專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本系統(tǒng)是屬于交通運(yùn)輸工具的一個(gè)類(lèi)別。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車(chē)以其造價(jià)和使用費(fèi)用低廉、操作簡(jiǎn)單方便、節(jié)能環(huán)保等巨大優(yōu)點(diǎn)而大受普羅大眾的歡迎。但是電動(dòng)車(chē)與一般燃油動(dòng)力機(jī)車(chē)相比其缺點(diǎn)也是非常明顯的，其特出的缺點(diǎn)是因?yàn)樗碾姍C(jī)功率小又不帶變速裝置而導(dǎo)致加速性能和爬坡能力不足，這方面在一些載貨、載客等的載重電動(dòng)車(chē)上更加突出。一般燃油動(dòng)力機(jī)車(chē)有較強(qiáng)的加速和爬坡能力主要是因?yàn)樗砩铣擞休^大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)外還裝有一個(gè)變速裝置，使用這個(gè)裝置可根據(jù)不同的需要改變發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和扭矩的調(diào)整，使發(fā)動(dòng)機(jī)的性能得到充分的發(fā)揮。當(dāng)然我們也可以在電動(dòng)車(chē)的電機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間加裝一個(gè)變速裝置，同樣可以得到燃油動(dòng)力機(jī)車(chē)一樣的加速和爬坡性能。但是這樣做的結(jié)果是操作變得和燃油動(dòng)力機(jī)車(chē)一樣的復(fù)雜，失去電動(dòng)車(chē)的主要優(yōu)點(diǎn)。況且到目前為止市上并沒(méi)有找到帶變速裝置的電動(dòng)車(chē)用電機(jī)，那么能不能在現(xiàn)有條件和不提高操作難度的前提下改善電動(dòng)車(chē)的加速和爬坡性能呢？
發(fā)明內(nèi)容要改善電動(dòng)車(chē)的加速和爬坡性能最簡(jiǎn)單直接的辦法是成倍地加大電機(jī)的功率，但是電動(dòng)機(jī)的功率加大后又帶來(lái)新的問(wèn)題，就是令電動(dòng)車(chē)的效率下降了。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)效率最高的工況是滿(mǎn)負(fù)載的時(shí)候，而電動(dòng)車(chē)平地行駛時(shí)并不需要太大功率，所以電動(dòng)機(jī)功率加大后必然造成電能的利用率下降，也就是造成電能的浪費(fèi)。電動(dòng)車(chē)工作在加速和爬坡的時(shí)間遠(yuǎn)比工作在平地行駛的時(shí)間要小得多，電動(dòng)車(chē)在外面最寶貴的是電池里存儲(chǔ)的電能，因?yàn)樗鼪Q定著電動(dòng)車(chē)的行駛里程，如果為了改善短暫的加速和爬坡性能而長(zhǎng)時(shí)間浪費(fèi)寶貴的電能實(shí)際令人覺(jué)得婉惜。但是如果不改善電動(dòng)車(chē)的加速和爬坡性能又會(huì)在一定程度上影響行車(chē)的安全，例如電動(dòng)車(chē)要超越前車(chē)或橫過(guò)公路時(shí)，需要的是干脆利落的加速動(dòng)作，如果加速性能不好必然導(dǎo)致危險(xiǎn)性的增加。所以這是一個(gè)兩難的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，本技術(shù)方案采取了一個(gè)可行又簡(jiǎn)單的方法，它既可以滿(mǎn)足節(jié)能的要求又可以大幅度增加電動(dòng)車(chē)的加速性能和爬坡能力，同時(shí)又不失電動(dòng)車(chē)操作簡(jiǎn)單容易的本色。本方案主要包括電源、主動(dòng)力電機(jī)、加力電機(jī)、傳動(dòng)裝置、電機(jī)控制器和控制電路，采取的措施是在電動(dòng)車(chē)上增加一個(gè)加力電機(jī)。其具體方法是在原有動(dòng)力電機(jī)(以下稱(chēng)為主動(dòng)力電機(jī))的基礎(chǔ)上連接一個(gè)加力電機(jī)。這個(gè)加力電機(jī)當(dāng)電動(dòng)車(chē)行駛在平地時(shí)不參與工作，處于斷電的休息狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)車(chē)需要起步、加速或爬坡時(shí)，在控制電路或人工的控制下通電參與工作。為電動(dòng)車(chē)提供額外的動(dòng)力，又在起步、加速或爬坡完成后退出工作。能實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的方式是多種多樣的，在這些方法中主要包括主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪或直接裝在電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上，加力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪或通過(guò)傳動(dòng)裝置連接在主動(dòng)力電機(jī)上，加力電機(jī)在電動(dòng)車(chē)需要起步、加
