CN203093732U - 一种助力型电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种助力型电动汽车，属于车辆技术领域，其包括电机和发动机，特征在于：还包括离合机构；所述发动机为无级调速发动机，无级调速发动机的动力输出轴通过离合机构联接电机的输入轴。此种助力装置一方面可使发动机的无级调速输出与电机的无级变速相匹配；另一方面无级调速发动机的动能直接作用于电机，使电动汽车在不增大工作电流的情况下能够爬坡或者加速，延长了其动力装置的使用寿命，并避免了现有技术中由于多次转换所带来的能量流失。

Description

一种助力型电动汽车

技术领域

本实用新型属于车辆技术领域，具体涉及一种助力型电动汽车。

背景技术

近年来，随着人们生活质量的不断提高，汽车逐步进入百姓家庭，成为广大人们的代步工具，同时越来越多的燃气排放污染了环境。在环保部门倡导绿色环保的背景下，各种用途的电动汽车应运而生。

目前的电动汽车大多采用蓄电池储存的电能作为动力能源，其在实际应用中，最突显的问题就是续驶里程短。究其主要原因为两方面：一是电池容量小，车身重；二是电动汽车在行驶的过程中，需要频繁起步和爬行长坡道，此时会增大行车阻力，如果要维持常速行驶，就要加大电流输出，甚至会达到峰值电流，从而加速蓄电池电能的释放，同时大的电流还会使电机发热，发热进一步加大了电机的内阻，降低了能量转化效率，甚至由于蓄电池和电机时常处于大电流工作状态，缩短电动汽车动力***的使用寿命。于是人们开始改善续驶里程短的问题，并涌现了多种类型的混合动力汽车。

其中，通过发动机带动发电机来增补蓄电池能量的方式占据主导地位，其实现手段为：由燃料发动机产生的动能带动发电机运转，将燃料的化学能转换为电能为蓄电池充电。此种方式从一定程度上虽然增加了电动汽车的续驶里程，但仍然没有改变在爬坡或加速路段，加大电池释放电能的实质。并且需要先将燃料的化学能转变成发动机的动能，然后再将动能转换为电能，增加了能量转换的中间环节，降低了能量转换率。

也有将氢能、太阳能等能源转换成电能为蓄电池充电的方式，一方面没有跳出增补蓄电池电能的思维模式，另一方面为蓄电池充电过程中的控制***复杂，故障节点较多，导致***不稳定，同时复杂的控制***造成了电动汽车高昂的制造成本，使改装后的电动汽车很难被推广应用。

由此可见，如何解决电动汽车在起步、爬坡时的大电流输出是一个重要问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种助力型电动汽车，能够实现对电机的直接助力。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：设计一种助力型电动汽车，包括电机和发动机，其特征在于：还包括离合机构；所述发动机为无级调速发动机，无级调速发动机的动力输出轴通过离合机构联接电机的输入轴。

优选的，动力输出轴和输入轴之间还联接有减速器。

优选的，所述离合机构为离合器。

优选的，所述离合器联接在动力输出轴和减速器之间；减速器包括联接在离合器从动件上的第一齿轮、安装在输入轴上的第二齿轮以及能与第一齿轮和第二齿轮相啮合的减速齿轮，减速齿轮联接拨叉。

优选的，所述离合器联接在输入轴和减速器之间。

优选的，离合器和减速器之间设置链轮或者带轮传动机构。

优选的，所述离合器为离心式离合器或者超越式离合器。

优选的，所述离合机构包括安装在动力输出轴上的主动外挂齿、安装在输入轴上的从动外挂齿以及与主动外挂齿和从动外挂齿相啮合的离合齿圈，离合齿圈联接离合拨叉。

优选的，所述离合机构设置在减速器与输入轴之间。

优选的，所述减速器为减速齿轮组。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、由于无级调速发动机的动力输出轴通过离合机构联接电机的输入轴，一方面可使发动机的无级调速输出与电机的无级变速相匹配；另一方面，由于发动机的动力输出轴通过离合机构直接带动电机旋转，在电动汽车加速或者爬坡行驶时，控制离合机构处于结合状态，由发动机来增补该行驶状态的动能需求，无需电机增大其工作电流，利于维护电机和蓄电池的使用寿命；并且动能直接作用于电机，避免了现有技术中由于能量的多次转换所带来的能量流失。若电动汽车行驶在平缓路段时，则使离合机构处于分离状态，使电动汽车处于纯电动工作模式。

2、由于离合器联接在动力输出轴和减速器之间，而动力输出轴的高转速容易使直径固定的离合器产生较大的结合力，便于成功助力；减速齿轮联接拨叉，使拨叉作为脱齿机构，在非助力工作状态时，使减速齿轮从电机的输入轴上脱开，避免电机带动减速齿轮运转带来能量消耗和产生噪音。

3、由于离合机构包括安装在动力输出轴上的主动外挂齿、安装在输入轴上的从动外挂齿以及与主动外挂齿和从动外挂齿相啮合的离合齿圈，离合齿圈联接离合拨叉，离合拨叉带动离合齿圈沿主动外挂齿和从动外挂齿的轴向移动，可以通过控制离合拨叉的移动来实现无级变速发动机与电机间的齿牙式离合。

