專利名稱：復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交通運(yùn)輸工具，尤其涉及一種具有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)多動(dòng)力系統(tǒng)的復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，內(nèi)燃機(jī)的燃料可以為燃油、燃?xì)饣蚱渌线m的燃料。
隨著燃油汽車保有量逐年增長，其尾氣排放對環(huán)境的破壞愈來愈嚴(yán)重，尤其是人口和車輛密集的城市，燃油機(jī)動(dòng)車的尾氣排放是造成空氣污染的主要原因。為了解決內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力汽車的污染問題，人們研制出了電動(dòng)汽車，但由于受到電池技術(shù)水平等因素影響，一次充電后行駛的里程太短，實(shí)用性遠(yuǎn)未達(dá)到理想的程度，因而不能普及。為了既降低污染，尤其是降低人口密集的城市地區(qū)的污染，又保證一次充電后能行駛足夠的里程，人們提出了復(fù)合電動(dòng)汽車的構(gòu)想，即在配備一套內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的同時(shí)，還配備一套電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)，在人口密集地區(qū)僅以電動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，以降低污染，甚至實(shí)現(xiàn)完全無污染；在人口稀少的路段行駛時(shí)，用內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，以保證汽車一次充電后行駛足夠的里程，并且利用內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的余能對電動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)的蓄電池充電，達(dá)到既降低污染，又節(jié)約能源的目的。但是關(guān)于上述構(gòu)想至今未有人提出一套具有足夠?qū)嵱眯?，能夠被市場廣泛接受的具體方案?，F(xiàn)有方案中，尤為不足的是由于其動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置的安裝位置設(shè)計(jì)不合理，使電機(jī)在汽車底盤上無法獲得理想布置；同時(shí)，動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理，除了導(dǎo)致電機(jī)不好布置外，其本身結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，難以保證可靠的工作性能。ZL99211216.8號(hào)中國實(shí)用新型專利提出了一種清潔省油多能源復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)車，就是關(guān)于上述構(gòu)想的一個(gè)典型的嘗試。
本實(shí)用新型的目的是提供一種復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，該汽車具有內(nèi)燃機(jī)和電池兩套動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可有效降低內(nèi)燃機(jī)動(dòng)車排放的污染，又能保證一次充電后行駛足夠里程。本實(shí)用新型動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置的位置及結(jié)構(gòu)合理，使內(nèi)燃機(jī)、電池多能源驅(qū)動(dòng)能真正得以實(shí)現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品化和市場化提供了真正可行的方案。
本實(shí)用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，包括內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)、電池動(dòng)力系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)換器和主減速器；所述的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)包括順序聯(lián)接的發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器；其特征在于，所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)換器的第一輸入端接變速器的輸出，動(dòng)力轉(zhuǎn)換器的第二輸入端接電池動(dòng)力系統(tǒng)的輸出，動(dòng)力轉(zhuǎn)換器的輸出端接主減速器的輸入端。
如上所述的本實(shí)用新型復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，摒棄了動(dòng)力轉(zhuǎn)換器緊隨發(fā)動(dòng)機(jī)的離合器之后的現(xiàn)有技術(shù)方案，將動(dòng)力轉(zhuǎn)換器設(shè)于內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的變速器與主減速器之間，使電池動(dòng)力系統(tǒng)能在底盤上合理布置，從而使內(nèi)燃機(jī)與電池多動(dòng)力系統(tǒng)的方案能夠真正得以實(shí)現(xiàn)，解決了本研究領(lǐng)域長期困繞人們的一大難題。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1a、
圖1b和
圖1c分別為ZL99211216.8號(hào)中國實(shí)用新型專利中電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的幾種可能布置形式示意圖；圖2為ZL99211216.8號(hào)中國實(shí)用新型專利中動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖3為本實(shí)用新型復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車一個(gè)典型實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車中電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的第二種布置方式示意圖；圖5為本實(shí)用新型復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車所用動(dòng)力轉(zhuǎn)換器的一個(gè)典型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
