CN202200838U - 通过电磁离合器将发动机能量耦合至发电机的充电汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及汽车能源技术，特别涉及一种通过电磁离合器将发动机能量耦合至发电机的充电汽车。按照本实用新型的充电汽车包括：发动机；发动机控制单元，用于控制所述发动机的运行；变速器，其与所述发动机耦合；用于向所述汽车外部供电的发电机；充电控制单元，其与所述发动机控制单元耦合；电磁离合器，其包含通电时可吸合的第一和第二部分，其中所述第一部分和第二部分分别与所述发动机的转轴和所述发电机的转轴耦合，并且当所述变速器处于预设档位时，所述电磁离合器吸合以将所述发动机的输出耦合至所述发电机，而当所述变速器处于预设档位以外的档位时，所述电磁离合器脱开以使所述发动机与所述发电机脱开。

Description

通过电磁离合器将发动机能量耦合至发电机的充电汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车能源技术，特别涉及一种通过电磁离合器将发动机能量耦合至发电机的的充电汽车。 

背景技术

为了大幅减少汽车的二氧化碳排放量，汽车业正投入大量的人力和物力来研发以电力作为动力源的新型汽车，例如混合动力汽车和电动汽车。在新型汽车中，动力以电能的形式被存储在电池中。考虑到安全性、成本和使用寿命，目前开发的电动汽车的电池能量密度并不高，这限制了汽车每次充电后的续航距离。另外，为了提高用户体验，还希望能够提供快速充电的能力。考虑到上述因素，充电基础设施的完善将是电动汽车获得普及的重要前提。实际上，企业与政府共同完善充电基础设施的行动正在世界各国如火如荼地开展着。 

但是数量众多的充电站将占据面积不菲的用地，在规划时还要充分考虑建造位置对交通流量的影响，这些无疑使电动汽车的普及推广面临棘手的困境。 

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种充电汽车，其能够以低成本的方式实现移动充电的功能。 

本实用新型的上述目的通过下列技术方案实现： 

一种充电汽车，包括： 

发动机； 

发动机控制单元，用于控制所述发动机的运行； 

变速器，其与所述发动机耦合； 

其特征在于，进一步包括： 

用于向所述汽车外部供电的发电机，其配置为在所述变速器处于预设档位时与所述发动机的输出耦合，在所述预设档位下，所述发动 机与所述充电汽车的传动系中断动力传递；以及 

充电控制单元，其与所述发动机控制单元耦合，用于在所述变速器处于所述预设档位时，借助所述发动机控制单元控制所述发动机的运行； 

电磁离合器，其包含通电时可吸合的第一和第二部分，其中所述第一部分和第二部分分别与所述发动机的转轴和所述发电机的转轴耦合，并且当所述变速器处于预设档位时，所述电磁离合器吸合以将所述发动机的输出耦合至所述发电机，而当所述变速器处于预设档位以外的档位时，所述电磁离合器脱开以使所述发动机与所述发电机脱开。 

按照本实用新型实施例的充电汽车可以作为流动的充电站使用，这填补了电动汽车售后服务在装备和服务形式上的空缺，有助于电动汽车的推广使用。另外，按照本实用新型实施例的充电汽车是在原有车辆的动力总成上加装发电机和充电控制单元而成的，无论是在充电模式还是在行驶模式下，对发动机的控制都借助原车上已有的发动机控制单元实现，因此无需对车辆结构作大的改变，有利于加快设计开发速度和降低制造成本。再者，加装的发电机和充电控制单元都有现成的成熟产品可用，因此进一步降低了设计和制造成本。最后，按照本实用新型的实施例，在发电机内设置有低压变换器和高压变换器，因此在电机控制器的控制下，可以选择性地向外部装置提供大电流的快速充电或小电流的慢速充电，从而适应不同的应用需求。 

