CN103318036B - 一种采用混合动力能的新能源汽车 - Google Patents

Abstract

一种采用混合动力能的新能源汽车，包括无级调速发动机、蓄电池、电动机、刹车臂和刹车总泵，其特征在于：还包括发电机、整流器、离合器、电磁继电器、转臂、主动齿轮、从动齿轮、卡片、助力泵和制动分泵。本发明的有益效果是：由于无级调速发动机的主轴通过离合机构联接电动机的输入轴，一方面可使发动机的无级调速输出与电动机的无级变速相匹配；另一方面，由于发动机的主轴通过离合机构直接带动电动机旋转，在电动汽车加速或者爬坡行驶时，控制离合机构处于结合状态，由发动机来增补该行驶状态的动能需求，无需电动机增大其工作电流，利于维护电动机和蓄电池的使用寿命；并且动能直接作用于电动机，避免了能量流失。

Description

一种采用混合动力能的新能源汽车

技术领域

本发明属于车辆技术领域，具体涉及一种采用混合动力的新能源汽车。

背景技术

近年来，随着人们生活质量的不断提高，汽车逐步进入百姓家庭，成为广大人们的代步工具，同时越来越多的燃气排放污染了环境。在环保部门倡导绿色环保的背景下，各种用途的电动汽车应运而生。

目前的电动汽车大多采用蓄电池储存的电能作为动力能源，其在实际应用中，最突显的问题就是续驶里程短。究其主要原因是因为电量有限，行驶时不能自我补充。对于电动汽车来说，消耗电能最多的两个过程是行驶与制动。

拿行驶过程来说，电动汽车在行驶过程中，根据不同的道路情况所消耗的电能也是不同的。在平坦的公路上行驶所消耗的电能是稳定的、最少的；在路面有坑洼且具有坡度的公路上行驶消耗的电能是最多的。尽管大多数情况下，电动汽车是在路况较好的公路上行驶，但对于在道路情况较差的偏远地区行驶，以及经常长途往返与不同地区的电动汽车来说，整个行驶过程将消耗掉更多的电量，然而在原有电量不变的情况下，一次充电的续航里程大打折扣，因此较易延误行程。此外，汽车起步时也会消耗较多电能，减少续航。

拿制动过程来讲，电动汽车在行驶过程中，常需要根据交通路况信息来进行制动，这也是提高安全性的方式之一。而电动汽车的制动原理及过程主要是依靠踩下刹车踏板使真空泵产生负压力，负压力传递到刹车总泵，最终由刹车总泵控制刹车器制动刹车。这个过程中最重要的部件便是真空泵，真空泵在工作时需要电能维持，并且会消耗较多的电能。众所周知，在一次行驶过程中，往往会需要多次制动，而并非一次制动，由此便产生一个较为突出的问题：多次制动的后果是消耗更多的电能而使行驶里程减少。

综上所述，如何在这两个重要过程中，减少电能消耗是目前研发人员最急需解决的问题之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种采用混合动力能的新能源汽车，可以通过减少在复杂路况行驶及制动时电量消耗来提高续航和刹车性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用混合动力能的新能源汽车，包括变径皮带轮、发动机、蓄电池、电动机、刹车臂和刹车总泵，变径皮带轮与发动机连接，还包括发电机、减速器、整流器、离心式离合器、电磁继电器、转臂、主动齿轮、从动齿轮、卡片、助力泵和制动分泵；发电机转轴与变径皮带轮的主轴外端联接，发电机经过整流器电联接蓄电池；

变径皮带轮的主轴内端与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴通过离心式离合器联接电动机的输入轴；离心式离合器包括主动轮毂、从动毂和离心块；主动轮毂安装在减速器的输出轴上，从动毂安装在电动机的输入轴上，离心块设置在主动轮毂上；

转臂活动套装在电动机的输出轴上，电磁继电器安装在转臂上，在电磁继电器的衔铁上固定能插入从动齿轮齿槽中的卡片；刹车臂的一侧设置按钮，按钮通断电磁继电器的工作电源，主动齿轮固定在电动机的输出轴上，从动齿轮安装在转臂上并能与主动齿轮相啮合；转臂转动时能够压缩助力泵的活塞杆回缩；助力泵与制动分泵通过油管连接；制动分泵的活塞杆与刹车总泵的活塞杆相联。

优选的，整流器通过开关与蓄电池连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、由于无级调速发动机的主轴通过离合机构联接电动机的输入轴，一方面可使发动机的无级调速输出与电动机的无级变速相匹配；另一方面，由于发动机的主轴通过离合机构直接带动电动机旋转，在电动汽车加速或者爬坡行驶时，控制离合机构处于结合状态，由发动机来增补该行驶状态的动能需求，无需电动机增大其工作电流，利于维护电动机和蓄电池的使用寿命；并且动能直接作用于电动机，避免了现有技术中由于能量的多次转换所带来的能量流失。若电动汽车行驶在平缓路段时，则使离合机构处于分离状态，使电动汽车处于纯电动工作模式。

