CN1958328B - 一种电动汽车 - Google Patents
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Abstract
一种电动汽车，包括车体、电动驱动装置、蓄电池及控制***，其特征在于：所述的车体设有风力发电装置，在所述的车体的车顶及车头设有与所述的蓄电池电连接的太阳能光电池板。本发明可有效改善电动汽车运行工况，降低汽车电能消耗，汽车在运行时，可获得多种方式的能量补充，有效延长电动汽车的续驶里程，延长蓄电池及驱动电机的使用寿命，提高能量转化率，适于工业化大生产，可作为现有电动汽车的更新换代产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车，尤其是涉及一种电动汽车。
背景技术
目前国内外的电动汽车主要分为：燃料电池电动汽车、混合动力汽车、纯电动汽车三类。燃料电池电动汽车是以氢为燃料，通过氢和氧之间的化学反应产生电能作为汽车的动力源，它的优势是能量转化率高，超过内燃机好几倍，资源丰富，化学反应产物为水，具有良好的环境保护效果，汽车的结构简单，运动零部件少，缺点是氢燃料能量转化技术和高压供氢储氢及安全等技术不成熟并且成本高，不能商业化生产。混合动力汽车的动力由电机和内燃机组成，采用内燃机或电动机单独或同时使用实现驱动。其优点是燃油量比纯内燃机小，有害物排放、噪音均有所降低，其缺点是动力***复杂，制造成本高，占用空间大，有害物排放、噪音虽然有所降低，但仍对环境造成污染，并存在二次能源转换缺陷。纯电动汽车是装备有蓄电池、电动机及电动机控制装置或电池管理***，通过蓄电池向电机供电使电机运转，从而驱动汽车行驶，能量的补充方式为充电。其优点是汽车结构简单、无须燃油、无污染、噪音低，使用成本低，维护使用简单方便，经济和社会效益巨大。其缺点是：续驶里程短、最大行驶速度较低、充电时间长、传动损失大、价格高，究其原因是目前汽车整车质量过重、传动损失大、能量补充方式单一，充电速度慢，尤其是采用传统的驱动方式导致能量转换率低，另外电池连接结构不合理而导致连接电阻大、电池更换不方便及汽车空调***、雨刮器等的驱动能耗较多等均导致电动汽车续驶里程短、电池使用寿命短；目前虽经过不断研究取得了一些进展，但其成效还不令人满意，
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆在行驶时采用多种方式补充能量、能量转换效率高，传动损失少、速度响应快，续驶里程长的电动汽车。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电动汽车，包括车体、电动驱动装置、蓄电池及控制***，其特征在于：所述的车体设有风力发电装置，在所述的车体的车顶及车头设有与所述的蓄电池电连接的太阳能光电池板。
本发明的进一步改进是：所述的风力发电装置，主要由聚风戽、叶轮室、叶轮室盖、桨叶、风轮、驱动轴、轴套、分离轴承、拔叉、变速器、发电机及控制器件组成。其特点是：所述的车体的顶部设置有一个与车身为一体的可打开和关闭进风口的聚风戽，在聚风戽的尾部装有一个喷风嘴，在喷风嘴处设置有一个叶轮室和可与车内相通的出风口，所述发电机、变速器一体安装在车体上，变速器上延伸一花键轴套，其端部设有一分离轴承，花键轴套内设有一与驻车手柄相连的拨叉，驱动轴一端设有花键并套装在花键轴套内，另一端插装在设于叶轮室盖底部的轴套内，其中部装有至少一根定位销，桨叶中心通孔下端面至少设有一凹槽并安装在轴套上，风轮中心通孔上端面至少设有一凹槽并安装在驱动轴上处于定位销下方。
