CN102035302A - 电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统，包括磁动机发电系统、整流稳压功率匹配系统、配电系统、中心控制系统共四个子系统，其中磁动机发电系统能自行产生交流电能，交流电能经整流稳压功率匹配系统形成应用电能，应用电能经配电系统执行驱动、充电、同步按比例分配能量动作。本发明由磁动机发电系统组向电动汽车驱动系统直接提供驱动电能，蓄电池组作为辅助备用，本发明完全区别于油电混合电动车及纯电动汽车，因此与现有采用各种燃料的油电混合汽车相比可彻底解决能源枯竭、尾气排放污染等问题，与纯电动汽车相比可彻底解决电动汽车续航能力差、充电频繁、充电时间长、充电配套系统建设成本高等重大实际应用问题。

Description

电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统

技术领域

本发明涉及电动汽车自发电系统 ，特别是涉及一种磁动机发电装置并能为电动汽车提供驱动与充电的系统。

 

背景技术

随着现代汽车工业对不可再生化石能源的高度依赖，能源枯竭与汽车大量排放的废气正在严重威胁人类现代文明的进步，如何有效摆脱对不可再生化石能源的高度依赖，降低尾气排放、使用清洁能源成为汽车工业节能减排的首要任务，电动汽车应运而生，但电动汽车由于蓄电能力有限，导致电动汽车巡航能力较差，需要不断充电，出于成本与重量考虑不可能大量添置蓄电池，解决办法便是在各地及公路沿线大量建设比加油站更为密集的充电站才能满足人们长途出行的需求，但电动汽车充电时间较长又将成为电动汽车出行不可调和的矛盾，因此巡航能力差、需要频繁充电、充电时间长、充电站投入高、建设数量严重不足等问题已严重制约电动汽车普及与发展。

 

发明内容

本发明的目的为提供一种应用于电动汽车的具备磁动机自发电并可进行驱动与充电的系统，主要解决电动汽车巡航能力差、频繁充电与充电时间长、充电站建设成本高等问题，同时满足电动汽车动力性能、购置成本、使用成本、配套设施系统建设成本等要求。

本发明具体公开一种电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统，包括磁动机发电系统、整流稳压功率匹配系统、配电系统、中心控制系统共四个子系统，其中磁动机发电系统能自行产生交流电能，交流电能经整流稳压功率匹配系统形成应用电能，应用电能经配电系统执行驱动、充电、同步按比例分配能量动作。

电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统中中心控制系统负责采集与处理来自与其连接的各系统及单元部件传感器的信号，参照预先设定的系统参数，根据实时采集信号，由系统制定对应的操作策略，并对控制对象实施控制。

电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统特点在于具备可配置发电功率的磁动机发电系统，磁动机发电系统根据电动汽车制造厂商的需要选配一套或多套磁动机发电系统进行组装，最低配备一套磁动机发电系统提供的输出功率应与所选定驱动电机要求的驱动功率及整车其他电器设备所需功率总和匹配，借此电动汽车制造厂商可灵活组装多种不同功率型号车型。

进一步，由于电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统支持多套磁动机发电系统安装使用，因此车辆可安装两套磁动机发电系统，以防止单套系统故障导致整车断电，同时双系统可交替使用，能有效延长单组磁动机发电系统寿命。

进一步，配备多套磁动机发电系统的输出电能指标可能存在波动，因此须经整流稳压功率匹配系统匹配后才能成为应用电能进入配电系统进行使用。

 电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统使用磁动机发电系统产生电能作为电动汽车驱动电机的主要供电来源，蓄电池作为辅助备用供电，由于蓄电池不再担当巡航驱动任务，因此由磁动机发电系统产生电能的电动汽车只需配备少量蓄电池，对成本及整车质量控制大有裨益。

进一步，当电动汽车处于行驶状态中，电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统中的任意一个子系统出现故障，完全无法为驱动电机提供驱动电流时，整流稳压功率匹配系统将自动切换为蓄电池供电模式，由蓄电池提供主要驱动电流，以方便车辆开往维修点进行维修。如果安装有两套及两套以上磁动机发电系统的车辆，蓄电池续航能力不低于10Km，如果仅安装单套磁动机发电系统，蓄电池续航能力不低于40Km，如果此时电动汽车开启冷暖空调，配电系统将自动关闭空调。

