CN101362431A - 城域前后轮驱动太阳能混合动力汽车 - Google Patents

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陆起涌
孙研
陈熙
陈良尧
陈世清
李才会
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L8/00—Electric propulsion with power supply from forces of nature, e.g. sun or wind
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开一种城域前后轮驱动太阳能混合动力汽车，包括太阳能电池板、汽车外壳、后轮蓄电池、后轮、直流无刷电机、后轮离合器、前轮离合器、变速箱、燃油发动机、电动机、后备箱、220V交流电源充电器、前轮、前轮蓄电池和控制器都装在底盘上，采用前轮驱动或者后轮驱动，其中，使用燃油发动机通过前轮蓄电池、电动机、前轮离合器、变速箱作为前轮驱动；使用后轮蓄电池为直流无刷电机供电，通过后轮离合器作为后轮驱动；两种驱动方式只能分别单独使用。采用廉价的可再生的能源太阳能，节能环保，而且便于由现有车辆改装。

Description

城域前后轮驱动太阳能混合动力汽车
技术领域
本发明涉及一种混合动力汽车，确切的说是一种前轮使用燃油发动机驱动，后轮使用蓄电池、直流无刷电机变频驱动的和由太阳能、交流电源充电的混合动力汽车。
背景技术
目前市场上一些燃油发动机和电机混合动力汽车大多仅利用电能为驱动车辆电机的蓄电池充电，耗费大量电能和时间；大多仍旧使用两轮驱动的方式，在一些情况下灵活性较差；无法由现有的普通车辆改造而成，对于现有大量汽车所带来的环境问题无能为力。本发明涉及的一种城域前后轮驱动太阳能混合动力汽车，融合了太阳能技术、无刷直流电机技术、直流变频控制技术、微控制器技术等多个领域的先进成果，不仅节能环保，而且便于由现有车辆改装。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种城域前后轮驱动太阳能混合动力汽车，即使用燃油发动机作为前轮驱动，直流无刷电机作为后轮驱动，使用后轮蓄电池为直流无刷电机供电，后轮蓄电池由通用220V交流电充电或由太阳能电池板充电。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种城域前后轮驱动太阳能混合动力汽车，包括太阳能电板、汽车外壳、后轮蓄电池、后轮、直流无刷电机、后轮离合器、前轮离合器、变速箱、燃油发动机、电动机、后备箱、220V交流电源充电器，前轮、前轮蓄电池和控制器都装在底盘上，采用前轮驱动或者后轮驱动，其中，使用燃油发动机通由前轮蓄电池、电动机、前轮离合器、变速箱作为前轮驱动，与传统车辆一致；使用后轮蓄电池启动直流无刷电机经后轮离合器作为后轮驱动；两种驱动方式只能分别单独使用。
后轮蓄电池由通用220V交流电充电，或由太阳能电池板经变压器充电。
所述的后轮蓄电池可采用铁电池、由20块3.3V、60AH的单块电池板串联而成，输出经变压后与直流无刷电机和控制器相连。
所述的直流无刷电机为直流变频电机，速度的变化无需通过变速箱实现，通过带多路PWM波输出的微控制器实现直流变频。
其技术效果是：1.采用廉价的可再生的能源太阳能，不仅节能环保，而且便于由现有车辆改装；2.太阳能电池板安装在车顶上，防止太阳光直射车顶，降低了车内温度和空调用电耗能。3.在日照充足的情况下，使用太阳能电池板为蓄电池充电。在太阳能充电无法满足需要的情况下，可使用通用220V交流电源为蓄电池充电，既方便，又节约能源。4.在速度较低且电池充足的情况下，可使用直流无刷电机作为动力来源；在要求速度较快或电池不足的情况下，切断后轮离合器，用燃油动力发动机作为动力来源。5.前轮与传统车辆一致、后轮采用新动力的驱动方式使得该混合动力车对传统车辆有很好的兼容性，便于对现有车辆进行升级改造，只需在后轮加装离合器、直流无刷电动机和少量控制器即可实现对车辆后轮的电力驱动；而置于后备箱的蓄电池并不会占据太多的空间，车顶太阳能电池板的安装也没有任何困难。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明驱动关系示意图。
图中标记说明
1——太阳能电池板            2——汽车外壳
3——后轮蓄电池              4——后轮
5——直流无刷电动机          6——后轮离合器
7——前轮离合器              8——变速箱
9——燃油发动机              10——后备箱
11——220V交流电源充电器     12——前轮
13——控制器                 14——按键开关
15——速度传感器             16——电压传感器
17——状态指示与报警         18——电动机
19——前轮蓄电池
具体实施方式
如图1和图2所示，一种城域前后轮驱动太阳能混合动力汽车，包括太阳能电板1、汽车外壳2、后轮蓄电池3、后轮4、直流无刷电机5、后轮离合器6、前轮离合器7、变速箱8、燃油发动机9、电动机18、后备箱10、220V交流电源充电器11、前轮12、前轮蓄电池19和控制器13都装于汽车底盘上，其中，前轮蓄电池19连接电动机18，电动机18带动燃油发动机9，燃油发动机9通过前轮离合器7、变速箱8作为前轮驱动；后轮蓄电池3经变压器与直流无刷电机5，通过后轮离合器6作为后轮驱动。
两种驱动方式只能分别单独使用。控制器通过读取按键开关14的状态来执行相应的驱动方式。两个离合器可同时脱离，但不可同时闭合，当控制器13检测到前轮离合器为闭合时，如图2的7，会再主动检测后轮离合器的状态，若后轮离合器也为闭合，则立即脱离后轮离合器，若后轮离合器为脱离，则保持其脱离状态，以保证两个离合器不同时处于闭合状态，即两种驱动模式只能分别单独使用。无论在哪种模式下，都不影响太阳能电池板对后轮蓄电池的正常充电。也可使用220V交流电充电器向后轮蓄电池充电。
所述的后轮蓄电池可采用铁电池、由20块3.3V、60AH的单块铁电池板串联而成，输出经变压后与直流无刷电机5和控制器13相连。
所述的直流无刷电机5为直流变频电机，速度的变化无需通过变速箱实现，通过带多路PWM波输出的微控制器实现直流变频。
当前轮离合器7闭合、后轮离合器6脱离时，使用燃油发动机驱动汽车；当前轮离合器7脱离、后轮离合器6闭合时，使用额定功率为10千瓦的直流无刷电机驱动汽车，下面对前轮驱动和后轮驱动分别叙述：
当汽车工作在燃油发动机模式即前轮驱动模式时，后轮离合器脱离，直流无刷电机不工作，驾驶员脚踩控制前轮离合器，燃油发动机驱动前轮；此时，混合动力车与普通汽车完全一致，可保证不习惯电力汽车的驾驶员正常驾驶。
当汽车工作在直流无刷电机模式即后轮驱动模式时，后轮离合器闭合，直流无刷电机驱动后轮，通过直流变频方式控制电机的转速进而控制车速的快慢；同时，与控制器相连的电压传感器会定时检测蓄电池电量，当蓄电池电量过低，已接近能使车辆正常行驶的最低临界值时，会有提示灯提醒驾驶员；而与控制器相连的速度传感器会随时监测当前速度，当速度到达一定值时(小于直流无刷电机的最高转速)，同样会有提示灯提醒驾驶员注意。

