專利名稱：低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動道路運(yùn)輸工具。
背景技術(shù)：
石油、煤炭是一次性不可再生的礦物能源，形成它要經(jīng)過幾千年、
上億年的時間。近兩個世紀(jì)，人類;kJ^JI開發(fā)利用石油，發(fā)展內(nèi)燃機(jī) 汽車，使人類a了工業(yè)化、現(xiàn)代化社會，同時也產(chǎn)生了全球關(guān)注的 能源枯竭和環(huán)境污染，為此人類社會已經(jīng)付出了巨大的代價，影響了 社會的發(fā)展。因此開發(fā)潔凈的可再生能源的環(huán)保生態(tài)電動汽車已成為 人類社會的共識。目前由于開發(fā)電動汽車還存在技術(shù)難度高、制造成 本高、續(xù)駛里程短、沒有符合電動汽車技術(shù)性能的電動機(jī)(發(fā)動機(jī)) 和電池(能量源)，所以開發(fā)以電能支持的新型低溫深冷超導(dǎo)體電子 電動汽車已成為人類社會的緊迫課題。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車。 該低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車(超導(dǎo)電動車)是以電能為超導(dǎo)電動 車金屬-空氣燃料動力電池補(bǔ)充能量(;Mfe更換電池負(fù)極-補(bǔ)充燃料) 為能量源(能源)，以超導(dǎo)體電子發(fā)動機(jī)(超導(dǎo)電機(jī))為動力源，通 過車身輔助控制裝置，由人工控制高效率將電能轉(zhuǎn)化為車身的動能， 是實(shí)現(xiàn)清潔、環(huán)保、安全、節(jié)能與現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合、智能化的機(jī) 械汽車、電力電子、自控化工與藝術(shù)相結(jié)合的新型交通工具。
結(jié)合附圖1，本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 由超導(dǎo)體電子發(fā)動機(jī)l、金屬-空氣燃料動力電池2、車身輔助控制裝 置3分別通過底盤、車身、機(jī)械、電路連成一體構(gòu)成一種低溫深冷超 導(dǎo)體電子電動汽車。
結(jié)合附圖2，由液氮低溫貯槽4、定子超導(dǎo)體線團(tuán)5、轉(zhuǎn)子6、換 向器或滑環(huán)7、位置傳感器8通過軸、軸承、外殼分別連成一體組成
超導(dǎo)體電機(jī)，與主動齒輪9、從動齒輪10、變位齒輪11通過軸、軸 承、外殼分別連成一體組成變速器，再與電子控制器12、功率轉(zhuǎn)換器 13通過電路分別與位置傳感器或經(jīng)破刷與換向器或滑環(huán)連成一體組 成的控制電路，通過上述各部分分別由機(jī)械、電路連成一體構(gòu)成超導(dǎo) 體電子發(fā)動機(jī)(電力電子驅(qū)動裝置).
按照上述裝置定子由超導(dǎo)體線圍勵磁，其作用是在電機(jī)氣隙中產(chǎn) 生軸向固定不變的勵磁磁場，(在充電站)首先使勵磁超導(dǎo)化，將冷 卻劑-液態(tài)氮注入液氮低溫貯槽中達(dá)到熱平衡，、使定子超導(dǎo)體線團(tuán)冷 卻至該超導(dǎo)材料的臨界轉(zhuǎn)變溫度實(shí)現(xiàn)常導(dǎo)-超導(dǎo)轉(zhuǎn)變，(在充電站由磁 通泵)起動超導(dǎo)體定子線閨，產(chǎn)生零電阻率和強(qiáng)勵磁磁場，實(shí)現(xiàn)凍結(jié) 磁通。即超導(dǎo)體內(nèi)被聲子所誘發(fā)的電子間引力相互作用，即以聲子為 媒介而產(chǎn)生的引力克服庫侖排斥力而形成的電子對-庫柏對，在充分 低溫下形成的電子對在能量上比單個電子運(yùn)動穩(wěn)定；所以出現(xiàn)超導(dǎo)電 狀態(tài)，在長距離內(nèi)顯示有序性，姨降低，實(shí)現(xiàn)二次相轉(zhuǎn)變。第n類超 導(dǎo)體在較高的磁場下，保持著超導(dǎo)電性是由于位錯線在強(qiáng)磁場內(nèi)保持 了超導(dǎo)電性；在位錯中心，原子離開了它的平衡位置，因而在這個地 方聲子和電子的交互作用和無位錯的點(diǎn)陣中不相同，聲子和電子的交 互作用是產(chǎn)生超導(dǎo)電性的決定因素。在硬超導(dǎo)體中，對電流起較大作 用的是位錯偶極子它是在范性形變過程中，由于螺形位錯在晶體內(nèi)運(yùn) 動產(chǎn)生的。在高溫超導(dǎo)體中，以氣發(fā)子代替聲子，用電子質(zhì)量替代原 子質(zhì)量，由激發(fā)子為媒介去提高高溫超導(dǎo)體的導(dǎo)電性。
按照上述裝置同時由人工控制將不可控制的直流電源經(jīng)斬波器 (PWM脈寬調(diào)制器)轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽卣{(diào)壓直流電流配已控制輸出電壓的指 令，通過電刷-換向器輸入轉(zhuǎn)子電樞，產(chǎn)生電柩反應(yīng)磁場與定子超導(dǎo) 勵磁磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電樞旋轉(zhuǎn)帶動負(fù)栽-車身， 實(shí)現(xiàn)中、低速超導(dǎo)電動車前進(jìn)、后退、停車控制；或與人工控制，由 位置傳感檢測位置信號，控制器對位置信號進(jìn)行反饋處理，產(chǎn)生相應(yīng) 開關(guān)信號，開關(guān)信號以一定的順序觸發(fā)功率半導(dǎo)體將電流(電源)功 率以一定邏輯關(guān)系通過電刷-滑環(huán)，輸入分配給轉(zhuǎn)子電柩各相繞組，