进一步，当电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统中的任意一个子系统出现故障，无法及时赶往维修点，且需要为蓄电池充电时，可通过整流稳压功率匹配系统提供的市电外充电功能为蓄电池充电。

进一步，当电动汽车处于行驶状态中，中心控制系统监控蓄电池电量低于预设阀值时，将自动调整配电系统按比例分配能量进行同步充电与驱动动作。为保障蓄电池寿命不对蓄电池执行“不满即充”策略。

进一步，当电动汽车在完全停车状态下中心控制系统监控蓄电池电量低于预设阀值，将自动控制磁动机发电系统与配电系统对蓄电池进行充电。

配备电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统的电动汽车在首次完全停车启动时，为获得快速起步效果，在启动磁动机发电系统的同时由蓄电池向驱动电机提供驱动电流起步车辆，待磁动机发电系统输出达到预定指标时，配电系统切换至磁动机发电系统提供驱动电流，并根据中心控制系统指令决定是否向蓄电池充电。

因为本发明装载有磁动机发电系统，能连续不断为电动汽车提供驱动能量，使电动汽车不再依靠蓄电池进行行驶，蓄电池作用由目前电动汽车的唯一供电设备变为辅助后备设备，汽车制造厂家不必再为提高续航能力而大量配备成本高而重量大的蓄电池，整车制造成本及整车质量将大幅降低，解决了现有纯电动车续航能力差、充电频繁、充电时间长、成本高、车身重等主要问题。

在日常不论短途还是长途出行中，配备电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统的电动汽车，由于不依靠蓄电池提供主要驱动电能，因此车主完全不必担心蓄电池电力不足、还能行驶多远、下一个充电站还有多远、充电要等多久、有没有充电位等一系列现实出行问题。 

综上所述，采用电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统的电动汽车在续航能力、制造成本、整车质量、充电时间等关键指标上将大幅优于目前蓄电池电动车，在燃油经济性与环保效果等指标上更是远远优于油电混合动力车。

 

附图说明

图1 为本发明的电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统图。

 

具体实施方式

 下面结合图1对本发明的具体实施方式进行详细描述。

电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统，由安装于电动汽车上的磁动机发电系统、整流稳压功率匹配系统、配电系统、中心控制系统共四个子系统组成。

如图1所示，至少一套磁动机发电系统与整流稳压功率匹配系统电气连接，整流稳压功率匹配系统与配电系统和蓄电池组电气连接，配电系统与电动汽车驱动系统、冷暖空调、蓄电池组电气连接，磁动机发电系统、整流稳压功率匹配系统、配电系统、加减速踏板均与中心控制系统电气连接。

磁动机发电系统在中心控制系统控制下启动并产生的交流电能，交流电能经整流稳压功率匹配系统形成应用电能，应用电能经配电系统执行驱动、充电、同步按比例分配能量动作。磁动机发电系统产生电能为驱动电机的主要电力来源，蓄电池作为辅助备用存在，不再作为驱动电机主要供电设备。

 中心控制系统负责采集与处理来自与其连接的各系统及单元部件传感器的信号，参照预先设定的系统参数，根据实时采集信号，由系统制定对应的操作策略，并对控制对象实施控制。

磁动机发电系统装配套数根据整车功率需求总和选定，最低配备一套磁动机发电系统提供的输出功率应与所选定驱动电机要求的驱动功率及整车其他电器设备所需功率总和匹配。

装备有磁动机发电系统的电动汽车在首次完全停车启动时，为获得快速起步效果，在启动磁动机发电系统的同时由蓄电池向驱动电机提供驱动电流起步车辆，待磁动机发电系统输出达到预定指标时，配电系统切换至磁动机发电系统提供驱动电流，并根据中心控制系统指令决定是否向蓄电池充电。