Claims (4)

1.一种城域前后轮驱动太阳能混合动力汽车，包括太阳能电池板、汽车外壳、后轮蓄电池、后轮、直流无刷电机、后轮离合器、前轮离合器、变速箱、燃油发动机、电动机、后备箱、220V交流电源充电器、前轮、前轮蓄电池和控制器都装在底盘上，其特征在于：采用前轮驱动或者后轮驱动，其中，使用燃油发动机通过前轮蓄电池、电动机、前轮离合器、变速箱作为前轮驱动；使用后轮蓄电池为直流无刷电机供电，通过后轮离合器作为后轮驱动；两种驱动方式只能分别单独使用。
2.根据权利要求1所述的城域前后轮驱动太阳能混合动力汽车，其特征在于：用220V交流电充电器向后轮蓄电池充电，或者由一块350瓦太阳能电池组件构成的太阳能电池板向后轮蓄电池充电。
3.根据权利要求2所述的城域前后轮驱动太阳能混合动力汽车，其特征在于：所述的后轮蓄电池采用铁电池、由20块3.3V、60AH的单块电池板串联而成，输出经变压后与直流无刷电机和控制器相连。
4.根据权利要求1所述的城域前后轮驱动太阳能混合动力汽车，其特征在于：所述的直流无刷电机为直流变频电机，速度的变化无需通过变速箱实现，通过带多路PWM波输出的微控制器实现直流变频。
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PB01 Publication
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