專利名稱：純電動轎車遠行裝置的制作方法
技術領域：
:本發明涉及一種低速純電動轎車的遠行裝置，是一種將普通純電動汽車變為簡易的、超低成本的可分體式混合動力汽車的附加裝置。
背景技術：
:純電動汽車是最節能、最環保、最經濟的一種交通工具，也是國家大力提倡發展的交通工具(國家補貼最高6萬元、北京市不搖號、不限行)。2011年，是純電動汽車遭遇滑鐵盧的一年，銷量銳減，使我國的彎道超車計劃嚴重受挫(年銷量僅為燃油汽車的兩千分之一)，奧巴馬新能源計劃徹底泡湯(美國計劃2015年實現電動汽車產銷100萬輛，實際2011年總銷量1.46萬輛)，究其原因，主要是五點:①電池容量小，不能遠行，路上萬一電用光，只有拖著走。②電池價格高、壽命短，玩不起。③充電站不普及，路上難找到。④充電時間長，等不起。⑤鉛電重量大、容量小；鋰電價格高，容易起火爆炸。目前，純電動汽車分高速和低速兩種，高速純電動汽車電動機功率在15KW以上，最高時速100Km/h以上，蓄電池使用鋰電池(鈷、鈦、鎳、錳酸鋰)、磷酸鐵鋰電池或鎳氫電池，由名牌大廠生產，價格都在15萬元人民幣以上，低速純電動汽車電動機功率在6KW以下，最高時速60Km/h以下，蓄電池使用鉛電池，由名牌大廠生產的，價格都在6萬元人民幣以下。由山寨小廠生產的，電動機功率在4KW以下，價格都在4萬元人民幣以下。由于蓄電池儲存能量太少，容量最大的鋰離子電池只有0.72MJ/kg，鉛電更是僅有
0.13MJ/kg，與汽油46MJ/kg、柴油42MJ/kg相比，實在是太少了。因此，純電動汽車當下是無法遠行的；要想在目前技 術 條件下實現遠行，一是依靠電池技術的突破，但蓄電池已經發明了 150年，這種古老的技術要想近期內有所突破幾乎是幻想；二是在全國范圍內普及充電站，這項計劃受電動汽車普及率低，必然是虧損經營和充電時間長的限制也難以實施(快速充電對蓄電池壽命影響很大)，唯一可行的遠行技術方案就是使用混合動力。目前，高速汽車的混合動力早已實現，但現在混動汽車存在的問題主要是成本高。由于使用兩套動力裝置再加上必須配備相當容量的鋰電池和批量小，就連國產車的價格也很難降低到15萬元人民幣以下(混動廣本凱美銳31 35萬左右，同檔次的油動凱美銳才20萬左右；比亞迪F3DM混動16.68萬，相比普通的油動F3才4萬不到)。混動汽車具有油耗低(一般3L/100Km)，排污少，能遠行等諸多優點，那為什么也賣不動呢？老百姓不買賬的原因還是價格問題，混動汽車一般比同檔次的純油動汽車貴10萬元以上，按目前油價7元/升來計算，這筆錢可買汽油I萬4千多升，油動汽車平均油耗7L/100Km,比混動每百公里多4L，要跑35萬公里才能從油里省出這筆錢，家用車一般要跑20年才能跑35萬公里。結論是:目前的混動汽車和當年的節能燈一樣，是一種“節能不節錢”的消費品，不省錢是目前的混動汽車不受歡迎的主要原因
發明內容
:
本案公開一種純電動汽車的遠行裝置，目的是以最低的成本，克服純電動汽車不能遠行的弊病，在保證乘客舒適度的條件下，創造一種安全性好、同時又是最環保、最經濟的遠行方式。本案專門用于低速純電動汽車上，所謂低速純電動汽車，是指使用鉛蓄電池作為唯一動力源的，電動機功率小于6KW，最高車速小于60Km/h的電動轎車。因成本和功率的原因本案無法應用在使用鋰電池的高速電動轎車上。技術方案是在普通的低速純電動汽車上，增加一套隨車移動的，由小型內燃機帶動的發電設備和單輪驅動裝置。在蓄電池的電能快要用盡時，發動著內燃機發電或驅動，就可以實現純電動汽車的遠行。小型內燃機是指只有一個氣缸且氣缸直徑小于80mm的發動機，例如125、150、175、200、250型摩托車汽油發動機或170、175等小型柴油機。帶動的發電設備可使用I 3個柴油汽車用28V硅整流發電機相串聯，驅動裝置可增加由內燃機驅動的一個可以升降的、位于兩后輪后方中間的動力車輪，就可以完成上述遠行目標。本案的有益效果是:1.保證了遠行乘客舒適度:我國的春運是一道無解的難題，2011年曾有十萬民工騎摩托回家的的壯觀而又感人的景象，前有警車開道，后有拖家帶口的摩托大軍在凌冽的寒風中冒著冰雪前行。