專利名稱：燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電機(jī)混合驅(qū)動電動車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電動機(jī)混合驅(qū)動電動車，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)入千家萬戶，隨之而來造成交通擁擠，燃油供應(yīng)緊張，再加上汽車尾氣對大氣污染日益嚴(yán)重，它給城市的發(fā)展帶來新的挑戰(zhàn)。由此，人們在不斷地努力尋求一種既可節(jié)約能源、又具有環(huán)保的新型車輛，如太陽能電池汽車、氫能源驅(qū)動車、燃油-電動混合驅(qū)動車型相繼問世。這種低排放、低能耗、環(huán)保型的燃油-電動混合驅(qū)動電動車受到人們的關(guān)注，混合驅(qū)動動力的品質(zhì)直接關(guān)系到電動車的性能。經(jīng)過近幾年的發(fā)展，混合驅(qū)動系統(tǒng)已由燃油發(fā)動機(jī)與發(fā)電-電動機(jī)的離散結(jié)構(gòu)，逐漸朝向燃油發(fā)動機(jī)與發(fā)電-電動機(jī)和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動力總成。

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)動電動車，可根據(jù)城市的環(huán)境狀況，選擇電動及燃油-電動混合動力的驅(qū)動模式，電動車起步時由低速電機(jī)驅(qū)動；正常行駛時由燃油發(fā)動機(jī)提供動力；電動車加速時由高速電機(jī)和燃油機(jī)共同疊加提供動力，并將剎車時的制動能變成電能回收利用。這種電動車具有超低排放、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)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電機(jī)混合驅(qū)動電動車包括有車身，在車身頂部設(shè)置有太陽能電池極板，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)動總成。燃油-并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動總成包括有燃油發(fā)動機(jī)、減振器和動力耦合器、并聯(lián)雙電機(jī)動力驅(qū)動系統(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)動機(jī)的曲軸上連接有起動盤，起動盤通過動力輸入軸連接動力耦合器，動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，并通過多功能機(jī)械變速器將動力輸給輸出軸驅(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)動電動車，可根據(jù)城市特定環(huán)境狀況，選擇燃油機(jī)，電動機(jī)以及燃油-電動混合驅(qū)動模式。燃油-電機(jī)混合動力有兩條動力驅(qū)動模式，電動車起步時由油冷空心軸低速電機(jī)驅(qū)動；正常行駛時由燃油機(jī)提供動力；電動車加速時由油冷空心軸高速電機(jī)和燃油機(jī)疊加共同提供動力，還可將剎車時的止動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)動汽車。本發(fā)明的混合電動車具有超低能耗車，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。


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)動機(jī)，2并聯(lián)雙電機(jī)動力驅(qū)動系統(tǒng)，3座椅，4方向機(jī)，5空調(diào)，6太陽能電池極板，7車身，8傳動軸，9車架，10中央控制單元，11空調(diào)控制器，12逆變器，13電動氣泵，14電動助力轉(zhuǎn)向器，15發(fā)動機(jī)消聲器，16電動空調(diào)壓縮機(jī)，17水箱，18空氣濾清器，19柴油儲油箱，20后驅(qū)動橋，21車輪，22儲氣罐，24蓄電池組，25儲氣罐，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。
實施例說明結(jié)合附圖1-12對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)加以具體說明一種燃油機(jī)與并聯(lián)式雙電機(jī)混合驅(qū)動電動車包括有車身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。車頂安裝太陽能電池極板的目的，在于利用太陽能量給車輛空調(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)動總成。燃油-并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動總成包括有燃油發(fā)動機(jī)1、并聯(lián)電機(jī)動力驅(qū)動系統(tǒng)2、減振器27、動力耦合器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)動力驅(qū)動系統(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，它是一種電動機(jī)/發(fā)電機(jī)的互換新型電機(jī)。燃油發(fā)動機(jī)1是由柴油驅(qū)動的。在燃油發(fā)動機(jī)1的曲軸32上連接有起動盤33，起動盤33通過輸入軸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，并通過多功能機(jī)械變速器40將動力輸給輸出軸41驅(qū)動車輛行駛。
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)動機(jī)1的傳動曲軸32和雙電機(jī)動力系統(tǒng)2的雙電機(jī)軸通過起動盤33直結(jié)連接，省去了專置起動電機(jī)。在車架9側(cè)邊分別裝有電動空調(diào)壓縮機(jī)16、電動助力轉(zhuǎn)向器14、電動氣泵13、逆變器12、空調(diào)控制器11、發(fā)動機(jī)消聲器15、水箱17、空氣濾清器18和柴油儲油箱19。在車架9的中部裝有儲氣罐22和儲氣罐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。(詳見說明書附圖1-6)并聯(lián)雙電機(jī)動力混合驅(qū)動系統(tǒng)的動力輸入軸38上還設(shè)置有單向軸承42和油溫傳感器45。燃油發(fā)動機(jī)1動力經(jīng)輸入軸38通過動力耦合器39的齒輪43嚙合齒輪44，動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)過多功能機(jī)械變速箱40將動力經(jīng)離合器61撥動齒輪49與齒輪51耦合，由輸出軸41將動力傳到傳動軸8給后橋20，驅(qū)動車輪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。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)動機(jī)1同時疊加共同提供動力。
