專利名稱：磁懸浮電動(dòng)汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車，具體地，涉及一種磁懸浮電動(dòng)汽車。
背景技術(shù)：
伴隨全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油消耗量日益增加，石油作為不可再生資源，正變得日益緊缺。在城市中作為主要交通工具，例如公共交通車輛、出租車輛以及私家車輛等循環(huán)往復(fù)在城市中行駛，它不僅消耗了大量的石油能源，而且石油的大量使用，排放出大量有害氣體，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，有害于人們的身體健康。如果不及時(shí)解決這些不良問題，則會(huì)給城市居民的工作、學(xué)習(xí)、生活帶來無形的危害，有礙于城市物質(zhì)文明的健康發(fā)展，因此電動(dòng)汽車作為燃油汽車的替代運(yùn)輸工具越來越受到人們的重視。但就現(xiàn)有的電動(dòng)汽車而言，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多套用燃油汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即動(dòng)力源輸出動(dòng)力，動(dòng)力依次經(jīng)離合器、減速器、差速器，到達(dá)行走終端(即車輪)。此種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)于目前蓄電池容量偏小的電動(dòng)汽車來說，如此多環(huán)節(jié)的動(dòng)力傳遞，降低了電動(dòng)汽車電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換效率。鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，需要提供一種新型的電動(dòng)汽車。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的磁懸浮電動(dòng)汽車，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述問題， 該磁懸浮電動(dòng)汽車能夠提高電動(dòng)汽車電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化效率，從而降低能耗，改善電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能。上述目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)磁懸浮電動(dòng)汽車，包括后輪磁懸浮支承驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、前輪磁懸浮支承系統(tǒng)和檢測(cè)控制系統(tǒng)，所述后輪磁懸浮支承驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括軸向磁懸浮后差速器、動(dòng)力磁懸浮軸承、后調(diào)速離合器、后半軸及固定于該后半軸的后車輪，其中所述軸向磁懸浮后差速器兩側(cè)對(duì)稱布置有所述動(dòng)力磁懸浮軸承、后調(diào)速離合器、后半軸和后車輪；所述前輪磁懸浮支承系統(tǒng)包括軸向磁懸浮前差速器、徑向磁懸浮軸承、前調(diào)速離合器、 前半軸及固定于該前半軸的前車輪，其中所述軸向磁懸浮前差速器兩側(cè)分別對(duì)稱布置有所述徑向磁懸浮軸承、前調(diào)速離合器、前半軸和前車輪；所述檢測(cè)控制系統(tǒng)包括控制器和傳感器，所述控制器包括機(jī)電協(xié)調(diào)控制器和懸浮驅(qū)動(dòng)控制器，并通過線路連接于所述軸向磁懸浮后差速器、軸向磁懸浮前差速器、動(dòng)力磁懸浮軸承、徑向磁懸浮軸承、后調(diào)速離合器和前調(diào)速離合器；所述徑向磁懸浮軸承和動(dòng)力磁懸浮軸承的定子均固定于所述電動(dòng)汽車的車架上，所述前半軸穿過相應(yīng)的所述前調(diào)速離合器和所述徑向磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子中心，并固定于該前調(diào)速離合器和徑向磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子，所述后半軸穿過相應(yīng)的所述后調(diào)速離合器和所述動(dòng)力磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子中心，并固定于該后調(diào)速離合器和動(dòng)力磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的磁懸浮電動(dòng)汽車?yán)么艖腋〖半姍C(jī)技術(shù)將車身懸浮，使前后車輪的前、后半軸無摩擦、無磨損地支承車身，并驅(qū)動(dòng)后半軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)車輪沿地面滾動(dòng)行駛。