ZL99211216.8號(hào)中國實(shí)用新型專利在其實(shí)施例部分給出了動(dòng)力轉(zhuǎn)換箱緊隨發(fā)動(dòng)機(jī)的離合器之后的布置方案，本實(shí)用新型專利申請的設(shè)計(jì)人經(jīng)過試驗(yàn)研究后發(fā)現(xiàn)，根據(jù)其方案，其電動(dòng)/發(fā)電機(jī)的布置有如
圖1a、
圖1b和
圖1c三種可供選擇的方案。如
圖1a所示的第一種方案，電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7與底盤大梁20相互垂直，由于其動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1與底盤大梁20之間的距離無法安放電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7，使電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7必須安放在底盤大梁20之上，這必然造成車身上移，車體重心過高，在實(shí)際中是行不通的。
圖1b所示為第二種方案，電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7與底盤大梁20相互平行，并將電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7安放在發(fā)動(dòng)機(jī)3一側(cè)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)3占據(jù)了兩大梁20之間大部分空間，使電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7無法安放在大梁20內(nèi)側(cè)，而同樣只能安放在大梁20之上，這同樣是行不通的。
圖1c為第三種方案，電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7與底盤大梁20相互平行，并將電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7安放在變速箱5一側(cè)，由于變速箱5占據(jù)了兩大梁20之間部分空間，使電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7無法緊靠變速箱5安放在大梁20內(nèi)側(cè)，而要通過加長其輸出軸21，使其與變速箱5的位置錯(cuò)開安放在傳動(dòng)主軸22與大梁20之間，這種方案，由于電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7的輸出軸21過長，增加了偏心，引起磨擦增大，在實(shí)際中往往存在傳動(dòng)不平穩(wěn)、不可靠的問題，因而同樣是不可取的。
圖2為ZL99211216.8號(hào)中國實(shí)用新型專利中動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。其內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力輸入軸10與電池動(dòng)力輸入軸11相互垂直，使電動(dòng)/發(fā)電機(jī)只能垂直于底盤大梁布置，實(shí)際中無法實(shí)現(xiàn)。此外，該動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置采用了傘型齒輪24傳動(dòng)方案，工作可靠性難于保證。
圖3給出了本實(shí)用新型復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車一個(gè)典型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車實(shí)施例包括內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)A、電池動(dòng)力系統(tǒng)B、動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1和主減速器2；所述的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)A包括順序聯(lián)接的發(fā)動(dòng)機(jī)3、離合器4和變速器5；其動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的第一輸入端接變速器5的輸出，動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的第二輸入端接電池動(dòng)力系統(tǒng)B的輸出，動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的輸出端接主減速器2的輸入端。其電池動(dòng)力系統(tǒng)B包括電池組6、在電能作用下具有電動(dòng)機(jī)功能、而在機(jī)械能作用下具有發(fā)電機(jī)功能的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7以及聯(lián)接于電池組6與電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7之間并對其工作狀況進(jìn)行控制的控制器；所述的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7的輸出端接動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的第二輸入端。控制器在電池組6向電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7供電驅(qū)動(dòng)汽車時(shí)，根據(jù)需要控制功率大小及汽車運(yùn)行工況；在內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)將富余能量轉(zhuǎn)換為電池組6的電能時(shí)，將電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)狀態(tài)，對電池組6充電?，F(xiàn)有技術(shù)中已有多種控制器，在實(shí)際運(yùn)用中，可根據(jù)需要，以現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)技術(shù)制成適合的芯片來實(shí)現(xiàn)其功能。