并聯(lián)雙動力混合驅(qū)動模式在汽車起步、正常工作、加速、制動能量回收等工況時的工作原理是電動車在停車狀況時(或者是汽車遇到紅燈時)，駕駛員要先制動而后減速。當(dāng)車速降到15公里/小時左右，柴油發(fā)動機(jī)1接受中央控制單元10的指令自動停止運(yùn)轉(zhuǎn)；油冷空心軸低速電機(jī)30驅(qū)動力經(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)傳動軸8控制行車減速，經(jīng)過剎車系統(tǒng)將車制動。
電動車在起步時，油冷空心軸低速電機(jī)30具有足夠的動力使車輛起步。而此時，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。
電動車正常工作時，柴油發(fā)動機(jī)1選取最佳的轉(zhuǎn)速范圍，以獲得最佳動力性能和燃料經(jīng)濟(jì)性控制車行駛。柴油發(fā)動機(jī)1發(fā)出的動力一部分由輸入軸38，動力傳給耦合器39軸上的齒輪43與齒輪44嚙合動力傳給油冷空心軸高速電機(jī)28，又將動力傳給多功能機(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)動輸出軸41，把動力傳到后橋驅(qū)動車輪行駛并保持一定的行車速度；另一部分動力將通過油冷空心軸高速電機(jī)28時(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。
動力的分配是由多功能機(jī)械變速箱40來執(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)動機(jī)，節(jié)約能源)，實現(xiàn)車輛純電動起步或電機(jī)倒車模式。
電動車在長時間慢速行駛時，多功能機(jī)械變速箱40經(jīng)轉(zhuǎn)換擋推進(jìn)氣缸48推動齒輪49與齒輪51分離。燃油發(fā)動機(jī)1的動力經(jīng)輸入軸38傳給耦合器39內(nèi)的齒輪43與齒輪44嚙合，動力傳給油冷空心軸高速電機(jī)28(此時該動力為發(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)實際行駛的狀況與駕駛員配合調(diào)整高、低擋速比的。
電動車要加速狀態(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，中央控制單元10給電機(jī)控制器35指令，起動高速電機(jī)28，切斷低速電機(jī)30不工作(以防反拖發(fā)動機(jī))。油冷空心軸高速電機(jī)28的動力由軸上齒輪49與齒輪51耦合，經(jīng)輸出軸41實現(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，中央控制單元10給出指令，由柴油發(fā)動機(jī)1發(fā)出驅(qū)動力和油冷空心軸高速電機(jī)28的動力進(jìn)行復(fù)合疊加共同使車輛加速行駛。由此可見，燃油-雙電機(jī)混合驅(qū)動系統(tǒng)的工作范圍是在0～15(公里/小時)時，由單純油冷空心軸低速電機(jī)30工作的；在15～55(公里/小時)時，由單純?nèi)加桶l(fā)動機(jī)1工作的；在55～85(公里/小時)時，由柴油發(fā)動機(jī)1和油冷空心軸高速電機(jī)28共同驅(qū)動。
減速、制動和停車狀況制動時，由中央控制單元10通過燃油-雙電機(jī)混合動力系統(tǒng)將車的動能，通過電機(jī)機(jī)/發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)變成電能儲存在蓄電池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由動力輸入軸38上的齒輪43攪動，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)過流動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，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，以降低雙電機(jī)和控制器自身的溫度，提高工作效率、延長使用壽命、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)動電動車包括有車身，在車身頂部設(shè)置有太陽能電池極板，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)動總成；燃油-并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動總成包括有燃油發(fā)動機(jī)、減振器和動力耦合器、并聯(lián)雙電機(jī)動力驅(qū)動系統(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)動機(jī)的曲軸上連接有起動盤，起動盤通過輸入軸連接動力耦合器，動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，通過多功能機(jī)械變速器將動力輸給輸出軸驅(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)動電動車，其特征在于并聯(lián)雙電機(jī)混合驅(qū)動系統(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)動電動車，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)式雙電動機(jī)混合驅(qū)動電動車，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)動總成。該總成包括有燃油發(fā)動機(jī)、動力耦合器、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，選擇電動及燃油－電動混合動力的驅(qū)動模式，汽車起步時由低速電機(jī)驅(qū)動；正常行駛時由燃油發(fā)動機(jī)提供動力；車在加速時由高速電機(jī)和燃油機(jī)共同疊加提供動力，并將剎車時的制動能變成電能回收利用。這種電動車具有超低排放、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B60K6/00GK1757534SQ20051011500
公開日2006年4月12日 申請日期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 申請人:王春富