眾所周知，摩托車可是所有交通工具中最危險、最寒冷的一種，其艱苦性可想而知。本案是在電動轎車的基礎上增加的遠行裝置，其舒適度與原電動汽車完全相同，接近普通轎車。希望推廣本案以后，上述壯烈的慘象不要再年年重演。2.創造了一種最環保的交通方式:電動汽車的零排放、無噪音，其環保性是世界公認的，本案只有在郊外遠行時才使用油動，而在城內近途可使用插電式純電動，油動汽車的特點是越慢越費油(一般市內平均9L/100Km，公路6L/100Km)，電動汽車卻是越慢越省電(市內平均用電為14KWh/100Km，公路當速度35Km/h以上時，16Kffh/100Km)，，按同樣的運輸量(人公里)計算，本案總排 放量平均只有小排量油動轎車的四分之一以下，完全可以做到低于摩托車的排放(雖然使用摩托車發動機，但行走中幾乎一半以上的時間不工作)，是一種最環保的而又可以遠行的交通方式，可為延緩全球氣候變暖、清潔城市空氣作出貢獻。3.是一種最經濟的遠行方式:市內，每公里電費約人民幣7分錢(可乘4人)，僅為公交車票的一半以下，油動轎車燃油費的九分之一；公路上，每百公里耗汽油3L以下，或柴油2L以下，只有油動轎車的一半(汽油)或三分之一(柴油)，同樣運輸量，花費僅比火車綠皮車車票高一點，低于新空調快客，更是遠低于長途公交車；而自由度和方便性卻是與轎車完全相同，是上述任何其他交通方式都無可比擬的。本案批量成本不到三千元人民幣，增加值僅為原純電動車車值的10%，而不像高速混動車的75% (凱美銳) 400% (比亞迪)，三千對十萬，怎么講都是合算的，也是廣大人民群眾能夠負擔的起的，基本可以算是“付出低于摩托的花費，獲得接近轎車的享受”，所以是比較易于推廣的。4.提供了一種安全的交通方式:一般低速電動轎車既沒有安全帶，也沒有安全氣囊，更沒有ABS (制動防抱死)，但事故率還是低于普通轎車，原因就一個字:“慢。”俗話說:“十次肇事九次快。”誰都知道:“安全重于一切”、“安全第一”、“安全就是最大的節約”，但是不管誰，特別的年輕人，一但開上普通轎車就幾乎人人都練成了飛車手，60KW以上的發動機、最高時速160Km/h以上，O 100Km/h加速時間14s，這三項指標把汽車變成了殺人機器，死于汽車車輪下的人已超過二戰死亡人數總和。而低速電動轎車電動機功率僅4KW，最高時速限定50Km/h，O 50Km/h的加速時間2分35秒，而制動性能卻與普通轎車相差不太大，誰開上這種車，想快也快不了，想停卻停得下，只能慢速安全平安到達目的地，很難發生交通事故。其實，50Km/h的速度已經很不錯了，已經達到古代人夢想中千里馬的標準(日行千里、夜走八百)，想快可以去乘高鐵、坐飛機，完全不必拿自己和別人寶貴的生命作兒戲，畢竟每人就一次呀。加上目前城市擁堵(今后幾年也不會有太大改善)，再快的轎車在我國城市內的平均車速也就15Km/h，車速高的車除了浪費油、排污多、不安全以外，唯一的好處就是擺擺牛氣的派頭了。綜上所述，目前的低速純電動汽車如果應用本技術，就可變成為一種安全性好、方便性佳、經濟性優、舒適性良而又超低排放的遠行交通工具，甚至成為普通百姓出行方式的首選，緩解春運壓力。
:下邊結合附圖進行說明，圖1 4是本案在低速電動轎車上的安裝位置，圖中畫有斜線的陰影部分就是本 案的位置。圖1是實施例一(外掛發電車)的外形位置示意圖。圖2是實施例二(后備發電組)的外形位置示意圖。圖3是實施例三(前置發電組)的外形位置示意圖。圖4是實施例四(半個手扶推)、實施例五(半個摩托推)的外形圖。圖5是本案實施例一的近期方案橫剖面圖。圖6是本案實施例二的外形圖。圖7是本案實施例四、五的傳動路線示意圖。圖8是本案實施例四、五的動力車輪升降結構的立體示意圖。圖9是本案實施例一的電路圖。圖10是本案實施例四的電路圖。圖中:(圖5)1.發動機，2.油箱，3.汽化器，4.電動閥門，5.空氣濾清器，6.外罩，
