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油電式電動(dòng)車輛的制作方法

文檔序號(hào):3994052閱讀:236來源:國知局
專利名稱:油電式電動(dòng)車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電動(dòng)車輛領(lǐng)域,尤其涉及一種油電式電動(dòng)車輛。
背景技術(shù)
隨著人們對(duì)環(huán)境要求的不斷提高,近年來電動(dòng)車輛的開發(fā)與應(yīng)用正在突飛猛進(jìn)的 發(fā)展。但是其仍然存在很多不足,第一,由于蓄電池儲(chǔ)存的電量有限,限制著車輛的單次充 電行程,長(zhǎng)途行駛時(shí)蓄電池容量不足,這是目前制約電動(dòng)車發(fā)展的主要問題,而且,這一問 題很難在短時(shí)間內(nèi)解決。第二,電動(dòng)車輛蓄電池充電所需要的時(shí)間一般說來要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳 統(tǒng)車輛加油的時(shí)間,這一問題也是制約電動(dòng)車輛發(fā)展和應(yīng)用范圍的重要問題之一。第三,為 了盡可能的提高現(xiàn)有電動(dòng)車輛的續(xù)航時(shí)間,必須加大蓄電池的儲(chǔ)電能力,使得蓄電池必須 做的十分龐大,而如此龐大的蓄電池不僅成本高昂、增加車輛的總重量、擠占車輛的有效空 間,而且在報(bào)廢時(shí)對(duì)環(huán)境也將是十分巨大的污染。第四,雖然說電能的使用不會(huì)產(chǎn)生污染, 在我國國內(nèi)發(fā)電主要是利用高污染物排放的煤的情況下,電動(dòng)車輛只不過是解決了污染的 空間和時(shí)間配置問題,并不能降低污染物的排放總量。為此,需要發(fā)明一種能夠?qū)﹄妱?dòng)車輛 蓄電池進(jìn)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)充電的新型電動(dòng)車輛,即在車輛行進(jìn)過程中和靜止過程中均能對(duì)蓄 電池進(jìn)行充電的新技術(shù),這樣一方面可以在保持電動(dòng)車輛的續(xù)航時(shí)間不變的情況下,大大 降低蓄電池的儲(chǔ)電能力,從而降低蓄電池的成本、體積和重量;另一方面在外充電不方便時(shí) 利用發(fā)動(dòng)機(jī)給蓄電池充電,從而大大增加電動(dòng)車輛的續(xù)航時(shí)間。傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)式車輛中第一,由于車輛負(fù)荷的變化的快而廣泛,即車輛的負(fù)荷變化 速度快,且幅度大,當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),由于無法實(shí)現(xiàn)完全及時(shí)的負(fù)荷響應(yīng),造成的發(fā)動(dòng)機(jī) 內(nèi)的燃燒狀況不理想,使得車輛的燃油效率和排放性均受到嚴(yán)重影響,但是,如果將小功率 發(fā)動(dòng)機(jī)固定在恒定工況下工作,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電,則可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的高效 率和低排放性。第二,每個(gè)型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)都有一個(gè)最佳的理想工作工況,在該理想工作工況 下發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和排放處于綜合最佳狀態(tài),但是在現(xiàn)有車輛的工作過程中,負(fù)荷和工況的 變化是十分頻繁的,使得發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)情況下都不在該理想工況下工作,從而使得發(fā)動(dòng)機(jī) 的效率和排放性能大大降低。如果能夠找到一種方法,將發(fā)動(dòng)機(jī)恒定在理想工況下工作,則 將大大改善發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放性。現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)式充電發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)一般處于恒定轉(zhuǎn)速,但并沒有相應(yīng)的控 制系統(tǒng)使其不受用電負(fù)荷變化的影響,即轉(zhuǎn)速恒定但功率等工況并不恒定,而且大多在標(biāo) 定工況下工作,而標(biāo)定工況是以大功率輸出為基礎(chǔ)的并沒有充分考慮低排放性。現(xiàn)有的燃料電池車輛主要由燃料電池直接給電動(dòng)機(jī)輸出電能,驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn),這 樣,由于路況的復(fù)雜,電動(dòng)機(jī)需要輸出的動(dòng)力是不斷變化的,因此燃料電池需要輸出的電能 功率也是不斷變化的。為了滿足這一變化的功率輸出范圍,尤其是在車輛需要大功率驅(qū)動(dòng) 時(shí),燃料電池要有足夠的電能功率輸出,燃料電池必須做的很大,而這必然會(huì)加大燃料電池 車輛的成本。但如果在車輛負(fù)荷較小燃料電池電能富余時(shí)給一個(gè)蓄電池充電,而在車輛負(fù) 荷較大僅有燃料電池供電電能不足時(shí)由蓄電池同時(shí)給電動(dòng)機(jī)供電,這樣可以大大降低燃料電池所需的額定功率儲(chǔ)備,燃料電池可以做的很小。同時(shí),由于車輛不會(huì)全時(shí)需要大功率驅(qū) 動(dòng),而燃料電池可以全時(shí)產(chǎn)生電能,因此燃料電池可以進(jìn)一步做的很小,利用燃料電池長(zhǎng)時(shí) 間的工作來彌補(bǔ)瞬時(shí)功率的不足,從而大大降低燃料電池車輛的成本。申請(qǐng)?zhí)枮?01001144. 2的中國發(fā)明專利公開了一種新型的無污染、高節(jié)能、低噪 聲的電動(dòng)小車輛,在行駛過程中,由蓄電池組供電,無刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),電子調(diào)速器調(diào)速, 自動(dòng)離心式離合器傳輸輸出功率,電極轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換電極的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)或倒車,離合 器從動(dòng)輪傳動(dòng)左右兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電補(bǔ)充電能,在電能不足的情況下啟動(dòng)微型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)帶 動(dòng)另一個(gè)發(fā)電機(jī)發(fā)電或在停車時(shí)用220V交流電通過內(nèi)置充電器直接充電。