一種多能源汽車的製作方法
2023-07-13 13:14:56 1
專利名稱：一種多能源汽車的製作方法
技術領域：
本發明涉及汽車領域，尤其涉及到一種多能源汽車。
背景技術：
目前，國際市場上的源油價格不斷上漲，燃油車輛的運營成本越來越大；加之城市中燃油車輛飽有量的增大，由此帶來的燃油車輛上內燃機的尾氣汙染、內燃機的噪聲汙染已經成為城市環境中的最主要的汙染物來源。控制燃油車輛上內燃機的尾氣汙染、控制燃油車輛的內燃機噪聲汙染、減少車輛的運營成本就必須發展一種新型車輛，這種車輛應具有如下功能
I、這種車輛在城市內行駛時，應具有無燃油車輛上內燃機的尾氣排放、無燃油車輛的 內燃機噪聲(不使用燃油系統)。2、這種車輛在城市外行駛時，應具有普通內燃機車輛功能，滿足車輛的長途行駛需要。目前在道路建設中，普通內燃機車輛運行系統比較完善，如沿著道路分布的加油站、維修廠等，是普通內燃機車輛的連續行駛的保障系統。這種溶合普通內燃機功能的車輛是可以直接利用普通內燃機車輛的運行系統的，有很好的推廣條件。3、這種車輛應能夠充分利用太陽能，減少對礦物能源的依賴。一般情況下，轎車平均每年續駛裡程I萬-3萬(公裡)，平均每天續駛裡程不超過90 (公裡)。且汽車90%的行駛時間在20 (公裡)_50 (公裡)範圍內使用。城市中轎車總量佔各種車輛總量的80%以上，在城市中推廣具有上述系統功能的車輛可以大幅降低燃油消耗，消除燃油車輛產生的內燃機的尾氣汙染，還城市一片藍天；消除燃油車輛產生的內燃機噪聲汙染，還城市一片寧靜；限制燃油消耗量，也可控制環境中溫室氣體的飽有量，還城市一片清涼。目前常見的純電動汽車因其續駛裡程短，大多數不超過150公裡；充電時間長，一般為不小於4小時，無法實現連續行駛，沒有廣泛的社會需求，因此無法得到推廣。目前常見的混合動力車輛型式很多，比如以內燃機做功為主加電力助推型式的混合動力車輛，比照傳統的內燃機-汽車雖然有一定量的節能，但是不能停止發動機工作，無法消除內燃產生的尾氣汙染和噪聲汙染(汙染)。另外常見的還有內燃機帶發電機組加電動機驅動做功型式的混合動力車輛。在這種車輛上，燃油需要先經過內燃機轉化成發電機的發電動能、發電機在發電動能驅動下發電、在從發電機產生的電能驅動電動機產生的動能驅動車輛行駛。這種能量傳遞方式屬於二次能耗結構，根本不節能，並且也無法消除內燃產生的尾氣汙染和噪聲汙染。就燃料電池類車輛而言，因制氫成本過高，常用方法為石油裂解方式，這種方式能耗很大。總體而言，這種方式既不節能、不環保。因此，對現有技術應當進一步改進。
發明內容
本發明的目的是提供一種多能源汽車，可以利用太陽能、電能和燃油(汽油和柴油)的多種能源做功，具有內燃機驅動系統(燃油動力系統)和電機驅動系統(電能驅動系統)，電能補充來源有民用電網的電能和太陽能兩種能源，以克服目前現有技術存在的上述不足。本發明的目的是通過以下技術方案來實現
