混合動(dòng)力裝置和電動(dòng)汽車(chē)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及動(dòng)力裝置領(lǐng)域，具體而言，涉及混合動(dòng)力裝置和電動(dòng)汽車(chē)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車(chē)中一般使用鋰電池組作為動(dòng)力源，由于鋰電池組的電池容量不足、價(jià)格尚高等因素，需要使用混合動(dòng)力裝置作為動(dòng)力源?，F(xiàn)有的混合動(dòng)力源的燃料燃燒不充分，導(dǎo)致能源的浪費(fèi)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型提供了一種混合動(dòng)力裝置和電動(dòng)汽車(chē)，使上述問(wèn)題得到改善。
[0004]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種混合動(dòng)力裝置，包括:
[0006]柴油機(jī)，所述柴油機(jī)包括殼體、氣缸、活塞、進(jìn)氣道、進(jìn)氣閥、排氣道、排氣閥、曲軸和連桿，所述活塞滑動(dòng)設(shè)置在所述氣缸內(nèi)，所述進(jìn)氣道和所述排氣道均與所述氣缸連通，所述進(jìn)氣閥用于控制所述進(jìn)氣道的通斷，所述排氣閥用于控制所述排氣道的通斷，所述連桿的兩端分別與所述活塞和所述曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述殼體上，所述曲軸的一端設(shè)置有飛輪，另一端設(shè)置有輸出端；
[0007]電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)，所述電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)包括機(jī)殼、定子和轉(zhuǎn)子，所述定子和所述轉(zhuǎn)子均設(shè)置在所述機(jī)殼的內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)子通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與所述機(jī)殼轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的靠近所述曲軸的一端設(shè)置有輸入端；所述定子包括相互連接的第一固定部和第一伸出部，所述轉(zhuǎn)子包括相互連接的第二固定部和第二伸出部，所述第一固定部和所述第二固定部均為圓柱狀，所述第一固定部與所述機(jī)殼固定連接，所述第二固定部與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定連接，所述第一伸出部和所述第二伸出部的橫截面均為“T”字形，所述第一伸出部設(shè)置在所述第一固定部的內(nèi)側(cè)，所述第二伸出部設(shè)置在所述第二固定部的外側(cè)，所述第一伸出部和所述第二伸出部之間設(shè)置有氣隙，所述第一伸出部和所述第二伸出部均為N個(gè)，N為偶數(shù)，相鄰的兩個(gè)所述第一伸出部之間設(shè)置有纏繞定子繞線(xiàn)的第一繞線(xiàn)槽，所述第二伸出部為永磁體；
[0008]變速機(jī)構(gòu)，所述變速機(jī)構(gòu)的兩端分別與所述輸出端和所述輸入端傳動(dòng)連接，所述輸出端與所述輸入端的轉(zhuǎn)速比為N/2 ；
[0009]鋰電池組，所述鋰電池組與所述電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)電連接。
[0010]柴油機(jī)的工作是由進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣這四個(gè)過(guò)程來(lái)完成的，這四個(gè)過(guò)程構(gòu)成一個(gè)工作循環(huán)。進(jìn)氣沖程開(kāi)始時(shí)，活塞位于上止點(diǎn)，當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，連桿帶動(dòng)活塞由上止點(diǎn)朝向下止點(diǎn)移動(dòng)，同時(shí)利用與曲軸相連的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使進(jìn)氣閥打開(kāi)，新鮮空氣從進(jìn)氣道進(jìn)入氣缸內(nèi)；隨著活塞的不斷運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)的活塞上方的容積逐漸增大，造成氣缸內(nèi)的空氣壓力低于進(jìn)氣道內(nèi)的壓力，因此外界空氣不斷地充入氣缸。壓縮沖程開(kāi)始時(shí)，活塞由下止點(diǎn)朝向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，進(jìn)氣閥關(guān)閉，活塞運(yùn)動(dòng)可以提高空氣的溫度，為燃料在壓縮過(guò)程中自行發(fā)火做準(zhǔn)備，并且為氣體膨脹做功創(chuàng)造條件。燃燒膨脹沖程開(kāi)始時(shí)，燃料在氣缸內(nèi)燃燒釋放大量的熱量，因此氣體的壓力和溫度均升高，活塞在高溫高壓氣體的作用下向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)外做功。