上述本實(shí)用新型實(shí)施例中，將動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1設(shè)于內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的變速器5與主減速器2之間，使電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7可以避開發(fā)動(dòng)機(jī)3和變速器5安放于汽車傳動(dòng)主軸22與底盤大梁20之間，既可以如圖3所示，布置在靠發(fā)動(dòng)機(jī)3一側(cè)，也可以如圖4所示，布置在遠(yuǎn)離發(fā)動(dòng)機(jī)3的一側(cè)。這樣，車身可以同普通汽車一樣具有同樣高的重心，從而使內(nèi)燃機(jī)與電池多動(dòng)力系統(tǒng)的方案能夠真正得以實(shí)現(xiàn)。
如圖5所示，本實(shí)用新型復(fù)合動(dòng)力汽車的動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1包括內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力輸入軸10和電池動(dòng)力輸入軸11；輸入軸10的一端接變速器5的輸出；輸入軸10的另一端為動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的輸出端23，接主減速器2的輸入端；輸入軸10與電池動(dòng)力輸入軸11互相平行并通過傳動(dòng)齒輪組C相互聯(lián)接。本實(shí)施例中，傳動(dòng)齒輪組C包括齒輪12、齒輪13、齒輪14、齒輪15和齒輪16，齒輪12裝在輸入軸10上，齒輪13裝在軸17上，齒輪14和齒輪15裝在軸18上，齒輪16裝在輸入軸11上；軸17和軸18均與輸入軸10和輸入軸11平行；齒輪12與齒輪13嚙合，齒輪13與齒輪14嚙合，齒輪15與齒輪16嚙合。齒輪12的直徑大于齒輪13的直徑，齒輪13的直徑大于齒輪14的直徑，齒輪15的直徑大于齒輪14及齒輪16的直徑。齒輪12、13、14、15、16在以電池為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車時(shí)，起傳動(dòng)和減速作用，將電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7輸出的動(dòng)力傳遞給動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的輸出端23并進(jìn)一步輸入主減速器2，驅(qū)動(dòng)車輪前進(jìn)。當(dāng)以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)3的動(dòng)力通過離合器4的接合傳至變速器5，再接入動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的輸入軸10，從動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的輸出端23傳給主減速器2，再驅(qū)動(dòng)車輪。這兩套動(dòng)力系統(tǒng)既可單獨(dú)使用，也可同時(shí)使用。其功能的實(shí)現(xiàn)是由動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的操作來實(shí)現(xiàn)的。
上述動(dòng)力轉(zhuǎn)換器實(shí)施例中，各轉(zhuǎn)軸間互相平行，并且全部采用圓柱齒輪，傳遞動(dòng)力穩(wěn)定可靠；同時(shí)，其內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力輸入軸10與電池動(dòng)力輸入軸11互相平行，便于將電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7與傳動(dòng)主軸22平行布置，從而將其布置于主軸22與底盤大梁20之間，保證車體的正常高度。
當(dāng)以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)3輸出的動(dòng)力一部分通過動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的輸出端23傳給主減速速器2，驅(qū)動(dòng)車輪前進(jìn)，另一部分通過傳動(dòng)齒輪組C傳至電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7的輸入軸11，使輸入軸11反轉(zhuǎn)，使電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7成為一個(gè)發(fā)電機(jī)，并通過控制器向電池組6充電。
也可以在動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的第二輸入端與電池動(dòng)力系統(tǒng)B的輸出端之間設(shè)一個(gè)離合器，即在電動(dòng)/發(fā)電機(jī)7的輸出端與輸入軸11之間設(shè)一個(gè)離合器，當(dāng)該離合器分離時(shí)，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力全部用來驅(qū)動(dòng)汽車；當(dāng)該離合器接合時(shí)，根據(jù)需要可以有兩種工況，一種是內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)與電池動(dòng)力系統(tǒng)共同驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)，主要適用于高速前進(jìn)或爬坡等情況，另一種即為如前段所述的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)的同時(shí)，利用富余能量向電池組充電。
在動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的第一輸入端與內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)A的輸出端之間，即在變速器5的輸出端與動(dòng)力轉(zhuǎn)換器1的輸入軸10之間最好也設(shè)一個(gè)離合器，當(dāng)使用內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力時(shí)，該離合器接合；當(dāng)使用電池動(dòng)力時(shí)，該離合器分離，這樣可以避免電池動(dòng)力輸入變速器5形成磨擦，浪費(fèi)電能。