从结合附图的以下详细说明中，将会使本实用新型的上述和其它目的及优点更加完全清楚。 

附图说明

图1为按照本实用新型一个实施例的充电汽车的示意图。 

图2为按照本实用新型另一个实施例的充电汽车的示意图。 

图3为按照本实用新型还有一个实施例的充电汽车的示意图。 

图4为按照本实用新型还有一个实施例的充电汽车的示意图。 

图5为按照本实用新型还有一个实施例的充电汽车的示意图。 

图6为按照本实用新型还有一个实施例的充电汽车的示意图。 

图7为按照本实用新型还有一个实施例的充电汽车的示意图。 

图8为按照本实用新型还有一个实施例的充电汽车的示意图。 

图9a和9b为按照本实用新型还有一个实施例的充电汽车的电子控制系统的示意图，其分别示出不同充电模式下的与作为外部用电装置的电动汽车的电气连接方式。 

图10为图9a和9b所示实施例中的充电控制器的工作流程图。 

图11a和11b为按照本实用新型还有一个实施例的充电汽车的电子控制系统的示意图，其分别示出不同充电模式下的与作为外部用电装置的电动汽车的电气连接方式。 

具体实施方式

术语

在本实用新型中，汽车或车辆指的是适于运输人或物的器具或结构，例如包括但不限于载货汽车、越野汽车、自卸汽车、牵引汽车、客车、轿车等，除非特别说明，在本说明书中，术语“汽车”和“车辆”二者可以互换使用。一般地，汽车的总体构造虽有较大的差异，但是基本结构都由发动机、底盘、车身和电气设备组成，其中，底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系组成，传动系包含变速器和驱动桥等。在以内燃机作为发动机的汽车中，通常采用发动机控制单元(ECU)来控制发动机的点火、汽油喷射和废气再循环等过程。本领域内的技术人员在阅读了本说明书之后将会认识到，本实用新型的思想对于具有各种构造的汽车都是适用的。 

此外，为了节省篇幅，本说明书将仅描述汽车结构中与本实用新型较为相关的部分，对于本领域内的技术人员来说，省略描述的部分都是易于理解的，并且这样的省略并不会对本实用新型的实施带来困难。 

在本实用新型中，“耦合”一词既被用来表示两个单元之间直接连接的方式，也被用来表示两个单元经其它单元实现间接连接的方式，并且这种连接可以例如是电学、光学信号的互连或机械连接。 

概述

本实用新型的基本思想是在现有车辆内增设发电机以及相应的充电控制单元，从而使车辆能够在行驶模式和充电模式这两种模式下工作。为此，可使增设的发电机在车辆的变速器位于某个预设档位时与发动机的输出耦合，在该档位下，车辆处于充电模式，发动机的动力不再传输给驱动轮，而是经发电机转换为电能之后输出至车辆外部。在充电模式下，充电过程由充电控制单元控制，但是对发动机的运转的控制与在行驶模式下一样，仍然由发动机控制单元实施。一般而言，在空档(当采用手动变速器时)或停驶档(P档)(当采用自动变速器)时，车辆的发动机与传动系之间的动力传递将中断，因此可以将空档或P档作为上述预设档位。 

值得指出的是，在本说明书中，“在现有车辆内”的表述应该广义地理解，包括但不限于将增设的发电机以及充电控制单元安装在车辆的外表面和内部空间的某一位置等各种布置方案。 

下面将根据表示本实用新型实施方式的附图具体说明本实用新型。 

手动变速器-利用取力器传递动力的布置

图1为按照本实用新型一个实施例的充电汽车的示意图。如上所述，为节省篇幅，图中仅示出与本实用新型特别相关的某些部分。在图1所示的实施例中，发动机110经离合器120和滑动花键套130与变速器140耦合，发电机150的转轴上设置有取力器160(其例如可以采用齿轮的形式)。 

操作人员可以踩下离合器，将变速器140切换到空档，此时充电汽车进入充电模式。在该模式下，在下面将要详细描述的充电控制单元的指令下，执行机构(未画出)使滑动花键套130进入与取力器160耦合的位置，因此发动机110的转动被传递到发电机150，从而带动发电机150转动以向外部输送电力。 

