CN106114239A - 一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机,电力系统包括依次连接的新能源专用节能分析仪、天然气气瓶、发电机、变频器、动力电池、新能源电池保护装置、变频器、驱动电机和新能源电机伺服控制器；驱动电机及受其驱动的变速箱，用以将动力传递给电动汽车的后桥和后轮；动力电池包括太阳能电池板和蓄电池组；天然气气瓶和发电机与所述动力电池电性连接，将天然气燃烧后的热能转换生成电能，并将该电能传输至所述动力电池；驱动电机还包括电机支架和冷却水套，采用本技术方案使得纯电动汽车不受续航里程的限制，不需要停车充电，并且电机稳固安全，冷却水流动通畅，阻力小，冷却功耗小。

Description

一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机

技术领域

本发明属于新能源电力领域，具体涉及一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机。

背景技术

近年来，随着绿色环境倡导工作的进行，消费者的环保低碳意识逐渐增强，于是电动汽车的使用越来越广泛，再加上电动汽车具有不耗油、无噪音、无污染与使用方便等优点，被逐渐考虑代替汽油车作为日常的交通工具。

传统的电动汽车所使用的电池为充电电池，在电力用尽后经由车外输入电源以对电动汽车电池进行充电，电池的电力决定了电动汽车的最大行程、充电时间。然而，电动汽车电池的充电容量有限，使其所能行驶的距离一般无法预测，且由于行驶路面、交通情况、负重等多种因素都会令电动汽车的电池效率、容量有所变化，电池电力消耗快，电力用尽后无法继续行驶。另外，电动汽车电池每次充电时间太长，当电池电力耗尽时，需要很久才能充电完成，造成电动汽车无法普及以及取代传统石化燃料动力引擎。同时，充电设备的不普及等因素，也是造成电动汽车无法取代传统汽、柴油车的主要因素，并且去再带一个电池不太方便又花费较高。

另外电动汽车中的电机还经常不稳定，容易松懈，给驾驶安全带来不必要的安全顾虑。

电动汽车尤其是混合动力电动汽车的电机在负载较大且复杂的工况下工作时，将产生大量的热量。如果热量不及时排出，将会对电机的性能造成影响。如果电机位于汽车的前舱，由于前舱环境温度很高(一般超过100℃)，也会使电机的温度随之上升。对一些将电机集成在发动机和变速箱之间的混合动力车，变速箱离合器壳体内的温度更高，局部区域在某些情况下可能达到300℃左右。发动机和变速箱的产生的热量会传到电机上，引起电机温度进一步升高，对电机的正常工作造成严重威胁。因此必须在汽车电机上设置一套有效的冷却系统，使电机的温度保持在合理的范围内。

目前的电动汽车尤其是混合动力电动汽车的电机受结构条件的限制，大多采用自然通风方式或强制通风方式进行冷却，很少采用水冷的方式，冷却效果不够理想且结构不合理。其存在的问题主要为：

1、进出水口位于最下端，难以排出气体。

2、没有明确给出水道结构。如果是铸造结构，在其内部没有体现出出砂工艺孔；如果是两个零件配合形成的水道，则没有体现出这两个件的各自结构，更没有在两个件之间设置密封结构。这种既没有出砂工艺孔、又不是两个件装配形成的冷却水套，显然是难以制造出来的。

3、从该专利文献所提供的技术方案、实施例及附图上看不出进出水口之间是否隔开以及是如何隔开的，此处的结构没有表达清楚，容易被理解为进出水口是相通的，冷却水从进水口进去后马上从出水口排出，另外进出水的密封结构也不明确。

因此,需要提供一种新型的太阳能电动汽车来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能够使得电动汽车在行驶过程中长时间有电不断电并且低碳环保的工作系统，使得电动汽车能够行驶的时间更长、路途更远，人们在日常生活中不用为了路途遥远而担心电量不足，并且使得电动汽车在行驶过程中电机更加安全稳固。

一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机,所述电力系统包括依次连接的新能源专用节能分析仪、天然气气瓶、发电机、变频器、动力电池、新能源电池保护装置、变频器、驱动电机和新能源电机伺服控制器；所述驱动电机及受其驱动的变速箱，用以将动力传递给电动汽车的后桥和后轮；所述动力电池包括太阳能电池板和蓄电池组；所述天然气气瓶和发电机与所述动力电池电性连接，将天然气燃烧后的热能转换生成电能，并将该电能传输至所述动力电池，所述电机下面设置有电机支架，所述支架包括用于与电气元件安装支架连接的第一连接部和用于与电机相连的第二连接部，还包括第一、二支承部，所述第一支承部的上端与第一连接部的前端连接，所述第二支承部的前端与第二连接部的上端连接，所述第一支承部的下端与第二支承部的后端连接。

