CN102416863A

CN102416863A - 一种电动车动力系统

Info

Publication number: CN102416863A
Application number: CN2011103466813A
Authority: CN
Inventors: 胡达广
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-05
Filing date: 2011-11-05
Publication date: 2012-04-18

Abstract

一种电动车动力系统，本系统是属于交通运输工具的一个类别。电动车以其造价和使用费用低廉、操作简单方便、等优点受到大众的欢迎。但是它的电机功率小又不带变速装置，导致加速性能和爬坡能力不足，特别在一些载货、载客等电动车上更加突出。为了解决上述问题，本技术方案采取了一个简单的方法，既可以满足节能的要求又可以增加电动车的加速性能和爬坡能力。其具体方法是在原有主动力电机的基础上连接一个加力电机。这个加力电机当电动车行驶在平地时不参与工作，处于断电的休息状态。当电动车需要起步、加速或爬坡时，在电路或人工的控制下通电参与工作，为电动车提供额外的动力，又在加速或爬坡完成后自动退出工作。

Description

一种电动车动力系统

技术领域

本系统是属于交通运输工具的一个类别。

背景技术

电动车以其造价和使用费用低廉、操作简单方便、节能环保等巨大优点而大受普罗大众的欢迎。但是电动车与一般燃油动力机车相比其缺点也是非常明显的，其特出的缺点是因为它的电机功率小又不带变速装置而导致加速性能和爬坡能力不足，这方面在一些载货、载客等的载重电动车上更加突出。一般燃油动力机车有较强的加速和爬坡能力主要是因为它身上除了有较大功率的发动机外还装有一个变速装置，使用这个装置可根据不同的需要改变发动机与驱动轮之间的传动比，实现转速和扭矩的调整，使发动机的性能得到充分的发挥。当然我们也可以在电动车的电机与驱动轮之间加装一个变速装置，同样可以得到燃油动力机车一样的加速和爬坡性能。但是这样做的结果是操作变得和燃油动力机车一样的复杂，失去电动车的主要优点。况且到目前为止市上并没有找到带变速装置的电动车用电机，那么能不能在现有条件和不提高操作难度的前提下改善电动车的加速和爬坡性能呢？。

发明内容

要改善电动车的加速和爬坡性能最简单直接的办法是成倍地加大电机的功率，但是电动机的功率加大后又带来新的问题，就是令电动车的效率下降了。因为电动机效率最高的工况是满负载的时候，而电动车平地行驶时并不需要太大功率，所以电动机功率加大后必然造成电能的利用率下降，也就是造成电能的浪费。电动车工作在加速和爬坡的时间远比工作在平地行驶的时间要小得多，电动车在外面最宝贵的是电池里存储的电能，因为它决定着电动车的行驶里程，如果为了改善短暂的加速和爬坡性能而长时间浪费宝贵的电能实际令人觉得婉惜。但是如果不改善电动车的加速和爬坡性能又会在一定程度上影响行车的安全，例如电动车要超越前车或横过公路时，需要的是干脆利落的加速动作，如果加速性能不好必然导致危险性的增加。所以这是一个两难的问题。

为了解决上述问题，本技术方案采取了一个可行又简单的方法，它既可以满足节能的要求又可以大幅度增加电动车的加速性能和爬坡能力，同时又不失电动车操作简单容易的本色。本方案采取的措施是在电动车上增加一个加力电机。其具体方法是在原有动力电机（以下称为主动力电机）的基础上连接一个加力电机。这个加力电机当电动车行驶在平地时不参与工作，处于断电的休息状态。当电动车需要起步、加速或爬坡时，在控制电路或人工的控制下通电参与工作。为电动车提供额外的动力，又在起步、加速或爬坡完成后退出工作。