当充电汽车处于行驶模式时，变速器140处于空档以外的其它档位，执行机构根据充电控制单元的指令，使得取力器160处于与滑动花键套130脱开的位置，发电机150不再工作，变速器140相应档位 的齿轮与传动轴接合，从而将发动机110的动力传递至驱动轮。 

图2为按照本实用新型另一个实施例的充电汽车的示意图。同样，为节省篇幅，图中仅示出与本实用新型特别相关的某些部分。与图1所示的发电机150相对于发动机110和变速器140垂直设置(也即发电机150的转轴垂直于发动机110和变速器140的转轴)的布局不同，在本实施例中，发电机150相对于发动机110和变速器140平行设置(也即发电机150的转轴平行于发动机110和变速器140的转轴)。 

同样，在变速器140处于空档时，执行机构根据充电控制单元的指令，使滑动花键套130位于与取力器160耦合的位置，因此发动机110的转动被传递到发电机150，从而带动发电机150转动以向外部输送电力。而当充电汽车处于行驶模式时，变速器140处于空档以外的其它档位，在执行机构的控制下，取力器160与滑动花键套130脱开，发电机150不再工作，变速器140相应档位的齿轮与传动轴接合，从而将发动机110的动力传递至驱动轮。 

手动变速器-串行布置

图3为按照本实用新型另一个实施例的充电汽车的示意图。同样，为节省篇幅，图中仅示出与本实用新型特别相关的某些部分。与图1和2所示的不同，在本实施例中，发动机110、离合器120、发电机150、滑动花键套130和变速器140以串行的方式设置，并且发电机150以下面将要描述的方式与发动机110联动。 

具体而言，在充电模式下，变速器140处于空档，与此同时，执行机构根据充电控制单元的指令，使发电机150的转轴插入滑动花键套130，从而与发动机110的转轴联动，由此产生电力并向外部用电装置输出。与上述实施例相比，本实施例的布置省去了取力器并且使得结构更为紧凑。 

在行驶模式下，变速器140处于空档以外的其它档位，在执行机构的控制下，发电机150的转轴退出滑动花键套130，发动机110的输出动力仍然经离合器120、发电机150、变速器140被传送至驱动轮，从而驱动车辆行进。 

在图1-3所示的实施例中，变速器140的档位是通过手动切换的，但是需要指出的是，本实用新型的原理同样也可适用于传动系采用自动变速器的情形。 

自动变速器-利用取力器传递动力的步骤

图4为按照本实用新型另一个实施例的充电汽车的示意图。如上所述，为节省篇幅，图中仅示出与本实用新型特别相关的某些部分。在图4所示的实施例中，发动机110经滑动花键套130、液力变矩器120’与变速器140耦合，发电机150的转轴上设置有取力器160。 

当将变速器140切换到P档时，此时充电汽车进入充电模式。在该模式下，执行机构根据充电控制单元的指令，使滑动花键套130进入与取力器160耦合的位置，因此发动机110的转动被传递到发电机150，从而带动发电机150转动以向外部输送电力。 

当充电汽车处于行驶模式时，变速器140处于P档以外的其它档位，执行机构根据充电控制单元的指令，使取力器160处于与滑动花键套130脱开的位置，发电机150不再工作，变速器140相应档位的齿轮与传动轴接合，从而将发动机110的动力传递至驱动轮。 

图5为按照本实用新型另一个实施例的充电汽车的示意图。同样，为节省篇幅，图中仅示出与本实用新型特别相关的某些部分。与图4所示的发电机150相对于发动机110和变速器140垂直设置的布局不同，在本实施例中，发电机150相对于发动机110和变速器140平行设置。 

同样，在变速器140处于P档时，执行机构根据充电控制单元的指令，使滑动花键套130位于与取力器160耦合的位置，因此发动机110的转动被传递到发电机150，从而带动发电机150转动以向外部输送电力。而当充电汽车处于行驶模式时，变速器140处于P档以外的其它档位，在执行机构的控制下，取力器160与滑动花键套130脱开，发电机150不再工作，变速器140相应档位的齿轮与传动轴接合，从而将发动机110的动力传递至驱动轮。 