优选地，所述第一连接部和第二支承部均为水平放置的板，所述第二连接部和第一支承部均为竖直向放置的板，所述第一支承部的上端垂直连接于第一连接部的前端，所述第一支承部的下端垂直连接于第二支承部的后端，所述第二支承部的前端垂直连接于第二连接部的上端。

优选地，所述太阳能电池板和蓄电池组上设置有峰值功率跟踪器。

优选地，所述动力电池上还设置有新能源电池安全保护装置，所述变频器与所述新能源电池安全保护装置电性连接；所述新能源电池安全保护装置通过变频器与所述驱动电机电性连接。

优选地，所述动力电池与新能源电池安全保护装置双向充/放电连接。

优选地，所述发电系统还包括与所述天然气气瓶和发电机均相连的新能源车专用节能统计分析仪。

优选地，所述一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机具有如下充电方法： （1）将太阳能电池板在完全暴晒在太阳下面，蓄电池充满电后与所述蓄电池组相连接，所述蓄电池为充电电池；

（2）将天然气气瓶加满放置于电动汽车上，并与发电机相连；动力电池为电动汽车的驱动电机提供电力，驱动电动汽车行驶；

（3）当感应到动力电池电量不足时，自动启动发电机，燃烧天然气，进行发电；

（4）天然气用完时自动使用太阳能电池板提供的电。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机及其充电方法，采用“边走边充电”的模式，不需要建充电站，充电桩或是更换电池站，省去征用宝贵的城市空间、高昂土地使用价格、供电增容等考虑因素，使得纯电动汽车不受续航里程的限制，不需要停车充电，并且通过在现有的第一、二连接部之间连接第一、二支承部，使其形成一体式支架，其中的一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机在可以支承汽车电机的同时，充分利用汽车前舱的内部空间，使电机系统结构更加简便紧凑，零部件安装更加牢固，可实现通过一个电机支架即可牢固、方便安装一个电动汽车电机。

附图说明

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1是本发明一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机的系统结构图；

图2是本发明一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机的电机支架图；

图3是本发明一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机的冷却水套剖视图；

图4是本发明一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机的立体结构图。

具体实施方式

为了清楚了解本发明的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本发明实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明实施例提供一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机及其充电方法，如图1所示，一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机,所述电力系统包括依次连接的新能源专用节能分析仪、天然气气瓶、发电机、变频器、动力电池、新能源电池保护装置、变频器、驱动电机和新能源电机伺服控制器；所述驱动电机及受其驱动的变速箱，用以将动力传递给电动汽车的后桥和后轮；所述动力电池包括太阳能电池板和蓄电池组；所述天然气气瓶和发电机与所述动力电池电性连接，将天然气燃烧后的热能转换生成电能，并将该电能传输至所述动力电池。所述电机下面设置有电机支架，所述支架包括用于与电气元件安装支架连接的第一连接部和用于与电机相连的第二连接部，还包括第一、二支承部，所述第一支承部的上端与第一连接部的前端连接，所述第二支承部的前端与第二连接部的上端连接，所述第一支承部的下端与第二支承部的后端连接。

参照图2，电机支架包括用于与电气元件安装支架连接的第一连接部1A和用于与电机相连的第二连接部4A，还包括第一支承部2A和第二支承部3A。第一支承部2A的上端与第一连接部1A的前端连接，第二支承部3A的前端与第二连接部4A的上端连接，第一支承部2A的下端与第二支承部3A的后端连接。

第一连接部1A和第二支承部3A均为水平放置的板。第二连接部4A和第一支承部2A均为竖直向放置的板。第一支承部2A的上端垂直连接于第一连接部1A的前端，第一支承部2A的下端垂直连接于第二支承部3A的后端，第二支承部3A的前端垂直连接于第二连接部4A的上端。第一连接部1A与第一支承部2A之间、第一支承部2A和第二支承部3A之间及第二支承部3A与第二连接部4A之间均为光滑圆弧连接。