產(chǎn)生電樞反應(yīng)磁場與定子超導(dǎo)勵磁磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū) 動電樞旋轉(zhuǎn)帶動負(fù)栽-車身，實(shí)現(xiàn)高速超導(dǎo)電動車調(diào)速、前進(jìn)、后退、 停車控制。
結(jié)合附圖6，由金屬負(fù)電極14、空氣正電極15、隔膜16通過容 器外殼17連成一體組成金屬-空氣燃料動力電池體與空壓機(jī)18、 二氧 化碳吸附器19通過管道與空氣電極連成一體組成空分供氧回珞再與 電解液泵20，電解液貯槽21、閥23、廢電解液貯槽22、散熱器24、 電解液過濾器25通過管道連成一體組成電解質(zhì)循環(huán)回路；通過上述 各部分分別由管道、容器外殼連成一體構(gòu)成金屬-空氣燃料動力電池 (能源能量供給裝置)。
按照上述裝置，金屬-空氣燃料動力電池，采用空氣-電催化中空 纖維式復(fù)合膜管組裝的流化床(是膜法空分與電化學(xué)催化反應(yīng)的整 合)為空氣正電極，以空氣分離的氧(02)為陰極活性反應(yīng)物質(zhì)，采 用金屬鋅(Zn)纖維或鋅合金纖維束為負(fù)電極，以金屬鋅為陽極活性 反應(yīng)物質(zhì)，采用金屬氧化物-氫氧化鐘(KOH)水溶液、添加劑為電解 質(zhì)，由于空氣正電極采用大比表面積的纖維復(fù)合膜束，金屬負(fù)電極采 用大比表面積的鋅纖維束，分離出的氧(氧化劑)快速溶解在電解液 中進(jìn)入大比表面積，高度開口的電催化三相反應(yīng)界面；與金屬負(fù)電極 采用大比表面積的鋅纖維束為燃料，反應(yīng)的動力學(xué)較快，不需要貴金 屬催化劑，在普通催化劑的作用下；電池放電時，鋅與電解液中的OH 一發(fā)生電化學(xué)氧化反應(yīng)-陽;feL^應(yīng)，向外電路釋放出電子；同時空氣分 離出的氡-氧化劑經(jīng)由電解液擴(kuò)散到空氣正電極的三相反應(yīng)界面，在 普通催化劑的作用下，從外電路獲得電子發(fā)生陰極反應(yīng)。在電池內(nèi)部 離子在電解液中在正負(fù)極之間移動，金屬鋅電極體與電解質(zhì)為能量儲 存體，空氣電極為能量轉(zhuǎn)換體。金屬鋅電極與電解質(zhì)決定電池的容量， 空氣電極決定于電池的電化學(xué)轉(zhuǎn)換效率。
電池的化學(xué)反應(yīng)式為<formula>formula see original document page 6</formula>，
電池的體系表示式為(-)Zn|KOH| 02(氧)(c) (+)， 其工作形式為鋅電極—放電—用泵輸送電解液4過濾或更新電解液
4排出反應(yīng)廢電解液、反應(yīng)廢熱，循環(huán)進(jìn)行不斷釋放出電能。
結(jié)合附圖7，由轉(zhuǎn)向盤26、通過轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向扭力傳感器29連 成一體，通過電路將轉(zhuǎn)向扭力傳感器與主控制器30、轉(zhuǎn)向伺服電動機(jī) 31分別連成一體，組成電動轉(zhuǎn)向伺服機(jī)構(gòu)。同時由變速手柄27、與 變速位置傳感器通過電路分別與主控制器或電子控制器連成一體，組 成電子調(diào)速機(jī)構(gòu)。同時另由換擋手柄28、與變擋位置傳感器通過電路 分別與主控制器或電動、汽動換擋裝置連成一體組成電子換擋機(jī)構(gòu)。 同時再由制動踏板32、與制動位置傳感器33、通過電路分別與主控 制器或再生M聯(lián)合制動裝置34連成一體，再生機(jī)械制動裝置通過 管路與液壓剎車裝置35連成一體，組成再生機(jī)械聯(lián)合制動機(jī)構(gòu)。
通過上述各機(jī)構(gòu)分別通過電路、管路、機(jī)械連成一體構(gòu)成車身附
助控制裝置(人工操控線傳電子控制裝置)。
按照上述裝置，在轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)軸上裝置一個轉(zhuǎn)向扭力傳感器，在 超導(dǎo)電動車行駛過程中不斷地感知由轉(zhuǎn)向盤上傳遞的轉(zhuǎn)矩信息，并產(chǎn)
生一個電壓信號，同時車速傳感器檢測出的車速信息產(chǎn)生一個電壓信 號，兩路信號輸送到主控制器(ECU),經(jīng)微型計(jì)算機(jī)(CPU)運(yùn)算處 理后按比例放大輸出一個合適的電流到轉(zhuǎn)向伺服電動機(jī)上，電動機(jī)產(chǎn) 生的轉(zhuǎn)矩通過減速器減速增扭，作用在轉(zhuǎn)向軸上得到一個與轉(zhuǎn)向工況 相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向力矩，驅(qū)動車輪與轉(zhuǎn)向盤同步轉(zhuǎn)向。
按照上述裝置，變速手柄帶有一個變速位置傳感器(電位器或差 動變壓器)將加、減速的位置量變換成電壓信號，送入主控制器經(jīng)微 型計(jì)算機(jī)計(jì)算后對(超導(dǎo)體電子發(fā)動機(jī)電子控制器)發(fā)出指令，控制 超導(dǎo)電動車的加速、減速行駛，通過>^顯示超導(dǎo)電動車運(yùn)行的各種 狀態(tài)，通過運(yùn)行狀態(tài)傳感器將信息反饋到主控制器。
