專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)車(chē)的制造與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬交通運(yùn)載工具
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車(chē)(轎車(chē)、旅行車(chē)、客貨車(chē)等)已成為重要的交通工具，其動(dòng)力來(lái)源是通過(guò)汽油或柴油在內(nèi)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后，把產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能作為機(jī)動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)力。這種能量轉(zhuǎn)換效率很低，只有35%左右，而且產(chǎn)生大量的廢氣，給自然環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。尤其在城市已成為重要的污染源，直接威脅人類(lèi)的健康、生態(tài)的平衡。還有自然界能源儲(chǔ)備量逐年下降等原因，世界上一些國(guó)家紛紛研制新型能源車(chē)，如甲醇車(chē)、乙烷車(chē)、氫能車(chē)、太陽(yáng)能車(chē)、蓄電池電動(dòng)車(chē)。最有實(shí)際意義是蓄電池電動(dòng)車(chē)，泛指由可充電電池組及電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的車(chē)輛，常稱(chēng)為電動(dòng)車(chē)。由于電動(dòng)車(chē)無(wú)公害，不產(chǎn)生污染，成本低、駕駛?cè)菀资艿搅藦V泛的重視。但現(xiàn)在制造的電動(dòng)車(chē)大部分都采用直流電動(dòng)機(jī)作驅(qū)動(dòng)，不僅體積大、重量沉、而且由于直流電動(dòng)機(jī)存在著換向器，增加了電動(dòng)車(chē)的造價(jià)，增加了事故率，影響了普及和應(yīng)用。也有一些電動(dòng)車(chē)試驗(yàn)車(chē)輛采用交流電動(dòng)機(jī)作驅(qū)動(dòng)，但采用簡(jiǎn)單的電動(dòng)機(jī)電壓控制，不適用高速、節(jié)能、快速反應(yīng)，影響了在牽引方面的推廣使用。
本發(fā)明的目的本發(fā)明采用可反復(fù)充電的電池組作為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)總電源，通過(guò)直流變交流逆變器轉(zhuǎn)換成低頻至中頻三相交流電對(duì)電動(dòng)機(jī)供電，通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)電壓及頻率的變化，從而達(dá)到控制電動(dòng)車(chē)車(chē)速。
電動(dòng)車(chē)駕駛方向的改變，采用機(jī)械式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，通過(guò)駕駛員人工操縱方向盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。人工動(dòng)作多，精力耗散大，又是車(chē)輛發(fā)生事故時(shí)直接威脅生命的地方。本發(fā)明采用專(zhuān)門(mén)輔助電壓，作用在特定的電動(dòng)機(jī)，控制特定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，代替方向盤(pán)的人工轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到駕駛方向的自動(dòng)控制。
電動(dòng)車(chē)一次充電后的行駛里程是相當(dāng)重要的，在電動(dòng)車(chē)行駛過(guò)程中，對(duì)電池組進(jìn)行充電是非常必要的。在電動(dòng)車(chē)活動(dòng)的區(qū)域建立眾多的充電站，使電動(dòng)車(chē)運(yùn)動(dòng)有效的銜接起來(lái)，將促使駕駛電動(dòng)車(chē)普及開(kāi)展。
本

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明電動(dòng)車(chē)為乘坐1人至3人的3車(chē)輪或4車(chē)輪的微型車(chē)，乘坐4人以上轎車(chē)，旅行車(chē)、吉普車(chē)、乘坐1人以上載貨2噸以下的客貨二用車(chē)。本發(fā)明采用一組或二組可反復(fù)充電的電池組，作為電動(dòng)車(chē)主電源。如鉛酸蓄電池、鎘鎳電池、硫化鈉電池、鎳氫電池、鋁空氣電池等。每組電壓在12伏至250伏之間，通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成。電壓變化從零伏至250伏，頻率變化從零赫芝至4千赫芝的三相交流電壓。采用鎘鎳電池，硫化鈉電池最為適宜。
每輛電動(dòng)車(chē)上可安裝1至4部驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)前輪驅(qū)動(dòng)，后輪驅(qū)動(dòng)，全輪驅(qū)動(dòng)，前橋驅(qū)動(dòng)，后橋驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)功率從1千瓦至60千瓦。可采用異步電動(dòng)機(jī)，永磁電動(dòng)機(jī)，無(wú)換器電動(dòng)機(jī)等。逆變器可采用模擬電路，數(shù)字電路控制。最好采用計(jì)算機(jī)脈寬調(diào)制，磁場(chǎng)定向控制。逆變器功率元件可采用GTR、GTO、IGBT、Mosfet，采用GTO、GTR較適宜。
電動(dòng)車(chē)駕駛方向的改變可采用機(jī)械式方向盤(pán)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或采用電子自動(dòng)控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。機(jī)械式轉(zhuǎn)向是駕駛車(chē)輛人員通過(guò)人工轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)來(lái)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作，來(lái)實(shí)現(xiàn)駕駛方向的改變。電子自動(dòng)控制轉(zhuǎn)向可由電動(dòng)車(chē)總電源或另設(shè)置的輔助電源供電，輔助電源采用體積較小，可反復(fù)充電的單組或雙組電池組，如鎘鎳電池等，電壓從6伏至96伏。對(duì)改變駕駛方向的電動(dòng)機(jī)供電。直流電源通過(guò)控制變換，如直流式、交流式、脈沖式，作用在特定電動(dòng)機(jī)上，如伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)，使特定電動(dòng)機(jī)及齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作，代替方向盤(pán)的人工轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)駕駛方向自動(dòng)控制。若駕駛方向?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)控制，以防車(chē)輛由于外力作用而改變行駛方向，效果更好。