3速或爬坡時(shí)，在控制電路或人工的控制下通電參與工作，又在起步、加速或爬坡完成后在控制電路或人工的控制下退出工作。這里所說(shuō)的傳動(dòng)裝置是指，能將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳遞給電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪或另一臺(tái)電機(jī)上的機(jī)械零件或機(jī)械零件的組合。這些東西主要包括鏈輪、 鏈條、齒輪、傳動(dòng)軸、離合器和超越離合器等。采用本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電動(dòng)車(chē)主要的好處是可以只按平路行駛的要求選擇主動(dòng)力電機(jī)的輸出功率，也就是說(shuō)可以選擇相對(duì)較小功率的電動(dòng)機(jī)作主動(dòng)力電機(jī)，令主動(dòng)力電機(jī)基本工作在滿(mǎn)負(fù)荷的工作狀態(tài)來(lái)減小電力損耗，提高電源的利用率，盡可能地延長(zhǎng)電動(dòng)車(chē)的行駛里程。使用本系統(tǒng)的電動(dòng)車(chē)在保持現(xiàn)有電動(dòng)車(chē)操作方便的前提下，比現(xiàn)有的普通電動(dòng)車(chē)的加速性能和爬坡性能都得到了大大的提高。也就是說(shuō)本系統(tǒng)既可以節(jié)省電力又可以提高加速和爬坡的性能。同時(shí)在主動(dòng)力電機(jī)出故障(包括它的驅(qū)動(dòng)電路)的時(shí)候可由加力電機(jī)接替主動(dòng)力電機(jī)工作，使電動(dòng)車(chē)此時(shí)不至于壞在路邊，令整車(chē)的可靠性因此得到了提高。

圖1、主動(dòng)力電機(jī)和加力電機(jī)通過(guò)后橋傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上。圖2、主動(dòng)力電機(jī)和加力電機(jī)通過(guò)鏈條傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上。圖3、主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)后橋傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上，加力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接在主力動(dòng)力電機(jī)上。圖4、主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)鏈條傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上，加力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到主動(dòng)力電機(jī)上。圖5、主動(dòng)力電機(jī)直接裝在電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上，加力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到主動(dòng)力電機(jī)上。圖6、控制電路示意圖。圖7、控制電路示意圖。圖中1主力電動(dòng)機(jī)、2加力電動(dòng)機(jī)、3后橋、4驅(qū)動(dòng)輪、5帶超越離合器的鏈輪、6鏈條、7鏈輪。
具體實(shí)施方式
一、主動(dòng)力電機(jī)和加力電機(jī)同時(shí)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上如圖1和圖2所示。主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)齒輪與電動(dòng)車(chē)后橋差速器的齒輪齒合，通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上。加力電機(jī)通過(guò)帶超越離合器的齒輪與電動(dòng)車(chē)后橋上差速器的齒輪齒合， 也通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上如圖1所示。主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)鏈輪和鏈條連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上，加力電機(jī)通過(guò)帶超越離合器的鏈輪和鏈條連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上如圖2所示，帶超越離合器的鏈輪可以裝在加力電機(jī)一方也可以裝在驅(qū)動(dòng)輪一方。這樣的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于主動(dòng)力電機(jī)和加力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接在電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上。