該專利雖然提 到了利用微型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)為蓄電池充電,但是,一方面其并沒有提到對(duì)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的工況 進(jìn)行改善,即沒有限定在恒定理想工況下,無法保證微型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)和排放性能;另 一方面其只在電能不足的情況下啟動(dòng)微型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)為蓄電池充電,充電時(shí)間短,整個(gè)工 作過程中依然主要利用蓄電池儲(chǔ)存的電能儲(chǔ)備來工作,從而無法有效降低對(duì)蓄電池儲(chǔ)量的 要求,無法降低蓄電池的重量和體積。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題,本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下一種油電式電動(dòng)車輛,包括電動(dòng)機(jī)、車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和蓄電池,所述蓄電池與所述電 動(dòng)機(jī)連通,所述電動(dòng)機(jī)與所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連通,所述油電式電動(dòng)車輛還包括燃料供給系 統(tǒng)和至少一套恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng),所述燃料供給系統(tǒng)與所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)連 通,所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)與所述蓄電池連通,所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)的額定功 率為所述電動(dòng)機(jī)的額定功率的三分之一以下,所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)設(shè)為發(fā)動(dòng)機(jī)式恒 定理想充電發(fā)電系統(tǒng)或燃料電池式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng);當(dāng)所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)設(shè)為發(fā)動(dòng)機(jī)式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)時(shí),所述恒定 理想充電發(fā)電系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī),所述燃料供給系統(tǒng)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)連通,所述發(fā)動(dòng) 機(jī)與所述發(fā)電機(jī)聯(lián)通,所述發(fā)電機(jī)與所述蓄電池連通,所述發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)不受所述車輛驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)負(fù)荷變化的影響在偏離恒定理想工況不超過百分之二十的范圍內(nèi)工作;當(dāng)所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)設(shè)為燃料電池式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)時(shí),所述恒 定理想充電發(fā)電系統(tǒng)為燃料電池,所述燃料電池工作時(shí)不受所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)負(fù)荷變化的 影響在偏離恒定理想工況不超過百分之二十的范圍內(nèi)工作。所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)的額定功率為所述電動(dòng)機(jī)的額定功率的四分之一以 下。所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)的額定功率為所述電動(dòng)機(jī)的額定功率的五分之一以 下。所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)的額定功率為所述電動(dòng)機(jī)的額定功率的十分之一以 下。所述發(fā)動(dòng)機(jī)或者所述燃料電池工作時(shí)不受所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)負(fù)荷變化的影響在 恒定理想工況下工作。所述發(fā)動(dòng)機(jī)或者所述燃料電池至少在車輛行進(jìn)時(shí)間的二分之一以上的時(shí)間內(nèi)處 于工作狀態(tài)。
當(dāng)所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)設(shè)為發(fā)動(dòng)機(jī)式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)時(shí),在至少一 套所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)和所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間設(shè)有離合器和動(dòng)力傳動(dòng)裝置。當(dāng)所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)設(shè)為發(fā)動(dòng)機(jī)式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)時(shí),在所述恒 定理想充電發(fā)電系統(tǒng)和所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間不設(shè)任何動(dòng)力傳動(dòng)裝置。當(dāng)所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)大于等于兩套時(shí),在所述油電式電動(dòng)車輛處于小負(fù) 荷工況時(shí),所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)的至少一套不工作。所述蓄電池上設(shè)有外電源充電接口和/或當(dāng)剎車時(shí)所述電動(dòng)機(jī)在所述車輛驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)下發(fā)電并為所述蓄電池充電。