本发明的又一改进是：所述的电动汽车驱动装置包括一个二挡变速器、一驱动桥、一高低变矩器，所述二挡变速器输出端通过小主动齿轮与驱动桥相啮合，其输入端接一高低变矩器的输出端，高低变矩器的输入端分别接有一与汽车电源连接的小电机离合器及大电机离合器，所述驱动桥内装有驱动车轮转动的半轴。
本发明的又一改进是：一蓄能器通过其上设置的棘轮与设于二挡变速器输出端小主动齿轮轴上的齿轮啮合传动。
本发明的进一步改进是：在所述的车体的后部设有太阳能热水器供暖降温装置，所述的太阳能热水器供暖降温装置是在所述的车体的后部安装有太阳能热水器，其出水管分别接循环泵及吸收式制冷机，循环泵及吸收式制冷机的输出分别接热交换器，热交换器的输出接风机，由风机送至车内提供整车冷热空调。
本发明的更进一步改进是：所述的车体内设有压缩气囊，所述气囊设置于车体夹层中并通过管道相连，气囊的输出分别接与空调压缩机相连的气动马达及气动雨刮器。
本发明的又一改进是：一飞轮通过其轴上设置的齿轮与二挡变速器输出端小主动齿轮轴上设置的齿轮啮合传动，在所述的飞轮上装有与手制动杆相连的制动钳，在所述的飞轮上装有一个发电机。
本发明的又一改进是：在所述的驱动装置上还装有一与驱动桥内半轴齿轮啮合传动的空气压缩机。
本发明的又一改进是：在驱动装置的半轴上装有一个发电机，所述发电机转子安装在半轴上，定子安装在半轴套上。
本发明的进一步改进是：所述的蓄能器由壳体、定位轴、蓄能单元、输出齿轴、单向齿轮组成，所述定位轴、输出齿轴平行安装在壳体上，在所述定位轴、输出齿轴之间的壳体之间安装首尾通过花键相接的蓄能单元，所述输出齿轴端部设有一与安装在壳体上的单向齿轮啮合的输出齿轮，所述输出齿轮上插装有一安装在壳体上的定位销，所述蓄能单元由挡板、棘轮轴、棘爪、齿轮、蓄能弹簧组成，所述齿轮、蓄能弹簧、挡板依次安装在棘轮轴上，所述挡板的一侧固定在定位轴上，蓄能弹簧一端固装在棘轮轴上，另一端与定位轴相连，齿轮的外齿圈与输出齿轴相啮合，棘爪一端通过定位销安装在齿轮上，另一端与棘轮轴外圆周上的棘齿相啮合。
本发明的进一步改进是：所述的蓄能器可多个叠加组合。
本发明的进一步改进是：所述的蓄电池壳体底部设有滚轮，在蓄电池壳体外侧下部对称设置有弹性定位棘齿，在蓄电池壳体侧面上部设有蓄电池正负极输出极柱。
本发明的进一步改进是：所述的蓄电池极柱外表面为圆锥形，中心设有一通槽。
本发明的进一步改进是：所述的蓄电池极柱孔内卡装有一锥形套，锥形套内壁上设有一圈圆形凸台并卡装在蓄电池极柱上设置的圆形凹槽中，所述锥形套外表面设有可与外接导线端部设置的螺母螺接的螺纹。
本发明的进一步改进是：所述的导线端部设置有与蓄电池极柱相匹配的公母接头。
本发明的工作原理及优点简述于下：
一：本发明的工作原理简述于下：
1、本发明中所采用的风力发电装置，在汽车驻车时，可将桨叶升出车外、此时桨叶在风力作用下带动转动进而带动发电机旋转而发电，经控制器件向蓄电池充电；当汽车行驶或下坡时，可使桨叶处于桨叶室内，此时风经聚风戽的喷风嘴喷出，吹动风轮转动，同样使发电机旋转而发电.当汽车行驶时，将聚风戽风门关闭，风力发电装置则不参加工作.