按照上述裝置，換擋手柄帶有一個換擋位置傳感器，將啟車、前 進(jìn)、空擋、停車、倒車位置量轉(zhuǎn)換成開關(guān)電信號，送入主控制器，經(jīng) 放大識別超導(dǎo)電動車工況信號后，向電動或汽動式擋位控制裝置或電 子控制器發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電動車的啟動、前進(jìn)、空擋、停車、倒 車換擋。
按照上述裝置，當(dāng)超導(dǎo)電動車減速或制動時，制動踏^板通過制動 位置傳感器給主控制器送去信號，主控制器識別信號和超導(dǎo)電動車行 駛狀態(tài)后，4Pl據(jù)具體情況發(fā)出減速滑行、減速制動、能量回收、再生 和機(jī)械(液壓)聯(lián)合制動，M制動的指令，在保證安全的同時，最 大限度回收慣性能量為輔助電池充電，延長續(xù)駛里程。
本實(shí)用新型的有益效果
超導(dǎo)電機(jī)的勵磁繞組超導(dǎo)化，節(jié)省了勵磁能量，磁通密度由普通
電機(jī)的B產(chǎn)1.0T提高到超導(dǎo)電機(jī)的B產(chǎn)4.0T (400000e)。無鐵心電樞電 抗電壓小輸入電流小(普通電機(jī)的1/3)，改善了整流換向能力，有利 于超導(dǎo)電動車的快速啟動，頻繁進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)及停車，續(xù)駛里程遠(yuǎn)。 體積小，同樣大小的電機(jī)，輸出是普通電機(jī)的2倍，能量的再生回收 提高2倍，重量輕、慣性低、效率高(超過99%)。
金屬-空氣燃料動力電池，采用纖維束狀空氣正電極和纖維束狀 金屬鋅負(fù)電極，比表面積(高度開口的三相電催化反應(yīng)界面)，是普 通鋅-空氣電池電極的(超過20倍)，具有高比能量、能量密度和高比 功率、功率密度，電池的電化學(xué)MiUL快，體積小、重量輕，為超 導(dǎo)電動車提供大電流高強(qiáng)度連續(xù)放電。免使用貴金屬催化劑，成本低。
車身輔助控制裝置，采用車輛電控單元(EUC)、車栽微型計(jì)算 機(jī)(CPU),智能化控制與現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，交通道路利用率和 行人安全性高。
超導(dǎo)電子發(fā)動機(jī)、金屬-空氣燃料動力電池與車身輔助控制裝置 相互配合構(gòu)成的超導(dǎo)電動車具有，高效、節(jié)能、安全、駕駛簡便，綠
色燃料，環(huán)保零排放，廢熱燥聲小，對人類、生物無害車體可回收， 可應(yīng)用的能源種類多，可回收的能量多，機(jī)械運(yùn)動零部件少(比汽油 車少90%)。結(jié)構(gòu)簡羊量產(chǎn)制造.，使用維護(hù)成本低。有利于現(xiàn)代交通 系統(tǒng)與電動車的智能化、網(wǎng)^M匕，提高道路利用率和人身交通安全， 容易建立數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)。

圖l是本實(shí)用新型第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實(shí)用新型超導(dǎo)體電子發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖。 圖3是圖2的A-A剖視困。
圖4是本實(shí)用新型中、低速超導(dǎo)電動車電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器 電路原理圖。
圖5是本實(shí)用新型高速超導(dǎo)電動車電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器電路 原理圖。
圖6是本實(shí)用新型金屬-空氣燃料動力電池原理困。 圖7是本實(shí)用新型車身輔助控制裝置原理圖， 圖8是本實(shí)用新型第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。 圖9是本實(shí)用新型笫三實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
圖io是本實(shí)用新型笫四實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
在圖2中低溫液體貯槽4包括上部圃筒形外殼開口平頂，下部圃
^t形外殼，中部由圃形短管相連；上部囷筒形內(nèi)膽開口平頂，下部圓 鼓形內(nèi)膽，中部由圃形短管相連；外殼與內(nèi)膽之間，為硅酸鹽粉沫-樹脂絕熱體抽高真空狀態(tài)，外殼與內(nèi)膽之間，頂部開口處由絕熱樹脂 密封。
頂部囷形活動絕熱樹脂頂蓋有進(jìn)液管、排氣管、上部內(nèi)膽中安放 液氮穩(wěn)定格柵，下部安放定子超導(dǎo)體線圍。
超導(dǎo)體定子線圍5為圃環(huán)形或歐形多層超導(dǎo)體，層間絕緣，放置 呈放射狀平面排列與轉(zhuǎn)子繞組相對應(yīng)，成極性交替環(huán)向排列或^t式 環(huán)向排列。由笫二代高溫超導(dǎo)體基材Y-Ba-Du-02涂層，在高純 附(99.99%)經(jīng)冷壓和結(jié)晶熱處理輔助加工獲得(001)雙軸取向結(jié)構(gòu)的 金屬基材上用激光法蒸上過度層絲定的氧化鋯(YSE )再在YSE上 沉淀Yba-Ca-02制成有強(qiáng)結(jié)構(gòu)的Y-Ba-Du-02超導(dǎo)層。