將太陽(yáng)能電池安裝在電動(dòng)車(chē)車(chē)身上，使太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成電能，向電動(dòng)車(chē)輔助電源充電，向主電源充電。
將小型高效率風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在電動(dòng)車(chē)上，如安裝在前保險(xiǎn)杠上等位置，在車(chē)輛行駛時(shí)，把作用在車(chē)身上的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能向電動(dòng)車(chē)輔助電源充電或向主電源充電。
將高轉(zhuǎn)速比、高效率直流發(fā)電機(jī)與電動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)配合安裝，在電動(dòng)車(chē)行駛過(guò)程中，由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)發(fā)電，向電動(dòng)車(chē)輔助電源充電，以保證控制方向的特定電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)車(chē)行駛時(shí)不失去電壓控制。
在電動(dòng)車(chē)行駛時(shí)，通過(guò)引線(xiàn)弓接入外部電源，向電動(dòng)車(chē)輔助電源充電或向主電源充電。
電動(dòng)車(chē)的應(yīng)用普及與一次充電后行駛里程的遠(yuǎn)近有著密切的關(guān)系。由于電動(dòng)車(chē)比機(jī)動(dòng)車(chē)行駛里程相對(duì)少得多，所以要使電動(dòng)車(chē)有足夠的行駛里程，以一個(gè)城市為一個(gè)活動(dòng)的區(qū)域，建立眾多的公用充電站，一般為10個(gè)以上。例如在城市的商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、工廠(chǎng)、學(xué)校、辦公機(jī)關(guān)、旅游點(diǎn)、居民點(diǎn)的停車(chē)場(chǎng)及公路旁并包括城鄉(xiāng)公路旁及高速公路旁。甚至家庭中。一般采用快速充電方式，快速充電時(shí)間為3分鐘至60分鐘。夜間泊車(chē)采用普通充電式較適宜，時(shí)間為2小時(shí)至8小時(shí)。
每輛電動(dòng)車(chē)上均設(shè)置充電機(jī)，所以外部供電或充電站提供電壓有二種方式。1、供給電動(dòng)車(chē)上的充電機(jī)用的單相交流電壓，頻率為50赫芝或60赫芝，交流電壓在12伏至250伏之間選取，電壓值選取安全電壓36伏或110伏較適宜。2、供給電動(dòng)車(chē)上的主電源、輔助電源的電池組用的直流充電電壓，電壓值在12伏至250伏之間選取，一般選取36、110伏或220伏左右。
使用效果及實(shí)施例現(xiàn)通過(guò)對(duì)一輛轎車(chē)(內(nèi)燃式汽油廠(chǎng))改裝成電動(dòng)車(chē)的實(shí)例，來(lái)說(shuō)明電動(dòng)車(chē)構(gòu)成及效果。
因?yàn)殡妱?dòng)車(chē)是采用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，轎車(chē)是采用發(fā)動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，所以電動(dòng)車(chē)制造的關(guān)鍵問(wèn)題是如何用電動(dòng)機(jī)取代發(fā)動(dòng)機(jī)的工作。首先確定用10千瓦電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，供給驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的主電源采用鎘鎳電池92只串聯(lián)組成110伏直流電壓，通過(guò)直交逆變器轉(zhuǎn)換成頻率從零至1千赫芝，電壓從零伏至110伏可調(diào)的三相交流電壓，對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。具體實(shí)施方案如下1、首先保證轎車(chē)的外形不變，車(chē)身、車(chē)門(mén)、車(chē)窗、車(chē)燈及車(chē)橋、懸架、輪胎基本保持不變。2、然后將轎車(chē)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)及有關(guān)連的部分拆除掉，如發(fā)動(dòng)機(jī)、曲軸、連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、及點(diǎn)火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)。對(duì)拆除空余的位置進(jìn)行修整后，將鎘鎳電池組安裝好，即牢固又要便于裝卸，最好設(shè)置減震措施。3、直交逆變器應(yīng)安裝在距驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)較近的地方，逆變器工作環(huán)境即要便于修理、又要保持清潔，而且散熱條件也要良好，如儀表盤(pán)中或車(chē)座下方，這里選擇了車(chē)座下方。將主電源輸出的正、負(fù)二極接入逆變器，逆變器輸出的三相交流電壓接至電動(dòng)機(jī)。并把逆變器控制電位器、顯示等安裝在儀表盤(pán)上。4、再將轎車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中的變速器、分動(dòng)器、萬(wàn)向傳動(dòng)、傳動(dòng)軸拆除掉，對(duì)于載客較多或客貨二用的電動(dòng)車(chē)一般可采用離合器，輕載微型車(chē)、轎車(chē)可不采用離合器。