2、本发明中所采用的在车体上设置太阳能光伏电池板与蓄电池电连接的结构，可充分利用太阳能并将其转换为电能。
3、本发明中所采用的太阳能热水器供暖降温装置。是将太阳能热水器产生的热水分别输送至暖风机或吸收式制冷机，以分别提供车用冷、热气源，调节车内空气温度。
4、本发明中所采用的压缩空气驱动空调压缩机和雨刮器的结构、是利用储存在车体夹层中的压缩空气分别驱动与空调压缩机连接的气动马达及气动雨刮器，以减少电能的消耗，延长蓄电池的使用寿命。
5、本发明中所采用的蓄电池壳本体及极柱联接结构：是在蓄电池壳体底部四角处设置滚轮，在蓄电池壳体两侧或两端下部设置弹性棘齿定位块，在蓄电池壳体侧面上部设有蓄电池正负极输出极柱，蓄电池极柱孔内卡装有一锥形套，锥形套内壁上设有一圈圆形凸台并卡装在蓄电池极柱上设置的圆形凹槽中，所述锥形套外表面设有可与外接导线端部设置的螺母螺接的螺纹，所述的导线端部设置有与蓄电池极柱相匹配的公母接头。这种蓄电池壳本体及极柱联接结构，当外力拉动时，极柱不会损坏，同时也不易氧化，装折方便快捷，紧固牢靠，搬动轻便，不易损坏蓄电池，适合电动汽车使用由于在蓄电池壳本体底部装有滚轮，并使滚轮处于安装蓄电池相对应的位置上的凹槽内，既方便拖动蓄电池，又能使其安装稳定牢固。蓄电池壳体两侧设置的弹性棘齿定位块与蓄电池架之间采用卡扣定位，无需使用扳手和其它紧固件，固定牢靠。
6、本发明中所采用的蓄能器，可通过外力，将能量输入蓄能单元中，当汽车起步或上坡时，将蓄积在蓄能器中的能量直接输送至汽车驱动装置，辅助推动汽车运动。本发明适合大中小各类汽车上使用，也适合其它机械上使用，本蓄能器结构简单，重量轻，蓄能大，扭矩大，输入能量快，不烧油，无污染，装拆和维修方便，使用成本低，使用寿命长与蓄电池配合使用能使电动汽车增加转矩，提高电动汽车加速、爬坡、最高速度的行驶性能，延长续驶里程，还可减少电池数量。
7、本发明中所采用的电动汽车驱动装置：采用二挡变速器与输入端分别接有小驱动电机及大驱动电机的高低变矩器组合而成的驱动装置，在汽车起步时使用大驱动电机驱动而高速行驶时使用小驱动电机驱动的工作方式，以满足汽车起步与行驶时所需驱动力不同的工况，使电动汽车在最佳效率下行驶，提高了电动汽车的能量转换效率，可有效增加电动汽车的续驶里程，改善驱动电机及蓄电池的工作条件，有效延长驱动电机及蓄电池的使用寿命。
本发明的优点简述于下：1、本发明由于采用在汽车车体设有风力发电装置，在车顶及车头设有与蓄电池电连接的太阳能光电池板、在与变速器输出轴啮合传动的飞轮上设置有发电机及在驱动装置半轴上设置的发电机的结构形式，可使汽车在行驶、驻车时，获得风能、太阳能对蓄电池能量的补充，而在车辆行驶减速时，可获得飞轮发电机及半轴发电机产生的电能对蓄电池能量的补充，因而可有效延长电动汽车蓄电池的续驶里程和蓄电池的使用寿命。
2、本发明由于采用在车体上设置太阳能热水器供暖降温装置，在车体内设置压缩气囊，使其输出分别驱动空调压缩机的气动马达及气动雨刮器，因而可以大大节省汽车的耗电量，有效延长蓄电池的续驶里程和使用寿命；