一種多能源汽車，包括車身，車身內設有制動系統、轉向助力系統、內燃機、電動機和整車控制器，所述制動系統連接有制動助力系統，所述內燃機和電動機連接同步控制器，電動機的輸出端連接自動變速器，電動機的輸入端連接電機控制器，電機控制器連接蓄電池組，蓄電池組連接充電機，充電機連接若干太陽能採集板，所述太陽能採集板分別位於車身的頂棚、兩側面的車門以及兩側面的車身上。為了減少整車質量造成的車輛耗能，本發明所述的多能源汽車配置的蓄電池組採用新型高密度-鋰電池組，儲能量按車輛日平均行駛裡程90公裡為限。為了方便充電，本 發明所述的多能源汽車配置有給蓄電池組充電的充電機，只需對外連接民用電源即可，充電電壓為AC220V或ACl 10V。為了提高太陽能的採集效率，本發明所述的多能源汽車上的太陽能採集板表面採用4稜錐排布的方式，4稜錐高度為3mm、相對的錐面夾角60度。為了保障車輛中的內燃機驅動系統和電機驅動系統既能各自獨立做功又能同步做功，本發明所述的多能源汽車中設計有控制內燃機驅動系統和電機驅動系統的同步控制器。同步控制器是用於連接內燃機和驅動電機的結構。所述的蓄電池組7為3. 7V、30Ah的能量功率型錳酸鋰單體電池，串聯組成88串的電池組，電池組的總儲能量為9. 8kw. h。標配電池管理器。在蓄電池組7的輸出端連接儲能用的大容量電容器組和專用的隔離電路。為了增加能量的使用效率，本發明所述的多能源汽車設計有剎車(制動)動能回收系統。為了增加剎車(制動)動能的回收效率，本發明所述的多能源汽車設計有的儲能器，利用電容器存儲電能方式是機械儲能的方式、能量吸收效率接近100%的特性，在蓄電池前端設計有儲能用大容量電容器組來吸收車輛制動時產生的電能。在儲能用大容量容器組和蓄電池之間設計有專用的隔離電路，專用的隔離電路可保障使車輛制動時產生的電能儘量存儲在儲能用電容器組中。主要現象是儲能用電容器組在儲能時電壓會上升，專用的隔離電路充許儲能用大容量電容器組的電壓可以高於蓄電池的電壓，只有在壓差超過限量值時才向儲能用蓄電池反饋電能；放電時先放儲能用大容量電容器組中的電能，當儲能用大容量電容器組中的電壓低於儲能用蓄電池的電壓時，儲能用蓄電池才開始同步放電。蓄電池儲能屬於化學儲能，存在轉化效率問題，儲能效率不如電容器。本發明的有益效果為
1、本發明所述的多能源汽車配置有傳統內燃機驅動系統滿足車輛的長途使用需要；
2、本發明所述的多能源汽車配置有電機驅動系統，保障車輛在城市內使用時不使用內燃機驅動系統或少使用內燃機驅動系統；
3、本發明所述的多能源汽車配置的儲能電池組採用高密度-鋰電池組，減少了整車質量造成的車輛耗能，儲能量按一般車輛日平均行駛裡程90公裡為限。既給新型高密度-鋰電池組充滿電後，可保障本發明所述的多能源汽車在電機驅動系統做功狀態下，連續行駛90公裡；4、本發明所述的多能源汽車配置有給儲能和蓄電池組充電的充電機，只需對外連接民用電源即可(AC220V或AC110V)；
5、本發明所述的多能源汽車在車輛的頂棚、車身上布置有太陽能採集板，車輛的頂棚儘量做大，提高了太陽能採集量。
下面根據附圖對本發明作進一步詳細說明。
圖I是本發明實施例所述的一種多能源汽車的外觀示意 圖2是本發明實施例所述的一種多能源汽車的結構框圖。圖中
I、車身；2、內燃機；3、電動機；4、同步控制器；5、自動變速器；6、電機控制器；7、蓄電池；8、充電機；9、太陽能採集板。