轉(zhuǎn)子6為無鐵心盤形電樞，電樞繞組繞線呈放射狀排列，繞組線 圍為單層或多層，層間絕緣，繞組為單波，繞組的有效部分為等寬或 梯形，電樞繞組為集中繞組或分部繞組，電磁的磁通方向?yàn)檩S向，磁 通與盤垂直，氣隙為平面形。換向器或滑環(huán)7由彼此絕緣材料間隔的銅片組成的圃柱體或多 個銅制圃環(huán)形彼此用絕緣材料間隔與軸絕緣的圓柱體，繞組的導(dǎo)線按 一定規(guī)則與換向片或每只滑環(huán)相連接，并通過電刷與外電路連成一 體。電刷安放在刷握盒里由彈黃壓緊在換向片或滑環(huán)上，刷握盒固定 在外殼上。
傳感器8為霍爾傳感器或光電傳感器。
主動齒輪9為單向嚙合固定冠狀齒輪，安裝于超導(dǎo)電機(jī)主動軸動 力輸出端，從動齒輪10為雙連小齒輪安裝于固定軸上，變位齒輪ll 為單向嚙合可調(diào)冠狀齒輪，安裝于動力從動花鍵軸輸入端。
其工作形式為變位齒輪與主動齒輪通過端面嚙合，動力直接由 超導(dǎo)電機(jī)主動軸經(jīng)變速器從動軸輸出，即直接高速擋，傳動比i =1:1， 變位齒輪與主動齒輪分離后為空擋，(為超導(dǎo)電機(jī)反轉(zhuǎn)或倒車做準(zhǔn) 備)。變位齒輪與從動齒輪嚙合即催速擋傳動比為i =1:3.67，(啟車 或爬坡)，通過電動或汽動式換擋裝置，移動變位齒輪分別實(shí)現(xiàn)高、 ^il擋變速或空擋。即高速時小轉(zhuǎn)矩、低速時大轉(zhuǎn)矩。
結(jié)合附圖4，電子控制器12、功率轉(zhuǎn)換器13、由DSP電動機(jī)四 象限可逆通用電路組成，由ADMCF3218芯片實(shí)現(xiàn)電動機(jī)調(diào)速功能。電 路由直流電源供電，外部給定運(yùn)行狀態(tài)，控制指令信號輸入到電動機(jī) 控制DSP芯片，ADMCF328的數(shù)字PIO 口確定電動機(jī)的運(yùn)行目標(biāo)狀態(tài)， 外部給定運(yùn)行速度控制指令和傳感器反饋檢測信號輸入到DSP芯片 ADCMF328的APC 口確定電動機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)和當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。 ADCMF328芯片通過內(nèi)部編程軟件控制輸出AH、 AL、 BH、 BL的PWM信 號，驅(qū)動電路將AH、 AL、 BH、 BL的PWM信號轉(zhuǎn)換成可逆斬波控制器 脈沖控制信號，SW1、 SW2、 SW3、 SW4以使控制功率器件的導(dǎo)通和關(guān)斷 狀態(tài)，使電動機(jī)按外部給定指令的目標(biāo)狀態(tài)拖動負(fù)栽運(yùn)行，該電路通 過電刷、換向器將可控脈沖直流輸入轉(zhuǎn)子電樞繞組，建立反應(yīng)磁場。 與定子磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩輸出機(jī)械功。應(yīng)用在中、低速超導(dǎo) 電動車。
結(jié)合附圖5，電子控制器12，功率轉(zhuǎn)換器13是用TMS320LF2407A、
DSP電動機(jī)調(diào)速控制驅(qū)動通用電路組成，由霍爾傳感器或光電傳感器 Hl、 H2、 H3、 H4、 H5、 H6經(jīng)整型隔離電路與TMS320LF2407A的六個捕 捉引腳CAP1、 CAP2、 CAP3、 CAP4、 CAP5、 CAP6相連通過產(chǎn)生捕捉中 斷給出換向或換相的時刻和位置信息，用電阻R作電流傳感器電流反 饋輸出經(jīng)濾波放大電路連接到TMS320LF2407A安放在電源對地端實(shí)現(xiàn) 電流反饋的ADC輸入端ADCINOO,在每個PWM周期都對電流進(jìn)行一次 采樣，對速度(PWM占空比)進(jìn)#^節(jié)控制。TMS320LF2407ADSP通過 PWM1—PWM12引腳經(jīng)一個反相驅(qū)動電路連接到十二個開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)定 頻PWM和換相或換向的控制。電動機(jī)由軟件實(shí)現(xiàn)全數(shù)字雙閉環(huán)控制。 給定轉(zhuǎn)數(shù)與速度反饋量形成偏差，經(jīng)速度調(diào)節(jié)后產(chǎn)生電流參考量，它 與電流反饋量的偏差經(jīng)電流調(diào)節(jié)后PWM占空比的控制量，實(shí)現(xiàn)電動機(jī) 的速度控制。其電流反饋是通過檢測電阻R上的壓降來實(shí)現(xiàn)的。速度 反饋是通過霍爾傳感器或光電傳感器輸出的位置量，經(jīng)過計(jì)算后得到 的位置傳感器輸出的位置量還用于控制換相或換向。該電路通過電 刷、滑環(huán)輸入轉(zhuǎn)子電樞將可控方波電流輸入轉(zhuǎn)子電樞繞組建立反應(yīng)磁
場，與定子磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩輸出機(jī)械功。應(yīng)用在高速超導(dǎo) 電動車.
