專利名稱：一種電動車動力系統的制作方法
技術領域：
本系統是屬于交通運輸工具的一個類別。
背景技術：
電動車以其造價和使用費用低廉、操作簡單方便、節能環保等巨大優點而大受普羅大眾的歡迎。但是電動車與一般燃油動力機車相比其缺點也是非常明顯的，其特出的缺點是因為它的電機功率小又不帶變速裝置而導致加速性能和爬坡能力不足，這方面在一些載貨、載客等的載重電動車上更加突出。一般燃油動力機車有較強的加速和爬坡能力主要是因為它身上除了有較大功率的發動機外還裝有一個變速裝置，使用這個裝置可根據不同的需要改變發動機與驅動輪之間的傳動比，實現轉速和扭矩的調整，使發動機的性能得到充分的發揮。當然我們也可以在電動車的電機與驅動輪之間加裝一個變速裝置，同樣可以得到燃油動力機車一樣的加速和爬坡性能。但是這樣做的結果是操作變得和燃油動力機車一樣的復雜，失去電動車的主要優點。況且到目前為止市上并沒有找到帶變速裝置的電動車用電機，那么能不能在現有條件和不提高操作難度的前提下改善電動車的加速和爬坡性能呢？
發明內容要改善電動車的加速和爬坡性能最簡單直接的辦法是成倍地加大電機的功率，但是電動機的功率加大后又帶來新的問題，就是令電動車的效率下降了。因為電動機效率最高的工況是滿負載的時候，而電動車平地行駛時并不需要太大功率，所以電動機功率加大后必然造成電能的利用率下降，也就是造成電能的浪費。電動車工作在加速和爬坡的時間遠比工作在平地行駛的時間要小得多，電動車在外面最寶貴的是電池里存儲的電能，因為它決定著電動車的行駛里程，如果為了改善短暫的加速和爬坡性能而長時間浪費寶貴的電能實際令人覺得婉惜。但是如果不改善電動車的加速和爬坡性能又會在一定程度上影響行車的安全，例如電動車要超越前車或橫過公路時，需要的是干脆利落的加速動作，如果加速性能不好必然導致危險性的增加。所以這是一個兩難的問題。為了解決上述問題，本技術方案采取了一個可行又簡單的方法，它既可以滿足節能的要求又可以大幅度增加電動車的加速性能和爬坡能力，同時又不失電動車操作簡單容易的本色。本方案主要包括電源、主動力電機、加力電機、傳動裝置、電機控制器和控制電路，采取的措施是在電動車上增加一個加力電機。其具體方法是在原有動力電機(以下稱為主動力電機)的基礎上連接一個加力電機。這個加力電機當電動車行駛在平地時不參與工作，處于斷電的休息狀態。當電動車需要起步、加速或爬坡時，在控制電路或人工的控制下通電參與工作。為電動車提供額外的動力，又在起步、加速或爬坡完成后退出工作。能實現上述目標的方式是多種多樣的，在這些方法中主要包括主動力電機通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪或直接裝在電動車的驅動輪上，加力電機通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪或通過傳動裝置連接在主動力電機上，加力電機在電動車需要起步、加
3速或爬坡時，在控制電路或人工的控制下通電參與工作，又在起步、加速或爬坡完成后在控制電路或人工的控制下退出工作。這里所說的傳動裝置是指，能將電動機的機械能傳遞給電動車的驅動輪或另一臺電機上的機械零件或機械零件的組合。這些東西主要包括鏈輪、 鏈條、齒輪、傳動軸、離合器和超越離合器等。采用本系統設計的電動車主要的好處是可以只按平路行駛的要求選擇主動力電機的輸出功率，也就是說可以選擇相對較小功率的電動機作主動力電機，令主動力電機基本工作在滿負荷的工作狀態來減小電力損耗，提高電源的利用率，盡可能地延長電動車的行駛里程。使用本系統的電動車在保持現有電動車操作方便的前提下，比現有的普通電動車的加速性能和爬坡性能都得到了大大的提高。也就是說本系統既可以節省電力又可以提高加速和爬坡的性能。同時在主動力電機出故障(包括它的驅動電路)的時候可由加力電機接替主動力電機工作，使電動車此時不至于壞在路邊，令整車的可靠性因此得到了提高。