本發(fā)明所謂恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng),包括發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和充電自動(dòng)控制單元等 部分,或者包括燃料電池和充電自動(dòng)控制單元等部分,即將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,用來 給蓄電池充電。這里的發(fā)動(dòng)機(jī)指內(nèi)燃機(jī)、外燃機(jī)等熱機(jī),如汽油機(jī)、柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、自由 活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)等。所謂的充電自動(dòng)控制單元可以是傳統(tǒng)的車輛電控裝置,也可是常用的單 片機(jī)控制單元等自動(dòng)控制單元,也可以是能夠根據(jù)蓄電池中電能儲(chǔ)量的多少自動(dòng)控制發(fā)動(dòng) 機(jī)給蓄電池充電的裝置。本發(fā)明所謂的動(dòng)力傳動(dòng)裝置,指的是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力進(jìn)行傳動(dòng)的裝置,可以是傳 統(tǒng)的齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng),也可以是液力傳動(dòng)系統(tǒng)等工業(yè)中常用的動(dòng)力傳動(dòng)裝置。本發(fā)明所謂的恒定理想工況中所謂理想工況是指從發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池的燃料效 率和排放性能等方面綜合考慮得出的發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池的最佳工作工況,在該最佳工作工 況下,發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池內(nèi)部的燃燒或反應(yīng)處于最佳狀況,發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池的效率、排放 (例如發(fā)動(dòng)機(jī)排放中的氮氧化物NOx等污染物)等性能綜合處于最佳狀態(tài)。所謂恒定是指發(fā) 動(dòng)機(jī)或燃料電池在工作時(shí)不受車輛負(fù)荷變化的影響,一直處于某一工況下或某一工況范圍 內(nèi)。所謂在偏離恒定理想工況不超過百分之二十的范圍內(nèi)工作,是指發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池所 處的工況范圍,在該工況范圍內(nèi)其燃料效率不低于理想工況時(shí)的燃料效率的百分之八十, 且發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池的污染物排放(例如發(fā)動(dòng)機(jī)排放中的氮氧化物NOx等污染物)不高于 理想工況時(shí)的污染物排放的百分之一百二十。對(duì)于車輛來說,高燃料效率和低排放性能都很重要,但因?yàn)檐囕v往往在大城市等 人口稠密的地區(qū)運(yùn)行,所以相對(duì)來說低排放性能更重要。而發(fā)動(dòng)機(jī)恒定在理想工況下工作 不僅可以提高燃料效率,更重要的是可以降低排放性。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)在恒定理想工況下工 作,是發(fā)動(dòng)機(jī)在未來繼續(xù)被用于車輛上的決定性問題。換句話說,發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于恒定理想 工況下工作將是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)能否直接或者間接被用于車輛動(dòng)力的根本標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明所謂的恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng),是指充電發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池 不受外界工況的影響,恒定在理想工況或在偏離恒定理想工況不超過百分之二十的范圍內(nèi) 工作。本發(fā)明所謂的車輛,是指包括汽車、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、坦克等在內(nèi)的,工作時(shí)工 況變化較大且較頻繁的機(jī)械。本發(fā)明所謂的多套工作的模式,是指具有兩套或者兩套以上的恒定理想充電發(fā)電 系統(tǒng)同時(shí)工作的模式,但是不包括全部的恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)同時(shí)工作的模式。本發(fā)明 所謂的全部工作的模式,是指全部的恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)同時(shí)工作的模式。本發(fā)明中,由于車輛并不需全時(shí)工作,其平均工作功率大大低于最大功率儲(chǔ)備,而發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池可以全時(shí)工作,其功率只要略大于車輛的平均工作功率就行,因而發(fā)動(dòng) 機(jī)或燃料電池的額定功率就可以大大低于同型號(hào)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池的額定功率,從而 大大降低發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池的成本。并且由于發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池可以全時(shí)工作,能夠不斷 對(duì)蓄電池補(bǔ)償電力,因此對(duì)蓄電池儲(chǔ)量的要求就可以大大降低,從而降低蓄電池的重量和 體積,降低成本,降低蓄電池報(bào)廢后的污染。對(duì)于本發(fā)明中發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池的額定功率就可以大大低于同型號(hào)車輛發(fā)動(dòng)機(jī) 或燃料電池的額定功率,從理論上我們可以計(jì)算如下汽車在平路上行駛時(shí),其阻力主要有風(fēng)阻力和輪胎的滾動(dòng)摩擦力兩部分。假設(shè)一 輛重約2噸的小轎車,其以30m/s(約108km/h)的速度在野外高速行駛,其受到的風(fēng)阻力 (=1/2迎風(fēng)面面積*空氣密度*速度2*風(fēng)阻系數(shù))約為500N,其受到的輪胎的滾動(dòng)摩擦 力(=汽車重力*輪胎的滾動(dòng)摩擦系數(shù))約為200N,則該汽車的平均行駛功率(=阻力* 速度)約為30馬力(2. 