具體實施例方式如圖1-2所示，本發明實施例所述的一種多能源汽車，包括車身1，車身I內設有制動系統、轉向助力系統、內燃機2、電動機3和整車控制器，所述制動系統連接有制動助力系統，所述內燃機2和電動機3連接同步控制器4，電動機3的輸出端連接自動變速器5，電動機3的輸入端連接電機控制器6，電機控制器6連接蓄電池組7，蓄電池組7連接充電機8，充電機8連接若干太陽能採集板9，為增加採光面積，車身結構採用單箱小客車結構，內設1+4座位。在車身I的頂棚和兩側面的車門及車身I上布置太陽能採集板，9太陽能採集板9總面積不小於5平方米。為滿足車輛長途行駛的需要，採用內燃機的功率為38kw，配30升儲油箱、配自動變速器5、配液壓制動機構；去掉通用的利用發動機驅動的液壓轉向助力系統，加裝電磁轉向助力系統；去掉通用的利用發動機進氣真空做功的制動助力系統，採用直線電機驅動的電磁製動助力系統。保障不同驅動系統做功條件下，上述轉向助力系統和制動助力系統都能正常工作。電磁製動助力系統和電磁轉向助力系統能量採用車輛上標配的12V啟動用蓄電池的儲能，由配套的電子控制器獨立控制；就電磁製動助力系統而言，當驅動踏板開關閉合時，電磁製動助力結構進入工作狀態；電磁助力強度與制動踏板深度同步提升。為滿足車輛在城市內使用，電動機3需要採用AC180VU5KW的三相異步電機。冷卻方式-水冷、電機控制器標配。冷卻水箱布置在內燃機水箱前端。同步控制器4布置在內燃機2和電動機3中間，用於切換車輛中的內燃機驅動系統和電機驅動系統，驅動電動機3的另一端到自動變速器5。同步控制器可控制整車組成三種驅動模式I)、內燃機驅動系統做功模式-長途工作模式；2)、電機驅動系統做功模式-城市工作模式；3)、內燃機驅動系統和電機驅動系統同步做功模式-應急工作模式。同步控制器4由電磁離合器和配套的電子控制組件組成，這裡定義配套的電子控制組件為同步控制器的驅動器。同步控制器4的驅動器可以檢測內燃機的轉速和驅動電機的轉速，並按預先設定的程序驅動電磁離合器閉合或分離。主要功能有
I)、在車輛靜止時，車輛處於內燃機驅動系統做功模式下，電磁離合器自動閉合。
2)、在車輛靜止時，車輛處於電機驅動系統做功模式下，電磁離合器自動分離。3)、在車輛運動時，車輛處於內燃機驅動系統做功模式下，當燃油儲量不足時，電機驅動系統起動後驅動電磁離合器分離，然後在關停內燃機。4)、在車輛運動時，車輛處於電機驅動系統做功模式下，當蓄電組的儲量不足時，內燃機驅動系統起動，當內燃機的轉速與驅動電機的轉數相同時，電磁離合器自動閉合。
本發明採用的蓄電池組7為3. 7V、30Ah的能量功率型錳酸鋰單體電池，串聯組成88串的電池組，電池組的總儲能量為9. 8kw. h。標配電池管理器。在蓄電池組7的輸出端連接儲能用的大容量電容器組和專用的隔離電路。本發明配套的充電機8為交直流兩用型，交流輸入AC220V或ACllOV (民用電網)和直流輸入DC8V (太陽能充電)兩種，充電電流DC0A-10A，最高充電限定電壓DC370V。充電機8受控於電池管理器，當蓄電池組中的任何一個節單體電池的電壓達到飽和電壓限量時，電池組的電池管理器會自動控制充電機8停止充電。本發明配有直流低壓供電電源，電源輸入電壓為儲能蓄電池組7的總電壓，輸出電壓為DC12V;直流低壓供電電源輸出端與車輛上標配的DC12V起動用蓄電池並聯，保障多能源汽車在內燃機不工作時給DC12V低壓系統供電。太陽能系統為補充能量來源，不是直接驅動車輛的能源。直接驅動車輛的能源是燃油和儲入儲能蓄電池組7中的電能。太陽能充電系統始終處於工作狀態，只要有陽光就有充電電流輸出，只有當蓄電池組7中的任何一個節單體電池的電壓達到飽和電壓限量時，電池組的電池管理器會自動控制充電機8停止充電。本發明中的太陽能採集反輸出的總電壓上限為DC60V，最大輸出功率為1KW。本發明中的太陽能採集板9表面採用高強度鋼化玻璃，表面製成發明項目中提出的4稜錐的小突起結構，內附太陽能感光板構成太陽能採集板。這種結構可以增加斜射光線的吸收面積。整車控制器採用單片機控制，並結合各執行單元電路完成發明項目中所有功能，內置控制軟體。本發明中各功能系統布置方式是