在圖6中，金屬負(fù)電極14為囷柱體鋅或鋅合金纖維，由大量鋅
纖維緊密排列成纖維束安放在空心環(huán)柱體金屬網(wǎng)框(集流體)內(nèi)，金 屬網(wǎng)框?yàn)榛顒芋w開口平頂一側(cè)與負(fù)極端子相連，空氣正電極15為環(huán)
柱體中空纖維式復(fù)合膜管，從內(nèi)到外分別由底絲支撐層、氮氧分離層、 擴(kuò)散催化層、集流層組成，以高分子聚合物聚鞏(PC)或聚酰亞安、 聚烯烴加工制成結(jié)構(gòu)呈峰窩狀多孔底絲的中空纖維式膜管，由硅橡膠 包覆多孔底絲的外表面，制備成空氣氮?dú)夥蛛x層，將納米催化劑(金 屬有機(jī)絡(luò)合物、金屬氧化物、金屬n化合物)沉積附著在細(xì)微活性 碳表面，或真空濺射到納米結(jié)構(gòu)的破須(WhisKers)上，以聚四氟乙 烯(PTFE)乳液、質(zhì)子導(dǎo)體聚合物(Nafion)溶液、助劑、溶劑，將 活性碳、碳須包覆氮?dú)夥蛛x層外表面，制備成擴(kuò)散催化層,最后將金 屬鎳?yán)w維包覆在擴(kuò)散催化層外表面，制備成集流層，再將大量中空纖
ii
維式復(fù)合膜管。排列成纖維束安放在圃筒形金屬網(wǎng)框(集流體)中， 兩端由樹脂澆鑄成管板密封在有進(jìn)氣管或排氣管的端蓋中，組裝成流 化床空氣正電極。其中，上部管板沉積導(dǎo)電金屬使每根復(fù)合膜管的集 流層與金屬網(wǎng)框、正極端子分別連成一體.
隔膜16是傳導(dǎo)離子阻止電子導(dǎo)電的無機(jī)或有機(jī)絕緣體微孔膜構(gòu) 成的圃筒體。
容器外殼17為開口平頂圃筒體，有連接機(jī)構(gòu)的圓環(huán)形活動頂蓋。
其中，空氣正電機(jī)極安裝在容器外殼的中心且連成一體，金屬負(fù)電極 為活動體安裝于空氣正電極外圍，正、負(fù)電極端子分別由圃形活動頂
蓋導(dǎo)出，通過活動頂蓋連接機(jī)構(gòu)與容器外殼連成一體。 空壓機(jī)18為微型無油空壓機(jī)。
二氣化碳吸附器19為有圃型活動頂蓋的圃筒體，內(nèi)部裝添13x 分子篩作吸附劑脫除空氣中微量co2.
通過管路將空壓機(jī)出口與二氧化碳吸附器進(jìn)口 ， 二氧化碳吸附器 出口與金屬-空氣燃料動力電池空氣正電極進(jìn)口連成一體，其中金屬-空氣燃料電池體頂蓋有一空氣排氣口 。
電解液泵20為數(shù)控式微型離心泵。
電解液貯槽21為圃筒體平頂容器有進(jìn)液口與出液口 。
閥23為開閉式隔離閥。
廢電解液貯槽22為圃筒體平頂容器有進(jìn)液口與出液口 。 熱交換器24為氣液式換熱器。 過濾器25為分離膜過濾器。
通過管道將電解液泵進(jìn)口與電解液貯槽出口 、電解液貯槽進(jìn)口與 閥出口、閥進(jìn)口與廢電解液貯槽出口、廢電解液貯槽進(jìn)口與熱交換器 出口，熱交換器進(jìn)口與過濾器出口分別連成一體。其中電解液泵出口 與金屬-空氣燃料動力電池進(jìn)口連成一體，過濾器進(jìn)口與金屬-空氣燃 料動力電池出口連成一體。
在圖7中，轉(zhuǎn)向盤26為舵式轉(zhuǎn)向裝置，轉(zhuǎn)向角最大90。，由兩
只半環(huán)狀手柄通過橫梁與轉(zhuǎn)向軸中心相連，轉(zhuǎn)向軸下端與扭力傳感器
29連成一體，扭力傳感器由電路分別與主控制器30、轉(zhuǎn)向伺服電動 機(jī)31相連。
變速手柄27為囷環(huán)狀可轉(zhuǎn)動手柄，內(nèi)部與變速傳感器連成一體 安裝在轉(zhuǎn)向盤右手位置橫梁中部，變速傳感器為電位器或差動變壓器 通過電路分別與主控制器30或電子控制器12相連。
換擋手柄28為圓環(huán)狀轉(zhuǎn)動手柄內(nèi)部與開關(guān)式位置傳感器相連， 開關(guān)式位置傳感器由電路分別與主控制器30、電子控制器12、電動 式或氣動式換擋裝置連成一體。
制動膝板32為通用制動膝tSL與制動位置傳感器33連成一體，制 動位置傳感器為開關(guān)式電位器傳感器通過電路分別與主控制器30、再 生機(jī)械制動裝置34連成一體，再生機(jī)械制動裝置分別通過管路與液 壓剎車裝置35連成一體。
主控制器30為中央控制器ECU (電子控制單元)硬件由CAN總 線、模/數(shù)(A/D)、轉(zhuǎn)換器、1/0、定時器、存儲器、微型計(jì)算機(jī)CPU、 計(jì)數(shù)器、通迅接口、 A/B-B/A組成，
將扭力傳感器、變速傳感器、開關(guān)位置傳感器、制動位置傳感器 發(fā)生的信號經(jīng)過輸入接口 ， l ECV的CPU對輸入控制信號的輸入 量進(jìn)行快速精確運(yùn)算，并產(chǎn)生相應(yīng)的偏差信號，將運(yùn)算得出的偏差信 號經(jīng)放大電路放大后變換，使輸出指令的偏差信號，具有足夠的物理 量，然后通過輸出接口送到^l行控制模塊或元件中。