1KW),而在現(xiàn)有技術(shù)中為了滿足車輛的功率儲(chǔ)備,一個(gè)重約2噸的 小轎車即使在普通轎車中至少也要配150馬力的發(fā)動(dòng)機(jī),而在高檔轎車中發(fā)動(dòng)機(jī)更要配到 400到500馬力??梢?,由于車輛并不需全時(shí)工作,其平均工作功率大大低于最大功率儲(chǔ)備, 而發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池可以全時(shí)工作,其功率只要略大于車輛的平均工作功率就行,因而發(fā) 動(dòng)機(jī)或燃料電池的額定功率就可以大大低于同型號(hào)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池的額定功率。我們?cè)偌僭O(shè)一輛重約2噸的小轎車,其以lOm/s (約36km/h)的速度在市內(nèi)低速行 駛,其受到的風(fēng)阻力(=1/2迎風(fēng)面面積*空氣密度*速度2*風(fēng)阻系數(shù))約為50N,其受到 的輪胎的滾動(dòng)摩擦力(=汽車重力*輪胎的滾動(dòng)摩擦系數(shù))約為200N,則該汽車的平均行 駛功率(=阻力*速度)約為4馬力(2. 5KW),可見汽車在在野外高速行駛(約108km/h) 與在市內(nèi)低速行駛(約36km/h)時(shí)的平均功率相差7倍多,如果汽車長(zhǎng)期在市內(nèi)低速行駛, 則容易造成發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池“大馬拉小車”的問題,造成不經(jīng)濟(jì),因此本發(fā)明中恒定理想 充電發(fā)電系統(tǒng)可以設(shè)為多套,當(dāng)其設(shè)為多套時(shí)可以在汽車長(zhǎng)時(shí)間低速行駛時(shí)關(guān)閉其中的一 部分恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng),從而解決上述問題。如技術(shù)背景中提到的,電動(dòng)車輛的蓄電池的單次充電量和充電時(shí)間是影響電動(dòng)車 輛發(fā)展和使用范圍的兩個(gè)重大問題。但是電動(dòng)車輛與傳統(tǒng)車輛相比具有明顯優(yōu)勢(shì),例如, 可比較容易的實(shí)現(xiàn)針對(duì)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出功率,以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷響應(yīng),也比較容 易的對(duì)剎車能量進(jìn)行有效回收產(chǎn)生電能以備有效利用,因此,電動(dòng)車輛從能量應(yīng)用的角度 來講其效率要高于傳統(tǒng)車輛。傳統(tǒng)車輛當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),傳統(tǒng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和排 放性均受到嚴(yán)重影響,但是,如果將傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)定在理想工況下工作,其效率和排放性都 會(huì)得到明顯提高,換句話說,只要將傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)固定在理想狀態(tài)附近工作,就可以得到高效 率、低排放性。為此,本發(fā)明中采用了一種小型發(fā)動(dòng)機(jī)(所謂小型即其額定功率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 車輛所需要的驅(qū)動(dòng)功率)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)電動(dòng)車輛的蓄電池進(jìn)行充電。通過將小型高效發(fā)動(dòng) 機(jī)固定在恒定理想工況下高效低排放工作對(duì)蓄電池進(jìn)行充電,實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)不受車輛驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)負(fù)荷變化的影響,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)高效低排放性工作,換句話說,本發(fā)明中所公開的車輛 系統(tǒng)的能量流可以理解為由燃料經(jīng)小型發(fā)動(dòng)機(jī)高效率低排放的變成機(jī)械能,再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn) 換成電能,儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi),由蓄電池向電動(dòng)機(jī)供電,以滿足車輛驅(qū)動(dòng)所需要的能量,特別 是滿足車輛行進(jìn)過程中負(fù)荷變化的需要。另外,在本發(fā)明中蓄電池與電動(dòng)機(jī)連通,恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)與蓄電池連通,由于實(shí)際中恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)的正負(fù)極和電動(dòng)機(jī)的正負(fù)極都必然跟蓄電池的正負(fù)電極 相連,相當(dāng)于恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)的正負(fù)極和電動(dòng)機(jī)的正負(fù)極之間也直接相連了。這樣, 發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池保持在恒定理想工況下工作,所發(fā)的電能可以直接驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)車輛 工作,當(dāng)外界的工況發(fā)生變化時(shí),若外界工況所需的功率超過發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電池理想工況 下的功率時(shí),不足部分的能量由蓄電池提供;若外界工況所需的功率低于發(fā)動(dòng)機(jī)或燃料電 池理想工況下的功率時(shí),超過所需功率部分的能量?jī)?chǔ)存在蓄電池中備用。