7.油箱蓋，Q.起動機，8.出風百葉窗，9.皮帶張力調節架，10.掛耳，11.皮帶，12小皮帶輪，13.發電機，14.車輪，15.彈簧，16.鋼板彈簧，17.鋼板銷，18.消聲器，19.大皮帶輪，X.大皮帶輪，20.支架，21.支耳銷，22.支耳，23.車軸，24.拖架，25.排氣筒，26.進風百葉窗，27.鼓風機，28.微型電動機，29.引風管，(圖6)30.軟引風筒，31.架子，32.插頭，33.線束，34.聯軸節，35.卡子，36.下排氣筒，37.排氣接管，(圖7) 38.蒸發水箱，39.張緊輪支軸，40.軟鋼索皮，41.軟鋼索，42.離合器踏板軸，43.離合器踏板，44.張緊輪壓臂，45.張緊輪彈簧，46.中間軸，47.小鏈輪，48.張緊輪，49.鏈條，50.大鏈輪，51.動力輪，52.動力輪軸，53.輪胎，54.皮帶輪，55.飛輪，56.曲軸，(圖8)57.循環水管，58.散熱電機，59.風扇，60.加水口，61.膨脹水桶，62.散熱器，63.大彈簧，64.蝸輪，65.升降電機，66.蝸桿，67.絞盤，68.滑輪，69.鋼絲繩，70.行程開關，71.撞塊，72.軸承座，73.加強桿，74.叉臂，(圖9)75.蓄電池，76.倒車斷電開關，77.原車點火鎖，78.勵磁開關，79.電壓變換器，80.燃油開關，81.起動按鈕，(Q.起動機)82.閃光器，83.轉向燈開關,84.制動燈開關，85.尾燈開關，86.后燈插座，87.后燈插頭，88.右后轉向燈，89.尾燈，90.制動燈，91.發電車的后燈組，92.溫控開關，93.電子點火器，94.點火線圈，95.火花塞，96.曲軸位置傳感器，(圖10)，97.動力輪升降開關，98.輪降繼電器，99.輪升繼電器，R.倒車電路。
具體實施例方式本案有五個方案可供選擇:方案一、二、三相似，屬串聯混動，由發動機驅動發電機發電，供充電或行走，以補充蓄電池容量不足而遠行；每種又分為近期方案和遠期方案。方案四、五相似，屬并聯混動，由發動機驅動一個可以升降的中間動力車輪行走，車輪再驅動發電機發電，供充電或電動行走而遠行。方案一:“外掛發電車”方案(適合于家住平原的，偶爾遠行的用戶)近期方案見圖5，:將發動機1(此例是電起動的125型，缸徑Φ51.5Χ60，6Μ的風冷摩托車發動機)通過支架20固定連接在拖架24上，拖架24下方通過懸掛裝置固定安裝一根車軸23，車軸23安裝有兩個車輪14 ;發動機I的動力輸出處的鏈輪換成一個大皮帶輪19，該大皮帶輪19通過皮帶11驅動2 3個24V汽車用硅整流發電機13的小皮帶輪12，發電機13下部通過支耳銷21和焊接在拖架24上的支耳22，呈鉸鏈連接在拖架24上，發電機13上部則通過皮帶張力調節架9來調節皮帶11的張力，張力調節架9與拖架24通過焊接在拖架24內的掛耳10呈鉸鏈連接，當發動機I轉動時，大皮帶輪19通過皮帶11驅動發電機13軸上的小皮 帶輪12轉動，發電機13轉子隨之轉動，此時如果發電機13不引入勵磁電流，則發電機13是空轉的，不發電，運轉阻力也很小。如果駕駛者打開安裝在電動轎車儀表板上的勵磁開關78(圖9)，發電機13開始發電，所發的電能全部充入蓄電池或同時供電動汽車行走而用。拖架24是由型材焊接而成的籠式結構，前邊固定連接有拖桿，外邊裝有外罩6 ；由于本發明總計重量只有60千克左右，所以懸掛裝置也使用最簡單的就行，鋼板彈簧16僅用一片，中間固定連接在車軸23上，前端通過鋼板銷17與焊接在拖架24下邊的鋼板吊耳呈鉸鏈連接，后端活裝在焊接在拖架24下邊的鋼板吊耳內，彈簧15可直接利用自行車的座簧。為解決發動機I的散熱問題，要在外罩6的一側安裝一個進風百葉窗26，在進風百葉窗26內安裝有鼓風機27，該鼓風機27由微型電動機28驅動，微型電動機28則由溫控開關92控制，溫控開關92安裝在發動機I的缸蓋散熱片上，是常開型雙金屬片電觸點開關，在發動機I的溫度達到80°C時，溫控開關92的觸點閉合，接通微型電動機28的電源，驅動鼓風機27轉動，通過引風管29對發動機I吹風冷卻，熱風通過安裝在外罩6另一側的出風百葉窗8進入大氣中。拖架24的上方，安裝有油箱2，油箱2下邊的供油管上，安裝一個電動閥門4。