CN104786812B - 电动汽车的动力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动汽车的动力装置，该装置采用混合动力方式。其技术方案：电动汽车的动力装置，其包括有：电动马达（1）、踏板（3）、电池组（5）；电动马达（1）的动力输出端与轴（17）固接；电动马达控制器（2）控制所述电动马达（1）的操作；还设有电流传感器（6）、气源开关电磁阀（12）、气动马达（13）、气源开关电磁阀控制器（15）和储气设备；气动马达（13）的动力输出端与所述轴（17）固接；气源开关电磁阀控制器（15）控制所述气源开关电磁阀（12）。采用上述技术方案后，运用有压气体提供额外动力，实现压缩空气‑电力的混合动力驱动。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车的动力装置。该装置采用混合动力方式，有效改善电动汽车的动力输送效果，适用于电动汽车的驱动。
背景技术
随着汽车工业的高速发展，地球石油资源的枯竭越来越严重，汽车的尾气排放也越来越严重，雾霾天气也越来越严重笼罩着人们的生活，人类不断提出低碳、环保、绿色出行的呼声。
在此背景下，各类新能源汽车也不断涌现，如纯电动汽车。纯电动汽车使用的蓄电池是一大技术瓶颈，而其中锂离子动力电池的安全性、一致性更是一大其中的难点。蓄电池理论充放电循环寿命与实际工况寿命相差很大，究其原因：一方面，受成组串联电池的各单体电池一致性严重影响；另一方面，实际工况使用中电池组的倍率放电，严重影响串联电池组各单体电池间的动态一致性和老化一致性。
为提高蓄电池实际工况寿命，有人提出在串联电池组间并联一组超级电容效果。如中国专利公开号CN1833908A公开一种混合动力型车辆，其采用了电池和具有大电容量的电容器。但是超级电容的价格高昂，一组与串联电池组相匹配的超级电容，其价格等于或大于一组锂离子动力电池的价格，其不经济。
再如，为方便制动和回收制动能，中国专利公开号CN102781711A公开电动车辆及其控制方法，其具有电动发电机、包括蓄电装置的直流电源以及马达控制部。电动发电机构成为能够在该电机发电机和与驱动轮联结的驱动轴之间相互传递转矩。如此，能够通过电动发电机产生减速转矩伴有再生发电。但是通过电动发电机产生减速转矩，减速制动效果有限。
发明内容
本发明目的是针对现有技术中的不足，提供一种电动汽车的动力装置，其目的在于：运用有压气体提供额外动力，降低电动汽车电池组的工作负担，实现空气-电力的混合动力驱动。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种电动汽车的动力装置，其包括有：
电动马达，所述电动马达的动力输出端与轴固接；
电池组，所述电池组通过电动马达控制器向所述电动马达提高电力；
电动马达控制器，所述电动马达控制器控制所述电动马达的操作；
踏板，所述踏板向所述电动马达控制器提供操作信号；
其中：
还设有电流传感器、气源开关电磁阀、气动马达、气源开关电磁阀控制器和储气设备；
气动马达，所述气动马达的动力输出端与所述轴固接；
电流传感器，所述电流传感器检测所述电池组的输出电流；
储气设备，所述储气设备通过所述气源开关电磁阀向所述气动马达提供有压气体；
气源开关电磁阀控制器，所述气源开关电磁阀控制器依据所述电流传感器的检测信号控制所述气源开关电磁阀。
进一步，所述储气设备由高压储气罐、调压阀和低压储气罐构成，所述高压储气罐通过所述调压阀与所述低压储气罐连接，所述低压储气罐通过所述气源开关电磁阀向所述气动马达提供有压气体。
再进一步，所述调压阀和所述低压储气罐之间还设有热交换器和油水分离器，所述调压阀依次通过所述热交换器和所述油水分离器连接所述低压储气罐。
进一步，还设有消音器，所述消音器设置与所述气动马达的排气口。