当电动汽车处于行驶状态中，电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统中的任意一个子系统出现故障，完全无法为驱动电机提供驱动电流时，配电系统将自动切换为蓄电池供电模式，由蓄电池提供主要驱动电流，以方便车辆开往维修点进行维修。如果安装有两套及两套以上磁动机发电系统的车辆，蓄电池续航能力不低于10Km，如果仅安装单套磁动机发电系统，蓄电池续航能力不低于40Km，如果此时电动汽车开启冷暖空调，配电系统将自动关闭空调。如果汽车无法及时赶往维修点，且蓄电池需要充电时，可通过整流稳压功率匹配系统提供的市电外充电功能为蓄电池充电。

在电动汽车处于行驶状态中，中心控制系统监控蓄电池电量低于预设阀值时，将自动调整配电系统按比例分配能量进行同步充电与驱动动作。为保障蓄电池寿命不对蓄电池执行“不满即充”策略。

当电动汽车在完全停车状态下中心控制系统监控蓄电池电量低于预设阀值，将自动延迟停车，控制磁动机发电系统与配电系统对蓄电池进行充电，充满后自动关闭全车系统。

电动汽车加减速踏板与中心控制系统电路连接，中心控制系统读取加减速踏板数据控制配电系统调节驱动电机供电能量以改变驱动电机输出转速，从而实现驾驶员控制车辆行车速度的目的。

本发明装载有磁动机发电系统，能连续不断为电动汽车提供驱动能量，使电动汽车不再依靠蓄电池进行行驶，蓄电池作用由目前电动汽车的唯一供电设备变为辅助后备设备，汽车制造厂家不必再为提高续航能力而大量配备成本高而重量大的蓄电池，整车制造成本及整车质量将大幅降低，因此采用电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统的电动汽车在续航能力、制造成本、整车质量、充电次数及充电时间等关键指标上将大幅优于目前纯电动车，在燃油经济性与环保效果等指标上更是远远优于油电混合动力车。

Claims (7)

1.电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统，由安装于电动汽车上的磁动机发电系统、整流稳压功率匹配系统、配电系统、中心控制系统共四个子系统组成，其特征在于所述电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统中磁动机发电系统无需外部能量由磁动机发电系统自行产生交流电能，交流电能经整流稳压功率匹配系统形成应用电能，应用电能经配电系统执行驱动、充电、同步按比例分配能量动作；所述电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统以磁动机发电系统提供的自发电为车辆驱动的主要电能来源，不以蓄电池为车辆驱动的主要电能来源，蓄电池作用为辅助备用。

2. 根据权利要求1所述的电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统，其特征在于所述磁动机发电系统包括磁驱动自旋转单元、齿轮组单元、磁动机启动与停止单元、发电单元，所述磁驱动自旋转单元特征在于利用磁性材料同极相斥异极相吸特性而进行磁性材料特殊排布的自我连续驱动并旋转的部件；所述齿轮组单元由不同齿轮比齿轮构成；所述磁动机启动与停止单元由对磁驱动自旋转单元实施启动与制动的部件构成；所述发电单元为交流发电机；所述磁动机发电系统为独立的整体部件。

3. 根据权利要求1或2所述的电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统，其特征在于所述磁动机发电系统可根据电动汽车制造厂商需求选择一套或多套进行灵活的发电功率搭配组装。

4. 根据权利要求1所述的电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统，其特征在于磁动机发电系统与配电系统之间加入整流稳压功率匹配系统，整流稳压功率匹配系统与磁动机发电系统和配电系统均电气连接，整流稳压功率匹配系统可外接市电，整流稳压功率匹配系统与蓄电池组电气连接。

5. 根据权利要求1所述的电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统，其特征在于所述配电系统根据电动汽车实时状态执行驱动、充电、同步按比例分配能量动作，配电系统与电动汽车驱动系统、冷暖空调、蓄电池组电气连接。

6. 根据权利要求1—5所述的电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统，其特征在于所述配备电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统的电动汽车在完全停止启动时，为获得快速起步效果，在启动磁动机发电系统的同时由蓄电池组向电动汽车驱动系统提供驱动电流启动车辆。

7. 根据权利要求1—6所述的电动汽车磁动机自发电驱动与充电系统，其特征在于所述中心控制系统与磁动机发电系统、整流稳压功率匹配系统、配电系统各系统及其单元或部件连接，其中传递信息包括但不限于电动汽车行驶状态、车速、电压、电流、转速等信息。

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