CN109501874A - 一种新能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车，尤其是一种新能源汽车，为了解决现在市面上急需一种车身轻但是车身稳定性好的新能源汽车，提供一种新能源汽车，包括底盘、操控单元、能源组件、动力机构和车轮，能源组件为动力机构提供能源，动力机构驱动车轮转动，操控单元控制能源组件的能源输出、动力机构的做功和车轮的转向，底盘的下表面设置有能源组件，底盘的上表面设置有双向陀螺仪，双向陀螺仪安装在底盘的重心处，双向陀螺仪包括安装架、第一转盘、第二转盘、第一电机、第二电机和传动单元，第一转盘和第二转盘的转向相反，第一电机和第二电机分别与能源组件电连接、并接收操控单元的指令调节转速或启停，本发明具有车身自重轻、平衡性好、稳定性优和不易侧翻的特点。

Description

一种新能源汽车
技术领域
本发明涉及汽车，尤其是一种新能源汽车。
背景技术
新能源汽车具有污染小、使用成本低、方便后期维护和噪音小的特点，被广大消费者认可和接受，但是现有新能源汽车相较于常规汽车重量轻，导致新能源汽车车速不宜过快，以及车身稳定性没有常规汽车好，同时由于车身过轻，新能源汽车在过弯或交通事故中容易侧翻，侧翻后新能源汽车的能源包容易泄漏，尤其全锂电池的能源包，锂电池在侧翻受挤压后容易爆炸和自燃，会给用户带来二次伤害，现在市面上急需一种车身轻但是车身稳定性好的新能源汽车。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现在市面上急需一种车身轻但是车身稳定性好的新能源汽车的问题，提供一种新能源汽车。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新能源汽车，包括底盘、操控单元、能源组件、动力机构和车轮，操控单元、能源组件、动力机构和车轮安装在底盘上，能源组件为动力机构提供能源，动力机构驱动车轮转动，操控单元控制能源组件的能源输出、动力机构的做功和车轮的转向，所述底盘的下表面设置有能源组件，底盘的上表面设置有双向陀螺仪，双向陀螺仪安装在底盘的重心处，双向陀螺仪包括安装架、第一转盘、第二转盘、第一电机、第二电机和传动单元，第一转盘和第二转盘沿车头方向前后水平设置在安装架中，第一电机通过传动单元驱动第一转盘转动，第二电机通过传动单元驱动第二转盘转动，第一转盘和第二转盘的转向相反，第一电机和第二电机分别与能源组件电连接、并独立接收操控单元的控制指令调节转速或启停。
为了提高用户体验和保持车辆过弯时车身的平衡，所述操控单元中具备手、自动一体式模块，手动模式下，双向陀螺仪中的第一电机和第二电机驱动第一转盘和第二转盘匀速转动，第一电机和第二电机根据动力机构的启停而启停；自动模式下，双向陀螺仪中的第一电机和第二电机驱动第一转盘和第二转盘同步转动、转速随动力机构输出动力的大小而加速或减速，同时第一电机和第二电机会根据操控单元反馈的转向角度大小，增大同转向第一电机或第二电机的转速。
为了保持车身重心的不变，所述第一电机和第二电机交叉设置在第一转盘和第二转盘的侧面。
作为优选的，所述传动单元为皮带、齿轮组或齿轮箱。
为了方便操控，所述第一转盘和第二转盘的直径、质量和材质均相同。
本发明的有益效果是，本发明的一种新能源汽车，首先低重量的车身有助于节能降耗，提高车辆的行驶距离，尤其是纯电动的汽车，在不过多增加车身重量的前提下，在车身重心位置处、沿车辆行驶方向，安装双向陀螺仪，双向陀螺仪是一前一后并排安装的转盘，转盘由电机通过传动单元驱动，转盘一个顺时针转动，另一个逆时针转动，双向陀螺仪利用陀螺效应使车身有足够的下压力，设置不同转向的转盘是为了抵消单侧旋转造成的偏移或倾斜，保证车身平衡，双向陀螺仪自重轻不会增加车辆行驶负担，同时双向陀螺仪可以与车身搭载的能源回收系统连接，降低耗电量；当车身选材的强度足够大时，甚至可以在原来的基础上再次减轻车身自重；区别于现有的车身稳定系统，双向陀螺仪没有复杂的结构，也没有复杂的控制系统，后期的维护和维修都十分的方便，即使全套更换成本也很低，其次双向陀螺仪所产生的力是完全作用在车轮上的，使车轮死死的压在路面上，同时在自动模式下，双向陀螺仪上的电机会根据车辆转向的大小增加同转向转盘的转速，进一步的提高车身的平衡，防止车辆侧翻，本发明具有车身自重轻、平衡性好、稳定性优和不易侧翻的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的控制示意图。
图中:1.底盘，2.能源组件，3.动力机构，4.车轮，5.安装架，6.第一转盘， 7.第二转盘，8.第一电机，9.第二电机，10.传动单元。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