4、采用离合器设置在输入轴和减速器之间时，可以采用现有技术中成熟的无级变速发动机，降低研发成本。

5、离合器可以选用离心式离合器，也可以选用超越式离合器，技术成熟，性能稳定。

6、本实用新型采用结构简单、价格低廉的配件实现有效的助力，既能延长其动力***的使用寿命，又能增加其行驶路程，便于在行业内推广应用。

附图说明

图1是实施例一的结构示意图；

图2是图1中A-A的剖视放大图；

图3是实施例二的结构示意图；

图4是实施例三的结构示意图；

图5是实施例三的工作状态示意图；

图6是实施例四的结构示意图；

图7是实施例五的结构示意图；

图8是实施例六的结构示意图；

图9是图8中B-B的剖视放大图。

图中标记：1、无级调速发动机；1.1、发动机；1.2、变径皮带轮；2、电机；

2.1、输入轴；2.2、输出轴；3、离心式离合器；3.1、主动轮毂；3.2、从动毂；

3.3、离心块；4、减速器；4.1、第一齿轮；4.2、第二齿轮；4.3、齿轮光轴；

4.4、减速齿轮；4.5、拨叉；5、齿牙式离合器；5.1、主动外挂齿；5.2、从动外挂齿；

5.3、离合齿圈；5.4、离合拨叉；6、传动链；7、执行机构；8、超越式离合器；

8.1、鼓圈；8.2、星轮；8.3、中介滚柱。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一

如图1所示，本实用新型的发动机1.1为无级调速发动机1，无级调速发动机1的动力输出轴联接离心式离合器3的主动轮毂3.1，离心式离合器3的从动毂3.2联接第一齿轮4.1，在电机2的输入轴2.1上联接第二齿轮4.2，第二齿轮4.2的轮径大于第一齿轮4.1的轮径，在第一齿轮4.1和第二齿轮4.2的同侧设置齿轮光轴4.3，齿轮光轴4.3上套设有减速齿轮4.4，减速齿轮4.4上联接拨叉4.5，拨叉4.5带动减速齿轮4.4在齿轮光轴4.3上移动，使减速齿轮4.4啮合或者分离第一齿轮4.1和第二齿轮4.2。

其工作过程如下：

电动汽车在遇到爬坡或者加速时，可以由电控***检测电机2的工作电流，当工作电流达到预设值时，控制无级调速发动机1启动，也可以由驾驶员人工控制无级调速发动机1启动，带动离心式离合器3的主动轮毂3.1转动。如图2所示，当无级调速发动机1的转速达到一定值时，联接在主动轮毂3.1上的离心块3.3在转动离心力的作用下向外移动，最终和安装在离心块3.3***的从动毂3.2结合，产生摩擦力，从而带动与从动毂3.2相联接的第一齿轮4.1转动。此时，通过执行机构7使拨叉4.5带动减速齿轮4.4沿齿轮光轴4.3移动，减速齿轮4.4与第一齿轮4.1和第二齿轮4.2同时啮合，将无级调速发动机1的动能直接传递给电机2，由输出轴2.2传递给车桥，形成助力，使电机2仍以正常值电流输出驱动车辆常速爬坡。当爬坡或者加速结束时，减速齿轮4.4沿齿轮光轴4.3向相反的方向移动，断开第一齿轮4.1与第二齿轮4.2间的联接，电动汽车恢复为纯电动驱动方式；同时通过电控***或者人工停止无级调速发动机1的运转，联接在主动轮毂3.1上的离心块3.3由于失去离心力的作用下被弹簧压回中心，离心式离合器3的主动轮毂3.1与从动毂3.2分离，助力结束。

上述离心式离合器3联接在无级调速发动机1和减速齿轮4.4之间，使无级调速发动机1直接带动离心式离合器3，未经减速齿轮4.4减速，仍处于较高转速状态，在离心式离合器3的体积一定的情况下，会产生更大的离心力，从而增大主动轮毂3.1和从动毂3.2之间的摩擦力，便于传递更大的功率；而且还可以减小离心式离合器3的体积，减小助力装置的空间。离心式离合器3可以使无级调速发动机1与电机2结合或者分离，若没有拨叉4.5或者其它结构的脱齿机构，无级调速发动机1关闭后，离心式离合器3分离，电机2连带的减速齿轮4.4仍在转动，并将原来的减速传动转变为增速传动，会增加电机2的能量消耗和加大传动噪音。

实施例二

如图3所示，本实例与实施例一的不同在于：离心式离合器3设置在减速器4与电机2的输入轴2.1之间，同时省掉了拨叉4.5构成的脱齿机构，简化了助力装置的结构，可以选用现有技术中带有减速器4的无级调速发动机1，降低了研发费用。其工作原理同实施例一，在此不再赘述。

