CN1765649A - 四轮驱动混合动力微型汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四轮驱动混合动力微型汽车，包括车轮，动力系统，框架式底盘，高能动力蓄电池，电驱动轮模块，储气罐，还包括连接前轮轴与方向控制器的转向器及转向位移传感器，电子差速中央控制器，根据行驶工况和蓄电池的SOC状态，确定发电机对蓄电池充电以及关闭发电机的动力源管理模块。本发明可以在保证低排放的前提下，有效地降低使用成本、增加续航里程，推动电动汽车向产业化方向发展。

Description

四轮驱动混合动力微型汽车

                      技术领域

本发明涉及一种四轮驱动电动汽车，尤其是一种混合动力驱动微型汽车。

                      背景技术

电动汽车具有机械结构简单、轴荷分布均匀、起动力矩大、零排放无环境污染等优点。但目前由于蓄电池容量的限制，存在续航里程短的缺点，极大地限制了四轮驱动电动汽车的产业化。因此，需要采用一种天然气(NG)或液化石油气(LPG)发电机和蓄电池串联的混合动力形式，来保证在低排放的前提下，提高能量利用效率，大大增加续航里程。

                      发明内容

本发明是要解决现有电动汽车蓄电池容量低而造成续航里程短的问题，提供一种四轮驱动混合动力微型汽车，它可以在保证低排放的前提下，有效地降低使用成本、增加续航里程，推动电动汽车向产业化方向发展。

本发明的技术方案如下：一种四轮驱动混合动力微型汽车，包括车轮，动力系统，框架式底盘，高能动力蓄电池，电驱动轮模块，储气罐，还包括连接前轮轴与方向控制器的转向器及转向位移传感器，电子差速中央控制器，根据行驶工况和蓄电池的SOC状态，确定发电机对蓄电池充电以及关闭发电机的动力源管理模块。

动力系统由蓄电池和发电机组成，发电机是天然气或液化石油气发电机，发电机置于后轮轴底盘上面，储气罐置于后轮轴底盘下面，发电机，用电设备和动力蓄电池组成串联混合动力驱动形式，其中发电机分别连接用电设备，电驱动轮模块和动力蓄电池，动力蓄电池电流输出端接用电设备和电驱动轮模块输入端，用于车辆正常行驶时由天然气或液化石油气发电机直接供电，还为蓄电池充电，爬坡和加速时由发电机和蓄电池联合供电；

电驱动轮模块由集成为一体的电动驱动轮、转速传感器、制动器和参数可调的独立悬架组成，并分别安装在四个驱动轮上；

电子差速中央控制器包括中央控制器，电机控制器，LCD显示器或笔记本电脑，其中，电门信号、方向信号、刹车信号、转向信号以及四个车轮上的测速传感器测速信号经中央控制器计算处理后，由中央控制器分别输出控制信号至四个电机控制器，电机控制器的输出端与驱动电机输入端相接，用于电动轮模块的转速闭环控制，实现轮间和轴间的差速以及转向电子差速。

四个轮子上分别安装的电驱动轮模块的结构相同。

电子差速中央控制器由转向器位移传感器和轮速传感器分别检测指定车轮转向角α和转速n₁，按下式所示关系式计算其它三个车轮的目标转速n₂，n₃，n₄。

$\left.\begin{array}{c}{n}_2=f_2\left(\mathrm{\α}\right)\·n_1\\ n_3=f_3\left(\mathrm{\α}\right)\·n_1\\ n_4=f_4\left(\mathrm{\α}\right)\·n_1\end{array}\right\}$

本发明的动力系统由蓄电池和发电机组成，采用发电机和蓄电池串联的混合动力形式，能保证在低排放的前提下，提高能量利用效率，大大增加续航里程。

四轮驱动电动汽车的四个驱动轮结构完全相同，其优点在于能扩大零件的生产批量，便于组织批量化生产，降低生产成本。

采用电子差速集成中央控制器，有利于提高电动汽车控制技术的保密安全性和可靠性，也便于组织批量化生产、降低生产成本。

                         附图说明

图1是本发明的结构立体示意图；

图2是动力系统结构框图；

图3是四轮驱动电子差速转向原理图；

图4是四轮驱动电子差速控制框图。

                    具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1，2所示，四轮驱动混合动力微型汽车，包括车轮，动力系统，框架式底盘3(框架管材可内置储氢材料)，高能动力蓄电池4，电驱动轮模块5，储气罐2，还包括连接前轮轴与方向控制器的转向器及转向位移传感器6，电子差速中央控制器7，动力源管理模块。