而調(diào)速離合器的作用是電動(dòng)汽在車靜止、啟動(dòng)、慢速倒車、減速或制動(dòng)，以及低速運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)直接摩擦支承車身，并可通過減速踏板控制支承的摩擦力大小，以控制汽車的運(yùn)行速度。所述動(dòng)力磁懸浮軸承的定子固定于車架上，后半軸穿過其轉(zhuǎn)子的中心與轉(zhuǎn)子固定，并在閉環(huán)控制系統(tǒng)控制下產(chǎn)生支承車身的磁懸浮力和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車運(yùn)行的電磁轉(zhuǎn)矩。所述徑向磁懸浮軸承的定子固定于車架上，前半軸穿過其轉(zhuǎn)子的中心與該轉(zhuǎn)子固定，并在閉環(huán)控制系統(tǒng)控制下產(chǎn)生磁懸浮力懸浮支承電動(dòng)汽車的車身。本發(fā)明的磁懸浮電動(dòng)汽車通過磁懸浮技術(shù)實(shí)現(xiàn)了半軸與車架之間實(shí)現(xiàn)無摩擦、無磨損支承，并通過電磁轉(zhuǎn)矩直接驅(qū)動(dòng)半軸旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)車輪，縮短了傳動(dòng)鏈，提高了驅(qū)動(dòng)效率，從而顯著地降低了能耗，改善了電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能。


圖1為本發(fā)明具體實(shí) 施方式的磁懸浮電動(dòng)汽車的原理示意圖。圖中1軸向磁懸浮后差速器；2動(dòng)力磁懸浮軸承；3調(diào)速離合器；4半軸；5車輪； 6軸線磁懸浮前差速器；7徑向磁懸浮軸承；8控制器；9懸浮驅(qū)動(dòng)控制器；10機(jī)電協(xié)調(diào)控制
ο
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明磁懸浮電動(dòng)汽車的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明的磁懸浮電動(dòng)汽車主要利用磁懸浮及無軸承電機(jī)技術(shù)將車身懸浮，使得固定車輪的半軸無摩擦、無磨損地支承車身，并驅(qū)動(dòng)半軸旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)車輪沿地面滾動(dòng)行駛。如圖1所示，所述磁懸浮電動(dòng)汽車包括后輪磁懸浮支承驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、前輪磁懸浮支承系統(tǒng)和檢測(cè)控制系統(tǒng)。所述后輪磁懸浮支承驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括軸向磁懸浮后差速器1、動(dòng)力磁懸浮軸承2 (即無軸承電機(jī))、后調(diào)速離合器3、后半軸4及固定于該后半軸的后車輪5，其中所述軸向磁懸浮后差速器1兩側(cè)對(duì)稱布置有所述動(dòng)力磁懸浮軸承2、后調(diào)速離合器3、后半軸4和后車輪5 ；所述前輪磁懸浮支承系統(tǒng)包括軸向磁懸浮前差速器6、徑向磁懸浮軸承 7、前調(diào)速離合器3，前半軸4及固定于該前半軸的前車輪5，其中所述軸向磁懸浮前差速器 6兩側(cè)對(duì)稱布置有所述徑向磁懸浮軸承7、前調(diào)速離合器3、前半軸4和前車輪5 ；所述檢測(cè)控制系統(tǒng)包括控制器8和傳感器，所述控制器8包括機(jī)電協(xié)調(diào)控制器10和懸浮驅(qū)動(dòng)控制器 9，并通過線路連接于所述軸向磁懸浮后差速器1、軸向磁懸浮前差速器6、動(dòng)力磁懸浮軸承 2、徑向磁懸浮軸承7、后調(diào)速離合器3和前調(diào)速離合器3 ；其中所述徑向磁懸浮軸承7和動(dòng)力磁懸浮軸承2的定子均固定于所述電動(dòng)汽車的車架上，所述前半軸穿過相應(yīng)的所述前調(diào)速離合器3和所述徑向磁懸浮軸承7的轉(zhuǎn)子中心，并固定于該前調(diào)速離合器和徑向磁懸浮軸承7的轉(zhuǎn)子，所述后半軸穿過相應(yīng)的所述后調(diào)速離合器和所述動(dòng)力磁懸浮軸承2的轉(zhuǎn)子中心，并固定于該后調(diào)速離合器和動(dòng)力磁懸浮軸承2的轉(zhuǎn)子。有關(guān)徑向磁懸浮軸承7和動(dòng)力磁懸浮軸承的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，其主要包括定子和轉(zhuǎn)子，其中，動(dòng)力磁懸浮軸承2 (即無軸承電機(jī))主要是根據(jù)磁軸承與電機(jī)產(chǎn)生電磁力原理的相似性，把磁軸承中產(chǎn)生徑向力的繞組安裝在電機(jī)定子上，通過解耦控制實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力的獨(dú)立控制。徑向磁懸浮軸承主要是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空中， 使轉(zhuǎn)子與定子之間沒有機(jī)械接觸。