申請(qǐng)?zhí)枮?01001144. 2的中國發(fā)明專利公開了一種新型的無污染、高節(jié)能、低噪 聲的電動(dòng)小車輛,在行駛過程中,由蓄電池組供電,無刷直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),電子調(diào)速器調(diào)速, 自動(dòng)離心式離合器傳輸輸出功率,電極轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換電極的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)或倒車,離合 器從動(dòng)輪傳動(dòng)左右兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電補(bǔ)充電能,在電能不足的情況下啟動(dòng)微型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)帶 動(dòng)另一個(gè)發(fā)電機(jī)發(fā)電或在停車時(shí)用220V交流電通過內(nèi)置充電器直接充電。該專利與本發(fā) 明的區(qū)別在于第一,該專利雖然提到了利用微型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)為蓄電池充電,但是微型燃?xì)?發(fā)動(dòng)機(jī)并沒有限定在恒定理想工況下工作。如果該專利中的車輛主要由外充電來提供能 量,則其只是相當(dāng)于一般的電動(dòng)車輛,從而無法解決本申請(qǐng)?jiān)诒尘凹夹g(shù)中提到的電動(dòng)車輛 固有的不足;如果其主要由發(fā)動(dòng)機(jī)來提供能量,則其又只是相當(dāng)于一般的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力車輛, 無法解決發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力車輛的固有不足,即由于車輛的負(fù)荷變化速度快,且幅度大,當(dāng)負(fù)荷發(fā) 生變化時(shí),由于無法實(shí)現(xiàn)完全及時(shí)的負(fù)荷響應(yīng),造成的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒狀況不理想,使得車 輛的燃油效率和排放性均受到嚴(yán)重影響,并且由于負(fù)荷和工況的變化頻繁發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)情 況下都不在理想工況下工作使得發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和排放性能大大降低。但是本發(fā)明中的發(fā)動(dòng) 機(jī)限定在恒定理想工況下工作,解決了發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷響應(yīng)不及時(shí)和長(zhǎng)期不在理想工況下工作 造成的燃料效率和排放性能不好的問題,因此可以大大改善發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放性。第 二,該專利中只在電能不足或者爬坡的情況下啟動(dòng)微型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)為蓄電池充電,微型燃 氣發(fā)動(dòng)機(jī)為蓄電池充電的時(shí)間短,整個(gè)工作過程中依然主要利用外充電的方式將電能儲(chǔ)存 在蓄電池中以滿足車輛動(dòng)力的需求,而這無法有效降低對(duì)蓄電池儲(chǔ)量的要求,無法降低蓄 電池的重量和體積。但是本發(fā)明中車輛行進(jìn)過程中和靜止過程中均能對(duì)蓄電池進(jìn)行充電, 車輛動(dòng)力的需求的能量平時(shí)可以主要來自于由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化來的燃料的化學(xué)能,因此蓄電池 可以做的很小,從而大大降低蓄電池的成本、體積和重量,降低蓄電池報(bào)廢時(shí)對(duì)環(huán)境的污 染。,因此在這一意義上說本發(fā)明既解決了現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力車輛的不足,也克服了現(xiàn) 有技術(shù)中電動(dòng)車輛的存在的弊端。第三,該專利中將用于給蓄電池充電的動(dòng)力限定為微型 燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī),當(dāng)今技術(shù)所指的微型發(fā)動(dòng)機(jī)主要是指體積很小的發(fā)動(dòng)機(jī),當(dāng)然在體積小的同 時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也不可能做得很大,因此,也可以把微型發(fā)動(dòng)機(jī)理解為體積小,功率小的 發(fā)動(dòng)機(jī)。而且按照一般漢語的理解,“微型”應(yīng)該是比“小型”遠(yuǎn)遠(yuǎn)更小的意思,因此一般認(rèn) 為“微型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)”體積甚至可以小到只有拇指大小,功率只有幾瓦,甚至更小。本發(fā)明 中雖然對(duì)恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)的額定功率總與電動(dòng)機(jī)的額定功率之間的比例做了限定, 但這只是相對(duì)的大小,而沒有絕對(duì)的大小限制,實(shí)際上發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際大小是隨著車輛所需 動(dòng)力的大小(即電動(dòng)機(jī)的額定功率大小)的變化而變化的。第四,該專利中只在電能不足 或者爬坡的情況下啟動(dòng)微型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)為蓄電池充電。我們知道任何一個(gè)電池,充滿電后, 只要有用電負(fù)載使用就會(huì)造成電池充電飽和度的下降,但飽和度是在可用范圍內(nèi)下降(所 謂的可用范圍是指即使飽和度下降但是仍能滿足負(fù)載使用的需要)。當(dāng)蓄電池飽和度嚴(yán)重下降到無法使用電負(fù)載正常工作的狀態(tài)時(shí),這就是常說的電能“不足”。該專利中所說的電 量“不足”無非就是這么一種狀態(tài),這說明車輛所消耗的能量絕大部分來自于外部充電,而 不是燃?xì)馕⑿桶l(fā)動(dòng)機(jī),我們的發(fā)明中的燃油發(fā)電系統(tǒng),在蓄電池電量足夠使用,即使百分之 百飽和度的狀況下也可以工作,其所發(fā)電能可以直接用來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)車輛工作。因此,本發(fā)明的有益效果如下1、本發(fā)明雖然使用燃料,但大幅度減少燃料的使用量和污染物的排放。2、本發(fā)明可以大幅度降低電動(dòng)車輛蓄電池的容量。換句話說,本發(fā)明既發(fā)揮了電 動(dòng)車輛的優(yōu)勢(shì),也發(fā)揮了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)車輛的優(yōu)勢(shì),不僅節(jié)能環(huán)保而且車輛的行駛距離與使 用性能也與傳統(tǒng)車輛相當(dāng)。9、本發(fā)明可以大幅度降低車輛中燃料電池或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率儲(chǔ)備,改善其工況,延 長(zhǎng)其壽命,降低車輛的成本。