第一连接部1A上设置有三个第一螺栓孔11A。第一连接部1A和电气元件安装支架之间通过螺栓连接固定。

第一连接部1A与第一支承部2A之间间隔设置有三个第一加强板5A。第一支承部2A与第二支承部3A之间间隔设置有三个彼此平行的第二加强板6A。第二支承部3A与第二连接部4A之间间隔设置有三个第三加强板7A。三个第一加强板5A、三个第二加强板6A及三个第三加强板7A之间呈相互错开布置。

第二连接部4A的下端设置有半圆形的开口槽41，第二连接部4A上设置有四个第二螺栓孔42。使用时，将第一连接部1A与电气元件安装支架通过螺栓连接固定，再将电机穿置于半圆形的开口槽41内，然后再通过螺栓将第二连接部4A与电机连接。

结合图3和图4，所述冷却水套形状为圆环形，套装在电机定子9的外圆上，所述的冷却水套16上设有冷却水流通的冷却水道3及与冷却水道3两端连通的进出水口4，所述的冷却水套16在其轴线方向上分为水套体1和水套盖2两件，且两者端面密封连接，其内圆上的凹槽与电机定子9的外圆面构成所述的冷却水道3，冷却水套16与电机定子9为密封连接。按照权利要求1所述的电动汽车电机的冷却水套，所述的冷却水道3的凹槽设在水套体1的内圆上，其形状为螺旋形，构成螺旋凹槽14，相邻螺旋凹槽14之间形成凹槽侧壁15，在其螺旋线的两端的位置，水套体1上各设一个进出水口4与其相通，所述的进出水口4为通孔，通到水套体1外圆表面上。所述的电机定子9的外表面上，设有一层绝缘胶17并与电机定子9的外表面紧密粘合。电动汽车电机在车身上的安装使其轴线为水平位置或接近于水平位置，使整个冷却水道3有高度的差异，所述的进出水口4中的一个或两个位于冷却水套15外圆的上部。

所述的两个进出水口4上各设一个用于进水和出水的、中间为通孔的水管接头18，所述的水管接头18的外圆与进出水口4的内孔之间通过水管接头密封圈21形成密封配合连接，在安装水管接头18的冷却水套16的外表面上设水管接头挡板19，所述的水管接头18由水管接头挡板19轴向固定在进出水口4的孔内，所述的水管接头挡板19通过多个水管接头挡板连接螺钉20固定在冷却水套16上。所述的两个进出水口上各设一个用于进水和出水的、中间为通孔的水管接头，所述的水管接头的外圆与进出水口的内孔之间通过水管接头密封圈形成密封配合连接，在安装水管接头的冷却水套的外表面上设水管接头挡板，所述的水管接头由水管接头挡板轴向固定在进出水口的孔内，所述的水管接头挡板通过多个水管接头挡板连接螺钉固定在冷却水套上。

所述太阳能电池板和蓄电池组上设置有峰值功率跟踪器，峰值功率跟踪器，实质上是一个DC-DC斩波电路，阵列的电压和电流乘积后得到功率。然后通过寻优过程来调节占空比的调节使光伏阵列的输出功率达到最大，使MPPT的功率密度大大提高，同时提高了MPPT的转换效率。

所述动力电池上还设置有新能源电池安全保护装置，所述变频器与所述新能源电池安全保护装置电性连接；所述新能源电池安全保护装置通过变频器与所述驱动电机电性连接，所述动力电池与新能源电池安全保护装置双向充/放电连接，述发电系统还包括与所述天然气气瓶和发电机均相连的新能源车专用节能统计分析仪。

本技术方案若应用在纯电动汽车上（载重18吨平均时速30km/h且开空调计算），具有如下优点：（1）采用“边走边充电”的模式，不需要建充电站，充电桩或是更换电池站，省去征用宝贵的城市空间、高昂土地使用价格、供电增容等考虑因素，使得纯电动汽车不受续航里程的限制； （2）采用“边走边充电”的模式，不需要停车充电，或是在车辆上装置大量电池来存储电能来满足一天的行驶里程，只需十分之一的电池用量即可，使得纯电动汽车使用成本降为原来的十分之一，即每年七十万的电池费用降为七万每年；（3）采用“新能源—天然气”如液化天然气（LNG）作为补充燃料，只排放二氧化碳且无PM2.5排放，是石化产品当中最为清洁、最为环保的新能源。另外充电站、充电桩的电力来自于发电站，目前发电站多数为火力发电站，火力发电站则需要大量的煤炭，燃烧煤炭则产生大量PM2.5空气污染，污染严重。

