CN201385587Y - 自带高效低能耗发电机的电驱动车 - Google Patents

自带高效低能耗发电机的电驱动车 Download PDF

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Abstract

自带高效低能耗发电机的电驱动车，发电机的内燃机部分自带电启动***，发电机直接连接三相整流桥，再连接永磁无刷直流电动机，电动机前连接着调整电压的直流控制器，控制直流控制器的调速器电连接着直流控制器，发电机上连接着控制发电机油门的油门调节器，在直接连接发电机的三相整流桥后，并联着蓄电池，在整流桥后的电路和蓄电池后的电路上各安置着一个转换开关。新型电驱动车具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构，无机械变速装置及联动***，结构简单，没有无线电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便。该车采用燃油和电两种能源补充方式，补充方便，并可以以纯蓄电池、纯发电机发电以及蓄电池和发电机并行供电多种供电模式驱动。

Description

自带高效低能耗发电机的电驱动车
技术领域
本实用新型涉及电驱动车，具体是一种自带高效发电***的节能型自发电机的电驱动车。
背景技术
传统的燃油动力摩托车及汽车，采用燃油内燃机，经过变速箱及联动***带动车轮前进。变速箱及联动***重量大、结构复杂，虽然燃油内燃机动力较大，燃油补充方便，但能效损失大。为此，市场上又出现用市电给蓄电池充电作为能源的电动自行车，蓄电池直接给电动机供电，带动车轮转动前进。虽然电动自行车有高能效、零排放的优点以及使用市电直接充电价格便宜的优点，但电动自行车有蓄电池电能补充较为不便的缺点，其蓄电池在工作中持续不断放电，动力会越来越小，以至于无法加速，无法上坡，甚至无法行进，并且由于电动自行车的蓄电池基本每年需要更换，综合使用成本依旧很高，同时也会造成大量废弃蓄电池污染。
实用新型内容
综合以上两种车的优点及特点，本实用新型旨在开发一种自带高效发电机***的节能型自发电电驱动车。
本实用新型的自带高效低能耗发电机的电驱动车，含有燃油发电机、电动机和蓄电池，发电机的内燃机部分自带电启动***，发电机直接连接三相整流桥后，再连接永磁无刷直流电动机，在电动机前连接着调整电压的直流控制器，用于控制直流控制器的调速器电连接着直流控制器，发电机上连接着控制发电机油门的油门调节器，在直接连接发电机的三相整流桥后，并联着蓄电池，在整流桥后的电路和蓄电池后的电路上各安置着一个转换开关。
对于电动汽车，输出高频高压三相交流电的高效率高频高电压发电机直接连接三相整流桥后，再连接高压永磁无刷直流电动机。
对于电动自行车，输出高频低压三相交流电高效率高频低电压发电机，直接连接三相整流桥后，再连接低压永磁无刷直流电机。
对于电动汽车，本实用新型中采用高效率高频高电压发电机输出高频正弦三相交流电，经三相整流桥后直接输出高压直流电至高效率高电压永磁无刷直流电机驱动车辆。由于采用高电压方案，整车驱动电路中的电流较小，可保证电动汽车采用大功率电机的稳定性，确保了电动汽车的载重能力和加速能力。驱动电机采用永磁同步电动机或永磁无刷直流电动机，是一种高性能的电动机。它的最大特点就是具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构。同时，它采用永磁体转子，没有励磁损耗，发热的电枢绕组又装在外面的定子上，散热容易，因此，电动机没有换向火花，没有无线电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便。
该方案由高效率发电机与高效率电动机组合，相比具有更高的能量密度和更高的效率。
对于电动自行车(包括电动摩托车)，本实用新型中采用高效率高频低电压发电机输出高频正弦三相交流电，经三相整流桥后直接输出低压直流电至低压永磁无刷直流电机驱动车辆(目前市场上通用机型电压为36V/48V)。由于采用电动自行车目前通用的永磁无刷直流电机，确保了配套容易，使用成本低，维护简单。
在实际应用中，本实用新型的能量补充方式可采用油和电两种方式。
发电机动力部分采用四冲程汽油机或柴油机，可方便的在加油站添加燃油，添加效率非常高。
蓄电池部分采用高性能动力锂电池(目前通用电压为36V/48V)可以在普通民用电网进行充电，补充成本很低。也可通过发电机浮充方式补充电能，使用非常方便，同时也提供了更长的蓄电池使用寿命。
本实用新型中驱动方式的选用方案包括纯电池驱动、单发电机发电驱动、电池和发电机并行驱动三种驱动模式。
1、纯电池驱动模式：断开在整流桥后的电路上的转换开关，接通蓄电池后的电路上的转换开关。
在通常情况下，可用市电(220V)给蓄电池充电，蓄电池(36V/48V动力锂电池)可直接驱动电动机使电动车行进。电动机转速由直流控制器改变调整。
该模式下，可提供最经济环保的能耗。
2、纯发电机发电驱动模式：接通在整流桥后的电路上的转换开关，断开蓄电池后的电路上的转换开关。
在蓄电池缺电情况下，可启动高频发电机发电，经三相整流桥输出直流电直接驱动电动机使电动车行进。电动机转速由控制发电机油门大小来改变。