圖1所示的是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2所示的是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3所示的是本發(fā)明實(shí)施例3和4的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4所示的是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5所示的是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示的油電式電動(dòng)車輛,包括電動(dòng)機(jī)1、車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2和蓄電池3,蓄電池 3與電動(dòng)機(jī)1連通,電動(dòng)機(jī)1與車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2連通,油電式電動(dòng)車輛還包括一套恒定理想 充電發(fā)電系統(tǒng)4和燃料供給系統(tǒng)5,燃料供給系統(tǒng)5與恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)4連通,恒定 理想充電發(fā)電系統(tǒng)4與蓄電池3連通,恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)4的額定功率總和為電動(dòng)機(jī)1 的額定功率的二分之一以下,恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)4設(shè)為發(fā)動(dòng)機(jī)式恒定理想充電發(fā)電系 統(tǒng)或燃料電池式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng);當(dāng)恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)4設(shè)為發(fā)動(dòng)機(jī)式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)時(shí),恒定理想充 電發(fā)電系統(tǒng)4包括發(fā)動(dòng)機(jī)6和發(fā)電機(jī)10,燃料供給系統(tǒng)5與發(fā)動(dòng)機(jī)6連通,發(fā)動(dòng)機(jī)6與發(fā)電 機(jī)10聯(lián)通,發(fā)電機(jī)10與蓄電池3連通,發(fā)動(dòng)機(jī)6工作時(shí)不受車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2負(fù)荷變化的影 響處在偏離恒定理想工況不超過百分之二十的范圍內(nèi)工作;當(dāng)剎車時(shí)電動(dòng)機(jī)1在車輛驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)2的反向驅(qū)動(dòng)下發(fā)電并為蓄電池3充電。由于車輛本身不會(huì)全時(shí)運(yùn)行,并且即使在車輛運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)1也不必全時(shí)輸出動(dòng) 力,但恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)4是能夠全時(shí)工作的,因此其功率可以大大低于電動(dòng)機(jī)1的額 定功率。由于發(fā)動(dòng)機(jī)6多數(shù)時(shí)間下設(shè)定在偏離恒定理想工況不超過百分之二十的范圍內(nèi)工 作,其不僅可以避免工況變化引起的負(fù)荷響應(yīng)不及時(shí)從而造成的發(fā)動(dòng)機(jī)6內(nèi)的燃燒狀況不 理想的問題,而且可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率和排放的綜合性能 大大提高,從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率、降低了發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的排放。當(dāng)剎車時(shí)電動(dòng)機(jī)1 在車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的反向驅(qū)動(dòng)下發(fā)電并為蓄電池3充電,從而進(jìn)一步提高車輛的燃油效率,更加節(jié)能高效。實(shí)施例2如圖2所示的油電式電動(dòng)車輛,其與實(shí)施例1的區(qū)別在于第一,恒定理想充電發(fā) 電系統(tǒng)4的額定功率總和為電動(dòng)機(jī)1的額定功率的三分之一。如前所述,由于車輛本身不 會(huì)全時(shí)運(yùn)行,并且即使在車輛運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)1也不必全時(shí)輸出動(dòng)力,但恒定理想充電發(fā)電 系統(tǒng)4是能夠全時(shí)工作的,因此其功率可以大大低于電動(dòng)機(jī)1的額定功率。第二,蓄電池3 上設(shè)有外電源充電接口 9,可以使得車輛在方便的時(shí)候,直接從外部電源獲得電能。第三,發(fā) 動(dòng)機(jī)6工作時(shí)不受車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2負(fù)荷變化的影響處于恒定理想工況下工作。其不僅可以 避免工況變化引起的負(fù)荷響應(yīng)不及時(shí)從而造成的發(fā)動(dòng)機(jī)6內(nèi)的燃燒狀況不理想的問題,而 且可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率和排放的綜合性能大大提高,從而 提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率、降低了發(fā)動(dòng)機(jī)污染物的排放。實(shí)施例3如圖3所示的油電式電動(dòng)車輛,其與實(shí)施例2的區(qū)別在于第一,恒定理想充電發(fā) 電系統(tǒng)4的額定功率總和為電動(dòng)機(jī)1的額定功率的四分之一。如前所述,由于車輛本身不 會(huì)全時(shí)運(yùn)行,并且即使在車輛運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)1也不必全時(shí)輸出動(dòng)力,但恒定理想充電發(fā)電 系統(tǒng)4是能夠全時(shí)工作的,因此其功率可以大大低于電動(dòng)機(jī)1的額定功率。第二,在恒定理 想充電發(fā)電系統(tǒng)4和車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2之間設(shè)有離合器7和動(dòng)力傳動(dòng)裝置8??