2、惯性助力时采用机械方式拾取惯性能；按钮接通的瞬间，电磁继电器动作，避免了其它方式所存在的延迟或滞后的问题，确保制动的安全性和可靠性，极其适合频繁制动刹车的情况；各个部件无须精密配装，仅通过齿轮间的卡死实现静态联接，消除了部件间的磨损，延长了使用寿命；整个助力制动机构结构简单，精度要求低，拆卸方便；惯性助力减少了电能损耗，提高了续航能力。

3、由于发电机经过整流器电联接蓄电池，可以在蓄电池的电量不足的情况下，启动发电机，经整流器为蓄电池充电，从而能够维持车辆继续前行，避免了在无市电供应的场所，由于蓄电池无法得以及时充电所带来的不便。

附图说明

图1是本发明混合动力装置的剖视图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是图1中的C向视图；

图4是本发明助力制动装置的示意图；

图5是图4中A-A处的剖视图；

图6是本发明发电装置电联接示意图。

图中标记为：

1、无级调速发动机；1.1、发动机；1.2、变径皮带轮；1.3、主轴内端；1.4、主轴外端；2、电动机；2.1、输入轴；2.2、输出轴；3、离心式离合器；3.1、主动轮毂；3.2、从动毂；3.3、离心块；4、减速器；5、转臂；6、刹车总泵；7、刹车臂；8、按钮；9、电磁继电器；10、发电机；11、机架；12、卡片；13、倒行制动分泵；14、衔铁；15、倒行助力泵；16、前行助力泵；17、前行制动分泵；18、推架；19、开关；20、蓄电池；21、整流器；22、皮带传动机构；23、主动齿轮；24、从动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图实施例，对本发明做进一步描述：

如图4和5所示，为实现电动汽车在前行和倒行过程中的助力刹车，将助力泵分为前行助力泵16和倒行助力泵15，制动分泵分为前行制动分泵17和倒行制动分泵13。前行助力泵16连通前行制动分泵17，倒行助力泵15连通倒行制动分泵13，前行制动分泵17的活塞杆和倒行制动分泵13的活塞杆均通过推架18联接刹车总泵6的活塞杆。

刹车臂7安装在机架11上，转臂5活动套装在输出轴2.2上，电磁继电器9安装在转臂5上端面上，卡片12固定在电磁继电器9的衔铁14末端，卡片12朝下设置。按钮8通过导线连接到电磁继电器9的电源回路中。主动齿轮23固定安装在输出轴2.2上，从动齿轮24安装在转臂5上，并与主动齿轮23相啮合。刹车臂7动作触发按钮8闭合，使电磁继电器9通电，衔铁14被磁力吸引使得卡片12插入从动齿轮24的齿槽中。转臂5的前行侧面与前行助力泵16的活塞杆相接触，另一侧面与倒行助力泵15的活塞杆相接触。

本发明中，活动套装是指采用常规滚动轴承或间隙配合的方式，可以使两连接件之间产生相对转动的一种安装方式。因此，在车辆正常行驶时，输出轴2.2转动，但转臂5不转动。只有当踩下刹车踏板后，转臂5的卡片12卡死主动齿轮23和从动齿轮24时，输出轴2.2的转动惯性才会带动转臂5一起转动。

如图3和6所示，为了减少空间和重量，将常规发电装置中的动力驱动部分去掉，而采用无级调速发动机1作为动力驱动装置，如此以来，无级调速发动机1既能用作助力又能用来发电。具体实例为：发电机10的转轴通过常规皮带传动机构22连接无级调速发动机1的主轴外端1.4，此处不作赘述。发电机10经过整流器21电联接蓄电池20，整流器21通过开关19联接蓄电池20。如此以来，无级调速发动机1启动时只要按下开关19，使整流器21和蓄电池20之间形成闭合回路，无级调速发动机1产生的机械能便会通过发电机10源源不断地转化成电能。此外，蓄电池20出现电量不足时，可以立刻启动无级调速发动机1和开关19，经整流器21为蓄电池20充电，从而能够维持车辆继续前行，避免了在无市电供应的场所，由于蓄电池20无法得以及时充电所带来的不便。

如图1和2所示，离心式离合器3安装在电动机2与减速器4之间。离心式离合器3包括主动轮毂3.1、从动毂3.2和离心块3.3。主动轮毂3.1安装在减速器4的输出轴上，从动毂安装在电动机2的输入轴2.1上，离心块3.3设置在主动轮毂3.1上，离心块3.3在转动时受离心力作用而挤向从动毂3.2的内毂面，从而使离心式离合器3结合。无级调速发动机1由发动机1.1和变径皮带轮1.2构成，也可以选用其它结构形式的无级调速器，只要使发动机1.1实现无级调速输出即可，并不限于其具体的结构形式。

