專利名稱:燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明為一種燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電動(dòng)機(jī)混合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車,它是一種城市道路交通運(yùn)輸,節(jié)能環(huán)保型的公交車。
背景技術(shù):
隨著城市的快速發(fā)展,汽車已進(jìn)入千家萬(wàn)戶,隨之而來(lái)造成交通擁擠,燃油供應(yīng)緊張,再加上汽車尾氣對(duì)大氣污染日益嚴(yán)重,它給城市的發(fā)展帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。由此,人們?cè)诓粩嗟嘏で笠环N既可節(jié)約能源、又具有環(huán)保的新型車輛,如太陽(yáng)能電池汽車、氫能源驅(qū)動(dòng)車、燃油-電動(dòng)混合驅(qū)動(dòng)車型相繼問(wèn)世。這種低排放、低能耗、環(huán)保型的燃油-電動(dòng)混合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車受到人們的關(guān)注,混合驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的品質(zhì)直接關(guān)系到電動(dòng)車的性能。經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展,混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的離散結(jié)構(gòu),逐漸朝向燃油發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電-電動(dòng)機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展,即集成化混合動(dòng)力總成。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車,可根據(jù)城市的環(huán)境狀況,選擇電動(dòng)及燃油-電動(dòng)混合動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)模式,電動(dòng)車起步時(shí)由低速電機(jī)驅(qū)動(dòng);正常行駛時(shí)由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力;電動(dòng)車加速時(shí)由高速電機(jī)和燃油機(jī)共同疊加提供動(dòng)力,并將剎車時(shí)的制動(dòng)能變成電能回收利用。這種電動(dòng)車具有超低排放、超低能耗車,節(jié)約能源,工作效率提高,環(huán)境保護(hù)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車包括有車身,在車身頂部設(shè)置有太陽(yáng)能電池極板,車內(nèi)裝有方向盤和座椅,在車架底盤的兩邊設(shè)置有電池組,其特征在于在車架底盤上設(shè)置有燃油-并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)總成。燃油-并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)總成包括有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)、減振器和動(dòng)力耦合器、并聯(lián)雙電機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、多功能機(jī)械變速箱及輸出軸構(gòu)成。雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括有油冷空心軸三相異步低速大扭矩電機(jī)和油冷空心軸三相異步高速小扭矩電機(jī),油冷空心軸三相異步低速大扭矩電機(jī)和油冷空心軸三相異步高速小扭矩電機(jī)采用并聯(lián)式設(shè)置。在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上連接有起動(dòng)盤,起動(dòng)盤通過(guò)動(dòng)力輸入軸連接動(dòng)力耦合器,動(dòng)力耦合器軸上齒輪與油冷空心軸三相異步高速小扭矩電機(jī)軸上齒輪相嚙合,并通過(guò)多功能機(jī)械變速器將動(dòng)力輸給輸出軸驅(qū)使車輛行駛。
并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有油冷循環(huán)系統(tǒng),在雙電機(jī)定子的外部設(shè)置有散熱片和雙電機(jī)殼體上設(shè)置有油卻冷的進(jìn)、出油口。
在油冷循環(huán)系統(tǒng)的雙電機(jī)定子通道內(nèi)設(shè)置有內(nèi)散熱片,一長(zhǎng)二短的內(nèi)散熱片分段排列在通道內(nèi)。