夕卜邊再安裝一個鐵皮外罩6，以防日曬、風吹、雨淋；排氣筒25引到拖架24下方，與其相通的消聲器18就固定安裝在拖架24的下方；外罩6后邊要安裝一套后尾燈、制動燈、左右轉向燈91 (見圖9)，發光體可使用物美價廉的LED燈制作，這些燈通過電線束與插頭相連。電動轎車的改裝也非常簡單，只是在后方增加一個小拖曳鉤(見圖1)，增加幾根電線，幾個開關，一個插頭兩個插座而已(兩插座一個控制發動機I的電起動的起動機Q、發電機勵磁、充電接口 ；另一個控制尾燈89、制動燈90、后轉向燈88)，電路見圖9。目前低速電動轎車的供電電壓有48V、60V、72V三種，本實施例的近期方案中，如果是供48V電動車使用的，可以用兩個28V的柴油汽車的硅整流發電機13串聯，注意其中一個發電機13要與固定架完全絕緣起來，如果是供60V、72V使用的，可以用三個28V的柴油汽車的硅整流發電機13串聯，注意其中兩個發電機13要與固定架完全絕緣起來，近期方案的目的是利用市場上已經大量供應的、現成的摩托車發動機I和柴油汽車的28V的硅整流發電機13，以降低成本。本實施例的遠期方案的驅動方式類似圖6:使用聯軸節34由專門為本案定制的發動機I直接驅動一個與所使用的電動轎車的蓄電池75充電電壓相適應的，專門為本案定制的硅整流發電機13，這樣會使效率更高、成本更低、結構更緊湊、故障率更低、還無須維護(無須調整皮帶松緊)。該發電機13功率要與發動機I的功率相匹配，理想的狀態是等于發動機I額定功率的55% 60%，這樣才能使發動機I經常工作在中速最省油的狀態，提高本案的經濟性。遠期方案的具體做法是:去掉摩托車發動機I上對本案不必要的部分，例如離合器、變速器等，并在發動機外邊增加導風罩(見圖6)，這樣不但可以簡化結構、減輕重量、降低成本，還可以使結構更緊湊、無須維護，但發動機I和發電機13都需要定制，批量小的時候成本會不降反升，因此遠期方案適合于大批量生產。平時電動轎車不遠行時，可將本案(例一、圖5)放到儲藏室或倉庫里。需要遠行時，把它掛到電動轎車后方新增加的小拖曳鉤上，再把線束和插頭32插好，把燈插銷換過來(見圖9,先把后燈插座86和后燈插頭87拔開,再把發電車的后燈組91的插頭插入后燈插座86中)，打開油箱蓋7，加足燃油，再旋緊油箱蓋7，就可以遠行了。首先使用電動方式駛出市外，行駛了一定的里程，遠離市區后，當發現蓄電池75電力不足時，可先打開燃油開關80，電流進入電動閥門4，電動閥門4開啟，油箱2內的燃油進入汽化器3，再利用起動機Q進行電起動，可按動起動按鈕81，令起動機Q轉動，空氣從空氣濾清器5進入汽化器3，將摩托發動機I發動著，發動機I正常工作后打開勵磁開關78，硅整流發電機13開始發電，所發出的電能全部充入蓄電池75并供電動轎車行走使用，這樣，可以邊跑邊充電，由于硅整流發電機13所發出的電能為3KW左右(56V，60A)，而電動轎車跑行時耗電一般在I 1.5KW(48V，20 30A)，所以行車4 5小時后，蓄電池75就能充好，此時，可關閉發動機I，使用蓄電池75電能以純電動方式再行車2 3小時，歸途中，即將臨近市區，一定要關閉油動，使用純電動，爭取做到“車剛到家、電正巧用完”為最好，可以做到最省油(錢)的遠行。
本方案的電路圖見圖9，點火開關77是原車裝備，用的是ACC檔，當該檔接通時，電壓變換器79 (也是原車裝備)通電工作，48V變成12V輸出，該輸出分上下兩路:上路供電的有閃光器82、轉向燈開關83、制動燈開關84、尾燈開關85、后轉向燈88，尾燈89，制動燈90，這些都是原車裝備，而后燈插座86、后燈插頭87、發電車的后燈組91是后添加和改裝的。下路供電的有供油開關80，主要控制電動閥門4、發動機I的點火電路和溫控開關92，溫控開關92控制微型電動機28的工作與否，電動閥門4控制是否供油，點火電路包括電子點火器93、點火線圈94、火花塞95和曲軸位置傳感器96，是發動機上的點火用零件，供電發動機I才能工作，斷電則發動機I熄火。本方案最適合于家住平原，又偶爾遠行的用戶使用。