CN103803003A - 一种混合动力车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合动力车，该混合动力车是以高压空气和蓄电池加人力作为动力输出的新型动力车辆，该车可以在以气动模式为主，辅以电动模式、人力模式和发电模式四种模式下运行；该气动模式以储气罐中高压空气为动力源，通过气动控制系统，驱动气动马达和链传动传递动力；而其最终排放的气体仍然是空气，不会排出废气，造成环境污染。该发明的气动模式通过以压缩空气为主要动力源，克服了传统车辆造成大量环境污染的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种交通工具，具体涉及一种混合动力车。
背景技术
交通运输是国民经济发展的大动脉，当前城市老百姓出行的交通工具主要依靠轨道交通、公交系统和私家车。对于中低收入的工薪阶层出行时点对点使用最为便捷、经济的交通工具首选就是自行车。随着改革开放，生活节奏加快，自行车逐渐由人力骑行发展到使用动力驱动，有燃油、燃气的摩托车和助动车，有蓄电池驱动的电动车。随着全世界汽车保有量的急剧增长，作为不可再生的石油资源正面临短缺和枯竭：燃烧石油产品所产生的有害气体对环境所造的污染，给人类生存环境带来巨大的不良影响。
电驱动车辆是业界正在重点研发的项目，我们都知道老式铅锌蓄电池体积大、重量大、使用寿命短，并且在报废后还存在二次污染的烦恼，不是未来发展的方向；而最有发展前景的是锂离子电池，很多人对锂离子电池也进行了很多的研究；当前，进一步提高锂电池的储能密度以便提高车辆的续驶里程、增加充放电循环次数（寿命）、降低成本以及建设众多的社会充电站，是其大规模进入市场的重要前提。
为了实现可持续发展，节约石油资源和减少有害气体排放量，寻找新的、可替代的、清洁的能源，已经是人类迫在眉睫的任务。
空气是大自然赐给我们人类取之不尽，用之不竭的宝贵物质；而本发明采取将空气压缩至储气罐中储存；然后通过控制系统， 以高压气作为动力，驱动执行机构运动，而将该方法用于轻便运输车辆，是个非常好的设计方案。
发明内容
中国作为一个发展中国家，人民的生活刚开始进入小康水平；而且中国是个负责任的大国，我们必须承担起保护我们赖以生存的地球和环境的责任，要节能减排。所以针对这一国情，我们必须开辟使用清洁能源，价廉物美的大众化的适用城市新型轻便运输车辆。
正是在这种背景下，提出了一种气-电-人力混合动力车。
技术方案：该混合动力车是以高压空气和蓄电池加人力作为动力输出的新型动力车辆，该车可以在以气动模式为主，辅以电动模式、人力模式和发电模式四种模式下运行。
所谓气动模式是指：以储气罐中高压空气为动力源，通过气动控制系统，驱动气动马达和链传动传递动力；而其最终排放的气体仍然是空气，不会排出废气，造成环境污染。
其中，电动模式是以蓄电池提供电能，通过电气控制系统，驱动直流电机传递动力，且电动模式为辅助动力源。
而人力模式是通过人力直接驱动链传动装置，传递动力；或者，通过人力带动空气压缩机向高压储气罐充气。然后再以气动模式进行工作，以节约能源。
发电模式是车辆在制动或减速时，自动通过电气控制系统，将机械能转化为电能储存在蓄电池中。当需要时，以电动模式进行工作，以节约能源。
气动系统包括：高压储气罐、气动调节组件（油水分离、减压阀）、压力传感器（压力保护）、 截止阀（开闭控制系统）、单向节流阀（调速）、气动马达（执行元件）、驱动小链轮、链条 、传动大链轮（增大扭矩）、传动驱动轴（转动）。
空气动能分析：压缩空气动力做功 ，其能力受到膨胀初始温度的影响。压缩空气的执行元件（气动马达）在夏季和冬季分别按绝热和等温方式膨胀至大气压力时可用能的对比，可以看出，夏季的做功能力比冬季高，而且等温膨胀过程的做功能力远远高于绝热膨胀。所以气动马达工作在环境温度较高的地区效果较好，因此提高膨胀气体的初始温度并使工作循环尽量接近等温过程，从而提高其性能。
