CN107351692A - 一种电动汽车供电系统及供电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车供电系统及其方法，包括供电装置、用于接收电能并将其转化为机械能的驱动装置、用于接收机械能进行转动进而产生动能的第一传动机构、用于调整第一传动机构传入的转速使之达到高动能的机械转换器、用于接收高动能并将其转化为电能的发电装置，以及用于接收电能并将其传输至供电装置及驱动装置的输电系统。通过将供电装置内的电能输送至驱动装置并驱动电动汽车的轮毂转动，使其产生惯性动能，并通过机械转换器调整后将惯性动能输送至发电装置中发电，而发电装置输出的电能一路用于供轮毂继续转动，另一路电能回收并储存在供电装置中，达到为电动汽车提供长久动力的目的。

Description

一种电动汽车供电系统及供电方法
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，具体涉及到一种电动汽车供电系统及供电方法。
背景技术
随着地球环境的日益恶化，如何节能减排，降低环境污染，已经成为世界关注的焦点问题，而传统交通运输业的迅速发展也是导致环境污染的重要因素之一。传统的汽车发动机在给汽车提供强大动力的同时也消耗了大量的能源，并排放大量尾气而导致严重的大气污染。
而发展电动汽车，采用清洁能源，已成为各国城市公共运输系统的发展方向，各国都争先恐后，投入了大量人力物力进行电动汽车的研究开发，而我国现在也有部分城市已经投放使用电动公交车，这将对降低城市环境污染发挥重要作用。
但是，目前电动汽车在供电方面普遍存在以下弊端：1）由于电池体积较大，汽车需要消耗动能携带电池行驶；2）同时汽车的设计也需要考虑电池在车体内的重量分布，这样使得汽车设计较为复杂；3）由于携带的电池重量有限，无法给汽车提供长久的动力；4）如果充电时间长或者需要频繁地充电都会给电动汽车的使用带来极大地不便，同时也给充电站带来了压力。因此，需要提供一种供电时间长，且体积适合的电动汽车。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车的供电系统，利用供电装置或者发电机供电，达到为电动汽车提供长久动力的目的，同时减轻了充电站的压力。
为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种电动汽车供电系统，包括供电装置、用于将供电装置的电能转化为机械能的驱动装置、用于将驱动装置的机械能转化为动能的第一传动机构、用于调节第一传动机构转速的机械转换器、用于将机械转换器调节后的动能转化为电能的发电装置，以及将发电装置的电能传输至供电装置及驱动装置的输电系统。
第一传动机构分别与机械转换器和电动汽车的轮毂连接，第一传动机构包括主传动轮以及从传动轮，主传动轮和从传动轮通过第一皮带相连。
优选的，驱动装置为驱动电机，其设置在电动汽车的前桥和/或后桥上。
优选的，驱动装置包括设置在电动汽车前桥或后桥上的牵引电机以及与牵引电机相连的变速器。
优选的，还包括第二传动机构，第二传动机构设置在机械转换器和发电装置之间，实现高动能的传送。
优选的，第二传动机构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮安装在机械转换器上，从动齿轮安装在发电装置上。
优选的，供电装置包括两组分别与驱动装置和发电装置连接的蓄电池，每组蓄电池的输入端和输出端均设置有控制开关。
本发明的另一个目的是提供一种电动汽车的供电方法。
为达上述目的，本发明的另一个实施例中提供了一种电动汽车供电方法，包括如下步骤：
1）启动供电装置使其输出存储的电能；
2）驱动装置接收供电装置提供的电能并将电能转化为机械能；
3）第一传动机构接收机械能并转动进而产生惯性动能；
4）机械转换器接收惯性动能并调整第一传动机构的转速，使其产生高动能；
5）发电装置根据机械转换器产生的高动能并将其转化为电能；
6）输电系统接收电能，并通过整流输出两路信号，其中一路送至驱动装置，另一路输送至供电装置。
两组蓄电池分别为第一蓄电池和第二蓄电池，两者的切换方法为：
采用第一蓄电池供电时，控制第一蓄电池的输入端的控制开关断开，并闭合第一蓄电池输出端的控制开关；
控制第二蓄电池输入端的控制开关闭合，并断开第二蓄电池输出端的控制开关，使第二蓄电池接收发电装置产生的电能；
当检测到第一蓄电池的电量低于设定值时，控制第一蓄电池的输出端的控制开关断开，并同时控制第二蓄电池输出端的控制开关闭合，使第二蓄电池供电；
控制第一蓄电池输入端控制开关闭合，并控制第二蓄电池输入端控制开关断开，使第一蓄电池接收发电装置产生的电能。
优选的，机械转换器通过第一传动机构与电动汽车的转动轴连接。