自动变速器-串行布置

图6为按照本实用新型另一个实施例的充电汽车的示意图。同 样，为节省篇幅，图中仅示出与本实用新型特别相关的某些部分。与图4和5所示的不同，在本实施例中，发动机110、液力变矩器120’、发电机150、滑动花键套130和变速器140以串行的方式设置，并且发电机150以下面将要描述的方式与发动机110联动。 

具体而言，在充电模式下，变速器140处于P档，与此同时，执行机构根据充电控制单元的指令，使发电机150的转轴插入滑动花键套130，从而与发动机110的转轴联动，由此产生电力并向外部用电装置输出。与上述实施例相比，本实施例的布置省去了取力器并且使得结构更为紧凑。 

在行驶模式下，变速器140处于P档以外的其它档位，执行机构根据充电控制单元的指令，使发电机150的转轴退出滑动花键套130，发动机110的输出动力仍然经液力变矩器120’、发电机150、变速器140被传送至驱动轮，从而驱动车辆行进。 

手动变速器-利用电磁离合器传递动力的布置

图7为按照本实用新型另一个实施例的充电汽车的示意图。如上所述，为节省篇幅，图中仅示出与本实用新型特别相关的某些部分。与上述实施例不同的是，在图7所示的实施例中，电磁离合器160包含在通电状态相互吸合在一起的两个部分，其中一个部分与发动机110的转轴固定在一起以随发动机转动，而另一部分通过皮带轮170与发电机150相连。 

当操作人员踩下离合器时，变速器140切换到空档，此时充电汽车进入充电模式。在该模式下，充电控制单元使电磁离合器160通电而使两个部分吸合，因此发动机110的转动带动皮带轮170转动，进而使发电机150转动，从而产生电力。 

当充电汽车处于行驶模式时，变速器140处于空档以外的其它档位，充电控制单元使电磁离合器160断电，它的两个部分脱开，因此发电机150不再工作，变速器140相应档位的齿轮与传动轴接合，从而将发动机110的动力传递至驱动轮。 

图8为按照本实用新型另一个实施例的充电汽车的示意图。同样，为节省篇幅，图中仅示出与本实用新型特别相关的某些部分。在本实施例中，电磁离合器160也包含在通电状态相互吸合在一起的两 个部分，但是其中一个部分与固定在发动机110转轴上的飞轮齿轮180啮合以随发动机转动，另一部分与发电机150的转轴固定在一起。 

当操作人员踩下离合器时，变速器140切换到空档，此时充电汽车进入充电模式。在该模式下，充电控制单元使电磁离合器160通电而使两个部分吸合，因此发动机110的转动带动飞轮齿轮180转动，进而使发电机150转动，从而产生电力。 

当充电汽车处于行驶模式时，变速器140处于空档以外的其它档位，充电控制单元使电磁离合器160断电，它的两个部分脱开，飞轮齿轮180虽然仍在转动，但是动力不会传递给发电机150，此时变速器140相应档位的齿轮与传动轴接合，从而将发动机110的动力传递至驱动轮。 

值得指出的是，上述实施例适合于汽车各种传动系的布局形式，这些布局形式包括但不限于前置发动机后轮驱动、前置发动机前驱动、发动机后置、后桥驱动及四轮驱动等方案。 

电子控制系统

按照本实用新型，为了实现对充电过程的控制，将在现有车辆的电子控制系统中增设充电控制单元。以下描述该充电控制单元的结构及其工作流程。同样，为了节省篇幅，下面关于电子控制系统的文字描述和附图省略了与充电过程不是特别相关的部分(例如底盘综合控制和安全系统、通信与信息/娱乐系统和智能车身电子系统等)。 