優點是:對電動轎車改動最小(外形看只是增加一個后拖鉤)，對電動轎車性能指標幾乎無任何影響，平時在市內不遠行時不增加電動轎車的任何負擔，關鍵時掛上發電車斗又能做到遠行。缺點是:遠行時對倒車技術要求較高，除非開過半掛或小拖的，一般人掌握不了，解決方法也很簡單，倒車時摘下來，調過頭再掛上，由于本發明很輕，只相當于一個滿載的行李車的重量，一個人就可輕易的實現摘和掛，為防止誤倒車發生事故，可在充電插座上附設倒車斷電開關76，當插上充電插座的插頭，倒車電路R就斷開，無法倒車。本實施例可獨立成為一個產品，供已售出并且正在使用的電動轎車配套遠行使用。方案二:“后備發電組”方案。(適合于平原地區的，不經常遠行的用戶)該方案見圖6。目前的低速電動轎車大部分都是兩廂結構，可將其改為三廂結構，增加的后備箱平時可作行李箱使用，遠行時將方案一所述的發電機組放入后備箱，固定好安裝在后備箱底板上的卡子35，接好插頭32，加足燃油，扣上后備箱蓋就可遠行。發電機組結構見圖6，與目前流行的發電機組基本相同，都是用鐵管或型材焊成一個架子31，上邊安裝有油箱2，下邊固定有發動機I和發電機13。由于近期方案使用現成的125摩托車發動機1，該發動機I有本案用不著的離合器和變速器，不但增加了成本，而且重量較大，搬動不方便。所以本案遠期方案必須使用特制的簡化的發動機1，并在發動機I上增加強制風冷的風扇和風罩，風罩上留有與軟風筒30可插裝的接口，傳動也不使用皮帶11，而使用聯軸節34，只驅動一個與使用電壓相適應的發電機13，發電機13所發出的電能通過線束33和插頭32接到原來電動轎車的蓄電池75上，新后備箱的左右都應留有帶百葉窗的通風口(可參考例一，圖5)，新后備箱底面要預留排氣筒36的接口，底板可凹下一處，安裝下排氣筒36的上口，發電機組的排氣筒25要短出一截，使用時通過排氣接管37相連，車下面安裝有排氣筒36和消聲器18。其中后備箱左邊的通風口與固定在后備箱內冷卻用的鼓風機27通過軟引風筒30與機組的進風口活動連接。本案的電路與方案一基本相同，區別在于:發電機13不是兩個串聯，而是只有一個；虛線以上的部分(后燈部分電路82 91，圖9上部)全部沒有。該方案的優點是:對原電動轎車的性能指標幾乎無任何影響，又能做到遠行。平時不遠行時，可將本案(發電機組)放到儲藏室或倉庫里，不增加電動轎車的任何負擔，后備箱還可放行李。需要遠行時，把它放到電動轎車后備箱內，接好排氣筒和鼓風機風管，再把電線插好，加足燃油，就可以遠行了。本方案的缺點是:對原電動轎車的外形改動較大,遠行時臨時安裝發電機組恐怕一個人搬不動，弄不上去，需要找人幫忙，不太方便。方案三:“前置發電組”方案。(適合于家住平原的，經常遠行的用戶)目前的低速電動轎車布置一般是:前轉向、后驅動，48V蓄電池由8塊6V230Ah串聯而成，其中4塊布置在發動機罩下，另外4塊安裝在后排座下。本方案是將原發動機罩下的4塊蓄電池去掉，后排座下的4塊換12V110Ah的，這樣雖然還是48V電壓不變，但電池體積、容量都小了一半，目的是騰出發動機罩下的空間用來固定安裝發電機組。本方案的發動機I使用150型摩托車電起動水冷發動機(9.3KW)，該發動機是很多貨運三輪摩托車采用的發動機，保有量大、成本低、配件易購，水冷發動機比同樣排量的風冷發動機壽命長(至少長30% )、噪音低(IOdB以上)、燃油經濟性好(每KWh低30g左右)，所以是水冷發動機的經常遠行的用戶的首選。將摩托車發動機的離合器、變速器全部拆除，由曲軸通過聯軸節直接驅動發電機13。本機是水冷，要增加循環水管57，散熱電機58，風扇59，加水口 60，膨脹水桶61和散熱器62等零件，冷卻系統的布置和連接可參考圖
8。本方案設計較為自由，不再畫圖舉例。
