效率最高的時候)，所以，當輸入功率一定時，電機總是會自動的調整到到最高效方式來輸出動力(這是上帝所賦予的規(guī)則，不費一毛錢的控制電路及變速裝置)，應用在汽車上的實際的表現(xiàn)就是，當車是停止狀態(tài)下時，你踩下油門，因為有慣性的阻力，電機自動的調整到你所給的油門所能達到的最高扭力，然后在加速過程中，在每一個時間點，他總是自動的把扭力減小，而換取這個時間點最高的轉速。所以，電動機是不是需要變速箱的。
[0030]交流電動機的調速方法有四種:變頻、變壓、變極及繞線式電動機改變轉子回路電阻的調速方法。它的來源是根據(jù)電機的轉速公式:n = (1-s)*60f/p其中:n電機轉速s電機的轉差率f電源頻率P電機磁極對數(shù)從公式中可以看出:頻率f變化，轉速也將跟著變化。變頻調速常用二種方法:1)單臺發(fā)電機供電給單臺電動機時，可以直接改變發(fā)電機的輸出頻率來改變電動機的轉速；2)當電動機接在公共電網(wǎng)上時，可以使用變頻器改變輸?shù)诫妱訖C上電源的頻率來改變電動機的轉速。
[0031]三項交流電動機的正反轉，任意對調兩項接線可輕易達到。
[0032]單臺發(fā)電機供電給單臺電動機時，可以直接改變發(fā)電機的輸出頻率來改變電動機的轉速。換言之，解除工頻理念束縛思維，超越現(xiàn)行在工頻上下一定范圍內設計的變頻電機，能實現(xiàn)發(fā)電機、電動機不受頻率限制。
[0033]電傳動能用于重型礦用汽車和某些軍用汽車上，普通家轎、大巴、卡車能否采用電傳動呢？我覺得值得一試，尤其是在我國，在世界汽車技術達到非常成熟的今天嘗試一種新的途徑何嘗不是一種適合我國國情的新方法。
[0034]4、
【發(fā)明內容】
:本發(fā)明是基于電傳動原理，并可利用車輛高速行駛時克服的阻力，將浪費的風能再吸收利用，在車輛上發(fā)動機和風輪分別通過齒輪和飛輪共同接在同一發(fā)電機上，有機結合共同為發(fā)電機提供動力，所發(fā)電為車輛實時利用，舍棄變頻器，直接供電給電動機，最終為電力驅動的新型電動汽車。當然了，在小型家用轎車上，按用途定位，如果主要在市區(qū)行駛，由于車速及迎風面積均小，可不設置捕獲風能的風輪。
[0035]5、【具體實施方式】:先介紹下我設計的一款原理機，網(wǎng)上采購了三件物品，無正式品牌。充電調速手電鉆，賣家標的，充電鋰電池，14.4V，1300mA，即電池功率不到20W。稀土永磁盤式發(fā)電機，賣家標的，額定功率350W，最大功率500W，可能就是電動自行車的輪轂電機改裝，我沒拆開過，內部結構應該是多極強磁軸向轉子加三相定子繞組組成，空轉確實沒有磁滯，兩個手指能輕松擰動，還可隨慣性轉會兒，短路即停，短路轉動阻力明顯增大。圓柱狀發(fā)電機，賣家標的，進口拆機，行星減速稀土強磁發(fā)電機，減速比36: 1，手搖可達到10A，30-40V，轉子徒手擰不動，我拆開過，可分兩部分，一大半是徑向磁場稀土強磁電機，定子繞組除三根引出線外，內部有剪斷的五根小線，可能是剪斷的繞線式電動機改變轉子回路電阻的線頭，另一小半是行星減速裝置。將兩個電機的三項線逐一相連接，電鉆夾頭夾住盤式發(fā)電機轉軸，按動電鉆開關帶動盤式發(fā)電機發(fā)電，圓柱狀電機也隨之同向轉動，電鉆反轉，圓柱狀電機也隨之反轉，應用于汽車上，發(fā)動機不可能反轉，將三項線對調任意兩項，圓柱狀電機也隨之反向轉動，可輕易實現(xiàn)前進及倒車。
