CN201472180U

CN201472180U - 自带智能发电充电装置的电动汽车

Info

Publication number: CN201472180U
Application number: CN2009202256089U
Authority: CN
Inventors: 高钟声
Original assignee: Individual
Current assignee: Cao Jixiang
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2019-09-01

Abstract

本实用新型公开了一种自带智能发电充电装置的电动汽车。它包括车身、底盘、固定在底盘上的传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统以及电气设备、彼此电连接的可充电蓄电池、市电充电电路、驱动电机、电机控制器和中央控制器。它还包括由发动机和发电机组成的发电装置和发电控制器，在通常的驾驶里程之内，发动机不参与驱动，仅作为发电机的动力源使用。发电控制器负责检测电池电量，在电池电量不足时，自动控制发动机启动，带动发电机发电，通过发电充电电路向可充电蓄电池充电，还可以通过电压变换器向驱动电机供电，便于在车载可充电蓄电池电量不足、而又需要应急使用的情况下保证车辆继续行驶，不至于抛锚。因此环保效果大大优于混合动力汽车。

Description

自带智能发电充电装置的电动汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车。

背景技术

汽车的发明和出现，给人们物质文化生活带来巨变，推动了整个社会经济繁荣，并已成为国民经济的支柱产业。现有汽车一般采用汽油或柴油(统称燃油)为燃料，以燃油燃烧释放的能量作为动力来驱动汽车前进。然而，汽车工业的发展也带来了环境污染和石油能源危机两大问题，石油资源逐渐枯竭也是必然的趋势。在以节能和环保为主题的21世纪，无疑节能环保也成为当今汽车领域的最重要主题，为汽车的发展明确了方向，因此，电动汽车的研究便成为国内外专家的热门课题，各国政府也十分重视电动汽车的研究和开发。为了有效达到节油和环保的目的，汽车的技术发展正朝车辆节能化、能源多元化、动力电气化、排放洁净化等方向积极推进，包括发展节能汽车、代用燃料汽车与电动汽车。纯电动车技术、燃料电池技术、混合动力技术、氢燃料技术和其他代用燃料技术等都是应运时代主题而生的新能源汽车技术。燃料电池汽车(FCV)、混合动力汽车(HEV)和纯电动汽车(EV)的问世更为解决能源危机的问题拓展了一个更大的空间，它们是目前国际上最主流的新能源汽车技术。

燃料电池汽车(FCV)是以生物技术分解海水获得氢气，以氢气作为燃料驱动汽车，污染较小，虽资源充足，但这一技术成本较大，况且仍有许多技术难题未能克服，不易推广。

混合动力汽车(HEV)是在目前还找不到理想的车载电源之前发展起来的一种过渡型车型，这种车型同样要燃烧石油和排出废气污染环境，只是没有传统的内燃机汽车那么严重，而且结构复杂，成本也高，是没有办法的办法。混合动力汽车按照动力系统的组成方式可以分成串联、并联和混联三种基本型式。串联式混合动力汽车是以控制整车排放为目标的，其混合动力系统主要结构由发动机、发电机、驱动电机组成，能量由机械能转化为电能，再由电能转化为机械能，能量要经过二次转化，因而发动机输出的能量利用率比传统内燃机汽车低，主要适合于城市内的公共交通或排放比较严格的地区。并联式混合动力汽车是以整车油耗最佳为目标的，其混合动力系统以本田公司的Insight的IMA并联系统为代表，具有结构简单，能量利用率相对串联方式较高等优点，并由于电机的辅助驱动，可以选用功率较小的发动机。但在发动机不良工况下运行时排放性能较差。以丰田公司的Pri us的THS混联系统为代表的混联式混合动力汽车，其结构虽然具有良好的经济性和排放性，但是由于其机械部分布置复杂，控制系统专利技术含量高，电子控制部件价格高，使得整车价格较高，不利于国内市场的推广和普及。有关混合动力汽车的研究已经有了比较多的解决方案，如国家知识产权局于2008年2月13日公开的由董钊至、张汝辉设计的、专利号为200720006546.3、名称为混联式混合动力汽车的实用新型专利；再如国家知识产权局于2009年8月12日公开的由王臣设计的、专利号为200820191664.0、名称为油电混合动力汽车的实用新型专利，都是较有实用价值的发明。近期报道的比亚迪F3DM有两套动力系统，其公布的动力系统成本增加了5万元，相当于每年要节省8千元的油费才能比传统汽油车经济。混合动力车省油有限，丰田Prius省油大致10％-20％，奇瑞A5-ISG在北京奥运试运期间公布的省油参数为10％。可以算一笔帐，假设家庭用车年行驶2万公里，汽油车百公里油耗7.5升，年油费8310元，混合动力车省油20％节省了1662元，无法抵消其车价成本的增加。