3、本发明由于采用在驱动装置上设置与变速器输出端小主动齿轮啮合传动的蓄能器，在汽车起步时，可以为驱动装置提供外设机械能，以辅助推动变速器进而推动车轮转动，降低驱动电机的负载量，改善驱动电机及蓄电池的工作条件，有效延长驱动电机及蓄电池的使用寿命。
4、本发明由于采用二挡变速器与输入端分别接有小驱动电机及大驱动电机的高低变矩器组合而成的驱动装置，不仅可解决汽车行驶工况与电动机功率匹配的难题，而且可获得较高的能量转换，节约电能，也即在汽车起步时使用大驱动电机驱动而高速行驶时使用小驱动电机驱动的工作方式，以满足汽车起步与行驶时所需驱动力不同的工况，改善驱动电机及蓄电池的工作条件，有效延长驱动电机及蓄电池的使用寿命。尤其是加上蓄能器助力，进一步增强了转矩力，提高了加速、爬坡、高速行驶性能，满足电动汽车行驶时全部运行工况对功率变化的要求，使电动汽车在最佳效率下行驶，进而较大地减少了传动损失，提高了电动汽车的载荷及续驶里程。
5、本发明由于采用蓄电池极柱与导线端部相匹配的公母接头相连接并通过螺母螺合的结构形式，可有效降低蓄电池的连接电阻，减少能量的消耗，同时安装、拆卸十分方便。
6、本发明由于利用夹层结构，贮存压缩气体，利用压缩机补充气体和利用压缩气体驱动空调压缩机及驱动雨刮器工作的设置，可节约大量的电能，进而增加了续驶里程。
7、本发明由于由于采用了结构新颖、重量轻，由多个蓄能单元组合而成的蓄能器，蓄能大，扭矩大，使用寿命长，输入能量快。可有效减少电能消耗，进而大大提高续驶里程。
综上所述：本发明----一种电动汽车所公开的技术方案，可有效改善电动汽车运行工况，降低汽车电能消耗，汽车在运行时，可获得多种方式的能量补充，有效延长电动汽车的续驶里程，延长蓄电池及驱动电机的使用寿命，提高能量转化率，适于工业化大生产，可作为现有电动汽车的更新换代产品。
附图说明
附图1为本发明主视图。
附图2为本发明俯视图。
附图3为本发明中风力发电装置机构示意图。
附图4为本发明附图1的B部放大图。
附图5为本发明驱动装置结构示意图。
附图6为本发明附图5的A-A剖视图。
附图7为本发明太阳能热水器供暖降温示意图。
附图8为本发明气动空调及雨刮器示意图。
附图9为本发明蓄能器结构示意图。
附图10为本发明蓄电池壳体示结构意图。
附图11为本发明附图10C部放大图。
具体实施方式
见附图1，本发明————一种电动汽车，包括车体1-1、电动驱动装置1-2、蓄电池1-3及控制***1-4，所述的车体1-1设有风力发电装置1-5，在所述的车体1-1的车顶1-6及车头1-7设有与所述的蓄电池1-3电连接的太阳能光电池板1-8。
见附图1、2、3、4，本发明中风力发电装置1-5包括聚风戽2-4、叶轮室2-6、叶轮室盖3-9、桨叶3-8、风轮3-7、驱动轴3-5、轴套3-6、分离轴承3-4、拨叉3-3、变速器3-2、发电机3-1。所述车体1-1的车顶1-6设置有一个与车身为一体的可打开和关闭进风口2-7的聚风戽2-4，在聚风戽2-4的尾部装有一个喷风嘴2-2，在喷风嘴2-2处设置有一个叶轮室2-6和可与车内相通的出风口，所述发电机3-1、变速器3-2一体安装在车体1-1上，变速器3-2上延伸一花键轴套3-10，其端部设有一分离轴承3-4，花键轴套3-10内设有一与驻车手柄相连的拨叉3-3，驱动轴3-5一端设有花键并套装在花键轴套3-10内，另一端插装在设于叶轮室盖3-9底部的轴套3-11内，其中部装有至少一根定位销3-12，桨叶中心通孔下端面至少设有一凹槽3-13并安装在轴套3-11上，风轮3-7中心通孔上端面至少设有一凹槽3-14并安装在驱动轴3-5上处于定位销3-12下方。