[0036]與我的發(fā)明——基于電傳動原理設計的電動車，電鉆代表發(fā)動機，發(fā)動機的油門踏板就替代了控制器；盤式發(fā)電機替代電動汽車的動力電池，它發(fā)出變頻變功率電源，隨油門的加大/減小發(fā)出頻率及功率加大/減小的三項交流電；圓柱狀發(fā)電機代表驅動電機，隨盤式發(fā)電機提供變頻變功率電能來變速變扭矩驅動車輛。
[0037]以家用轎車為例，按B級車外形、重量、風阻系數(shù)、輪胎摩擦系數(shù)、設定最高時速計算所需電機功率，不減配車內空調等配置，用1.0排量、功率50kw以下的發(fā)動機帶動發(fā)電機供電足以。
[0038]那么，我們先來談發(fā)動機，任何形式的能夠把其它形式的能轉化為機械能的內燃機發(fā)動機都可改制，Ao級以下微型車用摩托車發(fā)動機就行。我們還以家用轎車為例，在本發(fā)明得到認可之前，想制造專用發(fā)動機不現(xiàn)實，用現(xiàn)有汽車發(fā)動機改進，小馬完全可以拉大車。保留發(fā)動機原有的帶動小型永磁發(fā)電機發(fā)電供車內電器用電和為啟動電池充電、水冷或風冷散熱片可回收熱量制熱等功能，僅改變變速箱，手動擋僅設為空檔和固定在前進擋5擋，自動擋實際上是舍棄變速箱，也不需要終傳齒比減速，發(fā)動機轉軸可通過皮帶或齒輪連接主發(fā)電機轉軸，因為發(fā)電機需要的扭矩小，不會突然熄火，通過油門踏板調節(jié)供油增減發(fā)動機轉速，亦即調整發(fā)電量。待本發(fā)明得到認可后，發(fā)動機量產(chǎn)，完全可按本設計簡化，主發(fā)電機直接與發(fā)動機一體化，甚至于可舍棄原有的小型永磁發(fā)電機，由主發(fā)電機供電經(jīng)整流調壓穩(wěn)壓后供車內電器用電和為啟動電池充電。
[0039]從機械效率考慮，每經(jīng)過一個齒輪傳輸，都會產(chǎn)生一次動力損耗，手動變速箱的機械效率約在95%左右，自排變速箱較慘，約剩88%左右，而傳動軸的萬向節(jié)效率約為98%，經(jīng)過上述改進減少了機械損耗，且為純帶動發(fā)電機，發(fā)動機會一直固定在效率最高的工況下運行。
[0040]接下來我們討論發(fā)電機，以稀土永磁發(fā)電機為優(yōu)選，稀土永磁電機具有體積小、重量輕、效率高、特性好等一系列優(yōu)點。飛機上用頻率400Hz的交流電，因為機載發(fā)電機要求體積小重量輕，只有提高頻率才能滿足功率要求。本設計對交流電頻率沒限制，假設發(fā)動機工況最優(yōu)時轉速為4500轉，單極發(fā)電機發(fā)出的頻率為75Hz、2極發(fā)電機發(fā)出的頻率為150Hz、3極發(fā)電機發(fā)出的頻率為225Hz、4極發(fā)電機發(fā)出的頻率為300Hz，功率同樣倍增，磁場方向徑向、軸向都可。發(fā)電機可制作為單軸伸或雙軸伸，加風輪的用雙軸伸，一端接發(fā)動機，另一端軸上接飛輪與風輪相連。
[0041]最后我們討論電動機，在全球都在大力推廣電動汽車的時代，驅動汽車的電機研究已很明朗，對于小型汽車，認為高轉速的電機更能發(fā)揮高性能，大型車輛要求高轉矩，加一級變速即可，通過齒輪減速連接差速器驅動車輪。我這里還是以家轎來舉一反三，仍以稀土永磁電機為優(yōu)選，少極電機配上述多極發(fā)電機在轉速上更能發(fā)揮高性能，三項交流電機，不拘泥于工頻限制，不用變頻器，充分合理地利用“單臺發(fā)電機供電給單臺電動機時，可以直接改變發(fā)電機的輸出頻率來改變電動機的轉速”的原理來達到目的，三項交流電動機的正反轉，任意對調兩項接線可輕易達到。
[0042]電力傳動的目的是為了讓發(fā)動機處于理想工況狀態(tài)，這是機械傳動做不到的.而且電力傳動方便控制，制造也簡單。
【主權項】