本發(fā)明的燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車,可根據(jù)城市特定環(huán)境狀況,選擇燃油機(jī),電動(dòng)機(jī)以及燃油-電動(dòng)混合驅(qū)動(dòng)模式。燃油-電機(jī)混合動(dòng)力有兩條動(dòng)力驅(qū)動(dòng)模式,電動(dòng)車起步時(shí)由油冷空心軸低速電機(jī)驅(qū)動(dòng);正常行駛時(shí)由燃油機(jī)提供動(dòng)力;電動(dòng)車加速時(shí)由油冷空心軸高速電機(jī)和燃油機(jī)疊加共同提供動(dòng)力,還可將剎車時(shí)的止動(dòng)能量變成電能回收利用。燃油機(jī)或電機(jī)也可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)汽車。本發(fā)明的混合電動(dòng)車具有超低能耗車,超低排放,節(jié)約能源,工作效率高,保護(hù)人們美好的生存和工作環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的車架底盤結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖3的俯視圖。
圖4為本發(fā)明燃油-雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為圖4的B向局部結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為并聯(lián)雙電機(jī)動(dòng)力結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為多功能機(jī)械變速器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為雙電機(jī)油冷循環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為雙電機(jī)外置散熱片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為燃油-雙電力混合傳動(dòng)模式示意圖。
圖11為雙電機(jī)通道內(nèi)裝有散熱片結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為圖11的A-A結(jié)構(gòu)示意圖(除去雙電機(jī)結(jié)構(gòu))。
其中1燃油發(fā)動(dòng)機(jī),2并聯(lián)雙電機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),3座椅,4方向機(jī),5空調(diào),6太陽(yáng)能電池極板,7車身,8傳動(dòng)軸,9車架,10中央控制單元,11空調(diào)控制器,12逆變器,13電動(dòng)氣泵,14電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器,15發(fā)動(dòng)機(jī)消聲器,16電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī),17水箱,18空氣濾清器,19柴油儲(chǔ)油箱,20后驅(qū)動(dòng)橋,21車輪,22儲(chǔ)氣罐,24蓄電池組,25儲(chǔ)氣罐,26前轉(zhuǎn)向橋,27減振器,28油冷空心軸三相異步高速小扭矩電機(jī),29齒輪,30油冷空心軸三相異步低速小扭矩電機(jī),33起動(dòng)盤,35控制器模塊,36控制器接線盒,37電機(jī)接線盒,38輸入軸,39動(dòng)力耦合器,40多功能機(jī)械變速箱,41輸出軸,42、47單向軸承,43齒輪,44齒輪,45油溫傳感器,46通道,48轉(zhuǎn)換擋推進(jìn)氣缸,49齒輪,50齒輪51齒輪,52齒輪,53齒輪,54定子,55進(jìn)油口,56出油口,60定子通道,61離合器,62散熱片,63換油口。
實(shí)施例說(shuō)明結(jié)合附圖1-12對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)加以具體說(shuō)明一種燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車包括有車身7,在車身7內(nèi)裝有方向機(jī)4和座椅3,車身7頂部裝有太陽(yáng)能電池極板6和頂部設(shè)置有獨(dú)立空調(diào)5。車頂安裝太陽(yáng)能電池極板的目的,在于利用太陽(yáng)能量給車輛空調(diào)及車內(nèi)照明系統(tǒng)補(bǔ)充電能。在車架9底盤上設(shè)置有燃油-并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)總成。燃油-并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)總成包括有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1、并聯(lián)電機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2、減振器27、動(dòng)力耦合器39、多功能機(jī)械變速器40和輸出軸41,還包括有控制器模塊35,控制器接線盒36、電機(jī)接線盒37。