驱动装置：a) 气动模式：开启气动控制系统截止阀，由储气罐释放高压空气作为动力，经过减压阀控制，达到系统设定的气压，通过节流阀控制气流量，驱动气动马达。气动马达的输出轴连接小链轮，通过套筒滚子链带动大链轮和驱动轴转动，产生行驶的扭力，使概念车前进。b) 电动模式：分离气动马达离合器，同时结合直流电机离合器。开启电气控制系统，由储存在蓄电池中电能提供动力，直接带动直流电机，驱动驱动轴转动，产生行驶的扭力，使概念车前进。c) 人力模式：分离气动马达和直流电动机离合器，由驾驶者用人力驱动脚踏板转动，带动小链轮，通过套筒滚子链带动大链轮和驱动轴转动，产生行驶的扭力，使概念车前进。
能源装置： a) 人力模式：由人力驱动脚踏板，带动曲柄连杆机构，使滑块作往复运动。滑块连接活塞式压缩空气机的活塞，将大气从进气阀吸进，通过活塞运动，将空气通过排气阀压入高压储气罐，形成高压能储存起来。 b) 更换：高压储气罐和蓄电池可以到配套站点更换。 c) 加注：高压储气罐和蓄电池可以加压、加气或外界充电。
技术效果：（a） 采用压缩空气作为主要动力源，真正实现零污染，节能环保，经济方便。（b） 以压缩空气、电池和人力作为动力提供动力输出，提高了概念车辆对环境的适应能力，为概念车辆提供更强劲和多种动力输出。（c） 减速或制动时采用发电模式，把本已浪费的动能回收并以电能形式储存，提高了能源利用率。（d） 概念车结构简单，大部分属于市场上能采购的标准系列零部件，因此适合一般中小企业和乡村作坊加工制造。（e） 多种系列和配置，能适应各种类型客户的需求，批量生产投放市场，必将取得较好的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为该混合动力车的气动控制系统
图2为该混合动力车的空气动力能量分析
图3为该混合动力车驱动装置的结构示意图
图4为该混合动力车的该混合动力车
其中：1.储气罐 2.气动调节组件 3.压力继电器 4.截止阀 5.单向节流阀 6.气动马达 7.小链轮 8.曲柄连杆机构 9.直流电机 10.离合器 11.大链轮 12.驱动轴 13.人力脚踏 14. 压缩空气机 15. 活塞 16. 排气阀 17. 进气阀。
具体实施方式
本发明公开了一种混合动力车，该车的驱动装置包括气动模式、电动模式、人力模式和发电模式；所述的气动模式是以储气罐中的高压空气为动力源，通过气动控制系统，驱动气动马达和链传动传递动力。
所述的电动模式是以蓄电池提供电能，通过电气控制系统，驱动直流电机传递动力。
所述的人力模式是通过人力直接驱动链传动装置，传递动力；或者，通过人力带动空气压缩机向高压储气罐充气；然后再以气动模式进行工作，以节约能源。
所述的发电模式是车辆在制动或减速时，自动通过电气控制系统，将机械能转化为电能储存在蓄电池中。
所述的气动系统包括高压储气罐1、气动调节组件2、压力传感器3、 截止阀4、单向节流阀5、气动马达6、驱动小链轮7、链条 、传动大链轮、传动驱动轴组成。
气动模式的工作步骤为：首先开启气动控制系统截止阀，由储气罐释放高压空气作为动力；然后经过减压阀控制，达到系统设定的气压，通过节流阀控制气流量，驱动气动马达；最后气动马达的输出轴连接小链轮，通过套筒滚子链带动大链轮和驱动轴转动，产生行驶的扭力，使车前进。
在电动模式下，分离气动马达离合器，同时结合直流电机离合器；开启电气控制系统，由储存在蓄电池中电能提供动力，直接带动直流电机，驱动驱动轴转动，产生行驶的扭力，使车前进。
