已有的电动车(间歇式充法)的总行程延长30％以上，持续行程至少可达到150km-180km/次充电，当发电电机的输出功率与启动电机的输入功率差大于或等于驱动电机的驱动功率时，持续行程可完全不受限制，另外本发明在停止行驶时，还可以向外输出电源，供照明、烧水、做饭、炒菜等电器的用电之需。

由于本发明的蓄电池可为锂离子蓄电池，它具有比能量高、比功率高、自放电小、无记忆效应，循环特性好、可快速放电、效率高、体积小、重量轻、工作温度范围宽、无环境污染，使用寿命长的特点，所以有利于减少本发明的电动车的体积和重量，降低使用成本，提高行驶效率和范围。

由于本发明除去了变速器、离合器和燃烧式发动机，可采用多个串激式直流电机或交流电机驱动，在并行混合时，驱动功率最高达180000W以上，时速可达85km-200km/h，能行驶高速公路，加之无极调速感应器的应用，驱动电机起步轻柔，也能适合城市频繁开停的交通主干道，相对于混合动力车而言，本发明没有尾气产生污染物，有利于城市的环境的保护，同时它可具有结构简单，使用和维修方便，综合成本低，自重与载重比值低，维修保养支出少，能源消耗能自供自给的特点。

以下结合附图及实施例，对本发明作进一步的说明

附图：图1是本发明的自充电式电动轿车的一种构造示意图

图2是本发明的自充电式电动三轮车的一种构造示意平面图

图3是本发明的一种发电机组立式连接传动原理示意图

图4是本发明的一种发电机组的磁力助动器构造示意立面图

图5是本发明的一种显示仪表的平面结构图

图6是本发明的自充电式电动自行车一种构造示意立面图

其中图1驱动电机、2蓄电池、3无极调速感应器、4车轮、5发电机组、6转向盘(把)、7显示仪表、8刹闸、9车体、10充电器、11控制器、12磁力助动器、13启动电机、14发电电机、15磁力助动器的转动轴或轴轮、16发电电机的转动轴或轴轮、17启动电机的转动轴或轴轮、18外壳、19旋转磁铁(次级转子)、20磁屏蔽铁片、21支撑轴、22支撑板、23行星齿轮、24太阳齿轮、25外环形齿道、26磁极、27挡板、28转子、29固定磁铁、30路码计量表、31蓄电池电量显示表、32、蓄电池电压显示表、33发电机组自充电调节器、34车载电器开关、35电源开关门、36电源指示灯、37动力轴、38车轴、39挡泥板、40车后衣架

实施例：如图1、图3、图4、图5所示，本发明为轻型电动轿车，结构为在车体9上设置两组由启动电机13、磁力助动器12、发电电机14立式连接的发电机组5，并可与车体9上所设蓄电池2、充电器10和显示仪表7连接；驱动电机1为三个，其中两个位于前车轮4的轮毂中，功率为1000W-2000W/个，另一个装在后车轮4中间的动力轴37上功率为3000W-6000W；发电机组5中的磁力助动器12为4个/组，启动电机13的启动功率为2000W-6000W/组，发电电机14的发电功率为3000W-12000W/组，其中磁力助动器12是由外壳18、固定磁铁29、旋转磁铁19(次级转子)、转子28、转动轴15、行星齿轮23、太阳齿轮24、外环形齿道25、挡板27、支撑板22、支撑轴21、磁屏蔽铁片20组成的圆柱面筒式磁力驱动装置，它们是通过其上的轴轮15、16、17相互连接驱动，产生剩余电量，一部分可通过充电器10循环回流自充于蓄电池2内，另一部分可直接供应车体9下设置动力轴37上的驱动电机1(功率为3000W-6000W)所需的电能，本发明在使用前可先将显示仪表7上的发电机组自充电调节器33打开，启动发电机组5，参照蓄电池电量显示表31把充电时间纽调到合适的位置，启动电机13与磁力助动器12一起运转启动发电电机14进行发电，给蓄电池2自动补充满电量，行驶时，用车钥匙打开电源开关门35，电源指示灯36显示为开，脚踏无极调节器速感应器3，当载重(150kg-200kg)量少时，加上其自重(800kg-1100kg)，可只驱动装在动力轴37上的驱动电机1(功率为3000W-6000W)进行运转，持续行驶行程可不受限制，因为驱动电机1的驱动功率这时能小于或等于发电电机14的发电功率与启动电机13的启动功率差，当遇到坡道或载重(250kg--600kg)量大时，需同时启动前车轮4的轮毂内的驱动电机1(功率为1000W-2000W/个)进行加力(并行混合)运行，其电源可由蓄电池2供应，也可以由发电机组5直接供应，就可达到发明所设计的目的。