纯电动汽车(EV)是取代传统内燃机汽车、满足零排放的最终选择，汽车动力将遵循“内燃机-混合动力-电”的发展规律，也就是说，无论是汽车、船舶还是飞机，这些交通工具最终都将以电作为动力，实现电动化。纯电动车省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统，相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统，电动机和控制器的成本更低，且纯电动车能量转换效率更高。因电动车的能量来源-电，来自大型发电机组，其效率是小型汽油发动机甚至混合动力发动机所无法比拟的，纯电动汽车因此使用成本在下降。按比亚迪F3e纯电动车公布的数据，百公里行驶耗电12度，依照0.5元的电价算，百公里使用成本才6元。而其原形车F3汽油车百公里耗油7.6升，按目前5.54元的油价，成本是42.10元。相比之下，电动车的使用成本才是传统汽油汽车的七分之一。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。但目前的以充电电池作为动力的汽车，存在时速过低，电源耗尽时无法及时补充，只能适应码头、仓库短距离运输等缺陷。目前使用的铅酸蓄电池比能量较低，充电速度较慢，寿命较短，其每千克质量蓄存的电能约40Wh，一次充电行程太短，一般在100km左右，最高也只有160-180km，行使100多公里就要停下来充电，每次充电都需要很长时间，一般最短也在4小时以上，最长需要10余小时，限制了纯电动汽车的发展。为了延长电动汽车的行驶里程，有人对这方面做了相关研究，如国家知识产权局于2009年4月1日公开的由张先兵设计的、专利号为200820111719.2、名称为一种电动汽车的实用新型专利，它包括设置于车体内的蓄电池、电动机、变速机构，所述电动机的输出轴与变速机构输入轴固定连接，特点是至少有两组蓄电池的输出通过切换器连接电动机的输入，当一组蓄电池的电量用完后，可通过操作手柄移动切换器中的切换滑块，与另一组蓄电池连通，所述切换器设置于车体驾驶室内。这种通过增加蓄电池的数量来保证动力源供应的发明，虽然能使电动汽车长途行驶，但笨重的蓄电池使得电动汽车自身很重，载重能力所剩无几。再如国家知识产权局于2007年12月12日公开的由王自、张晓英等设计的、专利号为200520107101.5、名称为一种电动汽车的实用新型专利，它由车身、底盘、动力蓄电池和驱动电动机及其控制器等部分构成，其特征在于：一辆电动汽车配以多套动力蓄电池，各套动力蓄电池可进行轮换使用。使用中一套动力蓄电池在电动汽车上供电，其它套在充电站充电，当电动汽车上的动力蓄电池放完电后，换上一套充满电的动力蓄电池，电动汽车即可继续行驶。换下来的蓄电池又放在充电站充电，以备下次使用，充电时间不影响汽车的使用。因为更换动力蓄电池比较方便，所以，每组蓄电池的容量适当减小，即可减轻整车重量，提高汽车的载重能力。但其缺点也是十分明显的，一旦动力蓄电池的电接近用完时，必须赶回充电站或家中更换电池，否则便会抛锚在路上，然而目前充电站很少，远不如加油站那样多、那样方便。为解决上述问题，2006年，国家科技部在“十一五”启动了“863”计划新能源汽车重大项目。在“十一五”新能源汽车重大项目研发布局中，要在掌握整车动力系统技术平台后向整车产品开发转型；同时，驱动电机、动力蓄电池等关键零部件也在向解决配套材料配件体系，建立产业化技术配套体系转变；2009年国家正式公布了《汽车产业调整和振兴规划》，其规划新能源汽车发展的短期目标为电动汽车产销形成规模，目标包括：建立电动汽车基础设施配套体系，到2011年，形成50万辆纯电动车、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能。另外我国电动自行车、电动摩托车等轻型电动车保有量已超过5000万辆，产销量已经占到全球的90％以上，已经成为全球最大的轻型电动车生产国、消费国和出口国，电动自行车的迅猛发展带动了国内动力电池、电机的产业发展，形成了一定的技术积累，缩小了与世界先进水平的差距，为电动汽车的发展奠定了良好的产业基础，同时使得电动车的理念深入人心，为电动汽车奠定了良好的市场基础。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种在可充电蓄电池的电用完后仍可继续行驶而不至于抛锚的自带智能发电充电装置的电动汽车。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种自带智能发电充电装置的电动汽车，包括车身、底盘、固定在底盘上的传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统以及电气设备、彼此电连接的可充电蓄电池、市电充电电路、驱动电机、电机控制器和中央控制器，其特征在于：还包括发电装置和发电控制器，发电装置、发电控制器与可充电蓄电池彼此电连接。