图1和图2所示的一种新能源汽车，包括底盘1、操控单元、能源组件2、动力机构3和车轮4，操控单元、能源组件2、动力机构3和车轮4安装在底盘 1上，能源组件2为动力机构3提供能源，动力机构3驱动车轮4转动，操控单元控制能源组件2的能源输出、动力机构3的做功和车轮4的转向。
车轮4的转向通过转向机构实现，转向机构可以是电控转向机构、辅助转向机构或是电控助力转向机构等；操控单元主要是带控制芯片的电脑主板或是车载主机,主板中或是车载主机中还带有控制程序；动力机构3俗称发动机，全电动汽车动力机构3为电动机；能源组件2可以是气体能源包,可充电电池包、锂电池为多,或是如乙醇类的清洁型能源。
在底盘1的下表面固定安装了能源组件2，底盘1的上表面固定安装了双向陀螺仪，双向陀螺仪安装在底盘1的重心处，所谓重心处即在这个位置将车身顶起后车身能保持平衡，简单的说动力机构3前置的车辆，重心处一般在车身的靠后处，反之会靠前；双向陀螺仪包括安装架5、第一转盘6、第二转盘7、第一电机8、第二电机9和传动单元10，第一转盘6和第二转盘7沿车头方向前后水平设置在安装架5中，从图1中看是一个“8”字形，第一转盘6和第二转盘7的圆心位于底盘1的中心线上，第一转盘6和第二转盘7的圆心位置有垂直于盘面的转轴，转轴用于与传动单元10连接,安装架5为框架结构,转轴的一端或两端安装在安装架5的轴承座或是其他定位部件中,转轴在其中转动；第一电机8通过传动单元10驱动第一转盘6转动，第二电机9通过传动单元10 驱动第二转盘7转动，第一转盘6和第二转盘7的转向相反，第一电机8和第二电机9采用的传动单元10相同，采用皮带作为传动单元10成本低易维护，采用齿轮组作为传动单元10动力转换精确，采用齿轮箱作为传动单元10动力转换精确且维护周期长，甚至可以终生免维护,具体的说如第一电机8驱动第一转盘6顺时针转动,根据陀螺效应第一转盘6转起后会向右侧偏转,偏转的力通过转轴作用于安装架5上,安装架5又与底板1固定连接,从图1中看,第一转盘 6转起后产生的作用力压向右侧两车轮4上,同理第二转盘7转起后左侧两车轮 4受力,第一转盘6和第二转盘7转速相同时左右两侧的车轮4受力相同,即四个车轮4紧紧的压在路面上,提高了车辆的下压力；第一电机8和第二电机9分别与能源组件2电连接、并独立接收操控单元的控制指令调节转速或启停；考虑到底盘1空间的问题第一电机8和第二电机9交叉设置在第一转盘6和第二转盘7的侧面或是安装架5的两侧，也可以安装在安装架5的首尾两端，目的是保证车身的平衡，不破坏车身重心处的位置，同时第一转盘6和第二转盘7 的直径、质量和材质均相同。
操控单元中具备手、自动一体式模块，手动模式下，双向陀螺仪中的第一电机8和第二电机9同时驱动第一转盘6和第二转盘7以相同的转速匀速转动，第一电机8和第二电机9根据动力机构3的启停而启停；即动力机构3启动后第一电机8和第二电机9同时以相同的转速启动并匀速转动，动力机构3停止工作后第一电机8和第二电机9停止转动。
自动模式下，双向陀螺仪中的第一电机8和第二电机9驱动对应的第一转盘6和第二转盘7同步转动、转速随动力机构3输出动力的大小而加速或减速，同时第一电机8和第二电机9根据操控单元反馈的转向角度大小，增大同转向第一电机8或第二电机9的转速；操控单元反馈的转向角度大小，主要转向机构的反馈，当车辆直线行驶时，转向角度视为“0°”第一电机8和第二电机9 的转速相同，车辆行驶的速度越快转速越高，反之转速越低，动力机构3停止工作后第一电机8和第二电机9停止转动；当车辆在行驶过程中右转时，顺时针驱动转盘转动的电机转速会增加，增加幅度随着转弯角度的大小而变化，转弯角度越大，电机转速提升的越多，逆时针驱动转盘转动的电机转速不变。
具体使用时，操控单元中手、自动一体式模块，开启手动模式：
手动调节转速挡位，转速挡位分高、中、低三挡，如转速挡位调节至低时，车辆启动后动力机构3运作，第一电机8和第二电机9同时启动，并以50～100 转/分钟的转速转动，车辆行驶中两电机转速不变，直到动力机构3完全停机后第一电机8和第二电机9同时停止转动。
具体使用时，操控单元中手、自动一体式模块，开启自动模式：
车辆启动后动力机构3运作，第一电机8和第二电机9同时启动，驱动第一转盘6和第二转盘7以50～100转/分钟的转速转动，车辆行驶中车速越快，即动力机构3的输出越大第一电机8和第二电机9转速也越快，此时两转盘的转速可以达到500转/分钟，车辆在直线行驶时，转向角度视为“0°”第一电机8和第二电机9的转速相同，当车辆在行驶过程中右转时，顺时针驱动转盘转动的电机转速会增加，增加幅度随着转弯角度的大小而变化，转弯角度越大，电机转速提升的越多，逆时针驱动转盘转动的电机转速不增加，但会随着动力机构3的输出下降而降低转速；操控的程序全都保存在电脑主板或是车载主机中,上述电机转速数据是从微型车行驶测试中所得,当运用于中型车、大型车时转速会提高，由于传动单元10的选型差异使得电机和转盘间的转速转换并非1:1，当使用齿轮箱为传动单元10时电机和转盘间的转速转换可能为3:1、5:1或其他比值。
