CN108248399A - 燃料电动车 - Google Patents

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Abstract

燃料电动车，包括燃料箱、内燃机、高性能发电机、快速充电储电器件、驱动电动机、低压蓄电池、低压供电设备和电动汽车其他部件，其内燃机工作状态设置在最大供油供气状态，通过高性能发电机发电产生的阻力使其稳定在较高热效率转速范围，高性能发电机为快速充电储电器件充电，在快速充电储电器件充电电流降低到设定值时内燃机自动关闭；快速充电储电器件为驱动电动机提供电能，保证车辆正常运行。

Description

燃料电动车
技术领域
本发明涉及机动车技术领域，具体涉及一种以燃烧燃料的内燃机驱动发电机为蓄电池充电，由蓄电池为电动车驱动电动机提供电能的电动车，属于燃料电动车技术领域。
背景技术
目前，公知的机动车驱动方式分四种，一种是内燃机直接作为机动车动力源，驱动机动车运行，内燃机热效率虽然已经接近40％，但内燃机驱动的机动车在起步和加速完成后，由于匀速行驶阶段需要的机械能远小于内燃机运行时可产生的最大机械能，内燃机在匀速行驶阶段的热效率降至10％-17％，而在市区低速匀速行驶时，由于低档位运行，机械能的消耗与内燃机可产生最大机械能之间的比值进一步拉大，内燃机热效率降至更低，只有5％-10％，造成大量燃料浪费，加重污染排放。
另一种是以蓄电池作为能量储存器件，在车辆停止时为蓄电池充电，在车辆运行时蓄电池为车载电动机提供电能的电动车，其需要的蓄电池数量较多，成本较高，运行里程较短，给使用带来很多不便。
第三种为续航式电动车，其工作原理为先在停止状态用市电为蓄电池充电，车辆运行时由蓄电池为车载电动机提供电能驱动电动车运行，在蓄电池电量不足以使车辆运行时，开启发电机组为蓄电池充电，但由于其发电机组是连续缓慢的为蓄电池充电，主要工作在内燃机热效率较低状态，发电机组的内燃机维持自身运转消耗的能量远大于发电机发电消耗的能量，致使其燃油消耗很多，运行成本很高，加重环境污染。
第四种为混合动力车，其为电动机和内燃机交替驱动车辆运行，但在内燃机驱动车辆运行时仍有很长时段工作在内燃机低热效率阶段，其节油效果很小，需要进一步改进和完善。
因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种具有改良结构的燃料电动车，以克服现有技术中的所述缺陷。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种以燃烧燃料的内燃机在高热效率阶段输出尽可能大的机械功，由高性能发电机将机械能转变成电能储存到快速充电储电器件，由驱动电动机逐步将电能转换成机械能驱动车辆正常运行的燃料电动车。内燃机燃烧的燃料包括汽油、柴油、天然气、可燃冰、氢气、乙醚、乙醇等可燃烧的所有物质，来源广泛；内燃机工作状态设置在最大供油供气状态，通过高性能发电机发电产生的阻力使其稳定在较高热效率转速范围，内燃机一经启动只在该转速范围工作；高性能发电机工作状态设置为在内燃机工作在较高热效率转速范围转换效率较高，输出功率较大；快速充电储电器件配置为可承受发电机以最大功率快速充电，以便于及时全部吸收高性能发电机输出的电能，尽可能缩短内燃机小载荷运转时间，以减少内燃机转动消耗的能量，提高燃料利用率。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：燃料电动车，包括燃料箱、内燃机、高性能发电机、快速充电储电器件、驱动电动机、低压蓄电池、低压供电设备和电动汽车其他部件，其内燃机工作状态设置在最大供油供气状态，通过高性能发电机发电产生的阻力使其稳定在较高热效率转速范围，高性能发电机为快速充电储电器件充电，在快速充电储电器件充电电流降低到设定值时内燃机自动关闭；快速充电储电器件为驱动电动机提供电能，待快速充电储电器件电能消耗到低于设定的数值时，内燃机自动启动以较高热效率转速范围驱动高性能发电机为快速充电储电器件充电，在快速充电储电器件充电电流降低到设定值时内燃机再次自动关闭；周而复始，为驱动电动机提供电能，保证车辆正常运行。
本发明燃料电动车进一步设置为：快速充电储电器件为超级电容蓄电池。
本发明燃料电动车进一步设置为：快速充电储电器件为快速充电化学反应蓄电池。
本发明燃料电动车进一步设置为：快速充电储电器件为超级电容蓄电池与快速充电化学反应蓄电池并联使用。