本实用新型所述的发电控制器负责检测电池电量，在电池电量不足时，自动控制发动机启动，带动发电机发电；发电控制器还设置有手动开关。

本实用新型所述的驱动电机为永磁无刷直流电动机，使用永磁无刷直流电动机的目的是其运转噪音低，安装使用方便，效率高。

本实用新型所述的发电装置设置于车身的后部，包括发动机和发电机，发动机不参与驱动，仅作为发电机的动力源使用，发动机通过联轴器与发电机相连，发电机通过发电充电电路与可充电蓄电池电连接，向可充电蓄电池充电。

本实用新型所述的发电装置设置于车身的后部，包括发动机和发电机，发动机不参与驱动，仅作为发电机的动力源使用，发动机通过联轴器与发电机相连，发电机采用交流发电机时，可以通过电压变换器与驱动电机电连接，发电机采用直流发电机时，可直接与驱动电机电连接，便于在车载可充电蓄电池电量不足又无时间停车用市电充电或回家更换蓄电池的情况下保证车辆继续行驶，不至于抛锚。

为方便用户选择，本实用新型所述的发动机为柴油发动机或汽油发动机。

本实用新型所述的市电充电电路与发电充电电路之间连接有逆变器。

本实用新型所述的驱动电机由可充电蓄电池供电驱动、在应急的情况下还可以由发电机发电通过电压变换器直接驱动，在中央控制器控制下经传动系统为行驶系统提供动力，转向系统、制动系统则在中央控制器的控制下控制行驶系统的转向及制动。

本实用新型的优点是：在汽车短距离行驶的时候，可以靠车载可充电蓄电池供电。在长距离行驶的时候，当车载可充电蓄电池电量不足时，可到蓄电池供应站更换蓄电池或返回家中更换电池，在不需要继续行驶时还可以利用市电充电电路给车载可充电蓄电池充电；而当车载可充电蓄电池的电量不足而又无法更换蓄电池或利用市电充电时，以单片机组成的发电控制器会在仪表盘上的直流数字电压表上显示蓄电池的电量不足，并自动启动发动机带动发电机发电，驾驶员也可手动启动发动机带动发电机发电，需要继续行驶时，交流发电机通过电压变换器向驱动电机供电，直流发电机可直接向驱动电机供电，保证车辆继续行驶，不至于抛锚；不需要继续行驶时，发电机通过发电充电电路向可充电蓄电池充电，以备应急使用。所以，车载可充电蓄电池的容量可适当减小，减轻整车重量，提高汽车的载重能力。本实用新型的电动汽车在通常的驾驶里程之内(例如每日100公里)，完全不使用燃油，只有在长途驾驶、且无法更换蓄电池或利用市电充电时，才启动发动机带动发电机发电，因此环保效果大大优于混合动力汽车。