轉(zhuǎn)向伺服電動機(jī)30為數(shù)字控制伺服電機(jī)。
剎車裝置35為M ABS液壓剎車裝置。
再生機(jī)械制動裝置34，由液壓調(diào)壓器、電動泵、ABS、閥、液 壓傳感器、ABS制動器、制動控制器、電M制器、再生制動控制器 組成。
人工踏下制動踏板后，電動泵使制動液增壓，產(chǎn)生所需的制動力， 制動控制與電動機(jī)控制協(xié)同工作，確定超導(dǎo)電動車上的再生制動力矩
和前后輪上的液壓制動力。再生制動時，再生制動控制回收再生制動
能量，并且反充到輔助電池中.超導(dǎo)電動車上的ABS及其控制閥的作 用是產(chǎn)生最大的制動力。
當(dāng)制動踏板力較小時，只有再生制動力矩施加在驅(qū)動輪上，并且 與制動踏板力成正比。而非驅(qū)動輪上的制動力由液壓制動提供，M 制動力也與制動踏板力成正比，當(dāng)制動踏板力超過一定值時，最大再 生制動力矩全部加在驅(qū)動輪上，同時液壓制動力矩也作用在驅(qū)逐輪上 以獲得所需的制動力矩。因而最大再生制動力矩可保打不變，以便能 完全回收車輛的動能。
實(shí)施例l，以高級高速商用超導(dǎo)電動橋跑車為例，其主要技術(shù)參 數(shù)i更計(jì)如下
最高時速(電子限速)298公里(km)，最遠(yuǎn)航程(一次加注燃 料續(xù)駛里程)等速法1378公里(km)，工況法890km， 0 90km/h 加速時間9s，最大化變60%,燃料加注時間5min，冷卻劑液態(tài) 氮(N2)，加注周期110天(與行車工況、續(xù)駛里程無關(guān)，每天消耗 費(fèi)人民幣0.27元)，百公里消耗能量7kw/h (燃料費(fèi)人民幣7.00元)。
配置全球定位系統(tǒng)(CPS)，駕駛員信息中心(DIC),車輛電 子裝置中心(VEC)，人工智能控制器(AI)，能量管理系統(tǒng)(EMS)， 電池管理系統(tǒng)(BMS)，輔助電池(Ni-MH)，氣象信息系統(tǒng)，車栽通 迅系統(tǒng)，電子地圖，行人被動式安全保護(hù)系統(tǒng)，防撞雷達(dá)，路面探測 器，車-車間距探測器，CAN總線，太陽能熱泵空調(diào)，安全氣囊(SRS)， 車輪防抱死制動系統(tǒng)(ABS)。
以對環(huán)境無危害，可回收性好的鋁、鋁合金、合成材料、鈥合金、 不銹鋼、彩色塑料制造車身、底盤、減輕超導(dǎo)電動車的自重，延長續(xù) 駛里程。
采用流線型的車頭和車尾，隱藏式和平坦的車身底部減小空氣阻 力，采用滾動阻力系數(shù)小的高壓輪胎減小超導(dǎo)電動車的滾動阻力， 延長續(xù)駛里程。
其中，超導(dǎo)體電子發(fā)動機(jī)裝置在車身前部與底盤連成一體通過傳 動軸、差速器、后橋、半軸、車輪連成一體，車身輔助控制裝置于車 身前部，通過電路與超導(dǎo)體電子發(fā)動機(jī)相連。金屬-空氣燃料動力電池 安置于車身底部與底盤連成一體。
通過電子聯(lián)接、電力聯(lián)接、熱聯(lián)接分別將上述各部分連成一體構(gòu) 成高級髙速商用超導(dǎo)電動橋地車。
實(shí)施例2，以多功能家用超導(dǎo)電動轎跑車為例，其主要技術(shù)參數(shù) 設(shè)計(jì)如下
最高時速220公里(km)，最遠(yuǎn)航程( 一次加注燃料續(xù)駛里程) 等速法900km，工況法600km， (H)Okm/h加速時間9s，最大坡度 60%，燃料加注時間5min，冷卻劑液態(tài)氮(N2)，加注周期90 天(與行車工況、續(xù)駛里程無關(guān)，每天消耗費(fèi)人民幣0.30元)，百公 里消耗能量6kw/h (燃料費(fèi)人民幣6.00元)。
配置語音導(dǎo)航系統(tǒng)，車輛電子裝置中心(VEC)，人工智能控 制器(AI)，能量管理系統(tǒng)(EMS),電池管理系統(tǒng)(BMS)，輔助電 池(VRLA)，氣象信息系統(tǒng)，車栽通迅系統(tǒng)，電子地圖，行人被動式 安全保護(hù)系統(tǒng)，防撞雷達(dá)，路面探測器，車-車間距探測器，CAN總 線，電熱變溫坐椅，安全氣囊(SRS)，車輪防抱死制動系統(tǒng)(ABS)。
實(shí)施例3，以商用超導(dǎo)電動大客車為例，其主要技術(shù)^設(shè)計(jì)如
下