并聯(lián)雙電機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2包括有油冷空心軸三相異步高速小扭矩電機(jī)(本文以下簡(jiǎn)稱為油冷空心軸高速電機(jī))28和油冷空心軸三相異步低速大扭矩電機(jī)(本文以下簡(jiǎn)稱為油冷空心軸低速電機(jī))30,油冷空心軸高速電機(jī)28和油冷空心軸低速電機(jī)30為并聯(lián)式設(shè)置的,它是一種電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的互換新型電機(jī)。燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1是由柴油驅(qū)動(dòng)的。在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸32上連接有起動(dòng)盤33,起動(dòng)盤33通過(guò)輸入軸38連接有耦合器39,耦合器39軸上的齒輪43與油冷空心軸高速電機(jī)28軸上齒輪相嚙合,并通過(guò)多功能機(jī)械變速器40將動(dòng)力輸給輸出軸41驅(qū)動(dòng)車輛行駛。
本發(fā)明車架9的底盤結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)底盤基礎(chǔ)上,由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1的傳動(dòng)曲軸32和雙電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)2的雙電機(jī)軸通過(guò)起動(dòng)盤33直結(jié)連接,省去了專置起動(dòng)電機(jī)。在車架9側(cè)邊分別裝有電動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)16、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器14、電動(dòng)氣泵13、逆變器12、空調(diào)控制器11、發(fā)動(dòng)機(jī)消聲器15、水箱17、空氣濾清器18和柴油儲(chǔ)油箱19。在車架9的中部裝有儲(chǔ)氣罐22和儲(chǔ)氣罐25,并且車架9中間兩側(cè)部位裝有蓄電池組24;車架9的前部裝有前轉(zhuǎn)向橋26,車架9的上部裝有方向機(jī)4、車座椅3以及中央控制單元10。(詳見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖1-6)并聯(lián)雙電機(jī)動(dòng)力混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力輸入軸38上還設(shè)置有單向軸承42和油溫傳感器45。燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1動(dòng)力經(jīng)輸入軸38通過(guò)動(dòng)力耦合器39的齒輪43嚙合齒輪44,動(dòng)力傳給油冷空心軸高速電機(jī)28,油冷空心軸高速電機(jī)28經(jīng)過(guò)多功能機(jī)械變速箱40將動(dòng)力經(jīng)離合器61撥動(dòng)齒輪49與齒輪51耦合,由輸出軸41將動(dòng)力傳到傳動(dòng)軸8給后橋20,驅(qū)動(dòng)車輪21使車輛行駛。附圖4、6中的下部電機(jī)表示油冷空心軸低速電機(jī)30(還包括有電機(jī)定子54),用于汽車怠速起動(dòng)。而附圖4、6的上部電機(jī)表示油冷空心軸高速電機(jī)28(還包括有電機(jī)定子54),它用于汽車加速可與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1同時(shí)疊加共同提供動(dòng)力。
并聯(lián)雙動(dòng)力混合驅(qū)動(dòng)模式在汽車起步、正常工作、加速、制動(dòng)能量回收等工況時(shí)的工作原理是電動(dòng)車在停車狀況時(shí)(或者是汽車遇到紅燈時(shí)),駕駛員要先制動(dòng)而后減速。當(dāng)車速降到15公里/小時(shí)左右,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1接受中央控制單元10的指令自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn);油冷空心軸低速電機(jī)30驅(qū)動(dòng)力經(jīng)多功能機(jī)械變速箱40內(nèi)的齒輪53嚙合齒輪51,由輸出軸41經(jīng)傳動(dòng)軸8控制行車減速,經(jīng)過(guò)剎車系統(tǒng)將車制動(dòng)。
電動(dòng)車在起步時(shí),油冷空心軸低速電機(jī)30具有足夠的動(dòng)力使車輛起步。而此時(shí),由于多功能機(jī)械變速箱40中的單向離合器61作用,使齒輪51和油冷空心軸高速電機(jī)28軸上齒輪49脫離,油冷空心軸高速電機(jī)28不工作。