在人力模式下，分离气动马达和直流电动机离合器，由驾驶者用人力驱动脚踏板转动，带动小链轮，通过套筒滚子链带动大链轮和驱动轴转动，产生行驶的扭力，使车前进。
该车车轮可为两轮、三轮和四轮；
a）两轮系列：两轮车可以替代一般自行车、电动车和摩托车，可以只配置气动模式和人力模式；
b) 三轮系列：三轮车可以替代老人代步车和残疾人代步车，由于三轮布局，空间比较大，可以配置所有的模式；
c) 四轮系列：对于要求功率大，能载客和适量载货，可以设计成四轮系列，配置多个高压储气罐和较大功率的气动马达和直流电动机等。
Claims (10)
1.一种混合动力车，其特征在于：该车的驱动装置包括气动模式、电动模式、人力模式和发电模式。
2.根据权利要求1所述的混合动力车，其特征在于：所述的气动模式是以储气罐中的高压空气为动力源，通过气动控制系统，驱动气动马达和链传动传递动力。
3.根据权利要求1所述的混合动力车，其特征在于：所述的电动模式是以蓄电池提供电能，通过电气控制系统，驱动直流电机传递动力。
4.根据权利要求1所述的混合动力车，其特征在于：所述的人力模式是通过人力直接驱动链传动装置，传递动力；或者，通过人力带动空气压缩机向高压储气罐充气；然后再以气动模式进行工作，以节约能源。
5.根据权利要求1所述的混合动力车，其特征在于：所述的发电模式是车辆在制动或减速时，自动通过电气控制系统，将机械能转化为电能储存在蓄电池中。
6.根据权利要求1-5任一项所述的混合动力车，其特征在于：所述的气动系统包括高压储气罐（1）、气动调节组件（2）、压力传感器（3）、 截止阀（4）、单向节流阀（5）、气动马达（6）、驱动小链轮（7）、链条 、传动大链轮、传动驱动轴组成。
7.根据权利要求1-5任一项所述的混合动力车，其特征在于：气动模式的工作步骤为：首先开启气动控制系统截止阀，由储气罐释放高压空气作为动力；然后经过减压阀控制，达到系统设定的气压，通过节流阀控制气流量，驱动气动马达；最后气动马达的输出轴连接小链轮，通过套筒滚子链带动大链轮和驱动轴转动，产生行驶的扭力，使车前进。
8.根据权利要求1-5任一项所述的混合动力车，其特征在于：在电动模式下，分离气动马达离合器，同时结合直流电机离合器；开启电气控制系统，由储存在蓄电池中电能提供动力，直接带动直流电机，驱动驱动轴转动，产生行驶的扭力，使车前进。
9.根据权利要求1-5任一项所述的混合动力车，其特征在于：在人力模式下，分离气动马达和直流电动机离合器，由驾驶者用人力驱动脚踏板转动，带动小链轮，通过套筒滚子链带动大链轮和驱动轴转动，产生行驶的扭力，使车前进。
10.根据权利要求1-5任一项所述的混合动力车，其特征在于：该车车轮可为两轮、三轮和四轮；a）两轮系列：两轮车可以替代一般自行车、电动车和摩托车，可以只配置气动模式和人力模式；b) 三轮系列：三轮车可以替代老人代步车和残疾人代步车，由于三轮布局，空间比较大，可以配置所有的模式；c) 四轮系列：对于要求功率大，能载客和适量载货，可以设计成四轮系列，配置多个高压储气罐和较大功率的气动马达和直流电动机等。
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|---|---|---|---|---|
| CN107492672A (zh) * | 2016-06-13 | 2017-12-19 | 天津思高科技发展有限公司 | 一种氢能汽车上专用的氢能压力发电设备 |
| CN107976229A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-05-01 | 河南理工大学 | 一种水位变化实时监测数据传输装置 |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140521 |