加力電機(jī)的齒輪或鏈輪上裝超越離合器，可使加力電機(jī)不工作時(shí)能與差速器齒輪分離而不會(huì)成為主動(dòng)力電機(jī)的負(fù)擔(dān)。(1)控制電路的形式和組合是多種多樣的，它們各有特色和不足使用者可根據(jù)使用環(huán)境作出選擇，以下是其中的一例。主動(dòng)力電機(jī)由主動(dòng)力電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)和控制，加力電機(jī)由加力電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)和控制。兩臺(tái)電機(jī)由電池提供電源，它的速度由車(chē)速控制器(加速踏板或調(diào)速把)控制如圖6所示。加力電機(jī)是否參與工作由比較控制器根據(jù)車(chē)速控制器和車(chē)速傳感器兩者的信號(hào)來(lái)決定，或直接通過(guò)手動(dòng)開(kāi)關(guān)由手動(dòng)控制。車(chē)速控制器輸出一個(gè)正比于加速踏板或調(diào)速把轉(zhuǎn)角的電壓信號(hào)。這個(gè)信號(hào)分為三路，分別送到主動(dòng)力電機(jī)控制器、 加力電機(jī)控制器和比較控制器。車(chē)速傳感器可裝在車(chē)輪、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪等能客觀直接反映車(chē)速的位置上，它能輸出一個(gè)正比于即時(shí)車(chē)速的電壓信號(hào)。反映車(chē)速的信號(hào)還可以直接從無(wú)刷電機(jī)的霍爾傳感器上獲取，該傳感器輸出的脈沖信號(hào)能直接反映電機(jī)的轉(zhuǎn)速，雙當(dāng)于車(chē)速。車(chē)速控制器和車(chē)速傳感器輸出的電壓信號(hào)一同送到比較控制器，由比較控制器根據(jù)兩個(gè)信號(hào)的不同情況來(lái)決定加力電機(jī)是否參與工作。在起步、加速或爬坡時(shí)由于即時(shí)的車(chē)速慢或變慢，車(chē)速傳感器的電壓信號(hào)跟不上車(chē)速控制器的電壓信號(hào)的變化，也即車(chē)速傳感器的電壓信號(hào)小于車(chē)速控制器的電壓信號(hào)，兩者產(chǎn)生了差距。這時(shí)比較控制器根據(jù)兩者的差由內(nèi)部的邏輯電路判斷并輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)送到加力電機(jī)控制器，啟動(dòng)加力電機(jī)投入工作為電動(dòng)車(chē)提供更大的動(dòng)力幫助加速或爬坡。當(dāng)車(chē)速提升了，上述兩信號(hào)的差距消失了， 比較控制器就會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)的情況關(guān)閉加力電機(jī)，讓它退出工作，節(jié)約電能。另外加力電機(jī)是否參與工作還可以由人工直接控制。(2)控制電路的另一種方式是主動(dòng)力電機(jī)由主動(dòng)力電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)和控制，加力電機(jī)由加力電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)和控制。兩臺(tái)電機(jī)由電池提供電源，它的速度由車(chē)速控制器(加速踏板或調(diào)速把)控制如圖7所示。車(chē)速控制器輸出的電壓信號(hào)分為三路分別送到主動(dòng)力電機(jī)控制器、加力電機(jī)控制器和比較控制器。加力電機(jī)是否參與工作由比較控制器根據(jù)電流傳感器傳來(lái)的，關(guān)于主動(dòng)力電機(jī)工作狀態(tài)的電壓信號(hào)電壓與車(chē)速控制器傳來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行比較，然后決定是否發(fā)出要加速電機(jī)加入工作的指令。加力電機(jī)是否參與工作也可以直接手動(dòng)控制。我們知道電動(dòng)機(jī)的工作電流與它的負(fù)載成正比，當(dāng)電動(dòng)車(chē)要起步、加速或爬坡時(shí)由于電機(jī)的負(fù)載特別重，電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)成倍地增加。這時(shí)電流傳感器輸出的電壓信號(hào)也成正比地增加并被送到比較控制器。比較控制器將這個(gè)電壓信號(hào)與車(chē)速控制器傳來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行比較然后向加力電機(jī)控制器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)加力電機(jī)協(xié)助主動(dòng)力電機(jī)起步、加速或爬坡。當(dāng)車(chē)速提升了，主動(dòng)力電機(jī)的電流小到正常值，電流傳感器的電壓信號(hào)也小到正常值，比較控制器根據(jù)情況發(fā)出指令讓加力電機(jī)關(guān)閉退出工作，節(jié)約電能。另外加力電機(jī)是否參與工作還可以由人工通過(guò)手動(dòng)開(kāi)關(guān)直接控制。