如果只考虑车身的平衡性，且第一转盘6和第二转盘7只同转速匀速转动，双向陀螺仪可以采用单电机驱动，第一转盘6和第二转盘7的转轴端通过一根皮带连接，皮带绕成“8”字形，电机驱动第一转盘6或第二转盘7中的任意一个，第一转盘6和第二转盘7自动反向转动，即一个顺时针转动，另一个逆时针转动，第一转盘6和第二转盘7同转速同时启停。
在自动模式下控制程序的工作模式和基本算法如下：转盘最大转速为500 转/分钟，实际最高车速为100km/h，那么当车速达到100km/h时，那么控制程序控制电机使转盘转速达到最高的500转/分钟，即100％输出，依次类推当车速为0km/h时，转盘转速为0转/分钟，即0％输出，此为车辆在直线行驶时，方向盘处于正位，转向角度为0，第一转盘6和第二转盘7转速相同；当要过弯时，车速由100km/h下降至50km/h，首先第一转盘6和第二转盘7转速会下降到250 转/分钟，此时车辆右转，转向角度为15°，车辆最大转向角度为45°，那么控制程序运算后提高顺时针转向转盘的转速，计算公式如下，当前转盘实际转速+当前转盘实际转速×(实际车辆转向角度÷车辆最大转向角度)＝转向时同转向转盘的转速，本说明中为250﹢250×(15÷45)＝333.33转/分钟，即在原本转速的基础上增加了33.33％的转速，左转时算法一样，此算法测试是车速；还有一种算法是测试动力机构3的动力输出，比值和算法不变，相比于直接测试车速，双向陀螺仪的能耗会高些，以上数据仅为方便计算和说明取值，实际使用时存在差异性。
当选用的气流调节阀精度足够高时，可以用车辆尾气代替电机驱动转盘转动，转盘转动速度的快慢由气流调节阀控制，操控原理和程序算法与电机驱动基本相同，具体结构，第一转盘6和第二转盘7的转轴一端具有叶片，叶片设置在涡壳中，涡壳的进气口与动力机构3出气口连接，动力机构3排出的尾气驱动叶片转动，动力机构3出气口到涡壳进气口之间的管路上安装了用于调节进气流量的气流调节阀，气流调节阀和操控单元电连接，操控单元控制气流调节阀的开合大小；由于此结构的动力机构3要为内燃机，同时目前的气流调节阀精度过低，效果相比电机驱动稍差，但是能耗低于电机驱动。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种新能源汽车，包括底盘(1)、操控单元、能源组件(2)、动力机构(3)和车轮(4)，操控单元、能源组件(2)、动力机构(3)和车轮(4)安装在底盘(1)上，能源组件(2)为动力机构(3)提供能源，动力机构(3)驱动车轮(4)转动，操控单元控制能源组件(2)的能源输出、动力机构(3)的做功和车轮(4)的转向，其特征在于：所述底盘(1)的下表面设置有能源组件(2)，底盘(1)的上表面设置有双向陀螺仪，双向陀螺仪安装在底盘(1)的重心处，双向陀螺仪包括安装架(5)、第一转盘(6)、第二转盘(7)、第一电机(8)、第二电机(9)和传动单元(10)，第一转盘(6)和第二转盘(7)沿车头方向前后水平设置在安装架(5)中，第一电机(8)通过传动单元(10)驱动第一转盘(6)转动，第二电机(9)通过传动单元(10)驱动第二转盘(7)转动，第一转盘(6)和第二转盘(7)的转向相反，第一电机(8)和第二电机(9)分别与能源组件(2)电连接、并独立接收操控单元的控制指令调节转速或启停。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车，其特征在于：所述操控单元中具备手、自动一体式模块，手动模式下，双向陀螺仪中的第一电机(8)和第二电机(9)驱动第一转盘(6)和第二转盘(7)同转速匀速转动，第一电机(8)和第二电机(9)根据动力机构(3)的启停而启停；自动模式下，双向陀螺仪中的第一电机(8)和第二电机(9)驱动第一转盘(6)和第二转盘(7)同步转动、转速随动力机构(3)输出动力的大小而加速或减速，同时第一电机(8)和第二电机(9)根据操控单元反馈的转向角度大小，增大同转向第一电机(8)或第二电机(9)的转速。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车，其特征在于：所述第一电机(8)和第二电机(9)交叉设置在第一转盘(6)和第二转盘(7)的侧面。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车，其特征在于：所述传动单元(10)为皮带、齿轮组或齿轮箱。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车，其特征在于：所述第一转盘(6)和第二转盘(7)的直径、质量和材质均相同。
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