梢允闺妱?dòng)機(jī) 1和發(fā)動(dòng)機(jī)6同時(shí)給車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2輸出動(dòng)力,從而滿足車輛短時(shí)間內(nèi)需要超大的功率的特 殊情況下的需要。實(shí)施例4如圖3所示的油電式電動(dòng)車輛,其與實(shí)施例3的區(qū)別在于恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng) 4的額定功率總和為電動(dòng)機(jī)1的額定功率的五分之一。如前所述,由于車輛本身不會(huì)全時(shí)運(yùn) 行,并且即使在車輛運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)1也不必全時(shí)輸出動(dòng)力,但恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)4是能 夠全時(shí)工作的,因此其功率可以大大低于電動(dòng)機(jī)1的額定功率。實(shí)施例5如圖4所示的油電式電動(dòng)車輛,其與實(shí)施例1的區(qū)別在于第一,恒定理想充電發(fā) 電系統(tǒng)4為燃料電池11,燃料電池11工作時(shí)不受車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2負(fù)荷變化的影響處于恒定 理想工況。由于車輛本身不會(huì)全時(shí)運(yùn)行,并且即使在車輛運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)1也不必全時(shí)輸出 動(dòng)力,但燃料電池是能夠全時(shí)工作的,因此其功率可以大大低于電動(dòng)機(jī)1的額定功率,因此 燃料電池可以做的很小,利用燃料電池長(zhǎng)時(shí)間的工作來彌補(bǔ)瞬時(shí)功率的不足,從而大大降 低燃料電池車輛的成本,并且恒定功率的電能輸出也可以延長(zhǎng)燃料電池的使用壽命,進(jìn)一 步降低燃料車輛的成本。第二,充電發(fā)電系統(tǒng)4有兩套,如果汽車長(zhǎng)期低速行駛,則只運(yùn)行 其中的一套恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng),另一套關(guān)閉,從而解決燃料電池“大馬拉小車”問題造 成的不經(jīng)濟(jì)。實(shí)施例6如圖5所示的油電式電動(dòng)車輛,其與實(shí)施例1的區(qū)別在于第一,恒定理想充電發(fā) 電系統(tǒng)4的額定功率總和為電動(dòng)機(jī)1的額定功率的十分之一。如前所述,由于車輛本身不 會(huì)全時(shí)運(yùn)行,并且即使在車輛運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)1也不必全時(shí)輸出動(dòng)力,但恒定理想充電發(fā)電 系統(tǒng)4是能夠全時(shí)工作的,因此其功率可以大大低于電動(dòng)機(jī)1的額定功率。第二,充電發(fā)電系統(tǒng)4有兩套,其中一套的額定功率為另一套額定功率的2倍,根據(jù)車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2和蓄電 池3的狀況,兩套恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)4可以調(diào)整為只有第一套工作的模式或者只有第 二套工作的模式或者兩套全部工作的模式,從而實(shí)現(xiàn)三種不同的充電發(fā)電系統(tǒng)4的工作模 式,滿足車輛不同工況下對(duì)動(dòng)力的需求。
權(quán)利要求
一種油電式電動(dòng)車輛,包括電動(dòng)機(jī)(1)、車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)和蓄電池(3),所述蓄電池(3)與所述電動(dòng)機(jī)(1)連通,所述電動(dòng)機(jī)(1)與所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)連通,其特征在于所述油電式電動(dòng)車輛還包括燃料供給系統(tǒng)(5)和至少一套恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4),所述燃料供給系統(tǒng)(5)與所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)連通,所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)與所述蓄電池(3)連通,所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)的額定功率總和為所述電動(dòng)機(jī)(1)的額定功率的二分之一以下,所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)設(shè)為發(fā)動(dòng)機(jī)式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)或燃料電池式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng);當(dāng)所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)設(shè)為發(fā)動(dòng)機(jī)式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)時(shí),所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)包括發(fā)動(dòng)機(jī)(6)和發(fā)電機(jī)(10),所述燃料供給系統(tǒng)(5)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)(6)連通,所述發(fā)動(dòng)機(jī)(6)與所述發(fā)電機(jī)(10)聯(lián)通,所述發(fā)電機(jī)(10)與所述蓄電池(3)連通,所述發(fā)動(dòng)機(jī)(6)工作時(shí)不受所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)負(fù)荷變化的影響在偏離恒定理想工況不超過百分之二十的范圍內(nèi)工作;當(dāng)所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)設(shè)為燃料電池式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)時(shí),所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)為燃料電池(11),所述燃料電池(11)工作時(shí)不受所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)負(fù)荷變化的影響在偏離恒定理想工況不超過百分之二十的范圍內(nèi)