其原理是磁感應(yīng)線與磁浮線成垂直，軸芯與磁浮線是平行的，所以轉(zhuǎn)子的重量就固定在運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道上，利用幾乎是無負(fù)載的軸芯往反磁浮線方向頂撐，形成整個(gè)轉(zhuǎn)子懸空，在固定運(yùn)轉(zhuǎn)軌道上。所述軸向磁懸浮前、后差速器1，6的功能有兩個(gè)一是在閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制下， 根據(jù)方向控制指令使差速器1，6兩側(cè)旋轉(zhuǎn)的半軸(車輪)實(shí)現(xiàn)差速旋轉(zhuǎn)；二是產(chǎn)生軸向磁懸浮力使差速器兩側(cè)的半軸(車輪)軸向懸浮并定位，防止半軸(車輪)軸向躥動(dòng)。所述徑向磁懸浮軸承7的功能是在閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制下，產(chǎn)生徑向磁懸浮力，將前輪半軸懸浮于磁懸浮軸承的中心，進(jìn)而使車身支架與前輪半軸之間實(shí)現(xiàn)無摩擦、無磨損支承。所述動(dòng)力磁懸浮軸承2 (或無軸承電機(jī))具有磁懸浮軸承支承和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的兩種功能。它既可以產(chǎn)生徑向磁懸浮力使半軸懸浮于磁懸浮軸承中心，使旋轉(zhuǎn)半軸與車身支架之間實(shí)現(xiàn)無摩擦、無磨損支承，又產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩直接驅(qū)動(dòng)半軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)車輪沿地面滾動(dòng)，縮短了傳動(dòng)鏈，提高了驅(qū)動(dòng)效率。所述前、后調(diào)速離合器3的作用是電動(dòng)汽在車靜止、啟動(dòng)、慢速倒車、減速或制動(dòng)，以及低速運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)直接摩擦支承車身，并可通過減速踏板控制支承的摩擦力大小，以控制汽車的運(yùn)行速度。
電動(dòng)汽車的工作過程如下當(dāng)電動(dòng)汽車靜止未工作時(shí)，前后半軸4上的調(diào)速離合器3處于摩擦支承和制動(dòng)半軸的狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)汽車啟動(dòng)或慢速倒車時(shí)，在閉環(huán)控制系統(tǒng)(即控制器8)作用下，徑向磁懸浮軸承7產(chǎn)生徑向磁懸浮力，動(dòng)力磁懸浮軸承2 (無軸承電機(jī)) 既產(chǎn)生徑向磁懸浮力又產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所述磁懸浮前、后差速器1，6產(chǎn)生軸向懸浮力，通過緩慢松開減速踏板控制前、后車輪的調(diào)速離合器，在電磁轉(zhuǎn)矩作用下后輪半軸緩慢加速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車慢速行駛。在電動(dòng)汽車需要懸浮運(yùn)行(正常運(yùn)行或高速運(yùn)行)時(shí)，通過換檔操作使前后輪半軸上的低速調(diào)速離合器轉(zhuǎn)子處于自由狀態(tài)，將接觸摩擦支承切換為無摩擦的磁懸浮支承，由徑向磁懸浮軸承7和動(dòng)力磁懸浮軸承2 (無軸承電機(jī))產(chǎn)生的徑向磁懸浮力支承前后半軸，使電動(dòng)汽車車身處于懸浮狀態(tài)。在汽車處于懸浮運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，通過加速踏板發(fā)出指令信號(hào)，由閉環(huán)控制系統(tǒng)控制動(dòng)力磁懸浮軸承2 (無軸承電機(jī))驅(qū)動(dòng)后半軸增速旋轉(zhuǎn)，使電動(dòng)汽車增速行駛；在汽車處于懸浮運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，通過減速踏板發(fā)出指令信號(hào)，由閉環(huán)控制系統(tǒng)控制動(dòng)力磁懸浮軸承(或無軸承電機(jī))驅(qū)動(dòng)后輪半軸減速旋轉(zhuǎn)，使電動(dòng)汽車減速行駛。當(dāng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，在閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制下，根據(jù)方向控制指令使磁懸浮差速器兩側(cè)的動(dòng)力磁懸浮軸承(無軸承電機(jī))差速旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)半軸(車輪)實(shí)現(xiàn)差速旋轉(zhuǎn)以達(dá)到汽車轉(zhuǎn)彎的目的。由上描述顯然可見，本發(fā)明的磁懸浮電動(dòng)汽車?yán)么艖腋〖半姍C(jī)技術(shù)將車身懸浮，使前后車輪的前、后半軸4無摩擦、無磨損地支承車身，并驅(qū)動(dòng)后半軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)車輪沿地面滾動(dòng)行駛。