所述一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机具有如下充电方法：

（1）将太阳能电池板在完全暴晒在太阳下面，蓄电池充满电后与所述蓄电池组相连接，所述蓄电池为充电电池；

（2）将天然气气瓶加满放置于电动汽车上，并与发电机相连；动力电池为电动汽车的驱动电机提供电力，驱动电动汽车行驶；

（3）当感应到动力电池电量不足时，自动启动发电机，燃烧天然气，进行发电；

（4）天然气用完时自动使用太阳能电池板提供的电。

本发明提供的一种一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机及其充电方法，电动汽车的电力系统每小时消耗电能约16千瓦时（载重18吨平均时速30km/h且开空调计算），天然气发电机给动力电池补充每小时20千瓦时的电能，大于电力系统每小时消耗的电能，加上太阳能给电动汽车提供的电，使得在不停车充电的情况下，边走边充电，续航里程不受限制。另外，采用液化天然气和太阳能等新能源作为补充燃料，只排放二氧化碳且无PM2.5排放，清洁、无污染；并且通过在现有的第一、二连接部之间连接第一、二支承部，使其形成一体式支架，其中的一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机在可以支承汽车电机的同时，充分利用汽车前舱的内部空间，使电机系统结构更加简便紧凑，零部件安装更加牢固，可实现通过一个电机支架即可牢固、方便安装一个电动汽车电机。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机,其特征在于，所述电力系统包括依次连接的新能源专用节能分析仪、天然气气瓶、发电机、变频器、动力电池、新能源电池保护装置、变频器、驱动电机和新能源电机伺服控制器；所述驱动电机及受其驱动的变速箱，用以将动力传递给电动汽车的后桥和后轮；所述动力电池包括太阳能电池板和蓄电池组；所述天然气气瓶和发电机与所述动力电池电性连接，将天然气燃烧后的热能转换生成电能，并将该电能传输至所述动力电池；

所述驱动电机下面设置有电机支架，所述支架包括用于与电气元件安装支架连接的第一连接部和用于与电机相连的第二连接部，还包括第一、二支承部，所述第一支承部的上端与第一连接部的前端连接，所述第二支承部的前端与第二连接部的上端连接，所述第一支承部的下端与第二支承部的后端连接;

所述驱动电机还包括冷却水套，其形状为圆环形，套装在电机定子的外圆上，所述的冷却水套上设有冷却水流通的冷却水道及与冷却水道两端连通的进出水口，所述的冷却水套在其轴线方向上分为水套体和水套盖两件，且两者端面密封连接，其内圆上的凹槽与电机定子的外圆面构成所述的冷却水道，冷却水套与电机定子为密封连接。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机，其特征在于：所述第一连接部和第二支承部均为水平放置的板，所述第二连接部和第一支承部均为竖直向放置的板，所述第一支承部的上端垂直连接于第一连接部的前端，所述第一支承部的下端垂直连接于第二支承部的后端，所述第二支承部的前端垂直连接于第二连接部的上端。

3.根据权利要求1所述的用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机，其特征在于，所述太阳能电池板和蓄电池组上设置有峰值功率跟踪器。

4.根据权利要求1所述的用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机，其特征在于，所述动力电池上还设置有新能源电池安全保护装置，所述变频器与所述新能源电池安全保护装置电性连接；所述新能源电池安全保护装置通过变频器与所述驱动电机电性连接。

5.根据权利要求2所述的用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机，其特征在于，所述动力电池与新能源电池安全保护装置双向充/放电连接。

6.根据权利要求1所述的用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机，其特征在于，所述发电系统还包括与所述天然气气瓶和发电机均相连的新能源车专用节能统计分析仪。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机，其特征在于，所述一种用于太阳能电动汽车的电力系统的驱动电机具有如下充电方法：

（1）将太阳能电池板在完全暴晒在太阳下面，蓄电池充满电后与所述蓄电池组相连接，所述蓄电池为充电电池；

（2）将天然气气瓶加满放置于电动汽车上，并与发电机相连；动力电池为电动汽车的驱动电机提供电力，驱动电动汽车行驶；

（3）当感应到动力电池电量不足时，自动启动发电机，燃烧天然气，进行发电；

（4）天然气用完时自动使用太阳能电池板提供的电。