本方案的優點是:對原電動轎車的外形沒有任何改動，保持了良好的工藝繼承性，成本增加最小(去掉的4塊蓄電池可對沖新增發電機組成本)，而且可降低整備質量120Kg左右，輕體可使行駛阻力減小，遠行的經濟性更好。本方案的缺點是:作為純電動使用時，續航里程減小一半，由原來100 120Km，減小至50 60Km，不過這個缺點可由遠行裝置來彌補。另外，使用純電動運行時還要帶著一套附加重量運行，對不經常遠行的用戶不太合算。本方案屬真正的串聯式混動汽車，人們目前有個誤區，總認為電傳動由于經過兩次能量轉換，效率不如直接機械傳動效率高，其實，直接機械傳動必須有離合器、變速器、傳動軸、主減速器等機械零件，增加了自身重量、制造成本和故障率，最主要的是:內燃機其實不適合直接作車輛動力用:自身不會起動、扭力曲線也不符合車輛使用要求；而電動機卻最適合直接作車輛動力用:自身就能起動、扭力曲線基本符合車輛的要求。所以目前汽車廣泛使用機械傳動而不是電傳動，其主要原因是歷史的原因:因為機械傳動的先入為主、造成保有量大的既成事實，設計師大多考慮工藝繼承性和人們普遍認為電傳動的兩次能量轉換效率低的誤區造成的。其實，燃油汽車市區效率只有12.6%，公路也不過20.2% (見清華大學余志生主編的“汽車理論”49頁圖2-8)，串聯式混動汽車由于可以使內燃機長期工作在扭力最高、經濟性最好的那段轉速，汽車停駛而發動機轉動的能量可儲存在蓄電池而不是空轉，效率達到24%并不太困難。不然，內燃機車(火車頭)也不會選擇一拖六的電傳動作為傳動方式。方案四:“半個手扶推”方案。(適合于山區的，對經濟性要求高的用戶)本方案傳力路線見圖7，升降動力車輪的結構見圖8，電路見圖10。本案使用小手扶拖拉機用的170或175柴油機作發動機I，通過曲軸56上與飛輪55固定在一起的皮帶輪54和皮帶11，驅動與中間軸46固定連接的大皮帶輪X轉動，大皮帶輪X與中間軸46固定連接，中間軸46的中部固定連接一個小鏈輪47，該小鏈輪47通過鏈條49驅動與車輪51固定連接的大鏈輪50轉動，從而使可升降的車輪51和輪胎53轉動，驅動車輛前行。固定連接在中間軸46另一端的大皮帶輪19通過皮帶11，同時驅動I 3個發電機13轉動,來發電。電動轎車的改動是增加一個離合器踏板43，離合器踏板43活裝在離合器踏板軸42上，離合器踏板軸42固定連接在車室內，該離合器踏板43通過軟鋼索41與張緊輪48間接相連，軟鋼索41活套在軟鋼索皮40中，軟鋼索皮40兩端與車身固定連接。當踩下離合器踏板43時，軟鋼索41拉動張緊輪壓臂44，使其克服張緊輪彈簧45的張力，繞固定在支架上的張緊輪支軸39作逆時針轉動，使張緊輪48與皮帶11脫離，皮帶11打滑，動力無法傳遞；當放開離合器踏板43時，張緊輪壓臂44在張緊輪彈簧45張力作用下，順時針轉動，使張緊輪48緊緊地壓在皮帶11上，恢復動力傳遞。發動機I固定在后備箱內，原來的柴油機I是依靠蒸發水箱38內的水蒸發來散熱，這種方法不適合于車用。可增加一個帶溫控電動風扇的小鋁散熱器62和相應管路(見圖8)，改為自然循環散熱，要把原柴油機I的蒸發水箱38的上口封閉起來并增加循環水管57，散熱電機58，風扇59，加水口 60，膨脹水桶61和散熱器62等零件，布置和連接可參考圖
8。原油箱2和機器之間的燃油管路上，串聯一個電動閥門4(圖7、圖8未不出)，用電來控制供油的與否；皮帶11旁邊增加一個由彈簧45拉緊的張緊輪48來兼做離合器用。
除此以外，柴油機的油門和減壓閥都要通過軟鋼索引到車室內相應的新增的操作手柄上。再在儀表板上增加兩個開關。一個開關97控制車輪升降，另一個開關80與電動閥門4串聯，用來控制供油。動力車輪51的升降原理見圖8，在新增后備箱底板上，固定連接著兩個軸承座72，該軸承座72固定連接在后備箱底板上，其內部安裝有滾動軸承，該滾動軸承中安裝有一根中間軸46，中間軸46是圓柱形鋼棍，中央固定連接有小鏈輪47，左端固定連接有大皮帶輪19，右端固定連接有大皮帶輪X，大皮帶輪X通過皮帶11與固定在發動機I的曲軸56上的皮帶輪54傳動，大皮帶輪19通過皮帶11與固定在發電機13的軸上的小皮帶輪12傳動，小鏈輪47通過鏈條49和固定連接于動力車輪51上的大鏈輪50傳動。在兩個軸承座72之間，套裝有叉臂74，叉臂74主要由兩個叉、兩個套焊接而成，兩套中間安裝有滾動軸承，滾動軸承中間安裝有中間軸46，兩叉的長叉端部固定連接有動力輪軸52，動力輪軸52上通過軸承套有動力車輪51。