最高時速(電子限速)120公里(km)，最遠(yuǎn)航程(一次加注燃 料續(xù)駛里程)等速法柳O公里(km)，工況法600km， 0~90km/h加 速時間9s，最大化變60%,燃料加注時間5min，冷卻劑液態(tài)氮 (N2)，加注周期120天(與行車工況、續(xù)駛里程無關(guān))，百公里能 量消耗70kw/h。
配置全球定位系統(tǒng)(CPS)，駕駛員信息中心(DIC)，車輛電 子裝置中心(VEC)，人工智能控制器(AI)，能量管理系統(tǒng)(EMS), 電池管理系統(tǒng)(BMS)，輔助電池(Ni-MH),兩擋行星齒輪變速器，
多重串聯(lián)型逆變器，氣象信息系統(tǒng)，車栽通迅系統(tǒng)，電子地圖，行人 被動式安全保護(hù)系統(tǒng)，防撞雷達(dá)，路面探測器，車-車間距探測器，
CAN總線，電熱變溫坐椅，車輪防抱死制動系統(tǒng)(ABS)。
其中，超導(dǎo)電子發(fā)動機(jī)安置于車身后部與底盤連成一體，經(jīng)變速 器、傳動軸、差速器、后橋、半軸、車輪連成一體，金屬-空氣燃料動 力電池安置于車身中部與低盤連成一體，車身輔助裝置安置于車身前 部，經(jīng)電路與超導(dǎo)體電子發(fā)動機(jī)、金屬-空氣燃料動力電池聯(lián)成一體。 實(shí)施例4，以多用途商用超導(dǎo)電動貨車為例，其主要技術(shù)參數(shù)設(shè) 計(jì)如下
最高時速120公里(km )，最遠(yuǎn)航程( 一次加注燃料續(xù)駛里程) 等速法600km，工況法500km， 0~90km/h加速時間9s,最大坡度 60%,燃料加注時間5min，冷卻劑液態(tài)氮(N2)，加注周期120 天(與行車工況、續(xù)駛里程無關(guān))。百公里消耗能量100kw/h。
配置語音導(dǎo)航系統(tǒng)，車輛電子裝置中心(VEC)，人工智能控 制器(AI)，能量管理系統(tǒng)(EMS)，電池管理系統(tǒng)(BMS)，輔助電 池(VRLA)，兩擋行星齒輪變速器，多重串聯(lián)型逆變器，氣象信息系 統(tǒng)，車栽通迅系統(tǒng)，電子地圖，行人被動式安全保護(hù)系統(tǒng)，防撞雷達(dá)， 路面探測器，車-車間距探測器，CAN總線，電熱變溫坐椅，車輪防 抱死制動系統(tǒng)(ABS)。
其中，超導(dǎo)電子發(fā)動機(jī)安置于車身前部與底盤連成一體，經(jīng)變速 器、傳動軸、差速器、后橋、半軸、車輪連成一體，金屬-空氣燃料動 力電池安置于車身中部與^f氐盤連成一體，車身輔助裝置安置于車身前 部，經(jīng)電路與超導(dǎo)體電子發(fā)動機(jī)、金屬-空氣燃料動力電池聯(lián)成一體。
權(quán)利要求1.低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車，由超導(dǎo)體電子發(fā)動機(jī)(1)、金屬-空氣燃料動力電池(2)、車身輔助控制裝置(3)，經(jīng)由底盤、車身、車輪、機(jī)械、電路分別通過電子聯(lián)接、電力聯(lián)接、熱聯(lián)接、機(jī)械聯(lián)接構(gòu)成低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車，其特征是超導(dǎo)體電子發(fā)動機(jī)(1)由液氮低溫貯槽(4)、定子超導(dǎo)體線圈(5)、轉(zhuǎn)子(6)、換向器或滑環(huán)(7)、位置傳感器(8)通過軸、軸承、外殼分別連成一體組成超導(dǎo)體電機(jī)，與主動齒輪(9)、從動齒輪(10)、變位齒輪(11)通過軸、軸承、外殼分別連成一體組成變速器，再與電子控制器(12)、功率轉(zhuǎn)換器(13)通過電路分別與位置傳感器或經(jīng)碳刷與換向器或滑環(huán)連成一體組成控制電路，其中低溫液氮貯槽外殼一側(cè)與轉(zhuǎn)子外殼一側(cè)相連接，轉(zhuǎn)子外殼另一側(cè)與變速器外殼相連接，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸動力輸出端與變速器主動齒輪相連接，電子控制器通過電路分別與功率轉(zhuǎn)換器、位置傳感器相連接功率轉(zhuǎn)換器通過電路與換向器或滑環(huán)相連接；金屬-空氣燃料動力電池(2)由金屬負(fù)電極(14)、空氣正電極(15)、隔膜(16)通過容器外殼(17)連成一體組成金屬-空氣燃料動力電池體與空壓機(jī)(18)、二氧化碳吸附器(19)通過管道與空氣電極連成一體組成空分供氧回路再與電解液泵(20)、電解液貯槽(21)、閥(23)、廢電解液貯槽(22)、散熱器(24)、電解液過濾器(25)通過管道連成一體組成電解質(zhì)循環(