把10千瓦驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)安裝在車(chē)身后部，電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪直接帶動(dòng)主傳動(dòng)器，通過(guò)差速器，半軸傳給車(chē)輪使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。如果電動(dòng)車(chē)前后輪分別采用二部驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)控制，通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)不同的轉(zhuǎn)速在電動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)替帶差速器的功能，從而取代繁瑣的機(jī)械式差速器。5、轎車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)基本不變。6、轎車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)基本不變。7、對(duì)儀表盤(pán)的調(diào)整，拆除掉油壓表、燃油表、水溫表。對(duì)里程表、速度表、信號(hào)顯示調(diào)整后給予保留。將電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、電位器、顯示等裝配在儀表盤(pán)上。8、將充電機(jī)安裝電動(dòng)車(chē)內(nèi)并把輸入引線(xiàn)接至車(chē)外。如果外界提供對(duì)電池組直接充電電源，則還需在電動(dòng)車(chē)內(nèi)接至車(chē)外二根直流電源線(xiàn)。
這樣一臺(tái)由轎車(chē)改裝而成的電動(dòng)車(chē)就基本完成了。改裝后的電動(dòng)車(chē)車(chē)速一般在每小時(shí)30-90公里，充一次電行程在50-100公里。并可方便地啟動(dòng)，無(wú)級(jí)調(diào)速、停車(chē)、倒車(chē)、及能量再生。
電動(dòng)車(chē)造價(jià)低，為轎車(chē)價(jià)格的三分之一或四分之一。故障率低、駕駛方便，而且無(wú)污染，是機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)展的方向。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明特征是乘坐1人至3人的3車(chē)輪或4車(chē)輪的微型車(chē)，乘坐4人以上轎車(chē)、旅行車(chē)、吉普車(chē)，乘坐1人以上載貨2噸以下的客貨二用車(chē)。采用一組或二組可反復(fù)充的電池組，每組電壓在12伏至250伏之間，通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成零伏至250伏、頻率從零赫芝至4千赫芝的三相交流電壓，作為電動(dòng)車(chē)的主電源。
2.本發(fā)明特征是自動(dòng)控制轉(zhuǎn)向是由電動(dòng)車(chē)總電源或另設(shè)置的輔助電源，通過(guò)控制變換作用在特定電動(dòng)機(jī)上，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作，實(shí)現(xiàn)駕駛方向自動(dòng)控制。電動(dòng)車(chē)輔助電源采用體積小、可反復(fù)充電的單組或雙組電池組。
3.本發(fā)明特征是將太陽(yáng)能電池安裝在電動(dòng)車(chē)車(chē)身上，使太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)換成電能，向電動(dòng)車(chē)輔助電源充電。
4.本發(fā)明特征是將小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在電動(dòng)車(chē)車(chē)身上，把作用在車(chē)身上的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能，向電動(dòng)車(chē)輔助電源充電或向主電源充電。
5.本發(fā)明特征是將直流發(fā)電機(jī)與電動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)配合安裝，由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)發(fā)電，向電動(dòng)車(chē)輔助電源充電，以保證控制方向的特定電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)車(chē)行駛時(shí)不失去電壓控制。
6.本發(fā)明特征是在電動(dòng)車(chē)行駛時(shí)，通過(guò)引線(xiàn)弓接入外部電源，向電動(dòng)車(chē)輔助電源充電或向主電源充電。
7.本發(fā)明特征是在電動(dòng)車(chē)活動(dòng)區(qū)域，建立眾多的公用充電站，例如在商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、工廠(chǎng)、學(xué)校、辦公機(jī)關(guān)、游游點(diǎn)、居民點(diǎn)的停車(chē)場(chǎng)及公路旁并包括城鄉(xiāng)公路旁、高速公路旁。充電站提供的單相交流電壓頻率為50赫芝或60赫芝，電壓在12伏至250伏之間選取。采用快速充電方式，快速充電時(shí)間為3分鐘至60分鐘?；虿捎闷胀ǔ潆姺绞?。
全文摘要
機(jī)動(dòng)車(chē)(汽油車(chē)、柴油車(chē))已成為重要的交通工具，但汽油等燃料燃燒后，產(chǎn)生大量的廢氣在自然環(huán)境尤其在城市中已成為重要的污染源，所以新型能源車(chē)不斷涌現(xiàn)，最有實(shí)際意義的是蓄電池電動(dòng)車(chē)，但由于大部分電動(dòng)車(chē)都采用直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其體積大、重量沉、事故率高。本發(fā)明將直流電壓通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成低頻至中頻三相交流電壓，作為電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓。駕駛方向的改變是另設(shè)特定電動(dòng)機(jī)控制。采用多種供電方式充電(在社會(huì)上建立公用充電站)，加快電動(dòng)車(chē)的普及應(yīng)用。
文檔編號(hào)B60L11/18GK1074660SQ9210050
公開(kāi)日1993年7月28日 申請(qǐng)日期1992年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月24日
發(fā)明者劉慶偉, 申志成, 劉慶鞍 申請(qǐng)人:劉慶偉