本发明工作原理和工作过程如下：

电动汽车在遇到爬坡或者加速时，可以由电控系统检测电动机2的工作电流，当工作电流达到预设值时，控制无级调速发动机1启动，也可以由驾驶员人工控制无级调速发动机1启动，带动减速器4转动，减速器4带动离心式离合器3的主动轮毂3.1转动。同时，按下开关19接通充电回路，此时无级调速发动机1产生的机械能通过发电机10转变为电能并通过整流器21储存到蓄电池20中，使得在助力时也进行充电。如图1所示，当无级调速发动机1的转速达到一定值时，联接在主动轮毂3.1上的离心块3.3在转动离心力的作用下向外移动，最终和安装在离心块3.3外围的从动毂3.2结合，产生摩擦力，从而带动与从动毂3.2相联接的输入轴2.1转动，将无级调速发动机1的动能经减速增扭后传递给电动机2，形成助力，使电动机2仍以正常值电流输出驱动车辆常速爬坡。当爬坡或者加速结束时，关闭无级调速发动机1，电动汽车恢复为纯电动驱动方式。联接在主动轮毂3.1上的离心块3.3由于失去离心力的作用下被弹簧压回中心，离心式离合器3的主动轮毂3.1与从动毂3.2分离，助力结束，此时再次按下开关19断开充电回路，充电也随之结束。

在蓄电池20的电量不足时，驾驶员手动打开开关19，同时将无级调速发动机1启动起来，输出电能经过整流器21充给蓄电池20，从而使蓄电池20可以继续为电动机2提供电能，带动车辆前行。等到达目的地或者具有市电供应的场所，驾驶员则可关闭开关19和无级调速发动机1，由市电通过充电器为蓄电池20充电。

只要无级调速发动机1启动，同时闭合开关19即可产生电流并进行充电。无须充电时，需先断开开关19，再关闭无级调速发动机1，以此保护发动机等相关设备。

车辆前行过程中，踩下刹车踏板时，刹车臂7触碰按钮8闭合，此时电磁继电器9回路闭合，衔铁14被磁力吸引而向下坠，使卡片12插入从动齿轮24的齿槽中将从动齿轮24卡住，此时从动齿轮24不再自转而绕主动齿轮23公转，从而带动转臂5绕输出轴2.2转动。转臂2.2在转动过程中推压前行助力泵16的活塞杆，并将压力传递给前行制动分泵17。继而再由前行制动分泵17将压力传递给刹车总泵6，使刹车总泵6工作。最终刹车总泵6控制安装在车轮上的刹车器进行刹车制动。当松开刹车踏板后，电磁继电器9失电，衔铁14在弹性作用下复位，转臂5在前行助力泵16的活塞杆的推压下复位。前行制动分泵17及刹车总泵6均恢复初始状态。

车辆倒行过程中，踩下刹车踏板时，刹车臂7触碰按钮闭合，此时电磁继电器9工作，衔铁14被磁力吸引下坠，卡片12插入到从动齿轮24的齿槽中，从动齿轮24不再自转而绕主动齿轮23公转，从而带动转臂5绕输出轴2.2反转。转臂5在反转过程中推压倒行助力泵15的活塞杆，并将压力传递给倒行制动分泵13。继而再由倒行制动分泵13将压力传递给刹车总泵6，使刹车总泵6工作。最终刹车总泵6控制安装在车轮上的刹车器进行刹车制动。当松开刹车踏板后，电磁继电器9失电，衔铁14在弹性作用下复位，转臂5在倒行助力泵15的活塞杆的推压下复位。倒行制动分泵13及刹车总泵6均恢复初始状态。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种采用混合动力能的新能源汽车，包括变径皮带轮、发动机、蓄电池、电动机、刹车臂和刹车总泵，变径皮带轮与发动机连接，其特征在于：还包括发电机、减速器、整流器、离心式离合器、电磁继电器、转臂、主动齿轮、从动齿轮、卡片、助力泵和制动分泵；发电机转轴与变径皮带轮的主轴外端联接，发电机经过整流器电联接蓄电池；

变径皮带轮的主轴内端与减速器的输入轴连接，减速器的输出轴通过离心式离合器联接电动机的输入轴；离心式离合器包括主动轮毂、从动毂和离心块；主动轮毂安装在减速器的输出轴上，从动毂安装在电动机的输入轴上，离心块设置在主动轮毂上；

转臂活动套装在电动机的输出轴上，电磁继电器安装在转臂上，在电磁继电器的衔铁上固定能插入从动齿轮齿槽中的卡片；刹车臂的一侧设置按钮，按钮通断电磁继电器的工作电源，主动齿轮固定在电动机的输出轴上，从动齿轮安装在转臂上并能与主动齿轮相啮合；转臂转动时能够压缩助力泵的活塞杆回缩；助力泵与制动分泵通过油管连接；制动分泵的活塞杆与刹车总泵的活塞杆相联。

2.根据权利要求1所述的一种采用混合动力能的新能源汽车，其特征在于：整流器通过开关与蓄电池连接。