I、內燃機驅動系統和電機驅動系統布在車輛前端機箱內，前置、前驅結構。2、內燃機配套件布置在前端機箱內，內燃機的周圍。3、儲能用蓄電池組布置在前排座位下方，電機驅動控制系統布置在車輛的底盤下方。本發明不局限於上述最佳實施方式，任何人在本發明的啟示下都可得出其他各種形式的產品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種多能源汽車，包括車身(1)，車身(I)內設有制動系統、轉向助力系統、內燃機(2)、電動機(3)和整車控制器，所述制動系統連接有制動助力系統，其特徵在於所述內燃機(2 )和電動機(3 )連接有同步控制器(4 )，電動機(3 )的輸出端連接自動變速器(5 )，電動機(3 )的輸入端連接電機控制器(6 )，電機控制器(6 )連接蓄電池組(7 )，蓄電池組(7 )連接充電機(8)，充電機(8)連接若干太陽能採集板(9)，所述太陽能採集板(9)分別位於車身(O的頂棚、兩側面的車門以及兩側面的車身(I)上。
2.根據權利要求I所述的一種多能源汽車，其特徵在於所述制動助力系統為直線電機驅動的電磁製動助力系統；所述轉向助力系統為電磁轉向助力系統。
3.根據權利要求2所述的一種多能源汽車，其特徵在於所述電磁製動助力系統和電磁轉向助力系統連接12V啟動用蓄電池和電子控制器。
4.根據權利要求I所述的一種多能源汽車，其特徵在於所述制動系統連接有制動動能回收系統，所述制動動能回收系統包括電容式儲能器，所述儲能器通過隔離電路連接蓄電池組(7 )，所述儲能器通過電路連接電動機(3 )。
5.根據權利要求1-4任一項所述的一種多能源汽車，其特徵在於所述太陽能採集板表面包括均勻排列的若干四稜錐體。
6.根據權利要求5所述的一種多能源汽車，其特徵在於所述四稜錐體的高度為3mm，相對的四稜面夾角為60度。
7.根據權利要求6所述的一種多能源汽車，其特徵在於所述蓄電池組(7)採用3.7V、30Ah的能量功率型錳酸鋰單體電池串聯組成88串的電池組，所述蓄電池組(7)的總儲能量為 9. 8kw. ho
全文摘要
本發明涉及一種多能源汽車，包括車身，車身內設有制動系統、轉向助力系統、內燃機、電動機和整車控制器，所述內燃機和電動機連接有同步控制器，電動機的輸出端連接有自動變速器，電動機的輸入端連接有電機控制器，電機控制器連接有蓄電池，蓄電池連接有充電機，充電機連接若干太陽能採集板。本發明的有益效果為本發明所述的多能源汽車配置有電機驅動系統，在城市內可不使用內燃機驅動系統或少使用內燃機驅動系統，減少汙染；蓄電池採用高密度-鋰電池組，減少了整車質量造成的車輛耗能，設置有給儲能和蓄電池組充電的充電機，只需對外連接民用電源即可；增大了太陽能採集板面積，提高了太陽能採集量。
文檔編號B60K6/26GK102874090SQ201210324918
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月5日 優先權日2012年9月5日
發明者羅恆, 陳再嘉, 羅洪旭, 陳善 申請人:北京愛康麗可商貿有限公司