图9a和9b为按照本实用新型还有一个实施例的充电汽车的电子控制系统的示意图，其分别示出与作为外部用电装置的电动汽车不同的电气连接方式。如图9a和9b所示，电子控制系统包含选择开关310、发动机控制单元320、充电控制单元330和变速器控制器340，其中，选择开关310供用户用来触发充电过程以使车辆进入充电模式，发动机控制单元320根据来自油门踏板的信号或者来自充电控制单元330的油门仿真信号对发动机110的运行进行控制，在行驶模式下，变速器控制器340根据发动机控制单元320的指令对变速器进行控制并将档位信息反馈给发动机控制单元320。在充电模式下，充电控制单元330负责发出油门仿真信号以对发动机110的运行进行控 制，协调电机控制器190及BMS 510的充电过程控制。 

在本实施例中，为发电机150配备有电机控制器190，其用于根据充电控制单元330的指令及BMS 510的指令控制发电机150的发电输出功率、电压或电流，和将发电机150输出的高压直流电或高压3相交流电转换成低压辅助直流电(例如可输出12V和24V的直流电)。在高压直流电(例如如图9a所示用于对电动汽车的高压电池组520以直流方式快速充电)输出模式下，为电机控制器190配置三相高压交流/高压直流逆变器和直流/直流转换器。三相高压交流/高压直流逆变器具有恒功率输出、恒压输出及恒流输出模式以满足高压电池组520的快速充电要求，直流/直流转换器将高压直流转换为12V/24V的直流输出在标准直流充电连接接口上输出。可选地，电机控制器配备有至少两种标准插头，充电控制单元根据标准插头的连接状态确定充电模式是快速充电模式还是慢速充电模式，并依此指令电机控制器接通所述高压转换器或所述直流-交流转换器。 

在高压输出交流电(例如如图9b所示用于向电动汽车的车载充电器530供电以对高压电池组520以交流方式慢速充电)模式下，电机控制器190配置包括三相高压交流/单相高压交流转换器(例如输出电压为220V或110V)和将单相高压交流转换为12V/24V的直流输出在标准交流充电连接接口上输出的交流/直流转换器。 

参见图9a和9b，充电控制单元330包括充电控制器331和与其相连的交互装置332(例如可以采用液晶显示的触控屏或带显示器的键盘以接收用户设置参数的输入和向用户显示充电状态信息)，可选地，充电控制单元330还可以包含与充电控制器331相连的微型打印机333以打印记载充电电量、日期和计费信息等的票据。 

充电控制器331在充电控制单元330中起着核心的作用，其与发动机控制单元320、变速器控制器340、电机控制器190和车辆外部的用电装置(在本实施例中为电动汽车50)的电池管理系统510耦合，协调发动机控制单元320和电机控制器190的运行。 

在本实施例中，在充电模式下，充电控制器331指示执行机构(未画出)使得发电机150与发动机110的输出耦合，有关耦合的实现方式参见上面借助图1-8所述实施例。此外，充电控制器331根据交互装置332输入的设置参数(例如充电时间和充电电流等)以及来自电 池管理系统510的电池状态信息，计算确定发电机150的发电功率、电压或电流以及发动机110的输出功率或转速。随后，充电控制器331向发动机控制单元320提供与计算确定的发动机转速相对应的油门仿真信号以控制发动机110的运转，并且向电机控制器190提供控制命令，以使发电机150以设定的功率、电压或电流向被充电车辆输出电力。 

为了防止在发电运行工况中，因为变速器误操作挂挡而导致充电汽车意外行驶，在本实施例中采用了互锁控制机制。根据该机制，充电控制器331从变速器控制器340接收关于换档杆位置的信号，并且在确认换档杆处于P档时，充电控制器331向变速器控制器340发送换档杆闭锁指令以强制锁止换档杆，此时才允许充电汽车进入充电模式。 

发动机控制单元320和用于控制自动变速器的变速器控制器340可以采用原有车辆上配置的电子控制器，对于本领域内的技术人员来说，这些控制器的结构和工作原理都是熟知的，因此这里不再赘述。 