能实现上述目标的方式是多种多样的，在这些方法中主要包括主动力电机通过传动装置连接到电动车的驱动轮或直接装在电动车的驱动轮上，加力电机通过传动装置连接到电动车的驱动轮或通过传动装置连接在主动力电机上，加力电机在电动车需要起步、加速或爬坡时，在控制电路或人工的控制下通电参与工作，又在起步、加速或爬坡完成后在控制电路或人工的控制下退出工作。这里所说的传动装置是指，能将电动机的机械能传递给电动车的驱动轮或另一台电机上的机械零件或机械零件的组合。这些东西主要包括链轮、链条、齿轮、传动轴、离合器和超越离合器等。

采用本系统设计的电动车主要的好处是可以只按平路行驶的要求选择主动力电机的输出功率，也就是说可以选择相对较小功率的电动机作主动力电机，令主动力电机基本工作在满负荷的工作状态来减小电力损耗，提高电源的利用率，尽可能地延长电动车的行驶里程。使用本系统的电动车在保持现有电动车操作方便的前提下，比现有的普通电动车的加速性能和爬坡性能都得到了大大的提高。也就是说本系统既可以节省电力又可以提高加速和爬坡的性能。同时在主动力电机出故障（包括它的驱动电路）的时候可由加力电机接替主动力电机工作，使电动车此时不至于坏在路边，令整车的可靠性因此得到了提高。

附图说明

图1、主动力电机和加力电机通过后桥传动装置连接到电动车的驱动轮上。

图2、主动力电机和加力电机通过链条传动装置连接到电动车的驱动轮上。

图3、主动力电机通过后桥传动装置连接到电动车的驱动轮上，加力电机通过传动装置连接在主力动力电机上。

图4、主动力电机通过链条传动装置连接到电动车的驱动轮上，加力电机通过传动装置连接到主动力电机上。

图5、主动力电机直接装在电动车的驱动轮上，加力电机通过传动装置连接到主动力电机上。

图6、控制电路示意图。

图7、控制电路示意图。

图中：1主力电动机、2加力电动机、3后桥、4驱动轮、5带超越离合器的链轮、6链条、7链轮。

具体实施方式

一、主动力电机和加力电机同时通过传动装置连接到电动车的驱动轮上如图1和图2所示。主动力电机通过齿轮与电动车后桥差速器的齿轮齿合，通过传动装置连接到电动车的驱动轮上。加力电机通过带超越离合器的齿轮与电动车后桥上差速器的齿轮齿合，也通过传动装置连接到电动车的驱动轮上如图1所示。主动力电机通过链轮和链条连接到电动车的驱动轮上，加力电机通过带超越离合器的链轮和链条连接到电动车的驱动轮上如图2所示，带超越离合器的链轮可以装在加力电机一方也可以装在驱动轮一方。这样的结构相当于主动力电机和加力电机通过传动装置连接在电动车的驱动轮上。加力电机的齿轮或链轮上装超越离合器，可使加力电机不工作时能与差速器齿轮分离而不会成为主动力电机的负担。

（1）控制电路的形式和组合是多种多样的，它们各有特色和不足使用者可根据使用环境作出选择，以下是其中的一例。主动力电机由主动力电机控制器驱动和控制，加力电机由加力电机控制器驱动和控制。两台电机由电池提供电源，它的速度由车速控制器（加速踏板或调速把）控制如图6所示。加力电机是否参与工作由比较控制器根据车速控制器和车速传感器两者的信号来决定，或直接通过手动开关由手动控制。车速控制器输出一个正比于加速踏板或调速把转角的电压信号。这个信号分为三路，分别送到主动力电机控制器、加力电机控制器和比较控制器。车速传感器可装在车轮、传动轴、传动齿轮等能客观直接反映车速的位置上，它能输出一个正比于即时车速的电压信号。反映车速的信号还可以直接从无刷电机的霍尔传感器上获取，该传感器输出的脉冲信号能直接反映电机的转速，双当于车速。车速控制器和车速传感器输出的电压信号一同送到比较控制器，由比较控制器根据两个信号的不同情况来决定加力电机是否参与工作。在起步、加速或爬坡时由于即时的车速慢或变慢，车速传感器的电压信号跟不上车速控制器的电压信号的变化，也即车速传感器的电压信号小于车速控制器的电压信号，两者产生了差距。这时比较控制器根据两者的差由内部的逻辑电路判断并输出一个开关信号送到加力电机控制器，启动加力电机投入工作为电动车提供更大的动力帮助加速或爬坡。当车速提升了，上述两信号的差距消失了，比较控制器就会根据当时的情况关闭加力电机，让它退出工作，节约电能。另外加力电机是否参与工作还可以由人工直接控制。