进一步，还设有2#电源，所述2#电源通过所述气源开关电磁阀控制器向所述气源开关电磁阀提供电源。
进一步，所述电流传感器是霍尔电流传感器。
采用上述技术方案后的有益效果：
第一，目前世界上电能储存的方法有蓄电池、压缩空气、飞轮技术，运用有压气体提供额外动力，降低电动汽车电池组的工作负担，实现压缩空气-电力的混合动力驱动。
在电动汽车起步、加速、爬坡时，气动马达依据电池组的电流情况适时启动，实现气动马达动力和电动马达动力形成合力，降低电池组的电流，减少或避免实际工况使用中电池组的倍率放电现象，延长电池寿命，同时有效的延长电动汽车的续行距离。
第二，以气动马达作为辅助动力，其可以无级调速；其能够正转也能反转；其不受振动、高温、电磁、辐射等影响，适用于恶劣的工作环境，在易燃、易爆、高温、振动、潮湿、粉尘等不利条件下均能正常工作；有过载保护作用，不会因过载而发生故障，过载时，马达只是转速降低或停止，当过载解除，立即可以重新正常运转，并不产生机件损坏等故障，可以长时间满载连续运转，温升较小；具有较高的起动力矩，可以直接带载荷起动，起动、停止均迅速；功率范围及转速范围较宽；操纵方便，维护检修较容易。
第三，改善电动汽车加速性能
气动马达和电动马达的动力输出端均固接同一根轴，气动马达动力和电动马达动力在同一根轴上形成合力，只需控制气源开关电磁阀的开关，就能立即有效提高电动汽车加速性能。
第四，安全性高
采用有压气动作为辅助动力源，避免其它动力源（如油）存在的燃烧等安全问题。另，采用的消音器，有效降低电动汽车动力系统运行的噪声。另，高压储气罐和低压储气罐的配合使用，高压储气罐储存大量高压气体，低压储气罐向气动马达提供低压气体，提高气动马达的运行安全性。
第五，安全稳定性高
电动马达和电磁阀分别采用不同的电源，保证两者的相对独立性，使电动汽车运行更安全稳定。
第六，污染小
使用空气作为介质，不存在污染问题。用过的空气不需处理，可直接排放至大气中。有压空气能集中供应，如利用电网晚间谷电把大气中的空气压缩储存在高压储气罐内。
附图说明
图1为本发明的结构图。
图中：1、电动马达，2、电动马达控制器，3、踏板，4、电源总开关，5、电池组，6、电流传感器，7、高压储气罐，8、调压阀，9、热交换器，10、油水分离器，11、低压储气罐，12、气源开关电磁阀，13、气动马达，14、消音器，15、气源开关电磁阀控制器，16、2#电源，17、轴，A、辅助动力源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细地说明。
实施例
如图1所示，一种电动汽车的动力装置，其由两部相对独立的动力源组成。
主动力源，其包括有电动马达1、电动马达控制器2、踏板3和电池组5，电池组5通过电动马达控制器2向电动马达1提供电力，电动马达控制器2控制所述电动马达1的操作，踏板3向电动马达控制器2提供操作信号，在电池组5和电动马达1之间依据需要设电源总开关4。电池组5能够但不限于能够反复充放电的蓄电池组。
辅助动力源A，其包括有电流传感器6、气源开关电磁阀12、气动马达13、气源开关电磁阀控制器15和储气设备，储气设备通过电磁阀12向气动马达13提供有压气体，电流传感器6检测主动力源中电池组5的输出电流并向气源开关电磁阀控制器15传输检测信息，气源开关电磁阀控制器15依据电流传感器6的检测信号控制气源开关电磁阀12。电流传感器6优选霍尔电流传感器。
电动马达1的动力输出端和气动马达13的动力输出端均固接轴17，并通过轴17向电动车提供驱动力。
电动汽车起步、加速、爬坡时，踏板3动作，电池组5通过电动马达控制器2向电动马达1提供电力。电流传感器6检测到主动力源中的电流达到设定值时，向气源开关电磁阀控制器15传输信息。气源开关电磁阀控制器15依据上述信号控制电磁阀12，使辅助动力源中的气动马达13工作并提供辅助驱动力。
