CN201195503Y - 一种高性能电动轿车的驱动装置及其控制系统 - Google Patents

一种高性能电动轿车的驱动装置及其控制系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种采用电力驱动的高性能车载电力驱动系统，是一种利用太阳能或普通家用电源，向车辆主电源充电，并利用电源推动高效的电力驱动装置来进行驱动的车载动力系统。由于没有化学反应，就没有物质产生，是一款没有任何污染的超环保的车载动力系统及其配套设备。由于本车载动力系统及其配套设备只需要用太阳能或普通家用电源作为动力源，所以不需要其它的辅助设备，比传统内燃机结构更简单，当此车载电力驱动系统及其配套设备装在车辆上后，车辆的总体结构将更加紧凑。除适合车辆使用外，还适宜于中小马力的水、陆交通机动装置上使用。

Description

一种高性能电动轿车的驱动装置及其控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种电动轿车动力装备，特别是一种高性能车载电力驱动装置及其辅助设备。
背景技术
一般来说，用于车辆所需动力是靠燃烧汽油或柴油获得的，而现在的石油资源日渐枯竭，难以维继，因而油价也就日渐高昂。
再说，燃烧燃料获得动力，势必会造成空气的污染。燃烧程度再完全的机器，也会消耗大气中大量的氧气，产生二氧化碳，对人类生存环境造成破坏。还有排放出来的有害气体，更是对人体和人类生存的环境起到不可估量的危害作用。
为消除上述危害，目前已研制出了其他燃料汽车、天然气汽车等，但到目前为止，由于存在较多的问题，特别是效率低、费用大和在根本上没有解决燃料等问题，所以还难以被广泛使用。
虽然现代汽车发动机已做了很大的节油改进，但也只能节省很少的燃油，且增加了不少辅助的设备，使发动机的性能下降，制造成本提高。
为了减少废气的排放，做了多种尝试，包括采用三元催化器、废气再循环系统等，但这些尝试都需要附加设备才能完成，而且难以达到满意的效果。
因为传统的发动机是热机，需要冷却系统对其进行冷却。汽油机由于是点燃式发动机，还需要点火系统。因此，传统的发动机结构繁杂，副件较多，制造成本高。
实用新型内容
本实用新型提供了一种车载电力驱动系统，其要解决的技术问题是利用普通家用电源和太阳能代替汽油、柴油或液化石油气燃料来维持运行的车载电力驱动系统，把电源经过升压交变以后，送入高性能的车载电力驱动系统中，推动车轮，从而使汽车行驶。
为解决上述技术问题本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型与现有技术相比，由于采用高性能车载电力驱动系统作为汽车的动力，所以这种车载电力驱动系统及其配套设备不需要燃烧像汽油或柴油那样的燃料来提供动力，没有任何污染且环保；本实用新型只需要普通家用电源及太阳能作为动力能源，所以不需要其它的辅助设备，比传统内燃机结构更简单，制造成本将有所降低。
附图说明
图1是本实用新型实施例的电力驱动系统结构示意图；
图2是本实用新型实施例的驱动电机及减速系统结构示意图；
图3是本实用新型实施例的驱动电机线圈及磁场布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是表示电力驱动系统结构示意图。其中21为太阳能电池板，是用复合材料制成的长方形的高效太阳能发电板，设计为在阳光充足的条件下为主电源充电，这样可以充分利用可利用的资源，提高电动轿车续航里程。图中22为电动轿车的主电源，采用飞轮储能器的电能储存作用。充电时将电能转换成动能，当电动轿车行驶时，又将动能转换成电能，供驱动电机使用。图中30是电源集合控制器，内部包含有稳压器26、升压逆变器27、变频器28、和反向充电整流器29。其与电源监控ECU 23组合使用，就形成了智能电源系统。稳压器26的作用是当轿车行驶时电源波动的情况下，能稳定电源，使整个电源处于一个能控制的范围内。升压逆变器27是将200V的电源电压升至驱动电机所需的600V的电压，并将直流电源逆变成驱动电机使用的交流电源。变频器28用于改变驱动电机电源的频率，进而控制驱动电机的转速与扭矩。并可以控制驱动电机的正反转，以至形成前进档与倒档。反向充电整流器29用于当车辆需要减速或停车而制动时，可以控制驱动电机反向发电，并将反向所发出来的电流经过整流处理后，向主电源充电。电源监控ECU由油门电位计18、前进档与倒档开关17、制动开关33等向其输入信号，经过计算处理后，用于控制电源切断器24与25，其中25向驱动电机提供电源，24是反向充电电路切断器，控制反向充电时间。电源监控ECU还控制反向充电整流器和变频器，使得电源配置更加合理化，并有效地监控着电源系统的异常情况，当电源系统出现异常时，能即时切断供电电源，以免损坏系统部件。图32是驱动电机，其采用高效永磁电机，设计工作电源为三相交流，工作电压为600V。电机内配置有定子线圈绕组、永磁转子、行星齿轮机构减速器和差速器等。
图2是本实用新型实施例的驱动电机及减速系统结构示意图。
图中32为驱动电机，其作用是将电能转换成机械能，并经过减速处理后输入驱动轮。图中33为连接驱动电机的电源连接头，用于向驱动电机输入电源。图中34为电机线圈，用于产生磁场，其设计为高密度磁场，体质小而能量大。图中35为驱动电机转子，设计为永磁体，作用是当定子线圈产生磁场时，转子磁场与其作用，产生更大的驱动势，提高驱动电机的功率。转子的末端有花键与行星齿轮减速器38相连。图38为行星齿轮减速器，由太阳轮、行星架和齿圈组成，太阳轮与驱动电机转子相连，行星架与外壳连接而被固定，齿圈为输出元件，将驱动电机转子输入的转矩经过行星齿轮机构减速后，输入到差速器。图39为差速器，用于车辆转弯时差速。图36与图40为半轴，向左右车轮输入转矩，驱动车轮。
图3是本实用新型的驱动电机线圈及磁场布置示意图。
图32为驱动电机，前面已述及。图41为线圈电源输入接线头，用于连接电源。图42为磁场体，由高导磁体制成，能产生极高的磁场。图45为磁场线圈，通电时产生磁力。图43为转子示意图，由多组永磁体组成。图44为转子的永磁体磁极，经过合理布置，提高驱动电机的驱动能力。
整个系统是这样工作的：当车辆处于阳光充足的区域时，太阳能发电板21向主电源22充电。当车辆静止时，采用普通家用电源向主电源22充电，电能被储存在主电源22中。当车辆需要行驶时，电源监控ECU控制电源切断器25，使其接通，电源通过电源切断器25流向稳压器26，经过稳定后的电源进入升压逆变器27。经过升压逆变器27后的电源就成了600V的交流电源，电源再进入变频器28，变频器将600V的交流电变成三相交流电源，并控制电源的频率，使得可以控制驱动电机的转速和扭矩，适合车辆使用工况。
当车辆下坡或停车需要减速时，电源监控ECU接通电源切断器24，使反向充电电路形成通路，这时的驱动电机就成了发电机，发出的电源经过反向充电整流器处理后向主电源充电。这样可以提高车辆的续航里程。电源监控ECU时刻监控着电源系统的工作情况，一担发现电源系统有异常情况时，如电流突然过载或变频器温度过高等，电源监控ECU控制电源切断器25，使系统不再工作，直到故障被排除。当车辆需要加速时，转动油门电位计18，ECU控制变频器改变电源频率，提高电机转速，进而控制车辆的行驶速度。当车辆需要倒车时，通过拨动前进和倒车开关17，ECU控制变频器进行换相，使其改变电源相位，使驱动电机反向转动，以达到倒车的目的。电源集合控制器与电源监控ECU 23组合形成的智能电源系统，有效地提高了整个电源系统布置的合理性，提高了电源使用效率，延长了系统部件的使用寿命，使车辆的续航里程大为提高。
本实用新型提供了一种采用电力驱动而不是像燃烧汽油、柴油或液化石油气等燃料来维持运行的高性能车载电力驱动系统，是一种利用太阳能或普通家用电源，向车辆主电源充电，并利用电源推动高效的电力驱动装置来进行驱动的车载动力系统。其比传统内燃机结构更简单，由于不是热机，不会过度受热，所以不必使用冷却系统；也不必使用过滤空气污染的过滤装置；更没有像汽油机一样的点火装置。由于没有化学反应，就没有物质产生，是一款没有任何污染的超环保的车载动力系统及其配套设备。
由于本车载动力系统及其配套设备只需要用太阳能或普通家用电源作为动力源，所以不需要其它的辅助设备，比传统内燃机结构更简单，当此车载电力驱动系统及其配套设备装在车辆上后，车辆的总体结构将更加紧凑。除适合车辆使用外，还适宜于中小马力的水、陆交通机动装置上使用。