本實(shí)用新型復(fù)合動(dòng)力電動(dòng)汽車具有如下優(yōu)點(diǎn)在市區(qū)排放控制區(qū)行駛時(shí)，關(guān)閉內(nèi)燃機(jī)，采用電驅(qū)動(dòng)。而在城市郊區(qū)或高速公路上行駛時(shí)，汽車絕大部分時(shí)間處于勻速行駛工況，而此時(shí)已離開排放嚴(yán)格控制區(qū)，讓內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車，使之具有更好的經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)內(nèi)燃機(jī)將其富余功率通過電動(dòng)/發(fā)電機(jī)為車載蓄電池組充電以補(bǔ)充能量，提高電驅(qū)動(dòng)續(xù)駛里程。如果遇到爬坡，內(nèi)燃機(jī)功率不夠時(shí)，則可借助于電池動(dòng)力，采用多動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，包括內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)(A)、電池動(dòng)力系統(tǒng)(B)、動(dòng)力轉(zhuǎn)換器(1)和主減速器(2)；所述的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)(A)包括順序聯(lián)接的發(fā)動(dòng)機(jī)(3)、離合器(4)和變速器(5)；其特征在于，所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)換器(1)的第一輸入端接變速器(5)的輸出，動(dòng)力轉(zhuǎn)換器(1)的第二輸入端接電池動(dòng)力系統(tǒng)(B)的輸出，動(dòng)力轉(zhuǎn)換器(1)的輸出端接主減速器(2)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，其特征在于，所述的電池動(dòng)力系統(tǒng)(B)包括電池組(6)、在電能作用下具有電動(dòng)機(jī)功能、而在機(jī)械能作用下具有發(fā)電機(jī)功能的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)(7)以及聯(lián)接于電池組(6)與電動(dòng)/發(fā)電機(jī)(7)之間并對其工作狀況進(jìn)行控制的控制器；所述的電動(dòng)/發(fā)電機(jī)(7)的輸出端接動(dòng)力轉(zhuǎn)換器(1)的第二輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，其特征在于，所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)換器(1)包括內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力輸入軸(10)和電池動(dòng)力輸入軸(11)；所述內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力輸入軸(10)的一端接變速器(5)的輸出；所述內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力輸入軸(10)的另一端為所述動(dòng)力轉(zhuǎn)換器(1)的輸出端(23)，接主減速器(2)的輸入端；內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力輸入軸(10)與電池動(dòng)力輸入軸(11)互相平行并通過傳動(dòng)齒輪組(C)相互聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，其特征在于，所述傳動(dòng)齒輪組(C)包括齒輪(12)、齒輪(13)、齒輪(14)、齒輪(15)和齒輪(16)，所述齒輪(12)裝在輸入軸(10)上，齒輪(13)裝在軸(17)上，齒輪(14)和齒輪(15)裝在軸(18)上，齒輪(16)裝在輸入軸(11)上；所述軸(17)和軸(18)均與輸入軸(10)和輸入軸(11)平行；齒輪(12)與齒輪(13)嚙合，齒輪(13)與齒輪(14)嚙合，齒輪(15)與齒輪(16)嚙合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，其特征在于，所述齒輪(12)的直徑大于齒輪(13)的直徑，齒輪(13)的直徑大于齒輪(14)的直徑，齒輪(15)的直徑大于齒輪(14)及齒輪(16)的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，其特征在于，在所述動(dòng)力轉(zhuǎn)換器(1)的第二輸入端與電池動(dòng)力系統(tǒng)(B)的輸出端之間設(shè)有一個(gè)離合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，其特征在于，在在所述動(dòng)力轉(zhuǎn)換器(1)的第一輸入端與內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)(A)的輸出端之間，即在變速器(5)的輸出端與動(dòng)力轉(zhuǎn)換器(1)的輸入軸(10)之間設(shè)有一個(gè)離合器。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車，其特征在于，所述的齒輪(12)、齒輪(13)、齒輪(14)、齒輪(15)和齒輪(16)均為圓柱齒輪。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種復(fù)合電動(dòng)環(huán)保汽車,包括內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)、電池動(dòng)力系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)換器和主減速器；所述的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)包括順序聯(lián)接的發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器；其特征在于,所述的動(dòng)力轉(zhuǎn)換器的第一輸入端接變速器的輸出,動(dòng)力轉(zhuǎn)換器的第二輸入端接電池動(dòng)力系統(tǒng)的輸出,動(dòng)力轉(zhuǎn)換器的輸出端接主減速器的輸入端。本實(shí)用新型使電池動(dòng)力系統(tǒng)能在底盤上合理布置,從而使內(nèi)燃機(jī)與電池多動(dòng)力系統(tǒng)的方案能夠真正得以實(shí)現(xiàn),解決了本研究領(lǐng)域長期困擾人們的一大難題。
文檔編號(hào)B60R99/00GK2452801SQ0023994
公開日2001年10月10日 申請日期2000年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月3日
發(fā)明者李楚權(quán) 申請人:深圳明華環(huán)保汽車有限公司