实际使用过程中，上述储气设备优选：储气设备包括有高压储气罐7、调压阀8和低压储气罐11，高压储气罐7通过调压阀8与低压储气罐11连接，低压储气罐11通过前述气源开关电磁阀12向前述气动马达13提供有压气体。
为具体说明，高压储气罐内的气体压力一般为30Mpa；低压储气罐内的气体压力一般为0.5 Mpa～0.7Mpa，其能够但不限于多个容积相对较小的储气罐组合而成。
如此，提供辅助动力时，高压储气罐储存大量高压气体，低压储气罐直接向气动马达提供低压气体，提高气动马达的运行安全性。
前述储气设备中还能依据需要增设热交换器9和油水分离器10，前述调压阀8依次通过热交换器9和油水分离器10连接前述低压储气罐11。热交换器9实现热交换，油水分离器10防止气体管路内的油进入低压储气罐11和气动马达13。
为降低气动马达的工作噪声，发明人提出优选方案：在前述气动马达13的排气口设置消音器14。通过消音器14，有效降低电动汽车动力系统运行的噪声。
前述气源开关电磁阀控制器15和气源开关电磁阀12能采用主动力源中电池组提供的电力。为提高动力设备的安全稳定性，发明人进一步在前述基础上提出优选方案：主动力源和辅助动力源采用不同的电源。具体方案：主动力源由电池组5提供电力，辅助动力源中由2#电源16提供电力，即：2#电源16通过气源开关电磁阀控制器15向气源开关电磁阀12提供电力。为具体说明，2#电源16能够但不限于是DC 12V电源。
如此，实现主动力源的电源和辅助动力源的电源相对独立，使电动汽车的动力装置运行更安全稳定。
本发明不限于上述实施例，凡采用等同替换或等效替换形成的技术方案均属于本发明要求保护的范围。
Claims (6)
1.一种电动汽车的动力装置，其包括有：
电动马达（1），所述电动马达（1）的动力输出端与轴（17）固接；
电池组（5），所述电池组（5）通过电动马达控制器（2）向所述电动马达（1）提供电力；
电动马达控制器（2），所述电动马达控制器（2）控制所述电动马达（1）的操作；
踏板（3），所述踏板（3）向所述电动马达控制器（2）提供操作信号；
其特征在于：
还设有电流传感器（6）、气源开关电磁阀（12）、气动马达（13）、气源开关电磁阀控制器（15）和储气设备；
气动马达（13），所述气动马达（13）的动力输出端与所述轴（17）固接；
电流传感器（6），所述电流传感器（6）检测所述电池组（5）的输出电流；
储气设备，所述储气设备通过所述气源开关电磁阀（12）向所述气动马达（13）提供有压气体；
气源开关电磁阀控制器（15），所述气源开关电磁阀控制器（15）依据所述电流传感器（6）的检测信号控制所述气源开关电磁阀（12）。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的动力装置，其特征在于：所述储气设备由高压储气罐（7）、调压阀（8）和低压储气罐（11）构成，所述高压储气罐（7）通过所述调压阀（8）与所述低压储气罐（11）连接，所述低压储气罐（11）通过所述气源开关电磁阀（12）向所述气动马达（13）提供有压气体。
3.根据权利要求2所述的电动汽车的动力装置，其特征在于：所述调压阀（8）和所述低压储气罐（11）之间还设有热交换器（9）和油水分离器（10），所述调压阀（8）依次通过所述热交换器（9）和所述油水分离器（10）连接所述低压储气罐（11）。
4.根据权利要求1所述的电动汽车的动力装置，其特征在于：还设有消音器（14），所述消音器（14）设置于所述气动马达（13）的排气口。
5.根据权利要求1所述的电动汽车的动力装置，其特征在于：还设有2#电源（16），所述2#电源（16）通过所述气源开关电磁阀控制器（15）向所述气源开关电磁阀（12）提供电力。
6.根据权利要求1所述的电动汽车的动力装置，其特征在于：所述电流传感器（6）是霍尔电流传感器。
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