附图说明

图1是本实用新型自带智能发电充电装置的电动汽车的系统原理框图。

图2是本实用新型自带智能发电充电装置的电动汽车的电路原理图。

具体实施方式

如图1、图2所示。自带智能发电充电装置的电动汽车，其由车身、底盘、固定在底盘上的传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统以及电气设备、彼此电连接的可充电蓄电池、市电充电电路、驱动电机、电机控制器和中央控制器组成的部分，与现有的电动汽车的对应部分相同。它还包括设置于车身后部的由柴油发动机或汽油发动机、发电机组成的发电装置和发电控制器，发动机通过联轴器与发电机相连，发电机通过发电充电电路与可充电蓄电池电连接，若采用交流发电机，则交流发电机通过电压变换器与驱动电机电连接，若采用直流发电机，则直流发电机直接与驱动电机电连接，发电控制器与可充电蓄电池、发电机、电压变换器彼此电连接，为防止过载电流对发电控制器的冲击，发电控制器与发电机之间连接有继电保护器。电压变换器内设置公知的整流电路和调压稳压电路。发电控制器还设置有手动开关，设置于驾驶室仪表盘上，还可以在仪表盘上安装欠压报警器、电压表、电流表、欠压指示装置与原车里程表、电动机转速表组合配套使用。所述的市电充电电路与发电充电电路之间连接有逆变器。驱动电机采用48V、4000W永磁无刷直流电动机，可充电蓄电池采用2组48V、140Ah铅酸蓄电池或1组48V、200Ah锂电池。在通常的驾驶里程之内，发动机不参与驱动，仅作为发电机的动力源使用。发电控制器负责检测电池电量，在电池电量不足时，自动控制发动机启动，带动发电机发电，也可以用手动开关人工主动启动发电机发电，发电机通过发电充电电路向可充电蓄电池充电，还可以通过电压变换器向驱动电机供电，便于在车载可充电蓄电池电量不足又无时间停车用市电充电或回家更换蓄电池的情况下保证车辆继续行驶，不至于抛锚。驱动电机由可充电蓄电池供电驱动、在应急的情况下还可以由发电机发电通过电压变换器直接驱动，在中央控制器控制下经传动系统为行驶系统提供动力，转向系统、制动系统则在中央控制器的控制下控制行驶系统的转向及制动。本实用新型的电动汽车在通常情况下，完全不使用燃油，只有在应急的情况下才启动发动机带动发电机发电，因此环保效果大大优于混合动力汽车。

Claims

1.一种自带智能发电充电装置的电动汽车，包括车身、底盘、固定在底盘上的传动系统、行驶系统、转向系统和制动系统以及电气设备、彼此电连接的可充电蓄电池、市电充电电路、驱动电机、电机控制器和中央控制器，其特征在于：还包括发电装置和发电控制器，发电装置、发电控制器与可充电蓄电池彼此电连接。

2.根据权利要求1所述的自带智能发电充电装置的电动汽车，其特征在于：所述的发电控制器负责检测电池电量，在电池电量不足时，自动控制发动机启动，带动发电机发电；发电控制器还设置有手动开关。

3.根据权利要求1所述的自带智能发电充电装置的电动汽车，其特征在于：所述的驱动电机为永磁无刷直流电动机。

4.根据权利要求1或2或3所述的自带智能发电充电装置的电动汽车，其特征在于：所述的发电装置包括发动机和发电机，发动机通过联轴器与发电机相连，发电机通过发电充电电路与可充电蓄电池电连接，发电装置设置于车身的后部。

5.根据权利要求1或2或3所述的自带智能发电充电装置的电动汽车，其特征在于：所述的发电装置包括发动机和发电机，发动机通过联轴器与发电机相连，发电机为交流发电机，通过电压变换器与驱动电机电连接，发电装置设置于车身的后部。

6.根据权利要求1或2或3所述的自带智能发电充电装置的电动汽车，其特征在于：所述的发电装置包括发动机和发电机，发动机通过联轴器与发电机相连，发电机为直流发电机，直接与驱动电机电连接，发电装置设置于车身的后部。

7.根据权利要求4所述的自带智能发电充电装置的电动汽车，其特征在于：所述的发动机为柴油发动机或汽油发动机。

8.根据权利要求5所述的自带智能发电充电装置的电动汽车，其特征在于：所述的发动机为柴油发动机或汽油发动机。

9.根据权利要求6所述的自带智能发电充电装置的电动汽车，其特征在于：所述的发动机为柴油发动机或汽油发动机。

10.根据权利要求4所述的自带智能发电充电装置的电动汽车，其特征在于：所述的市电充电电路与发电充电电路之间连接有逆变器。