排氣沖程開(kāi)始時(shí)，活塞位于下止點(diǎn)附近，排氣閥開(kāi)啟，活塞在曲軸和連桿的帶動(dòng)下，由下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并將廢氣排出氣缸外，完成一個(gè)循環(huán)。在四沖程的柴油機(jī)中，只有燃燒膨脹過(guò)程才會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力對(duì)外做功，而其余三個(gè)沖程都是消耗能量的準(zhǔn)備過(guò)程，為此需要在柴油機(jī)上安裝飛輪，利用飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，使曲軸在四個(gè)沖程中連續(xù)而均勻地運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0011]電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)既可以當(dāng)做電動(dòng)機(jī)使用，也可以當(dāng)做發(fā)電機(jī)使用，二者的過(guò)程是可逆的。在啟動(dòng)柴油機(jī)時(shí)，鋰電池組提供電能，電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在定子和轉(zhuǎn)子的作用下開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的輸入端帶動(dòng)柴油機(jī)的輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)，即曲軸開(kāi)始工作，柴油機(jī)正式進(jìn)入四個(gè)沖程時(shí)，鋰電池組不再提供電力，曲軸的輸出端可以帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的輸入端轉(zhuǎn)動(dòng)，柴油機(jī)輸出的動(dòng)力一部分驅(qū)動(dòng)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)，一部分在定子和轉(zhuǎn)子的作用下進(jìn)行發(fā)電并充入鋰電池組中。
[0012]變速箱實(shí)現(xiàn)輸出端與輸入端的傳動(dòng)比，輸出端與輸入端的轉(zhuǎn)速比為N/2，N為偶數(shù)，一般情況下，N大于或等于4，當(dāng)然，N也可以為2，因此，輸出端與輸入端的轉(zhuǎn)速比大于等于I且為正整數(shù)，即曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)I圈，則轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)N/2圈，根據(jù)需要，調(diào)節(jié)電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)的輸出電流，即調(diào)節(jié)柴油機(jī)的負(fù)載，在活塞到達(dá)上止點(diǎn)前，降低負(fù)載，過(guò)了上止點(diǎn)后加重載，使柴油機(jī)在做功過(guò)程中充分出力，直到活塞通過(guò)下止點(diǎn)。
[0013]鋰電池組既可以在平常時(shí)作為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)汽車(chē)等，也可以推動(dòng)柴油機(jī)開(kāi)始工作，在使用柴油機(jī)作為動(dòng)力時(shí)，柴油機(jī)產(chǎn)生的能量的一部分直接驅(qū)動(dòng)汽車(chē)，一部分進(jìn)入鋰電池組中進(jìn)行充電，當(dāng)然，鋰電池組也可以在柴油機(jī)提供的動(dòng)力不足的情況下對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充，滿(mǎn)足汽車(chē)運(yùn)動(dòng)所需要的能量。
[0014]進(jìn)一步地，所述變速機(jī)構(gòu)采用變速齒輪箱，所述變速齒輪箱包括相互連接的大齒輪和小齒輪，所述大齒輪和所述小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述變速齒輪箱的內(nèi)部，所述大齒輪的軸心線(xiàn)與所述小齒輪的軸心線(xiàn)重合，所述大齒輪的齒數(shù)多于所述小齒輪的齒數(shù)；所述輸出端設(shè)置有輸出齒輪，所述輸入端設(shè)置有輸入齒輪，所述大齒輪與所述輸出齒輪嚙合，所述小齒輪與所述輸入齒輪嚙合，所述大齒輪的齒數(shù)多于所述輸出齒輪的齒數(shù)，所述小齒輪的齒數(shù)少于所述輸入齒輪的齒數(shù)。
[0015]變速齒輪箱的大齒輪和小齒輪一體成型，柴油機(jī)開(kāi)始工作時(shí)，輸出齒輪帶動(dòng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪帶動(dòng)輸入齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒槽的形狀均可以調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)齒槽的形狀，大齒輪與輸出齒輪之間及小齒輪與輸入齒輪之間的嚙合關(guān)系改變，可以得到合適的阻力變化，柴油機(jī)的一個(gè)燃燒膨脹沖程對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的一定角度，該角度為相鄰的兩個(gè)第二伸出部之間的夾角，柴油機(jī)的負(fù)載調(diào)節(jié)更加多樣化，可以使燃燒膨脹沖程釋放的能量得到充分的利用，另外，齒輪嚙合的傳動(dòng)方式更加穩(wěn)定可靠。