本发明燃料电动车进一步设置为：快速充电储电器件安装外接市电充电系统。
本发明燃料电动车进一步设置为：快速充电储电器件外接市电充电系统可智能设置在市电用电低谷时为快速充电储电器件充电。
本发明燃料电动车进一步设置为：燃料电动车空调设置为电驱动空调，电能由快速充电储电器件提供。
本发明燃料电动车进一步设置为：燃料电动车暖风需要的热量在内燃机冷却液温度较高时由内燃机冷却液提供，内燃机冷却液温度较低时由快速充电储电器件储存的电能提供。
本发明燃料电动车进一步设置为：燃料电动车低压供电设备为电压转换模块、为低压蓄电池充电。
本发明燃料电动车进一步设置为：燃料电动车低压供电设备为低压发电机、为低压蓄电池充电。
本发明燃料电动车进一步设置为：燃料电动车驱动电动机具有回收制动能量的功能。
本发明燃料电动车进一步设置为：燃料电动车利用内燃机冷却液为快速充电储电器件保温在较佳温度范围。
本发明燃料电动车进一步设置为：燃料电动车高性能发电机励磁系统为自励磁。
本发明燃料电动车进一步设置为：燃料电动车高性能发电机励磁系统为其他电源励磁。
本发明燃料电动车进一步设置为：燃料电动车高性能发电机具有起动内燃机的功能。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明通过将内燃机设置在最大供油供气状态，通过高性能发电机发电产生的阻力使其稳定在较高热效率转速范围，最大限度的将该转速范围产生的机械能转变成电能并储存于快速充电储电器件内，供驱动电动机使用，可有效减少发动机自身运转消耗的能量，提高燃料利用率，其在高速公路高速运行时燃料消耗减少40％-60％，在市区低速运行时燃料消耗减少50％-70％，大量节省燃料，有效降低了污染排放；同时由于内燃机以及发电机运行时间较短，其使用周期明显延长。
附图说明
图1是本发明燃料电动车基本原理图。
图2是本发明燃料电动车安装回收制动能量驱动电动机原理图。
图3是本发明燃料电动车安装起动内燃机高性能发电机原理图。
具体实施方式
请参阅说明书附图1、所示，其为本发明燃料电动车的第一实施方式，其由燃料箱1、内燃机2、高性能发电机3、快速充电储电器件4、驱动电动机5、低压供电设备6、低压蓄电池7、以及电动汽车其他部件等组成。
其中，所述燃料箱1为内燃机2提供燃料。
所述内燃机2设置在最大供油供气状态，通过高性能发电机3发电产生的阻力使其稳定在较高热效率转速范围，高性能发电机3为快速充电储电器件4充电，在快速充电储电器件4充电电流降低到设定值时内燃机2自动关闭；快速充电储电器件4为驱动电动机5提供电能，待快速充电储电器件4电能消耗到低于设定的数值时，内燃机2自动启动以较高热效率转速范围驱动高性能发电机3为快速充电储电器件4充电，在快速充电储电器件4充电电流降低到设定值时内燃机2再次自动关闭；周而复始，为驱动电动机5提供电能，保证车辆正常运行。
所述快速充电储电器件4为超级电容蓄电池。
所述燃料电动车空调设置为电驱动空调，电能由快速充电储电器件4提供。
所述燃料电动车暖风需要的热量在内燃机2冷却液温度较高时由内燃机2冷却液提供，内燃机2冷却液温度较低时由快速充电储电器件4储存的电能提供。
所述燃料电动车低压供电设备6为低压发电机，为低压蓄电池7充电。
所述燃料电动车高性能发电机3励磁系统为其他电源励磁。
请参阅说明书附图2所示，其为本发明燃料电动车第二实施方式，其与第一实施方式的不同之处在于：所述快速充电储电器件4为快速充电化学反应蓄电池。
所述快速充电储电器件4安装外接市电充电系统。
所述燃料电动车低压供电设备6为电压转换模块、为低压蓄电池7充电。
所述燃料电动车驱动电动机5具有回收制动能量的功能。
所述燃料电动车高性能发电机3励磁系统为自励磁。
请参阅说明书附图3所示，其为本发明燃料电动车第三实施方式，其与第一、第二实施方式的不同之处在于：所述快速充电储电器件4为超级电容蓄电池与快速充电化学反应蓄电池并联使用。
所述快速充电储电器件4外接市电充电系统可智能设置在市电用电低谷时为快速充电储电器件4充电。
所述燃料电动车利用内燃机2冷却液为快速充电储电器件4保温在较佳温度范围。
所述燃料电动车高性能发电机3具有起动内燃机2的功能。
总之，由以上实施例可见，当燃料电动车内燃机2主要工作在热效率较高转速范围，让内燃机2输出在该转速范围最大机械能，由高性能发电机3转换成电能储存到快速充电储电器件4，再由驱动电动机5逐步释放能量驱动车辆运行，可实现车辆在高速公路高速运行时燃料消耗减少40％-60％，在市区低速运行时燃料消耗减少50％-70％的节能效果，大量节省燃料，有效降低了污染排放；同时由于内燃机以及发电机运行时间较短，其使用周期也明显延长。