短叉端部固定連接有鋼絲繩69的兩端頭，加強桿73焊在長叉和短叉之間，目的是增加強度，保持兩叉之間的角度不變。鋼絲繩69固定并纏繞在絞盤67上，絞盤67與蝸輪64的軸固定連接，蝸輪64與蝸桿66配合傳動，蝸桿66就是升降電機65的軸。鋼絲繩69上還安裝有兩個撞塊71，該撞塊71與固定在支架上的行程開關70配合，決定動力車輪51升降的極端位置。4個滑輪68活裝在滑輪軸上，滑輪軸固定在支架上。動力車輪51的升降是通過升降電機65驅動蝸桿66蝸輪64來減速增扭，與蝸輪64固定連接的絞盤67上的鋼絲繩69，拉動叉臂74上下擺動來實現的。叉架74的擺動與中間軸46同心，這樣可以保證動力車輪51擺動和升降時，鏈條49的張緊度不變。下降方向的鋼絲繩69上串聯有大彈簧63，以增加動力車輪51上輪胎53的附著力、適應顛簸路面和防止過載。平時不遠行時，由于動力車輪51是升起的，作純電動使用不增加任何阻力，需要遠行時，只要在油箱2中加足柴油，就可以遠行了。首先讓電動轎車使用純電動來行駛，行駛一定的里程后，當發現蓄電池75電力不足時，再考慮使用油動。使用油動要首先打開減壓閥，再踩下離合器踏板43 ，并打開燃油開關80和動力輪升降開關97，使發動機I供油和使動力車輪51降下，動力車輪51下降的方法是:將安裝在儀表板旁的動力輪升降開關97朝下撥，輪降繼電器98得電吸合，升降電機65順時針轉動，蝸輪64和絞盤67逆時針轉動，前邊鋼絲繩69拉緊，后邊鋼絲繩69放松，動力車輪51下降，等動力車輪51落地后升降電機65仍然轉動，大彈簧63開始拉長，等到固定于前邊鋼絲繩69上的撞塊碰到行程開關70時，輪降繼電器98失電釋放，升降電機65停止轉動。若想使動力車輪51上升，可將安裝在儀表板旁的動力輪升降開關97朝上撥，輪升繼電器99得電吸合，升降電機65逆時針轉動，蝸輪64和絞盤67順時針轉動，后邊鋼絲繩69拉緊，前邊鋼絲繩69放松，動力車輪51上升，等到固定于后邊鋼絲繩69上的撞塊碰到行程開關70時，輪升繼電器99失電釋放，升降電機65停止轉動。行車中如果動力車輪51下降觸及地面時，由于鏈條49和皮帶11的驅動，中間軸46和發電機13都開始轉動，因為踩著離合器踏板43，張緊輪48和皮帶11是放松的，發動機I不轉動；此時，只要抬起離合器踏板43，動力車輪51將帶動柴油機I作無壓縮空轉，再將柴油機I上的減壓閥突然關閉，聽到“突、突”聲響，柴油機I就發動著了，會感到車子突然加速，可控制手油門來穩定車速。若的走平坦道路，可打開勵磁開關78，硅整流發電機13開始發電，所發出的電能全部充入蓄電池75，可以邊跑邊充電。若走的是上坡道路，感到動力不足時，可關閉勵磁開關78，使柴油機I的全部動力推動車輛前進，若坡陡仍感到動力不足時，亦可踩油門(電油門)用電力驅動協助爬坡。到達坡頂時，可關閉燃油開關80，踩下離合器踏板43，動力車輪51將帶動發電機13發電，進行能量回收和電制動，下坡時由于車速越快發電越多，車速越慢發電越少，所以車輛將維持一個不快不慢的車速，如果嫌慢可關閉勵磁開關78，車輛依靠重力下溜就會加速；如果嫌快可打開勵磁開關78，車輛就減速，速度還太快可抬起離合器踏板43使用發動機I進行聯合制動，也可以進一步踩制動踏板進行更有效地減速。本方案最適合山區使用，優點是:可電動、可油動、可混動。上坡動力大、下坡能發電，對電動車性能指標有所提高。結構簡單、動力強勁，制造和使用成本都低，最適合在我國廣大農村山區推廣。缺點是:噪音大，舒適性差一些。因為手扶拖拉機是驅動兩個輪子，本案驅動一個輪子，所以取名半個手扶推。方案五:“半個摩托推”方案。(適合于對舒適性要求高的中端用戶)本方案的動力傳動路線與方案四基本相同，只是發動機I換成CB250型摩托車發動機，與方案四的區別是:方案四是皮帶11加鏈條49傳動，本方案是鏈條49加鏈條49傳動。并在中間軸46處增加了超越離合器(相當于圖8的大皮帶輪X的中心，)，還把油門、離合器和變速器的操縱部分，利用軟鋼索40、41引到車室內控制，通過鏈條49最終還是驅動一個可以升降的動力車輪51推動車輛前進。