在行驶模式下，充电控制单元330处于非激活状态，此时对于发动机和变速器等的控制可以采用原有车辆的控制方式。 

在本实施例中，采用下列方式使发动机控制单元320能够选择性地根据来自油门踏板的传感器的信号或来自充电控制器331的油门仿真信号来控制发动机110的运行：将发动机控制单元320中运行的控制程序修改为，当发动机控制单元320从充电控制器331接收到充电模式指令时，即忽略来自油门踏板的传感器的感测信号并将来自充电控制器331的油门仿真信号作为控制过程所依据的信号。可选地，下列方式也是可行的：在油门踏板的传感器与发动机控制单元320之间加装微控制器(未画出)，并将其设置为，当从充电控制器331接收到充电模式指令时，则切断油门踏板的传感器信号电路并将自充电控制器331接收的油门仿真信号转发给发动机控制单元320。优选地，上述两种方式可以结合使用以提高电子控制系统的可靠性，即，一方面由充电控制单元331向发动机控制单元320发送油门仿真信号，另一方面由充电控制单元331指示微控制器切断油门踏板的传感器信号电路。 

图10为按照本实用新型实施例的充电控制器331的工作流程图。 以下借助该图描述上述电子控制系统的工作原理。 

在本实施例的电子控制系统中，将断开状态设定为默认状态，在该状态下，充电汽车处于行驶模式，此时充电控制单元330、发电机150和电机控制器190均处于非激活状态，发动机110与发电机150之间的机械传动处于断开状态，发动机控制单元320根据从油门踏板的传感器接收的感测信号控制发动机的运行。 

当用户手动将选择开关310切换到闭合状态时，如图10所示，首先在步骤1001中，充电控制器331被激活并开始工作。 

接着进入步骤1002，充电控制器330等待接收来自变速器控制器340的关于换档杆位置的信号，如果接收到该信号，则进入步骤1003，否则继续等待。 

在步骤1003中，充电控制器330确定换档杆是否处于P档，如果结果为真，则进入步骤1004，否则进入步骤1005，经交互装置332向用户提示变速器档位设置不当的提示。 

在步骤1004，充电控制器330向变速器控制器340输出换档杆闭锁指令以允许充电汽车进入充电模式。 

随后进入步骤1006，充电控制器331向发动机控制单元320发送充电模式指令，指示发动机控制单元320忽视来自油门踏板的传感器的感测信号，改为从充电控制器331接收油门仿真信号。或者，充电控制器331向油门踏板内加装的微控制器发送充电模式指令，指示其切断油门踏板的传感器信号电路并将来自充电控制器331的油门仿真信号转发给发动机控制单元320。或者，充电控制器331一方面向油门踏板内加装的微控制器发送充电模式指令，指示其切断油门踏板的传感器信号电路，另一方面将油门仿真信号发送给发动机控制单元320。 

接着进入步骤1007，充电控制器331指示执行机构使发电机150与发动机110的输出耦合。 

接着进入步骤1008，充电控制器331经CAN总线从被充电的电动汽车50的电池管理系统520接收高压电池组520的状态信息(例如温度和SOC状态等)。 

随后进入步骤1009，充电控制器331根据根据交互装置332输入的设置参数以及来自电池管理系统510的电池状态信息，计算确定发 电机150的发电功率以及发动机110的输出功率或转速。 

随后在步骤1010中，充电控制器331向发动机控制单元320提供与计算确定的发动机转速相对应的油门仿真信号，并且向电机控制器190提供使发电机150以设定的功率向被充电车辆输出电力的控制命令。 