[0016]進(jìn)一步地，所述第一伸出部和所述第二伸出部均為四個(gè)，所述輸出齒輪與所述輸入齒輪的轉(zhuǎn)速比N為2，所述活塞位于上止點(diǎn)時(shí)，相鄰的所述第一伸出部和所述第二伸出部的磁性相反，所述活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，相鄰的所述第一伸出部和所述第二伸出部的磁性相同。
[0017]活塞運(yùn)動(dòng)一個(gè)完整的循環(huán)過(guò)程，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)半圈，電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)的轉(zhuǎn)速降低較少，可以基本滿(mǎn)足轉(zhuǎn)速的要求?；钊挥谏现裹c(diǎn)時(shí)，相鄰的第一伸出部和第二伸出部的磁性相反，柴油機(jī)在燃燒膨脹沖程開(kāi)始時(shí)，第一伸出部對(duì)相鄰的第二伸出部產(chǎn)生吸力，使其轉(zhuǎn)動(dòng)較為困難，即對(duì)柴油機(jī)施加重載，柴油機(jī)的能量可以充分利用；活塞位于下止點(diǎn)時(shí)，相鄰的第一伸出部和第二伸出部的磁性相同，柴油機(jī)在排氣沖程開(kāi)始時(shí)，第一伸出部對(duì)相鄰的第二伸出部產(chǎn)生排斥力，使其轉(zhuǎn)動(dòng)較為輕松，即減少柴油機(jī)的負(fù)載，飛輪的轉(zhuǎn)速可以維持在較為合適的范圍，避免負(fù)載較大導(dǎo)致的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化較大，柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。
[0018]進(jìn)一步地，所述柴油機(jī)為四缸高速柴油機(jī)。
[0019]四缸的柴油機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，可以使轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)定的范圍，發(fā)電效果更好，四缸使得曲軸始終受到作用力進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，此時(shí)可以將飛輪取消而柴油機(jī)仍然可以持續(xù)工作，柴油機(jī)的工作更加平穩(wěn)。
[0020]進(jìn)一步地，所述柴油機(jī)設(shè)置有用于向所述氣缸內(nèi)噴油霧的電噴供油機(jī)構(gòu)。
[0021]進(jìn)一步地，所述混合動(dòng)力裝置還包括控制所述電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)輸出電流的控制器。
[0022]控制器用于控制電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)的輸出電流，即調(diào)節(jié)電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)的負(fù)載，使柴油機(jī)在燃燒膨脹沖程中的能量被充分利用，使燃料的燃燒更加充分，得到較好的節(jié)油效果。在活塞過(guò)上止點(diǎn)后，通過(guò)控制器使電動(dòng)/發(fā)電一體機(jī)輸出幾個(gè)脈沖電，防止氣缸內(nèi)的氣體爆燃。
[0023]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子由多片表面有絕緣層的硅鋼片疊壓制成，所述硅鋼片采用D240牌號(hào)。
[0024]硅鋼片的導(dǎo)磁性能良好，增加兩磁極之間的磁通密度；硅鋼片的表面有絕緣層，疊加后形成的轉(zhuǎn)子可以防止電渦流損耗電能，提高電機(jī)的效率。硅鋼片選用高牌號(hào)，減少鐵損、增大磁密，同時(shí)在發(fā)熱量減少的條件下，電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)熱較少，可以適當(dāng)減少電機(jī)的冷卻結(jié)構(gòu)。
[0025]一種電動(dòng)汽車(chē)，包括:
[0026]汽車(chē)主體；
[0027]權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的混合動(dòng)力裝置，所述混合動(dòng)力裝置設(shè)置在所述汽車(chē)主體內(nèi)，用于驅(qū)動(dòng)所述汽車(chē)主體運(yùn)動(dòng)，所述汽車(chē)主體內(nèi)設(shè)置有用于轉(zhuǎn)換動(dòng)力的動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)分別與所述柴油機(jī)和所述鋰電池組連接。
[0028]動(dòng)力轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)根據(jù)需要選擇動(dòng)力源，即選擇鋰電池組或柴油機(jī)進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力，使電