该模式下，使用高效能的高频发电机发电，配合高效能的永磁无刷直流电机驱动。发电机直接给电动机供电工作，带动车轮前进，完全不需要机械变速装置，相比普通的发动机通过减速箱传动的模式，该方案结构更简单、更轻、造价更低、效率更高。
由于该模式下的发电机油门可变，电动机转速由控制发电机油门大小来改变，在车辆动力操控感觉方面与普通燃油车辆基本一致，有较好的普及性。同时在低速行驶时有更明显的燃油经济性。
3、电池和发电机并行驱动模式：接通在整流桥后的电路上的转换开关，同时也接通蓄电池后的电路上的转换开关。
在需要大功率运转同时给蓄电池充电的情况下，开启高频发电机发电，经三相整流桥输出直流电与蓄电池并联后驱动电机。电动机转速由直流控制器改变调整。
该模式下，高频发电机整流输出的直流电电压在一定范围内略高于蓄电池电压，蓄电池工作在浮充状态下。由于蓄电池与发电机线路并联连接到负载电路上，它的电压大体上是恒定的，仅略高于蓄电池的电压，由发电机线路所供的少量电流来补偿蓄电池局部作用的损耗，可以使蓄电池经常工作在充电满足状态而不至于过充电，蓄电池可随发电机线路电压上下波动而进行充放电。当负载较轻而电源线路电压较高时，蓄电池组即进行充电，当负载较重或电源发生意外中断时，蓄电池组则进行放电，分担部分或全部负载。这样，蓄电池组便起到稳压作用，并处于备用状态。同时也大幅延长了蓄电池的使用寿命。
本实用新型中，电动车可在需要的任何时候启动汽油机发电，而且可以方便的按需要补足燃油。实现了既可充电、又可加油的多种能量补充方式，不担心蓄电池电力下降无处充电的多模式电能驱动***电动车。
本实用新型的有益效果是：
1、该车相比普通的燃油车辆而言无机械变速装置及联动***，结构简单。由高效能的高频发电机配合高效能的永磁无刷直流电动机驱动具有更高能效。
2、该车可采用燃油和电两种能源补充方式，补充更为方便。
3、该方案中采用高频发电机及永磁无刷直流电机，具有结构简单、体积小、重量轻、效率高等优势。
4、由于结构简单、重量轻，可采用较小功率发电机即可提供足够的电能用以驱动，并可以以纯蓄电池、纯发电机发电以及蓄电池和发电机并行供电多种供电模式驱动，既可以提供足够的动力又可以适应不同的使用需要，节约能源。
5、发电机的内燃机部分自带电启动***，无需另加机械助力部分，用控制电路给发电机短时间供电使发电机旋转以带动内燃机启动。
6、该电启动方式相比现有的内燃机电启动模式来说，具有结构简单、体积小、重量轻的特点。
附图说明
图1是本实用新型的直流电驱动车的形式；
具体实施方式
实施例1
直流电驱动自行车
见图1。
油门自动控制***1安置在电启动内燃发动机2上，低压高频高效率发电机3的内燃机2自带电启动***11，发电机3直接连接三相整流桥4后，再连接永磁无刷直流电动机10，在电动机10前连接着调整电压的直流控制器9，用于控制直流控制器9的调速器8(控制把手)电连接着直流控制器9，发电机3上连接着控制发电机油门的油门调节器，在直接连接发电机3的三相整流桥4后，并联着蓄电池6，在整流桥4后的电路上安置着一个发电机转换开关5和在蓄电池后6的电路上安置着一个蓄电池转换开关7。
电启动内燃发动机2与低压高频高效率发电机3共同构成高效三相交流发电***，油门自动控制***1根据发电***负载大小控制油门，发电机启动控制***11向低压发电机3内的启动线圈提供启动电流，发电机3即旋转带动发动机2点火启动，发动机2启动后带动发电机3输出低压高频正弦三相交流电，经三相整流桥4转换为低压直流电(48V)与蓄电池6并联组成电源***，转换开关5、7共同控制发电机***与蓄电池***的供电组合方式，将电源***连接于直流控制器9，通过控制把手8调节低压永磁直流无刷电动机10，起到控制电动车行进和调节行驶速度效果。
实施例2
直流电驱动汽车。
见图1。
结构与直流电驱动自行车基本一致。
所不同的只是低压高频高效率发电机3换成高压高频高效率发电机3，
低压永磁直流无刷电动机10换成高压永磁直流无刷电动机10，通过控制把手8调节低压永磁直流无刷电动机10变成了调节高压永磁直流无刷电动机10，发动机2启动后带动发电机3输出的是高压高频正弦三相交流电，经三相整流桥4转换为高压直流电(300-500V)与蓄电池6并联组成电源***。

Claims (3)

1、一种自带高效低能耗发电机的电驱动车，含有燃油发电机、电动机和蓄电池，其特征是：发电机的内燃机部分自带电启动***，发电机直接连接三相整流桥后，再连接永磁无刷直流电动机，在电动机前连接着调整电压的直流控制器，用于控制直流控制器的调速器电连接着直流控制器，发电机上连接着控制发电机油门的油门调节器，在直接连接发电机的三相整流桥后，并联蓄电池，在整流桥后的电路和蓄电池后的电路上各安置着一个转换开关。
2、根据权利要求1所述的自带高效低能耗发电机的电驱动车，其特征是：对于电动汽车，输出高频高压三相交流电的高效率高频高电压发电机直接连接三相整流桥后，再连接永磁无刷高压直流电动机。
3、根据权利要求1所述的自带高效低能耗发电机的电驱动车，其特征是：对于电动自行车，输出高频低压三相交流电高效率高频低电压发电机，直接连接三相整流桥后，再连接永磁无刷低压直流电机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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