電動(dòng)車正常工作時(shí),柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1選取最佳的轉(zhuǎn)速范圍,以獲得最佳動(dòng)力性能和燃料經(jīng)濟(jì)性控制車行駛。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1發(fā)出的動(dòng)力一部分由輸入軸38,動(dòng)力傳給耦合器39軸上的齒輪43與齒輪44嚙合動(dòng)力傳給油冷空心軸高速電機(jī)28,又將動(dòng)力傳給多功能機(jī)械變速箱40的齒輪49,經(jīng)單向離合器61的作用使其與齒輪51嚙合驅(qū)動(dòng)輸出軸41,把動(dòng)力傳到后橋驅(qū)動(dòng)車輪行駛并保持一定的行車速度;另一部分動(dòng)力將通過(guò)油冷空心軸高速電機(jī)28時(shí)(該電機(jī)為發(fā)電機(jī)的工作狀態(tài)),將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芙o蓄電池24充電。
動(dòng)力的分配是由多功能機(jī)械變速箱40來(lái)執(zhí)行的,多功能機(jī)械變速箱40為機(jī)械式齒輪組機(jī)構(gòu),它是由齒輪相互嚙合實(shí)現(xiàn)的。在多功能機(jī)械變速箱40軸上的齒輪53與齒輪51耦合(輸出軸齒輪51與齒輪49耦合是經(jīng)轉(zhuǎn)換擋推進(jìn)氣缸48進(jìn)行切斷單向離合器61,以防反拖發(fā)動(dòng)機(jī),節(jié)約能源),實(shí)現(xiàn)車輛純電動(dòng)起步或電機(jī)倒車模式。
電動(dòng)車在長(zhǎng)時(shí)間慢速行駛時(shí),多功能機(jī)械變速箱40經(jīng)轉(zhuǎn)換擋推進(jìn)氣缸48推動(dòng)齒輪49與齒輪51分離。燃油發(fā)動(dòng)機(jī)1的動(dòng)力經(jīng)輸入軸38傳給耦合器39內(nèi)的齒輪43與齒輪44嚙合,動(dòng)力傳給油冷空心軸高速電機(jī)28(此時(shí)該動(dòng)力為發(fā)電機(jī)工作狀態(tài))進(jìn)行發(fā)電給蓄電池24充電;由中央控制單元10控制油冷空心軸低速電機(jī)電機(jī)30進(jìn)行慢速度行駛。中央控制單元10是根據(jù)實(shí)際行駛的狀況與駕駛員配合調(diào)整高、低擋速比的。
電動(dòng)車要加速狀態(tài)行駛,車首先處在低速行駛狀態(tài),它是由油冷空心軸低速電機(jī)30進(jìn)行工作的。當(dāng)車輛需要加速時(shí),中央控制單元10給電機(jī)控制器35指令,起動(dòng)高速電機(jī)28,切斷低速電機(jī)30不工作(以防反拖發(fā)動(dòng)機(jī))。油冷空心軸高速電機(jī)28的動(dòng)力由軸上齒輪49與齒輪51耦合,經(jīng)輸出軸41實(shí)現(xiàn)車輛純電高速電機(jī)加速。如車速已達(dá)到正常車速再進(jìn)行加速時(shí),中央控制單元10給出指令,由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1發(fā)出驅(qū)動(dòng)力和油冷空心軸高速電機(jī)28的動(dòng)力進(jìn)行復(fù)合疊加共同使車輛加速行駛。由此可見(jiàn),燃油-雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作范圍是在0~15(公里/小時(shí))時(shí),由單純油冷空心軸低速電機(jī)30工作的;在15~55(公里/小時(shí))時(shí),由單純?nèi)加桶l(fā)動(dòng)機(jī)1工作的;在55~85(公里/小時(shí))時(shí),由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1和油冷空心軸高速電機(jī)28共同驅(qū)動(dòng)。
減速、制動(dòng)和停車狀況制動(dòng)時(shí),由中央控制單元10通過(guò)燃油-雙電機(jī)混合動(dòng)力系統(tǒng)將車的動(dòng)能,通過(guò)電機(jī)機(jī)/發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)變成電能儲(chǔ)存在蓄電池24內(nèi)回收利用。
本發(fā)明在并聯(lián)式雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有循環(huán)油冷系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)是在并聯(lián)雙電機(jī)內(nèi)裝有冷卻油58,在電機(jī)定子54的外部設(shè)置有散熱片57及雙電機(jī)殼體上設(shè)置有進(jìn)油口55和出油口56。冷卻油58經(jīng)進(jìn)油口55由動(dòng)力輸入軸38上的齒輪43攪動(dòng),冷卻油分別進(jìn)入到油冷空心軸低速和高速電機(jī)的轉(zhuǎn)子空心軸內(nèi)通道46內(nèi)和油冷空心軸低速和高速電機(jī)定子54的通道60內(nèi),經(jīng)過(guò)流動(dòng)帶走熱量并流到多功能機(jī)械變速箱40內(nèi),經(jīng)變速箱40軸上的齒輪49攪動(dòng),由出油口56通向雙電機(jī)殼體外的高壓油泵內(nèi)(附圖未顯示)進(jìn)行熱量交換,使其變?yōu)槔鋮s油再次進(jìn)入雙電機(jī)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)冷卻,這樣反復(fù)流動(dòng),以降低雙電機(jī)和控制器自身的溫度,提高工作效率、延長(zhǎng)使用壽命、節(jié)約成本。