见附图5，本发明中电动驱动装置1-2包括一个二挡变速器5-1、一驱动桥5-2、一高低变矩器5-3，所述二挡变速器5-1输出端通过小主动齿轮5-4与驱动桥5-2半轴齿轮5-8相啮合，其输入端接一高低变矩器5-3的输出端，高低变矩器5-3的输入端分别接有一与汽车电源连接的小电机离合器5-5及大电机离合器5-6，所述驱动桥内装有驱动车轮转动的半轴5-7。
见附图6，本发明中一蓄能器6-1通过其上设置的棘轮6-2与设于二挡变速器5-3输出端小主动齿轮轴上的齿轮6-3啮合传动。
见附图1、7，本发明中太阳能热水器供暖降温装置1-9设置于车体的后部，其出水管分别接循环泵7-1及吸收式制冷机7-2，循环泵7-1及吸收式制冷机7-2的输出分别接热交换器7-3，热交换器7-3的输出接风机7-4，由风机7-4送至车内提供整车冷热空调。
见附图8，本发明中，在车体1-1内设有压缩气囊8-1，所述气囊8-1设置于车体夹层中并通过管道相连，气囊8-1的输出分别接与空调压缩机8-3相连的气动马达8-2及气动雨刮器8-4。
见附图5、6本发明中，一飞轮6-4通过其轴6-5上设置的齿轮6-6与二挡变速器5-1输出端小主动齿轮轴上设置的齿轮6-3啮合传动，在所述的飞轮6-4上装有与手制动杆相连的制动钳，在所述的飞轮上装有一个发电机6-7。
见附图5、6，本发明中，在所述的驱动装置1-2上还装有一与驱动桥5-2内半轴齿轮5-8啮合传动的空气压缩机5-9。
见附图5，本发明中，在驱动装置1-2的半轴5-7上装有一个发电机5-10，所述发电机5-10转子安装在半轴5-7上，定子安装在半轴套上。
见附图9，本发明中，蓄能器6-1由壳体9-1、定位轴9-2、蓄能单元9-3、输出齿轴9-4、单向齿轮9-5组成，所述定位轴9-2、输出齿轴9-4平行安装在壳体9-1上，在所述定位轴9-2、输出齿轴9-4之间的壳体9-1之间安装首尾通过花键9-6相接的蓄能单元9-3，所述输出齿轴9-4端部设有一与安装在壳体9-1上的单向齿轮9-5啮合的输出齿轮9-7，所述输出齿轮9-7上插装有一安装在壳体9-1上的定位销9-8，所述蓄能单元9-3由挡板9-3-1、棘轮轴9-3-2、棘爪9-3-3、齿轮9-3-4、蓄能弹簧9-3-5组成，所述齿轮9-3-4、蓄能弹簧9-3-5、挡板9-3-1依次安装在棘轮轴9-3-2上，所述挡板9-3-1的一侧固定在定位轴9-2上，蓄能弹簧9-3-5一端固装在棘轮轴9-3-2上，另一端与定位轴9-2相连，齿轮9-3-4的外齿圈与输出齿轴9-4相啮合，棘爪9-3-3一端通过定位销9-3-6安装在齿轮9-3-4上，另一端与棘轮轴9-3-2外圆周上的棘齿相啮合.