1.一款基于電傳動原理設計的電動車，包括發(fā)動機，主發(fā)電機，電動機，其特征在于:發(fā)動機帶動主發(fā)電機發(fā)電供電動機驅動車輛行駛，舍棄了傳統(tǒng)理念電傳動中的直流、交流轉換，變壓、穩(wěn)壓，變頻控制系統(tǒng)。2.根據(jù)權利要求1所述的基于電傳動原理設計的電動車，其特征在于:發(fā)動機按燃料分可用汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機、燃氣發(fā)動機等。3.根據(jù)權利要求1、2所述的基于電傳動原理設計的電動車，其特征在于:發(fā)動機可用發(fā)電機用發(fā)動機、摩托車發(fā)動機、汽車發(fā)動機改造，最終量產(chǎn)專用發(fā)動機。4.根據(jù)權利要求1、2、3所述的基于電傳動原理設計的電動車，其特征在于:發(fā)動機經(jīng)過改進，無須變速箱換擋，僅保留空擋到行車擋間變換，發(fā)動機轉速通過油門踏板調節(jié)油門(節(jié)氣門)由怠速到最高轉速間連續(xù)可變。5.根據(jù)權利要求1、2、3所述的基于電傳動原理設計的電動車，其特征在于:發(fā)動機經(jīng)過改進，可保留小型永磁發(fā)電機提供車內其他負載例如制冷空調等用電和為啟動電池充電。6.根據(jù)權利要求1、2、3所述的基于電傳動原理設計的電動車，其特征在于:發(fā)動機經(jīng)過改進，可保留發(fā)動機散熱供車內制暖再利用。7.根據(jù)權利要求1所述的基于電傳動原理設計的電動車，其特征在于:主發(fā)電機為三項交流稀土永磁發(fā)電機。8.根據(jù)權利要求1、7所述的基于電傳動原理設計的電動車，其特征在于:發(fā)電機磁場由永磁體提供，無須勵磁損耗，按車輛需求磁極可設計為單極、雙極或多極，線圈在磁場中切割磁力線產(chǎn)生電動勢，接負載后發(fā)出交流電，交流電的頻率不受工頻制約，發(fā)動機帶動旋轉后，隨原動機的功率變化而相應變化。9.根據(jù)權利要求1、7所述的基于電傳動原理設計的電動車，其特征在于:發(fā)電機磁場方向可為徑向或軸向，電機軸伸可為單軸伸，也可為雙軸伸，軸的另一端安裝飛輪連接風輪可吸收風能。10.根據(jù)權利要求1所述的基于電傳動原理設計的電動車，其特征在于:電動機為三項交流永磁電動機，啟動機運行不受工頻制約，可經(jīng)過齒輪減速連接差速器驅動車輪。
【專利摘要】一款適用于絕大多數(shù)現(xiàn)有燃油機動車的改造，用發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電提供實時所需功率的變頻電源，供電動機驅動的無須動力電池的基于電傳動原理設計的電動車。利用發(fā)動機的轉速可變的特點來直接實現(xiàn)輸出功率和頻率的變化，達到了比使用變頻器更好的效果。利用“單臺發(fā)電機供電給單臺電動機時，可以直接改變發(fā)電機的輸出頻率來改變電動機的轉速”的原理，能省去現(xiàn)有變頻調速電動汽車高成本的控制器成本及后續(xù)的故障維修。發(fā)電機還可通過飛輪連接風輪捕獲風能再利用來減少油耗。能大幅降低行車油耗，解除人們對石油資源日見枯竭的擔心，對治理環(huán)境污染做出巨大貢獻。
【IPC分類】B60L11/02
【公開號】CN105196882
【申請?zhí)枴緾N201510613922
【發(fā)明人】張文祥
【申請人】張文祥
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月11日