為了提高雙電機(jī)循環(huán)冷卻油的效率,可在雙電機(jī)定子54通道60中設(shè)置有內(nèi)散熱片62。內(nèi)散熱片62為一長(zhǎng)二短分段排列,并在雙電機(jī)殼體上設(shè)有換油口63。由耦合器39內(nèi)齒輪43推動(dòng)冷卻油58進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán),降低雙電機(jī)的溫度。采用內(nèi)散熱片62的作用是一方面增大散熱面積,另一方面可起著定子與電機(jī)殼體的加強(qiáng)作用(詳見(jiàn)圖11、12)。
權(quán)利要求
1.一種燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車包括有車身,在車身頂部設(shè)置有太陽(yáng)能電池極板,車內(nèi)裝有方向盤和座椅,在車架底盤的兩邊設(shè)置有電池組,其特征在于在車架底盤上設(shè)置有燃油-并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)總成;燃油-并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)總成包括有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)、減振器和動(dòng)力耦合器、并聯(lián)雙電機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、多功能機(jī)械變速箱及輸出軸;并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括有油冷空心軸三相異步低速大扭矩電機(jī)和油冷空心軸三相異步高速小扭矩電機(jī),油冷空心軸三相異步低速大扭矩電機(jī)和油冷空心軸三相異步高速小扭矩電機(jī)采用并聯(lián)式設(shè)置;在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上連接有起動(dòng)盤,起動(dòng)盤通過(guò)輸入軸連接動(dòng)力耦合器,動(dòng)力耦合器軸上的齒輪與油冷空心軸三相異步高速小扭矩電機(jī)軸上的齒輪相嚙合,通過(guò)多功能機(jī)械變速器將動(dòng)力輸給輸出軸驅(qū)使車輛行駛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車,其特征在于并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置有油冷循環(huán)系統(tǒng),在雙電機(jī)定子的外部設(shè)置有散熱片,在雙電機(jī)殼體上設(shè)置有油卻冷的進(jìn)、出油口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車,其特征在于在油冷循環(huán)系統(tǒng)的雙電機(jī)定子通道內(nèi)分段排列有一長(zhǎng)二短的內(nèi)散熱片。
全文摘要
一種燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電動(dòng)機(jī)混合驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車,它是一種城市道路交通運(yùn)輸,節(jié)能環(huán)保型的公交車。包括有車身,在車架底盤上設(shè)置有燃油-并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)總成。該總成包括有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力耦合器、油冷空心軸低速電機(jī)和油冷空心軸高速電機(jī),油冷空心軸低速電機(jī)和油冷空心軸高速電機(jī)采用并聯(lián)式設(shè)置。該車可根據(jù)城市的環(huán)境狀況,選擇電動(dòng)及燃油-電動(dòng)混合動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)模式,汽車起步時(shí)由低速電機(jī)驅(qū)動(dòng);正常行駛時(shí)由燃油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力;車在加速時(shí)由高速電機(jī)和燃油機(jī)共同疊加提供動(dòng)力,并將剎車時(shí)的制動(dòng)能變成電能回收利用。這種電動(dòng)車具有超低排放、超低能耗車,節(jié)約能源,工作效率提高,保護(hù)人們生存的環(huán)境。
文檔編號(hào)B60K6/00GK1757534SQ20051011500
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月23日
發(fā)明者王春富 申請(qǐng)人:王春富