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油電式電動(dòng)車輛,其特征在于所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng) ⑷的額定功率總和為所述電動(dòng)機(jī)⑴的額定功率的三分之一以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油電式電動(dòng)車輛,其特征在于所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng) ⑷的額定功率總和為所述電動(dòng)機(jī)⑴的額定功率的四分之一以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油電式電動(dòng)車輛,其特征在于所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng) (4)的額定功率總和為所述電動(dòng)機(jī)(1)的額定功率的五分之一以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油電式電動(dòng)車輛,其特征在于所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng) (4)的額定功率總和為所述電動(dòng)機(jī)(1)的額定功率的十分之一以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意之一所述的油電式電動(dòng)車輛,其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)(6) 或者所述燃料電池(11)工作時(shí)不受所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)負(fù)荷變化的影響在恒定理想工 況下工作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意之一所述的油電式電動(dòng)車輛,其特征在于所述發(fā)動(dòng)機(jī)(6) 或者所述燃料電池(11)至少在車輛行進(jìn)時(shí)間的二分之一以上的時(shí)間內(nèi)處于工作狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意之一所述的油電式電動(dòng)車輛,其特征在于當(dāng)所述恒定理 想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)設(shè)為發(fā)動(dòng)機(jī)式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)時(shí),在至少一套所述恒定理想充 電發(fā)電系統(tǒng)(4)和所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)之間設(shè)有離合器(7)和動(dòng)力傳動(dòng)裝置(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意之一所述的油電式電動(dòng)車輛,其特征在于當(dāng)所述恒定理 想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)設(shè)為發(fā)動(dòng)機(jī)式恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)時(shí),在所述恒定理想充電發(fā)電系 統(tǒng)(4)和所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)之間不設(shè)任何動(dòng)力傳動(dòng)裝置(8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意之一所述的油電式電動(dòng)車輛,其特征在于當(dāng)在一個(gè)所述 油電式電動(dòng)車輛中所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)大于等于兩套時(shí),所述恒定理想充電發(fā) 電系統(tǒng)(4)的額定功率設(shè)為不相同,根據(jù)所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)和所述蓄電池(3)的狀況 所述恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)能夠調(diào)整為只有一套工作的模式或者多套工作的模式或 者全部工作的模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意之一所述的油電式電動(dòng)車輛,其特征在于所述蓄電池 (3)上設(shè)有外電源充電接口(9)和/或當(dāng)剎車時(shí)所述電動(dòng)機(jī)⑴在所述車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2) 的驅(qū)動(dòng)下發(fā)電并為所述蓄電池(3)充電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油電式電動(dòng)車輛,包括電動(dòng)機(jī)(1)、車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)和蓄電池(3),蓄電池(3)與電動(dòng)機(jī)(1)連通,電動(dòng)機(jī)(1)與車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(2)連通,油電式電動(dòng)車輛還包括恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)和燃料供給系統(tǒng)(5),燃料供給系統(tǒng)(5)與恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)連通,恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)與蓄電池(3)連通,恒定理想充電發(fā)電系統(tǒng)(4)的額定功率為電動(dòng)機(jī)(1)的額定功率的三分之一以下。本發(fā)明既發(fā)揮了電動(dòng)車輛的所有優(yōu)勢(shì)也發(fā)揮了傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)車輛的優(yōu)勢(shì),不僅節(jié)能環(huán)保而且車輛的行駛距離與使用性能也與傳統(tǒng)車輛相當(dāng)。
文檔編號(hào)B60K6/26GK101875294SQ20101011064
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2010年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者靳北彪 申請(qǐng)人:靳北彪
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