优选的，输电系统包括整流器、滤波器和变压器。
综上所述，本发明具有以下优点：
本发明通过将供电装置内的电能输送至驱动装置，驱动装置驱动电动汽车的轮毂转动，使其产生惯性动能，并通过机械转换器调整后将惯性动能输送至发电装置中发电，而发电装置输出的电能一部分用于供轮毂继续转动，另一部分电能输入并储存在供电装置中，达到为电动汽车提供长久动力的目的；同时，电动汽车利用惯性动力供电，减少了汽车充电的次数，减轻了充电站的压力，减少了电动汽车因携带电池造成的消耗。
采用两组蓄电池轮流供电：一组供电时，另一组存储发电装置产生的电能。这样可以很大程度延长一次充电后电动汽车行驶的距离，给使用者带来很大的方便。
第二传动机构采用齿轮传动，节省了空间，减小了电动汽车的体积。
附图说明
图1为本发明电动汽车的供电系统示意图；
图2为本发明实施例2的示意图；
其中，1、轮毂；2、从传动轮；3、机械转换器；4、发电装置；5、输电系统；6、供电装置；7、驱动电机；8、主传动轮；9、第一皮带；10、主动齿轮；11、从动齿轮；12、转动轴；13、变速器；14、牵引电机。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，该电动汽车供电系统包括供电装置6、用于接收供电装置6提供的电能并将其转化为机械能的驱动装置、用于接收驱动装置的机械能进行转动进而产生动能的第一传动机构、用于调整第一传动机构传入的转速使之达到高动能的机械转换器3、用于接收机械转换器3调整后产生的高动能并将其转化为电能的发电装置4，以及用于接收发电装置4的电能并将其传输至供电装置6及驱动装置的输电系统5；
第一传动机构分别与机械转换器3和电动汽车的轮毂1连接。
供电装置包括两组分别与驱动装置和发电装置4连接的蓄电池，每组蓄电池的输入端和输出端均设置有控制开关。
本发明的优化实施例，机械转换器3通过第二传动机构与发电装置4相连，第二传动机构包括主动齿轮10和与主动齿轮10啮合的从动齿轮11，主动齿轮10安装在机械转换器3上，从动齿轮11安装在发电装置4上；机械转换器3通过第一传动机构与电动汽车的轮毂1连接，第一传动机构包括主传动轮8以及从传动轮2，主传动轮8和从传动轮2通过第一皮带9连接；驱动装置设置在电动汽车的前桥和/或后桥上。
电动汽车的供电系统包括四个轮毂1、与轮毂1连接的机械转换器3以及与机械转换器3连接的发电机，轮毂1上设有主传动轮8，机械转换器3的一侧设有从传动轮2，主传动轮8通过第一皮带9与从传动轮2转动连接，机械转换器3的另一侧以及发电装置4上分别连接有相互啮合的主动齿轮10和从动齿轮11；发电装置4通过两条输出线与输电系统5电连接，而输电系统5也输出两路电流，其中一路是将电流输送至驱动装置，另一路则是送入供电装置6中作为储备电能。驱动装置为驱动电机7，送至驱动电机7的电能被转化为机械能，驱使电动汽车的轮毂1转动并产生惯性动力。同时，驱动电机7可设置在电动汽车的前桥，也可设置在后桥上，或者同时设置于前桥和后桥上。
本发明还提供了一种电动汽车供电方法，其包括如下步骤：
1）启动供电装置使其输出存储的电能；
2）驱动装置接收供电装置提供的电能并将电能转化为机械能；
3）第一传动机构接收机械能并转动进而产生惯性动能；
4）机械转换器接收惯性动能并调整第一传动机构的转速，使其产生高动能；
5）发电装置根据机械转换器产生的高动能并将其转化为电能；
6）输电系统接收电能，并通过整流输出两路信号，其中一路送至驱动装置，另一路输送至供电装置。
两组蓄电池分别为第一蓄电池和第二蓄电池，两者的切换方法为：
采用第一蓄电池供电时，控制第一蓄电池的输入端的控制开关断开，并闭合第一蓄电池输出端的控制开关；
控制第二蓄电池输入端的控制开关闭合，并断开第二蓄电池输出端的控制开关，使第二蓄电池接收发电装置产生的电能；
当检测到第一蓄电池的电量低于设定值时，控制第一蓄电池的输出端的控制开关断开，并同时控制第二蓄电池输出端的控制开关闭合，使第二蓄电池供电；
控制第一蓄电池输入端控制开关闭合，并控制第二蓄电池输入端控制开关断开，使第一蓄电池接收发电装置产生的电能。
本发明的另一个实施例，机械转换器3通过第一传动机构与电动汽车的转动轴12连接；输电系统包括依次连接的整流器、滤波器和变压器；驱动装置包括驱动电机7，驱动装置包括设置在电动汽车前桥或后桥上的牵引电机14以及与牵引电机14相连的变速器13。
首先供电装置6输出存储的电能，并将电能输送至驱动电机7，驱动电机7将送入的电能转化为机械能，从而使电动汽车的轮毂1转动并产生惯性动能，由于轮毂1通过第一传动机构与机械转换器3连接，因此轮毂1转动产生的惯性动能传输至机械转换器，机械转换器3调整轮毂1传送至的转速，使调整后的转速能达到发电装置4发电的高转速，发电装置4发出的电流为交流电，在输电系统5中将交流电经变压、整流和滤波后变为直流电，最后分两路输出，其中一路回收至供电装置6中储存，另一路用于电动汽车中使之继续运行。