huán)回路，其中，空壓機(jī)出口與二氧化碳吸附器進(jìn)口、二氧化碳吸附器出口與金屬-空氣燃料動力電池體進(jìn)口通過管道連成一體，電解液泵出口與金屬空氣燃料動力電池體進(jìn)口、電解液泵進(jìn)口與電解液貯槽出口、電解液貯槽進(jìn)口與閥出口、閥進(jìn)口與廢電解液貯槽出口、廢電解液貯槽進(jìn)口與換熱器出口、換熱器進(jìn)口與過濾器出口、過濾器進(jìn)口與金屬-空氣燃料動力電池出口通過管道連成一體，金屬-空氣燃料動力電池空氣正電極通過活動頂蓋有一排氣口；車身輔助控制裝置(3)由轉(zhuǎn)向盤(26)、通過轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向扭力傳感器(29)連成一體，通過電路將轉(zhuǎn)向扭力傳感器與主控制器(30)、轉(zhuǎn)向伺服電動機(jī)(31)分別連成一體，組成電動轉(zhuǎn)向伺服機(jī)構(gòu)，同時由變速手柄(27)、與變速位置傳感器通過電路分別與主控制器或電子控制器連成一體，組成電子調(diào)速機(jī)構(gòu)，同時另由換擋手柄(28)、與變擋位置傳感器通過電路分別與主控制器或電動、汽動換擋裝置連成一體組成電子換擋機(jī)構(gòu)，同時再由制動踏板(32)、與制動位置傳感器(33)、通過電路分別與主控制器或再生機(jī)械聯(lián)合制動裝置(34)連成一體，再生機(jī)械制動裝置通過管路與液壓剎車裝置(35)連成一體，其中，轉(zhuǎn)向扭力傳感器、變速位置傳感器、變擋位置傳感器通過電路分別與主控制器連成一體，制動位置傳感器通過電路與主控制器連成一體，主控制器通過電路分別與轉(zhuǎn)向伺服電動機(jī)、再生機(jī)械聯(lián)合制動裝置連成一體，再生機(jī)械聯(lián)合制動裝置通過管路與液壓剎車裝置連成一體。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車，其特 征是低溫液體貯槽(4)包括上部圃筒形外殼開口平頂，下部圃鼓形 外殼，中部由圃形短管相連；上部圃筒形內(nèi)膽開口平頂，下部圃鼓形 內(nèi)膽，中部由圃形短管相連；外殼與內(nèi)膽之間，為硅酸鹽粉沫-樹脂 絕熱體抽高真空狀態(tài)，外殼與內(nèi)膽之間，頂部開口處由絕熱樹脂密封， 頂部圃形活動絕熱樹脂頂蓋有進(jìn)液管、排氣管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車，其特 征是變位齒輪(ll)為單向嗜合可調(diào)冠狀齒輪，端面有放射線狀梯形 直角齒槽。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車，其特 征是金屬負(fù)電極(14)為圓柱體鋅或鋅合金纖維。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車，其特 征是空氣正電極為環(huán)柱體中空纖維式復(fù)合膜管，從內(nèi)到外分別由底 絲支撐層、氮氧分離層、擴(kuò)ft催化層、集流層組成.
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車，其特 征是轉(zhuǎn)向盤為舵式轉(zhuǎn)向裝置，轉(zhuǎn)向角最大90° ，由兩只半環(huán)狀手柄 通過橫梁與轉(zhuǎn)向軸中心相連，在右手橫梁中部裝置變速手柄、左手橫 梁中部裝置換擋手柄。
專利摘要低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車。由超導(dǎo)體電子發(fā)動機(jī)、金屬-空氣燃料動力電池、車身輔助控制裝置，經(jīng)由底盤、車身、車輪、機(jī)械、電路分別通過電子聯(lián)接、電力聯(lián)接、熱聯(lián)接、機(jī)械聯(lián)接構(gòu)成低溫深冷超導(dǎo)體電子電動汽車，該車由人工控制高效率將電能轉(zhuǎn)化為車身的動能，是實(shí)現(xiàn)清潔、環(huán)保、安全、節(jié)能與現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合智能化的機(jī)械汽車、電力電子、自控化工與藝術(shù)相結(jié)合的一種電動道路運(yùn)輸工具。
文檔編號B60L11/18GK201009757SQ20072009318
公開日2008年1月23日 申請日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月19日
發(fā)明者肖英佳 申請人:肖英佳