图11a和11b为按照本实用新型还有一个实施例的充电汽车的电子控制系统的示意图，其分别示出与作为外部用电装置的电动汽车不同的电气连接方式。本实施例的电子控制系统包含选择开关310、发动机控制单元320和充电控制单元330，这些组成单元的结构和工作原理与图9所示的实施例类似，因此这里不再赘述。但是在本实施例中，针对充电汽车配置手动变速器的情形，采用换档杆控制器340’代替变速器控制器340来实现对换档杆的强制锁止。具体而言，为了防止在发电运行工况中因为变速器误操作挂挡而导致充电汽车意外行驶，充电控制器331从换档杆控制器340’接收关于换档杆位置的信号，并且在确认换档杆处于空档时，充电控制器331向换档杆控制器340’发送换档杆闭锁指令以强制锁止换档杆，此时才允许充电汽车进入充电模式。 

本实施例的电子控制系统的工作原理与图9所示的实施例相似，对于本领域内的技术人员来说，在阅读了上面的描述之后应该很容易理解，因此这里不再赘述。 

值得指出的是，在上述实施例中，发电机可以采用下列电机中的一种：永磁同步电机、电激磁同步电机、直流无刷电机、感应电机、磁阻电机和直流电机。 

由于可以在不背离本实用新型基本特征的精神下，以各种形式实施本实用新型，因此本实施方式是说明性的而不是限制性的，由于本实用新型的范围由所附权利要求定义，而不是由说明书定义，因此落入权利要求的边界和界限内的所有变化，或这种权利要求边界和界限的等同物因而被权利要求包涵。 

Claims (7)

1.一种充电汽车，包括：

发动机；

发动机控制单元，用于控制所述发动机的运行；

变速器，其与所述发动机耦合；

其特征在于，进一步包括：

用于向所述汽车外部供电的发电机，其配置为在所述变速器处于预设档位时与所述发动机的输出耦合，在所述预设档位下，所述发动机与所述充电汽车的传动系中断动力传递；以及

充电控制单元，其与所述发动机控制单元耦合，用于在所述变速器处于所述预设档位时，借助所述发动机控制单元控制所述发动机的运行；

电磁离合器，其包含通电时可吸合的第一和第二部分，其中所述第一部分和第二部分分别与所述发动机的转轴和所述发电机的转轴耦合，并且当所述变速器处于预设档位时，所述电磁离合器吸合以将所述发动机的输出耦合至所述发电机，而当所述变速器处于预设档位以外的档位时，所述电磁离合器脱开以使所述发动机与所述发电机脱开。

2.如权利要求1所述的充电汽车，其中，所述发动机的转轴与所述电磁离合器的第一部分通过皮带轮或齿轮方式耦合。

3.如权利要求1所述的充电汽车，其中，还包括与所述充电控制单元和所述发电机耦合的电机控制器，用于根据所述充电控制单元的指令，控制所述发电机的输出功率、电压或电流，以及用于对所述发电机的输出作电压变换和交流-直流变换。

4.如权利要求3所述的充电汽车，其中，所述电机控制器包含：

与所述发电机耦合的高压交流/直流逆变器，用于根据所述充电控制器的指令将所述发电机的的三相交流电输出转换为高压直流电以实现快速充电；以及

与所述高压交流/直流逆变器耦合的直流/直流转换器，用于根据所述充电控制器的指令将所述高压交流/直流逆变器的高压直流电转换为低压直流电。

5.如权利要求3所述的充电汽车，其中，所述电机控制器包含：

与所述发电机耦合的高压交流/交流转换器，用于根据所述充电控制器的指令将所述发电机的的三相交流电输出转换为单相交流电以实现慢速充电；以及

与所述高压交流/交流转换器耦合的交流/直流转换器，用于根据所述充电控制器的指令将所述高压交流/交流转换器的高压交流电转换为低压直流电。

6.如权利要求5所述的充电汽车，其中，所述电机控制器配备有至少两种标准插头，所述充电控制单元根据所述标准插头的连接状态确定充电模式是快速充电模式还是慢速充电模式，并依此指令所述电机控制器接通所述高压转换器或所述直流-交流转换器。

7.如权利要求1所述的充电汽车，其中，所述发电机采用下列电机中的一种：永磁同步电机、电激磁同步电机、直流无刷电机、感应电机、磁阻电机和直流电机。

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