圖1、主動力電機和加力電機通過后橋傳動裝置連接到電動車的驅動輪上。圖2、主動力電機和加力電機通過鏈條傳動裝置連接到電動車的驅動輪上。圖3、主動力電機通過后橋傳動裝置連接到電動車的驅動輪上，加力電機通過傳動裝置連接在主力動力電機上。圖4、主動力電機通過鏈條傳動裝置連接到電動車的驅動輪上，加力電機通過傳動裝置連接到主動力電機上。圖5、主動力電機直接裝在電動車的驅動輪上，加力電機通過傳動裝置連接到主動力電機上。圖6、控制電路示意圖。圖7、控制電路示意圖。圖中1主力電動機、2加力電動機、3后橋、4驅動輪、5帶超越離合器的鏈輪、6鏈條、7鏈輪。
具體實施方式
一、主動力電機和加力電機同時通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪上如圖1和圖2所示。主動力電機通過齒輪與電動車后橋差速器的齒輪齒合，通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪上。加力電機通過帶超越離合器的齒輪與電動車后橋上差速器的齒輪齒合， 也通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪上如圖1所示。主動力電機通過鏈輪和鏈條連接到電動車的驅動輪上，加力電機通過帶超越離合器的鏈輪和鏈條連接到電動車的驅動輪上如圖2所示，帶超越離合器的鏈輪可以裝在加力電機一方也可以裝在驅動輪一方。這樣的結構相當于主動力電機和加力電機通過傳動裝置連接在電動車的驅動輪上。加力電機的齒輪或鏈輪上裝超越離合器，可使加力電機不工作時能與差速器齒輪分離而不會成為主動力電機的負擔。(1)控制電路的形式和組合是多種多樣的，它們各有特色和不足使用者可根據使用環境作出選擇，以下是其中的一例。主動力電機由主動力電機控制器驅動和控制，加力電機由加力電機控制器驅動和控制。兩臺電機由電池提供電源，它的速度由車速控制器(加速踏板或調速把)控制如圖6所示。加力電機是否參與工作由比較控制器根據車速控制器和車速傳感器兩者的信號來決定，或直接通過手動開關由手動控制。車速控制器輸出一個正比于加速踏板或調速把轉角的電壓信號。這個信號分為三路，分別送到主動力電機控制器、 加力電機控制器和比較控制器。車速傳感器可裝在車輪、傳動軸、傳動齒輪等能客觀直接反映車速的位置上，它能輸出一個正比于即時車速的電壓信號。反映車速的信號還可以直接從無刷電機的霍爾傳感器上獲取，該傳感器輸出的脈沖信號能直接反映電機的轉速，雙當于車速。車速控制器和車速傳感器輸出的電壓信號一同送到比較控制器，由比較控制器根據兩個信號的不同情況來決定加力電機是否參與工作。在起步、加速或爬坡時由于即時的車速慢或變慢，車速傳感器的電壓信號跟不上車速控制器的電壓信號的變化，也即車速傳感器的電壓信號小于車速控制器的電壓信號，兩者產生了差距。這時比較控制器根據兩者的差由內部的邏輯電路判斷并輸出一個開關信號送到加力電機控制器，啟動加力電機投入工作為電動車提供更大的動力幫助加速或爬坡。當車速提升了，上述兩信號的差距消失了， 比較控制器就會根據當時的情況關閉加力電機，讓它退出工作，節約電能。另外加力電機是否參與工作還可以由人工直接控制。(2)控制電路的另一種方式是主動力電機由主動力電機控制器驅動和控制，加力電機由加力電機控制器驅動和控制。兩臺電機由電池提供電源，它的速度由車速控制器(加速踏板或調速把)控制如圖7所示。車速控制器輸出的電壓信號分為三路分別送到主動力電機控制器、加力電機控制器和比較控制器。加力電機是否參與工作由比較控制器根據電流傳感器傳來的，關于主動力電機工作狀態的電壓信號電壓與車速控制器傳來的電壓信號進行比較，然后決定是否發出要加速電機加入工作的指令。加力電機是否參與工作也可以直接手動控制。