二、主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上，加力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到主動(dòng)力電機(jī)上如圖3和圖4所示。主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)齒輪與電動(dòng)車(chē)后橋差速器上的齒輪齒合相當(dāng)于主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上，加力電機(jī)通過(guò)超越離合器或直接連接到主動(dòng)力電機(jī)的軸上，加力電機(jī)也可以直接或通過(guò)離合器連接到主動(dòng)力電機(jī)的軸上如圖3所示。主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)鏈輪、鏈條或傳動(dòng)軸連和齒輪連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上。相當(dāng)于就是主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上。加力電機(jī)通過(guò)超越離合器連接到主動(dòng)力電機(jī)的軸上，加力電機(jī)也可以直接或通過(guò)離合器連接到主動(dòng)力電機(jī)的軸上如圖4所示。加力電機(jī)通過(guò)超越離合器能在主動(dòng)力電機(jī)上，可使加力電機(jī)不工作時(shí)與主動(dòng)力電機(jī)分離而不會(huì)成為主動(dòng)力電機(jī)的負(fù)擔(dān)。本例的電路控制部分與例一相同，這里不作多述。三、主動(dòng)力電機(jī)直接裝在電動(dòng)車(chē)的車(chē)輪上，加力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接在主動(dòng)力電機(jī)上如圖5所示。加力電機(jī)可以通過(guò)鏈輪、鏈條、超越離合器、齒輪和傳動(dòng)軸等傳動(dòng)裝置連接到主動(dòng)力電機(jī)上，主動(dòng)力電機(jī)直接裝在驅(qū)動(dòng)輪輪上。超越離合器可以裝在主動(dòng)力電機(jī)一方，也可以裝在加力電機(jī)一方。加力電機(jī)通過(guò)超越離合器裝在主動(dòng)力電機(jī)上，可使加力電機(jī)不工作時(shí)與主動(dòng)力電機(jī)分離而不會(huì)成為主動(dòng)力電機(jī)的負(fù)擔(dān)。本例的電路控制部分與例一相同，這里不作多述。
權(quán)利要求1. 一種電動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，主要包括電源、主動(dòng)力電機(jī)、加力電機(jī)、傳動(dòng)裝置、電機(jī)控制器和控制電路，其特征在于，主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪或直接裝在電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上，加力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪或通過(guò)傳動(dòng)裝置連接在主動(dòng)力電機(jī)上，加力電機(jī)在電動(dòng)車(chē)需要起步、加速或爬坡時(shí)在控制電路或人工的控制下通電參與工作，又在起步、加速或爬坡完成后在控制電路或人工的控制下退出工作。
專(zhuān)利摘要一種電動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，本系統(tǒng)是屬于交通運(yùn)輸工具的一個(gè)類(lèi)別。電動(dòng)車(chē)以其造價(jià)和使用費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)受到大眾的歡迎。但是它的電機(jī)功率小又不帶變速裝置，導(dǎo)致加速性能和爬坡能力不足，為了解決上述問(wèn)題，本技術(shù)方案采取了在原有主動(dòng)力電機(jī)的基礎(chǔ)上連接一個(gè)加力電機(jī)。既可以滿(mǎn)足節(jié)能的要求又可以增加電動(dòng)車(chē)的加速性能和爬坡能力。主動(dòng)力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪或直接裝在電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪上，加力電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接到電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)輪或通過(guò)傳動(dòng)裝置連接在主動(dòng)力電機(jī)上，加力電機(jī)在電動(dòng)車(chē)需要起步、加速或爬坡時(shí)在控制電路或人工的控制下通電參與工作，又在起步、加速或爬坡完成后在控制電路或人工的控制下退出工作。
文檔編號(hào)B60K17/12GK202319898SQ20112043497
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月5日
發(fā)明者胡達(dá)廣 申請(qǐng)人:胡達(dá)廣