一種利用汽車進行恒頻發電的系統及其制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及利用汽車恒頻發電的動力電力技術領域，具體涉及一種利用汽車進行 恒頻發電的系統及其制作方法。
【背景技術】
[0002] 汽車技術與電源技術對于改變人們的生活和推動社會進步發揮了巨大的作用。汽 車技術和電源技術等多學科技術的結合不僅可以創新汽車產品，也可以創新發明移動電源 產品。
[0003] 傳統的移動電源也稱移動電站、移動發電機組、可攜式發電機組等，通常采用汽車 拖掛牽引和裝載在汽車車廂上的方式組成掛車電站和汽車電站，或以方艙、集裝箱的汽車 裝載運輸移動方式組成方艙電站。其傳統移動電源的動力特點是汽車和發電機動力來源于 各自的發動機，安裝在不同的車架或底盤上，利用各自的能源供給裝置，分別提供行駛和發 電動力。
[0004] 有的汽車為了具有恒頻發電供電功能，采用了所謂的自發電技術，但這種技術使 用的動力取力裝置增加了皮帶、齒輪、連軸器等機械結構，發動機主軸和發電機軸不是同軸 心，使得電源發電的功率受到限制，或產生相應的機械結構問題，明顯降低了發電的功率和 效果，汽車的結構空間也會受到不利影響，影響了汽車和電源的性能及功能發揮。
[0005] 在一些既能使用發動機動力行駛，又能純電動動力行駛的新能源類型汽車上，具 有了為動力電池充電的發電能力，但其發電頻率和電壓隨汽車行駛的速度不同而動態變 化，其發電的目的是為動力電池充電，以驅動電動機使汽車在不同工況下行駛。其發電和供 電的頻率和電壓是隨機變化的，不能滿足恒頻發電供電的頻率、電壓等技術參數要求。
【發明內容】
[0006] 針對上述問題，本發明提供一種既能利用汽車的發動機驅動汽車照常行駛，又可 在需要的時候駐車驅動發電機恒頻發電的系統及其制作方法。
[0007] 為解決上述問題，本發明采取的技術方案為:一種利用汽車進行恒頻發電的系統， 包括依次連接的發動機、離合器、發電機及變速器，其中發動機主軸、電機軸及變速器輸入 軸同軸心連接，變速器輸出軸連接至傳動軸;汽車的發動機通過輸出裝置飛輪、離合器與發 電機相連，驅動發電機旋轉，駐車需要恒頻發電時，以空檔設定調控的發電轉速，將機械動 力轉換為恒頻電力;所述的發動機具有恒頻發電的動力調控裝置，所述的發電機具有恒頻 供電制式的電力控制裝置。
[0008] 將選定汽車的離合器和變速器之間串裝發電機并使發動機主軸、電機軸、變速器 輸入軸同軸心連接，變速器輸出軸連接至傳動軸，形成新的動力和電力驅動傳動系統，以使 汽車的發動機驅動汽車按道路工況需求照常行駛，又可在駐車時，空檔驅動發電機恒頻發 電供電。
[0009] 發動機通過離合器與發電機連接，達到發動機主軸與電機軸同軸心，離合器實現 發動機與發電機之間的離合過程，同時也實現了與變速器的離合過程，使汽車發動機的動 力即可驅動汽車行駛，又可在需要時駐車驅動發電機發電。
[0010] 發電機軸與變速器輸入軸同軸心連接，變速器輸出軸與轉動軸連接，完成驅動和 傳動系統的連接，保障汽車發動機的動力驅動汽車在各檔位變速行駛。在需要恒頻發電供 電時，將汽車駐車，置變速器于空檔，調控發動機在必要的轉速下，驅動發電機恒頻發電。
[0011] 連接于離合器與變速器之間的可為一個發電機或同軸串在一起的兩個發電機。離 合器與變速器之間為一個發電機時，也可在發電機內設置可發出兩種頻率和電壓的繞組， 從而實現雙頻發電。離合器與變速器之間同軸的兩個發電機時，同軸的兩個發電機可采用 不同的定子、繞組結構，從而實現雙頻發電。
[0012] 所述的發電機設計制作成能夠恒頻發電，供電制式為恒頻交流工頻、交流中頻、交 流雙頻，三相、單相制式，或選定的頻率及電壓制式。選定的頻率及電壓制式是指按市場和 用戶使用要求確定供電制式，即確定頻率、電壓、單相或三相及相應的技術參數。