我們知道電動機的工作電流與它的負載成正比，當電動車要起步、加速或爬坡時由于電機的負載特別重，電動機的電流會成倍地增加。這時電流傳感器輸出的電壓信號也成正比地增加并被送到比較控制器。比較控制器將這個電壓信號與車速控制器傳來的電壓信號進行比較然后向加力電機控制器發出啟動信號，啟動加力電機協助主動力電機起步、加速或爬坡。當車速提升了，主動力電機的電流小到正常值，電流傳感器的電壓信號也小到正常值，比較控制器根據情況發出指令讓加力電機關閉退出工作，節約電能。另外加力電機是否參與工作還可以由人工通過手動開關直接控制。二、主動力電機通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪上，加力電機通過傳動裝置連接到主動力電機上如圖3和圖4所示。主動力電機通過齒輪與電動車后橋差速器上的齒輪齒合相當于主動力電機通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪上，加力電機通過超越離合器或直接連接到主動力電機的軸上，加力電機也可以直接或通過離合器連接到主動力電機的軸上如圖3所示。主動力電機通過鏈輪、鏈條或傳動軸連和齒輪連接到電動車的驅動輪上。相當于就是主動力電機通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪上。加力電機通過超越離合器連接到主動力電機的軸上，加力電機也可以直接或通過離合器連接到主動力電機的軸上如圖4所示。加力電機通過超越離合器能在主動力電機上，可使加力電機不工作時與主動力電機分離而不會成為主動力電機的負擔。本例的電路控制部分與例一相同，這里不作多述。三、主動力電機直接裝在電動車的車輪上，加力電機通過傳動裝置連接在主動力電機上如圖5所示。加力電機可以通過鏈輪、鏈條、超越離合器、齒輪和傳動軸等傳動裝置連接到主動力電機上，主動力電機直接裝在驅動輪輪上。超越離合器可以裝在主動力電機一方，也可以裝在加力電機一方。加力電機通過超越離合器裝在主動力電機上，可使加力電機不工作時與主動力電機分離而不會成為主動力電機的負擔。本例的電路控制部分與例一相同，這里不作多述。
權利要求1. 一種電動車動力系統，主要包括電源、主動力電機、加力電機、傳動裝置、電機控制器和控制電路，其特征在于，主動力電機通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪或直接裝在電動車的驅動輪上，加力電機通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪或通過傳動裝置連接在主動力電機上，加力電機在電動車需要起步、加速或爬坡時在控制電路或人工的控制下通電參與工作，又在起步、加速或爬坡完成后在控制電路或人工的控制下退出工作。
專利摘要一種電動車動力系統，本系統是屬于交通運輸工具的一個類別。電動車以其造價和使用費用低廉等優點受到大眾的歡迎。但是它的電機功率小又不帶變速裝置，導致加速性能和爬坡能力不足，為了解決上述問題，本技術方案采取了在原有主動力電機的基礎上連接一個加力電機。既可以滿足節能的要求又可以增加電動車的加速性能和爬坡能力。主動力電機通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪或直接裝在電動車的驅動輪上，加力電機通過傳動裝置連接到電動車的驅動輪或通過傳動裝置連接在主動力電機上，加力電機在電動車需要起步、加速或爬坡時在控制電路或人工的控制下通電參與工作，又在起步、加速或爬坡完成后在控制電路或人工的控制下退出工作。
文檔編號B60K17/12GK202319898SQ20112043497
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月5日 優先權日2011年11月5日
發明者胡達廣 申請人:胡達廣