动力系统由蓄电池4和发电机1组成，发电机1是天然气或液化石油气发电机，发电机1置于后轮轴底盘3上面，储气罐2置于后轮轴底盘3下面，发电机1，用电设备和动力蓄电池4组成串联混合动力驱动形式，其中发电机1分别连接用电设备，电驱动轮模块5和动力蓄电池4，动力蓄电池4电流输出端接用电设备和电驱动轮模块5输入端。车辆正常行驶时由天然气或液化石油气发电机1直接供电，爬坡和加速时由发电机1和蓄电池4联合供电，车辆用电小的工况下，发电机1除为车辆供电外，还为蓄电池4充电。

动力源管理模块能够根据行驶工况的不同和蓄电池4的SOC状态，确定发电机1是否为蓄电池4充电以及是否关闭发电机1。

电驱动轮模块5由集成为一体的电动驱动轮、转速传感器、制动器和参数可调的独立悬架组成，并分别安装在四个驱动轮上，四个驱动轮结构完全相同。这种模块化设计的优点在于扩大了零件的生产批量，便于组织批量化生产，降低生产成本。

如图4所示，电子差速中央控制器7包括中央控制器，电机控制器，LCD显示器或笔记本电脑，其中，电门信号、方向信号、刹车信号、转向信号以及四个车轮上的测速传感器测速信号经中央控制器计算处理后，由中央控制器分别输出控制信号至四个电机控制器，电机控制器的输出端与驱动电机输入端相接，用于电动轮模块5的转速闭环控制，实现轮间和轴间的差速以及转向电子差速。采用这种集成中央控制器，有利于提高电动汽车控制技术的保密安全性和可靠性，也便于组织批量化生产、降低生产成本。

如图3所示，电子差速中央控制器7：当汽车行驶时，由转向器位移传感器6和轮速传感器分别检测转向角α和指定车轮(图中取左前轮)的转速n₁，按下式所示关系式计算其它三个车轮的目标转速n₂，n₃，n₄，通过各电机闭环调速控制器实现式的转速关系。这种转向电子差速控制系统的特征是，其控制算法和基本控制功能集成于一个中央控制器内。采用这种集成中央控制器，有利于提高电动汽车控制技术的保密安全性和可靠性，也便于组织批量化生产、降低生产成本。

$\left.\begin{array}{c}{n}_2=f_2\left(\mathrm{\α}\right)\·n_1\\ n_3=f_3\left(\mathrm{\α}\right)\·n_1\\ n_4=f_4\left(\mathrm{\α}\right)\·n_1\end{array}\right\}$

Claims (3)

1.一种四轮驱动混合动力微型汽车，包括车轮，动力系统，框架式底盘(3)，高能动力蓄电池(4)，电驱动轮模块(5)，储气罐(2)，其特征在于，还包括连接前轮轴与方向控制器的转向器及转向位移传感器(6)，电子差速中央控制器(7)，根据行驶工况和蓄电池(4)的SOC状态来确定发电机(1)对蓄电池(4)充电以及关闭发电机(1)的动力源管理模块；

所述动力系统由蓄电池(4)和发电机(1)组成，发电机(1)是天然气或液化石油气发电机，发电机(1)置于后轮轴底盘(3)上面，储气罐(2)置于后轮轴底盘(3)下面，发电机(1)，用电设备和动力蓄电池(4)组成串联混合动力驱动形式，其中发电机(1)分别连接用电设备，电驱动轮模块(5)和动力蓄电池(4)，动力蓄电池(4)电流输出端接用电设备和电驱动轮模块(5)输入端，用于车辆正常行驶时由天然气或液化石油气发电机(1)直接供电，还为蓄电池(4)充电，爬坡和加速时由发电机(1)和蓄电池(4)联合供电；

所述电驱动轮模块(5)由集成为一体的电动驱动轮、转速传感器、制动器和参数可调的独立悬架组成，并分别安装在四个驱动轮上；

所述电子差速中央控制器(7)包括中央控制器，电机控制器，LCD显示器或笔记本电脑，其中，电门信号、方向信号、刹车信号、转向信号以及四个车轮上的测速传感器测速信号经中央控制器计算处理后，由中央控制器分别输出控制信号至四个电机控制器，电机控制器的输出端与驱动电机输入端相接，用于电动轮模块(5)的转速闭环控制，实现轮间和轴间的差速以及转向电子差速。

2.根据权利要求1所述的四轮驱动混合动力微型汽车，其特征在于，所述四个轮子上分别安装的电驱动轮模块(5)的结构相同。

3.根据权利要求1所述的四轮驱动混合动力微型汽车，其特征在于，所述电子差速中央控制器(7)由转向器位移传感器和轮速传感器分别检测指定车轮转向角α和转速n₁，按下式所示关系式计算其它三个车轮的目标转速n₂，n₃，n₄。

$\left.\begin{array}{c}{n}_2=f_2\left(\mathrm{\α}\right)\·n_1\\ n_3=f_3\left(\mathrm{\α}\right)\·n_1\\ n_4=f_4\left(\mathrm{\α}\right)\·n_1\end{array}\right\}$

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