[0013] 動力調控是將汽車發動機的動力調控到滿足恒頻發電的動力需求，其作用是在恒 頻發電所要求的轉速范圍內，根據供電負荷情況，自動調節發動機供能量，以保持發動機轉 速基本不變，限制最高轉速，穩定發電速度，使發動機動力和轉速適應負荷變化，以能夠保 證發電頻率和電壓在允許的變化范圍內；
[0014] 所述的發動機恒頻發電的動力調控裝置為機械式或/和電子式調控裝置，可以利 用汽車的動力調控裝置選擇進行恒頻發電的速度，如同設置怠速相似，進行相應的改裝;有 定速巡航裝置的，可利用其原理、結構，按恒頻發電對發動機速度的需求，進行利用定速巡 航裝置的發電功能的設計改裝。
[0015]所述的恒頻供電制式的電力控制裝置包括檢測、控制、保護、顯示、調整裝置。
[0016] 電力控制裝置的目的是用來接收發電機輸出的電能，對受電負載分配電能，是對 發電機和用電裝備、設備等進行保護、測量、顯示、控制、調整等工作的系統設備。
[0017] 所述的電力控制裝置可根據恒頻發電的制式、功率、品質等技術要求進行設計制 作。利用汽車進行恒頻發電的發電機電力控制裝置，可分布式靈活地安裝在汽車的駕駛室、 車廂、車梁或車架底盤上。
[0018] 所述的發電機設置有降溫裝置。例如，可采用流體和栗，以及風扇組成降溫裝置。
[0019] 發動機和發電機安裝在同一車梁或車架底盤上，并共用同一供能裝置，使用相同 能源。
[0020] 電力控制裝置可根據操控的方便，分布式靈活地安裝在駕駛室、車廂、車梁或車架 底盤上。
[0021] -種利用汽車進行恒頻發電系統的制作方法，包括如下步驟：
[0022]步驟一、設計或選擇利用的汽車及底盤
[0023] 根據市場和用戶的需求，依據汽車的主要技術參數，例如外形尺寸、軸距、發動機 型號、能源種類、排放執行標選擇確定利用的汽車及底盤；同理，也可創新設計具有恒頻發 電能力的汽車；
[0024] 步驟二、以發動機功率確定發電功率
[0025] 以確定利用的汽車發動機功率估算確定汽車發電的功率，實踐得出，發電機功率 按發動機功率的40-50 %取值為佳，并將發電機的重量、體積、結構、效率考慮在內以避免產 生結構和效率問題；同理，也可按發電機功率需求選擇發動機功率，選擇或設計具有恒頻發 電能力的汽車；
[0026] 步驟三、確定供電制式和技術參數
[0027] 按市場和用戶要求確定供電制式，即確定頻率、電壓、單相或三相及相應的技術參 數，利用汽車進行恒頻發電的技術參數要求，主要是頻率和電壓的調整率、穩定時間和波動 率，原則上滿足使用即可，如有較高的技術指標要求，可采用電力電子技術進一步提升；
[0028] 步驟四、設計制作可恒頻發電的發電機
[0029] 根據步驟三中確定的供電制式和技術參數要求，設計電機的磁極、定子、轉子、繞 組、結構及部件，按恒頻發電和電壓需求制作發電機;發電機的外殼、端面要適合設計或選 擇的汽車及底盤恒頻發電的結構、安裝要求。
[0030] 步驟五、設計改裝恒頻發電驅動系統
[0031] 將選定汽車的離合器和變速器之間串裝發電機，并使發動機主軸、電機軸、變速器 輸入軸同軸心連接，變速器輸出軸連接至傳動軸，形成新的動力和電力驅動傳動系統； [0032]新的動力和電力驅動傳動系統，使汽車具有了將機械力轉變為電力的恒頻發電能 力，但不能影響汽車的行駛和通過性。
[0033 ]步驟六、動力調控電力控制的設計制作
[0034] 動力調控是將汽車發動機的動力調控到滿足恒頻發電的動力需求，即發動機的動 力和轉速要保證發電頻率和電壓在允許變化范圍內，且在負載變化時，發動機的動力和轉 速依然要保證發電頻率