此种结构的不足之处为：离心式离合器3设置在减速器4的输出轴上，即经过减速之后的转动控制离心式离合器3的离合动作，产生的离心力较小，不利于利用离心力传递大的功率。

实施例三

为了克服实施例二的不足之处，本实施例在实施例二的基础上做了改进。如图4所示，由安装在减速器4输出轴上的主动外挂齿5.1、安装在输入轴2.1上的从动外挂齿5.2以及离合齿圈5.3构成齿牙式离合器5，代替离心式离合器3。其中，离合齿圈5.3能够同时与主动外挂齿5.1和从动外挂齿5.2相啮合，离合齿圈5.3联接离合拨叉5.4，离合拨叉5.4带动离合齿圈5.3沿主动外挂齿5.1和从动外挂齿5.2的轴向移动，以通断主动外挂齿5.1和从动外挂齿5.2之间的传动。

其工作过程如下：

当电动汽车遇到爬坡或者加速时，启动无级调速发动机1，通过执行机构7使离合拨叉5.4带动离合齿圈5.3移动，离合齿圈5.3同时啮合主动外挂齿5.1和从动外挂齿5.2，此时无级调速发动机1的动能直接传递给电机2，起到助力作用；待电动汽车驶入平坦路面或者加速结束时，使啮合齿圈移动，断开主动外挂齿5.1和从动外挂齿5.2之间的传动，并关闭无级调速发动机1，助力结束，使电动汽车由混合动力驱动转为纯电动驱动。

实施例四

本实施例是实施例二的另一种改进方式。如图6所示，在减速器4和离心式离合器3之间增设传动链6或者传动带，在减速器4的输出轴上安装主动轮，在离心式离合器3的主动轮毂3.1上安装从动轮，由传动带或者传动链6实现主动轮和从动轮之间的传动。

其工作原理同实施例二。

实施例五

如图7所示，本实施例与实施例四的不同之处在于：将实施例四中的离心式离合器3替换为实施例三中的齿牙式离合器5，其余均同实施例四。

实施例六

本实施例是实施例二的再一种改进方式：由超越式离合器8代替离心式离合器3。如图8所示，超越离合器的星轮8.2安装在电机2的输入轴2.1上，其鼓圈8.1联接在减速器4的输出轴上，靠鼓圈8.1的转速是否大于星轮8.2的转速来控制超越式离合器8的离合。

其工作过程如下：

当电动汽车遇到爬坡或者加速需要助力时，电控***控制无级调速发动机1起动，带动鼓圈8.1朝星轮8.2转向一致的方向转动，当鼓圈8.1的转速大于星轮8.2的转速时，鼓圈8.1和星轮8.2在中介滚柱8.3的作用下被咬合在一起实现同步转动，起到助力作用。电动汽车驶入平缓路段后，关闭无级调速发动机1，鼓圈8.1的转速下降至低于星轮8.2的转速时，鼓圈8.1和星轮8.2由于失去中介滚柱8.3的作用而分离，断开无级调速发动机1和电机2之间的传动，助力结束，使电动汽车恢复为纯电动工作模式。

上述实施例一至六中的无级调速发动机1由发动机1.1和变径皮带轮1.2构成，也可以选用其它结构形式的无级调速器，只要使发动机1.1实现无级调速输出即可，并不限于其具体的结构形式。

在实施例一和三中，执行机构7可以为现有技术中的曲柄凸轮等机构，只要能够满足拨叉4.5的直线式移动即可，并不限于其具体的特定结构，故在此对其具体结构和工作方式不做具体阐述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以组合、变更或改型均为本实用新型的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种助力型电动汽车，包括电机和发动机，其特征在于：还包括离合机构；所述发动机为无级调速发动机，无级调速发动机的动力输出轴通过离合机构联接电机的输入轴。

2.按照权利要求1所述的助力型电动汽车，其特征在于：动力输出轴和输入轴之间还联接有减速器。

3.按照权利要求2所述的助力型电动汽车，其特征在于：所述离合机构为离合器。

4.按照权利要求3所述的助力型电动汽车，其特征在于：所述离合器联接在动力输出轴和减速器之间；减速器包括联接在离合器从动件上的第一齿轮、安装在输入轴上的第二齿轮以及能与第一齿轮和第二齿轮相啮合的减速齿轮，减速齿轮联接拨叉。

5.按照权利要求3所述的助力型电动汽车，其特征在于：所述离合器联接在输入轴和减速器之间。

6.按照权利要求5所述的助力型电动汽车，其特征在于：离合器和减速器之间设置链轮或者带轮传动机构。

7.按照权利要求3至6任一所述的助力型电动汽车，其特征在于：所述离合器为离心式离合器或者超越式离合器。

8.按照权利要求2所述的助力型电动汽车，其特征在于：所述离合机构包括安装在动力输出轴上的主动外挂齿、安装在输入轴上的从动外挂齿以及与主动外挂齿和从动外挂齿相啮合的离合齿圈，离合齿圈联接离合拨叉。

9.按照权利要求8所述的助力型电动汽车，其特征在于：所述离合机构设置在减速器与输入轴之间。

10.按照权利要求8或9所述的助力型电动汽车，其特征在于：所述减速器为减速齿轮组。

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