如图2、图4、图5所示，本发明为电动三轮车，其无极调速感应器3为手持式设在转向盘(把)6上，发电机组5为一组或二组，磁力助动器12为2个或4个圆柱面筒式磁力驱动装置，它们连接方式是转动轴15、16、17对接，启动电机13功率为800W/组，发电电机14的功率为1000W-1800W/组，动力轴37上的驱动电机1功率为1000W，前车轮4的轮毂内的驱动电机1功率为500W，其使用方法和驱动原理同上，由于自重较轻(150kg-300kg)载重量也能达到300kg-500kg左右，所以载重与自重比值优于上述电动轿车，持续行程也可完全不受限制，也能达到本发明的目的。

如图4、图5、图6所示，本发明为电动自行车，其发电机组5位于后车轮4上部的挡泥瓦39与车后衣架40中间位置，并可与车后衣架40或挡泥瓦39连接，驱动电机1位于后车轮4上的车轴38的外围，还可装在车体9的中间V形架下方，蓄电池2位于V形架的一边，显示仪表7固定在转向盘(把)6中间位置，刹闸8和无极调速感应器3在转向盘(把)6两端上，其发电机组5为一组或两组，启动电机13的启动功率为40W-100W/组，发电电机14的发电功率为100W-200W/组，驱动电机1为1个时其驱动功率为120W-180W，是两个时，驱动功率为60W-100W/个，自重在40kg--80kg之间，其载重也能达到60kg以上，其使用方法与驱动原理同上，同样可实现本发明的设计要求达到其目的。

Claims

1.自充电式电动车，它主要包括车体、车轮、车轴、驱动电机、蓄电池、充电器、显示仪表、控制器、无极调速感应器、转向盘(把)等，其特征在于：在车体上至少设置一组由启动电机、磁力助动器、发电电机连接的发电机组，并可与车体上所设的蓄电池、充电器和显示仪表连接；驱动电机为一个或多个，它位于车体下的车轴端部或车轮的轮毂中，还可以装在动力轴上；发电机组中的磁力助动器为一个或多个，启动电机的启动(输入)功率小于发电电机的发电(输出)功率，其磁力助动器是平面盘式磁力驱动装置或由外壳、固定磁铁、旋转磁铁(次级转子)、转子、转动轴、行星齿轮、太阳齿轮等组成的圆柱面筒式磁力驱动装置，它的转动轴可与启动电机或发电电机任一端的转动轴连接，还可以通过它们其上的轴轮相互连接。

2.据权利要求1所述的自充电式电动车，其特征在于：所述的蓄电池为锂离子蓄电池，数量可为多个联体；启动电机是功率为40W--100000W/组的串激式直流电机，驱动电机是功率为60W--160000W/个的串激式直流电机或交流电机，发电电机是功率为100W--160000W/组的直流发电机或交流发电机。

3.根据权利要求1或2所述的自充电式电动车，其特征在于：所述的转向盘(把)、刹闸、无极调速感应器、控制器、显示仪表位于车体一端驾座周围，控制器为智能有刷或无刷控制器，无极调速感应器为手持或脚踏式无极调速感应器，显示仪表上可设置路码计量器、电源指示灯、蓄电池电量显示表、蓄电池电压显示表，发电机组自充电调节器以及灯光、风扇、雨刷等车载电器开关。

4.根据权利要求1或2所述的自充电式电动车，其特征在于：所述的磁力助动器为圆柱面筒式磁力驱动装置，其外壳是导磁性圆形筒，内壁四周设置多对以同极相对的瓦形永磁块为固定磁铁，位于外壳的内部的转子为磁性转子，它有多个磁极(N和S)，并固定在转动轴上，转动轴位于外壳两端挡板的中央位置，在转子的外围于轴向上至少设置一对也有多个磁极(N和S)的磁体为旋转磁铁(次极转子)，其两端可带有磁屏蔽铁片，并由支撑轴支撑在转子两端的支撑板上，行星齿轮固定在支撑轴上，并与固定在转动轴上的太阳齿轮内接啮合，行星齿轮的外沿可与挡板内外壳边沿所设的内环形齿道外接啮合，转子的磁极(N和S)、旋转磁铁(次级转子)的磁极(N和S)与固定磁铁的磁极(N和S)，它们相对的磁极为同极性的，相邻的磁极是异极性的，且同极相对的磁面积相等。