而調(diào)速離合器3的作用是電動(dòng)汽在車靜止、啟動(dòng)、慢速倒車、減速或制動(dòng)，以及低速運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)直接摩擦支承車身，并可通過減速踏板控制支承的摩擦力大小，以控制汽車的運(yùn)行速度。所述動(dòng)力磁懸浮軸承2的定子固定于車架上，后半軸穿過其轉(zhuǎn)子的中心與轉(zhuǎn)子固定，并在閉環(huán)控制系統(tǒng)控制下產(chǎn)生支承車身的磁懸浮力和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車運(yùn)行的電磁轉(zhuǎn)矩。所述徑向磁懸浮軸承的定子固定于車架上，前半軸穿過其轉(zhuǎn)子的中心與該轉(zhuǎn)子固定，并在閉環(huán)控制系統(tǒng)控制下產(chǎn)生磁懸浮力懸浮支承電動(dòng)汽車的車身。在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，可以通過任何合適的方式進(jìn)行任意組合，其同樣落入本發(fā)明所公開的范圍之內(nèi)。同時(shí)，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。此外，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這 些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.磁懸浮電動(dòng)汽車，其特征是，包括后輪磁懸浮支承驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、前輪磁懸浮支承系統(tǒng)和檢測(cè)控制系統(tǒng)，所述后輪磁懸浮支承驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括軸向磁懸浮后差速器(1)、動(dòng)力磁懸浮軸承(2)、后調(diào)速離合器、后半軸及固定于該后半軸的后車輪，其中所述軸向磁懸浮后差速器(1)兩側(cè)對(duì)稱布置有所述動(dòng)力磁懸浮軸承(2)、后調(diào)速離合器、后半軸和后車輪；所述前輪磁懸浮支承系統(tǒng)包括軸向磁懸浮前差速器(6)、徑向磁懸浮軸承(7)、前調(diào)速離合器、 前半軸及固定于該前半軸的前車輪，其中所述軸向磁懸浮前差速器(6)兩側(cè)分別對(duì)稱布置有所述徑向磁懸浮軸承(7)、前調(diào)速離合器、前半軸和前車輪；所述檢測(cè)控制系統(tǒng)包括控制器(8 )和傳感器，所述控制器(8 )包括機(jī)電協(xié)調(diào)控制器(10 )和懸浮驅(qū)動(dòng)控制器(9 )，并通過線路連接于所述軸向磁懸浮后差速器(1)、軸向磁懸浮前差速器(6)、動(dòng)力磁懸浮軸承(2)、 徑向磁懸浮軸承(7)、后調(diào)速離合器和前調(diào)速離合器；所述徑向磁懸浮軸承(7)和動(dòng)力磁懸浮軸承(2)的定子均固定于所述電動(dòng)汽車的車架上，所述前半軸穿過相應(yīng)的所述前調(diào)速離合器和所述徑向磁懸浮軸承(7)的轉(zhuǎn)子中心，并固定于該前調(diào)速離合器和徑向磁懸浮軸承 (7)的轉(zhuǎn)子，所述后半軸穿過相應(yīng)的所述后調(diào)速離合器和所述動(dòng)力磁懸浮軸承(2)的轉(zhuǎn)子中心，并固定于該后調(diào)速離合器和動(dòng)力磁懸浮軸承(2)的轉(zhuǎn)子。
全文摘要
磁懸浮電動(dòng)汽車，包括后輪磁懸浮支承驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、前輪磁懸浮支承系統(tǒng)和檢測(cè)控制系統(tǒng)，其中后輪磁懸浮支承驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括軸向磁懸浮后差速器(1)、動(dòng)力磁懸浮軸承(2)、后調(diào)速離合器、后半軸及后車輪，前輪磁懸浮支承系統(tǒng)包括軸向磁懸浮前差速器(6)、徑向磁懸浮軸承(7)、前調(diào)速離合器、前半軸及前車輪，檢測(cè)控制系統(tǒng)包括控制器(8)和傳感器。本發(fā)明的磁懸浮電動(dòng)汽車通過磁懸浮技術(shù)實(shí)現(xiàn)了半軸與車架之間實(shí)現(xiàn)無摩擦、無磨損支承，并通過電磁轉(zhuǎn)矩直接驅(qū)動(dòng)半軸旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)車輪，縮短了傳動(dòng)鏈，提高了驅(qū)動(dòng)效率，從而顯著地降低了能耗，改善了電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能。
文檔編號(hào)B60L13/04GK102152745SQ20111008547
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者張丹, 曾勵(lì), 沈輝 申請(qǐng)人:揚(yáng)州大學(xué)