以上的具体实施方式仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.燃料电动车，包括燃料箱、内燃机、高性能发电机、快速充电储电器件、驱动电动机、低压蓄电池、低压供电设备和电动汽车其他部件，其特征在于，内燃机工作状态设置在最大供油供气状态，通过高性能发电机发电产生的阻力使其稳定在较高热效率转速范围，高性能发电机为快速充电储电器件充电，在快速充电储电器件充电电流降低到设定值时内燃机自动关闭；快速充电储电器件为驱动电动机提供电能，待快速充电储电器件电能消耗到低于设定的数值时，内燃机自动启动以较高热效率转速范围驱动高性能发电机为快速充电储电器件充电，在快速充电储电器件充电电流降低到设定值时内燃机再次自动关闭；周而复始，为驱动电动机提供电能，保证车辆正常运行。
2.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，快速充电储电器件为超级电容蓄电池。
3.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，快速充电储电器件为快速充电化学反应蓄电池。
4.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，快速充电储电器件为超级电容蓄电池与快速充电化学反应蓄电池并联使用。
5.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，快速充电储电器件安装外接市电充电系统。
6.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，快速充电储电器件外接市电充电系统可智能设置在市电用电低谷时为快速充电储电器件充电。
7.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，燃料电动车空调设置为电驱动空调，电能由快速充电储电器件提供。
8.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，燃料电动车暖风需要的热量在内燃机冷却液温度较高时由内燃机冷却液提供，内燃机冷却液温度较低时由快速充电储电器件储存的电能提供。
9.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，燃料电动车低压供电设备为电压转换模块，为低压蓄电池充电。
10.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，燃料电动车低压供电设备为低压发电机，为低压蓄电池充电。
11.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，燃料电动车驱动电动机具有回收制动能量的功能。
12.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，燃料电动车利用内燃机冷却液为快速充电储电器件保温在较佳温度范围。
13.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，燃料电动车高性能发电机励磁系统为自励磁。
14.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，燃料电动车高性能发电机励磁系统为其他电源励磁。
15.根据权利要求1所述的燃料电动车，其特征在于，燃料电动车高性能发电机具有起动内燃机的功能。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109552060A (zh) * 2019-01-10 2019-04-02 田振荣 助力缓速器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102029888A (zh) * 2010-11-26 2011-04-27 北京工业大学 一种机电液混合驱动车辆动力系统及其控制方法

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