本发明中，蓄能器6-1可由多个叠加组合构成。
见附图10，本发明中，蓄电池1-3壳体10-3底部设有滚轮10-1，在蓄电池壳体10-3外侧下部对称设置有弹性定位棘齿10-2，在蓄电池壳体10-3侧面上部设有蓄电池正负极输出极柱10-4。所述的蓄电池极柱10-4外表面为圆锥形，中心设有一通槽，
见附图11，本发明中，所述的蓄电池1-3壳体10-3上的极柱孔10-5内卡装有一锥形套10-6，锥形套10-6内壁上设有一圈圆形凸台10-6-1并卡装在蓄电池极柱10-4上设置的圆形凹槽10-4-1中，所述锥形套10-6外表面设有可与外接导线10-7端部设置的螺母螺接的螺纹，所述的导线10-7端部设置有与蓄电池极柱10-4相匹配的公母接头。
Claims (6)
1.一种电动汽车，包括车体、电动驱动装置、蓄电池及控制***，其特征在于：所述的车体设有风力发电装置，在所述的车体的车顶及车头设有与所述的蓄电池电连接的太阳能光电池板，所述的风力发电装置，主要由聚风戽、叶轮室、叶轮室盖、桨叶、风轮、驱动轴、轴套、分离轴承、拨叉、变速器、发电机及控制器件组成，所述的车体的顶部设置有一个与车身为一体的可打开和关闭进风口的聚风戽，在聚风戽的尾部装有一个喷风嘴，在喷风嘴处设置有一个叶轮室，所述发电机、变速器一体安装在车体上，变速器上延伸一花键轴套，其端部设有一分离轴承，花键轴套内设有一与驻车手柄相连的拨叉，驱动轴一端设有花键并套装在花键轴套内，另一端插装在设于叶轮室盖底部的轴套内，其中部装有至少一根定位销，桨叶中心通孔下端面至少设有一凹槽并安装在轴套上，风轮中心通孔上端面至少设有一凹槽并安装在驱动轴上处于定位销下方，所述的电动汽车驱动装置包括一个二挡变速器、一驱动桥、一高低变矩器，所述二挡变速器输出端通过小主动齿轮与驱动桥相啮合，其输入端接一高低变矩器的输出端，高低变矩器的输入端分别接有一与汽车电源连接的小电机离合器及大电机离合器，所述驱动桥内装有驱动车轮转动的半轴，在所述的驱动装置上还装有一与驱动桥内半轴齿轮啮合传动的空气压缩机，在驱动装置的半轴上装有一个发电机，所述发电机转子安装在半轴上，定子安装在半轴套上，所述的车体内设有压缩气囊，所述气囊设置于车体夹层中并通过管道相连，气囊的输出分别接与空调压缩机相连的气动马达及气动雨刮器，所述蓄电池的极柱外表面为圆锥形，中心设有一通槽。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车，其特征在于：所述二挡变速器输出端小主动齿轮轴上的齿轮啮合传动一蓄能器上设置的棘轮，所述的蓄能器由壳体、定位轴、蓄能单元、输出齿轴、单向齿轮组成，所述定位轴、输出齿轴平行安装在壳体上，在所述定位轴、输出齿轴之间的壳体之间安装首尾通过花键相接的蓄能单元，所述输出齿轴端部设有一与安装在壳体上的单向齿轮啮合的输出齿轮，所述输出齿轮上插装有一安装在壳体上的定位销，所述蓄能单元由挡板、棘轮轴、棘爪、齿轮、蓄能弹簧组成，所述齿轮、蓄能弹簧、挡板依次安装在棘轮轴上，所述挡板的一侧固定在定位轴上，蓄能弹簧一端固装在棘轮轴上，另一端与定位轴相连，齿轮的外齿圈与输出齿轴相啮合，棘爪一端通过定位销安装在齿轮上，另一端与棘轮轴外圆周上的棘齿相啮合。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车，其特征在于：在所述的车体的后部设有太阳能热水器供暖降温装置，所述的太阳能热水器供暖降温装置是在所述的车体的后部安装有太阳能热水器，其出水管分别接循环泵及吸收式制冷机，循环泵及吸收式制冷机的输出分别接热交换器，热交换器的输出接风机，由风机送至车内提供整车冷热空调。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车，其特征在于：所述二挡变速器输出端小主动齿轮轴上设置的齿轮与一飞轮轴上设置的齿轮啮合传动，在所述的飞轮上装有与手制动杆相连的制动钳，在所述的飞轮上装有一个发电机。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车，其特征在于：所述的蓄电池壳体底部设有滚轮，在蓄电池壳体外侧下部对称设置有弹性定位棘齿，在蓄电池壳体侧面上部设有蓄电池正负极输出极柱，所述的蓄电池极柱孔内卡装有一锥形套，锥形套内壁上设有一圈圆形凸台并卡装在蓄电池极柱上设置的圆形凹槽中，所述锥形套外表面设有可与外接导线端部设置的螺母螺接的螺纹。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车，其特征在于：所述的导线端部设置有与蓄电池极柱相匹配的公母接头.
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