（2）控制电路的另一种方式是：主动力电机由主动力电机控制器驱动和控制，加力电机由加力电机控制器驱动和控制。两台电机由电池提供电源，它的速度由车速控制器（加速踏板或调速把）控制如图7所示。车速控制器输出的电压信号分为三路分别送到主动力电机控制器、加力电机控制器和比较控制器。加力电机是否参与工作由比较控制器根据电流传感器传来的，关于主动力电机工作状态的电压信号电压与车速控制器传来的电压信号进行比较，然后决定是否发出要加速电机加入工作的指令。加力电机是否参与工作也可以直接手动控制。我们知道电动机的工作电流与它的负载成正比，当电动车要起步、加速或爬坡时由于电机的负载特别重，电动机的电流会成倍地增加。这时电流传感器输出的电压信号也成正比地增加并被送到比较控制器。比较控制器将这个电压信号与车速控制器传来的电压信号进行比较然后向加力电机控制器发出启动信号，启动加力电机协助主动力电机起步、加速或爬坡。当车速提升了，主动力电机的电流小到正常值，电流传感器的电压信号也小到正常值，比较控制器根据情况发出指令让加力电机关闭退出工作，节约电能。另外加力电机是否参与工作还可以由人工通过手动开关直接控制。

二、主动力电机通过传动装置连接到电动车的驱动轮上，加力电机通过传动装置连接到主动力电机上如图3和图4所示。主动力电机通过齿轮与电动车后桥差速器上的齿轮齿合相当于主动力电机通过传动装置连接到电动车的驱动轮上，加力电机通过超越离合器或直接连接到主动力电机的轴上，加力电机也可以直接或通过离合器连接到主动力电机的轴上如图3所示。主动力电机通过链轮、链条或传动轴连和齿轮连接到电动车的驱动轮上。相当于就是主动力电机通过传动装置连接到电动车的驱动轮上。加力电机通过超越离合器连接到主动力电机的轴上，加力电机也可以直接或通过离合器连接到主动力电机的轴上如图4所示。加力电机通过超越离合器能在主动力电机上，可使加力电机不工作时与主动力电机分离而不会成为主动力电机的负担。本例的电路控制部分与例一相同，这里不作多述。

三、主动力电机直接装在电动车的车轮上，加力电机通过传动装置连接在主动力电机上如图5所示。加力电机可以通过链轮、链条、超越离合器、齿轮和传动轴等传动装置连接到主动力电机上，主动力电机直接装在驱动轮轮上。超越离合器可以装在主动力电机一方，也可以装在加力电机一方。加力电机通过超越离合器装在主动力电机上，可使加力电机不工作时与主动力电机分离而不会成为主动力电机的负担。本例的电路控制部分与例一相同，这里不作多述。

Claims

1.一种电动车动力系统，主要包括电源、主动力电机、加力电机、传动装置、电机控制器和控制电路，其特征在于，主动力电机通过传动装置连接到电动车的驱动轮或直接装在电动车的驱动轮上，加力电机通过传动装置连接到电动车的驱动轮或通过传动装置连接在主动力电机上，加力电机在电动车需要起步、加速或爬坡时在控制电路或人工的控制下通电参与工作，又在起步、加速或爬坡完成后在控制电路或人工的控制下退出工作。