实施例2
如图2所示，电动汽车供电系统包括驱动装置、第一传动机构、机械转换器3、第二传动机构、发电装置4及输电系统5，驱动装置包括牵引电机14和变速器13，且安装于电动汽车的前桥上，而第一传动机构、机械转换器3、第二传动机构、发电装置4及输电系统5则安装于电动汽车的后桥上，并且电动汽车轮毂的转动轴12通过第一传动机构与机械转换器3连接，机械转换器3通过第二传动机构与发电装置4连接，输电系统5分别与供电装置6和牵引电机14连接；当供电装置6输出电能并传送至牵引电机14，使四个轮毂转动并产生惯性动能，同时变速器13调整电动汽车四个轮毂的转速，由于四个轮毂均转动，从而将轮毂产生的惯性动力通过第一传动机构输送至机械转换器3，机械转换器3将轮毂传送来的转速调整为能使发电装置发电的高转速，发电装置4发出的电流为交流电，在输电系统5中将交流电经变压、整流和滤波后变为直流电，最后分两路输出，其中一路传输至供电装置6中储存，另一路用于电动汽车的继续运行。
实施例3
电动汽车供电系统包括驱动装置、第一传动机构、机械转换器3、第二传动机构、发电装置4及输电系统5，驱动装置包括牵引电机和变速器，且安装于电动汽车的后桥上，第一传动机构、机械转换器、第二传动机构、发电装置及输电系统则安装于电动汽车的前桥上，并且电动汽车轮毂的转动轴通过第一传动机构与机械转换器连接，机械转换器通过第二传动机构与发电装置连接，输电系统分别与供电装置和驱动装置连接，原理如同实施2。

Claims (10)

1.一种电动汽车供电系统，其特征在于：包括：
供电装置、用于将供电装置的电能转化为机械能的驱动装置、用于将驱动装置的机械能转化为动能的第一传动机构、用于调节第一传动机构转速的机械转换器、用于将机械转换器调节后的动能转化为电能的发电装置，以及将发电装置的电能传输至供电装置及驱动装置的输电系统；
所述机械转换器通过第一传动机构与电动汽车的轮毂连接，所述第一传动机构包括主传动轮以及从传动轮，所述主传动轮和从传动轮通过第一皮带相连。
2.如权利要求1所述的电动汽车供电系统，其特征在于：所述驱动装置为驱动电机，其设置在电动汽车的前桥和/或后桥上。
3.如权利要求1所述的电动汽车供电系统，其特征在于：所述驱动装置包括设置在电动汽车前桥或后桥上的牵引电机以及与所述牵引电机相连的变速器。
4.如权利要求1所述的电动汽车供电系统，其特征在于：还包括第二传动机构，所述第二传动机构设置于机械转换器和发电装置之间。
5.如权利要求4所述的电动汽车供电系统，其特征在于：所述第二传动机构包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮安装在机械转换器上，所述从动齿轮安装在发电装置上。
6.如权利要求1所述的电动汽车供电系统，其特征在于：所述供电装置包括两组分别与驱动装置和发电装置连接的蓄电池，每组蓄电池的输入端和输出端均设置有控制开关。
7.一种权利要求1-6任一所述的电动汽车供电方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）启动供电装置使其输出存储的电能；
2）驱动装置接收供电装置提供的电能并将电能转化为机械能；
3）第一传动机构接收机械能并转动进而产生惯性动能；
4）机械转换器接收惯性动能并调整第一传动机构传入的转速，使其产生高动能；
5）发电装置根据机械转换器产生的高动能并将其转化为电能；
6）输电系统接收电能，并通过整流输出两路信号，其中一路送至驱动装置，另一路输送至供电装置。
8.如权利要求7所述的电动汽车供电方法，其特征在于：所述供电装置包括两组蓄电池，两组蓄电池分别为第一蓄电池和第二蓄电池，两组蓄电池的切换方法为：
采用第一蓄电池供电时，控制第一蓄电池的输入端的控制开关断开，并闭合第一蓄电池输出端的控制开关；
控制第二蓄电池输入端的控制开关闭合，并断开第二蓄电池输出端的控制开关，使第二蓄电池接收发电装置产生的电能；
当检测到第一蓄电池的电量低于设定值时，控制第一蓄电池的输出端的控制开关断开，并同时控制第二蓄电池输出端的控制开关闭合，使第二蓄电池供电；
控制第一蓄电池输入端控制开关闭合，并控制第二蓄电池输入端控制开关断开，使第一蓄电池接收发电装置产生的电能。
9.如权利要求7所述的电动汽车供电方法，其特征在于：所述机械转换器通过第一传动机构与电动汽车的转动轴连接。
10.如权利要求7所述的电动汽车供电方法，其特征在于：所述输电系统包括整流器、滤波器和变压器。
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