Claims (5)

1.一种高性能电动轿车的驱动装置及其控制系统，其特征是：其系统包括太阳能发电板(21)、储能式电源(22)、电源集合控制器(30)、电源监控ECU(23)和高效永磁式电力驱动装置(32)。
2.根据权利要求1所述的高性能电动轿车的驱动装置及其控制系统，其特征在于：所述的电源集合控制器(30)内设计有稳压器(26)、升压逆变器(27)和变频控制器(28)，其特征在于：所述的电源集合控制器(30)内的各装置是集成电路设计，布置更加合理。
3.根据权利要求1所述的高性能电动轿车的驱动装置及其控制系统，其特征在于：所述的储能式电源(22)为采用动能储能器的电能储存作用。充电时将电能转换成动能，当电动轿车行驶时，又将动能转换成电能，以供驱动电机使用。
4.根据权利要求1至3任一所述的高性能电动轿车的驱动装置及其控制系统，其特征在于：所述的电源监控ECU(23)与电源集合控制器(30)组合使用形成了智能电源控制系统。
5.根据权利要求1所述的高性能电动轿车的驱动装置及其控制系统，其特征在于：所述的高效永磁式驱动电机(32)，采用高磁力结构设计，转子为多组式永磁体，可以提高电磁效率。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108638871A (zh) * 2018-05-14 2018-10-12 上海工程技术大学 一种多功能光伏飞轮电池混合动力移动餐车

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