本方案使用CB250型摩托車發動機I作動力，CB250已經具備完整成熟的電啟動、離合器和變速器，所以，可在中間軸46處增加超越離合器，使下坡時車輪不再驅動離合器和變速器動作，使能量回收更充分，雖然會失去發動機I聯合制動的效果，但眾所周知，汽油車下坡別在檔上最費油，特別是非電噴車更費油，為了節能和減少排污，非電噴車還是別用發動機I作聯合制動了吧，何況本方案已經有了效果更好的發電制動，加上常規制動，對于低速電動轎車已經完全夠用。增加超越離合器后雖不能靠推車拖車來起動發動機了，但對于已經具備電起動的發動機而言也不是問題，何況有8塊大電瓶，對電起動而言則更有保證。CB250型發動機是雙頂置凸輪軸，四氣門水冷電起動發動機，最大功 率19KW，最大扭矩21Nm，有六個前進檔，使用在電動轎車上，功率裕量較大，可再增加一個與發動機同軸的3KW高電壓的發電機，專門給車的冷暖空調供電，可創造良好的司乘環境，這也是目前紅皮車(新空調快客)采用的技術方案。目前的車用空調是單冷的，取暖靠冷卻水散熱，這樣對于有60KW以上的汽車而言，效果還可以。制冷時，壓縮機靠發動機通過皮帶和電磁離合器驅動，由于此處的冷媒不是全封閉，所以車用空調每2 3年就要加一次R134，不然制冷效果變差。本方案的技術方案是通過電力驅動空調器工作，與生產批量大的家用分體空調全兼容，可冷暖兩用，成本低、免維護(一般20年不用加氟)，比目前使用的車用空調性能更好，制暖時還可利用廢氣的能量加熱空調散熱器，使熱效率更高，這在目前燃油汽車也是做不到的，廢氣的能量全部浪費了。本方案的優點是:可純電動、可油動、可混動。油動、混動使用時可使用六檔變速，上坡動力更大、下坡還能發電，對原電動車性能指標有較大的提高。有比轎車還好的免維護高效冷暖空調，乘坐舒適安靜，市內零排放，市外超低排放，具有較高的能效比。還可以臨時在市電停電時或在出外露營時，作發電車應急給家庭供電(3KW，已能滿足一個家庭除電熱以外的照明、冰箱、排煙機、洗衣機、電腦、電視、DVD、音響等全部用電)，這也是普通轎車所不具備的很有用的功能。缺點是:制造和使用成本比上述方案稍高(連空調在內批量成本六千元，使用空調時，耗油4L/100Km。)雖然耗油已接近低檔混動轎車，但制造成本比普通混動轎車還是低很多(只有混動轎車價格的20%，5輛才頂I輛)，耗油又比普通轎車低得多(60%)，市內運行費更低，還零排放、無噪音，除了怕丟份以外，確實是非常理想的交通工具。 因為摩托車有 兩個輪子，這里只增加一個輪子，所以取名半個摩托推。
權利要求
1.純電動汽車遠行裝置，由小型內燃機(I)帶動的發電設備(13)和驅動裝置(51)構成，是在低速純電動汽車上，增加一套隨車移動的，由小型內燃機(I)帶動的發電設備(13)和單輪驅動裝置(51)，其特征在于:所述的低速純電動汽車，是指使用鉛蓄電池作為唯一動力源的，電動機功率小于6KW的電動轎車,所述的小型內燃機(I)，是指只有一個氣缸且直徑小于80mm的汽油發動機(I)或柴油機(I)。
2.根據權利要求1所述的純電動汽車遠行裝置，其特征在于:所述的發電設備是指I 3個硅整流發電機(13)。
3.根據權利要求1所述的純電動汽車的遠行裝置，其特征在于:所述的單輪驅動裝置(51)是指由內燃機(I)驅動 的一個可以升降的，位于兩后輪后方中間的動力車輪(51)。
全文摘要
純電動轎車遠行裝置，是一種將普通純電動汽車變為簡易的、超低成本的可分體式混合動力汽車的附加裝置。由小型內燃機(1)帶動的發電設備(13)和驅動裝置構成，是在低速純電動汽車上，增加一套隨車移動的，由小型內燃機(1)帶動的發電設備(13)和單輪驅動裝置，適合于使用鉛蓄電池作為唯一動力源的，電動機功率小于6kW的電動轎車使用，目的是以最低的成本，克服純電動汽車不能遠行的弊病，在保證乘客舒適度的條件下，創造一種安全性好、同時又是最環保、最經濟的遠行方式。
文檔編號B60L11/14GK103223850SQ20121002791
公開日2013年7月31日 申請日期2012年1月30日 優先權日2012年1月30日
發明者孫宗炎 申請人:孫宗炎