電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統的製作方法

2023-10-06 10:04:44 1

專利名稱：電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及電動汽車自發電系統，特別是涉及一種磁動機發電裝置並能為電動 汽車提供驅動與充電的系統。
技術背景
隨著現代汽車工業對不可再生化石能源的高度依賴，能源枯竭與汽車大量排放的 廢氣正在嚴重威脅人類現代文明的進步，如何有效擺脫對不可再生化石能源的高度依賴， 降低尾氣排放、使用清潔能源成為汽車工業節能減排的首要任務，電動汽車應運而生，但電 動汽車由於蓄電能力有限，導致電動汽車巡航能力較差，需要不斷充電，出於成本與重量考 慮不可能大量添置蓄電池，解決辦法便是在各地及公路沿線大量建設比加油站更為密集的 充電站才能滿足人們長途出行的需求，但電動汽車充電時間較長又將成為電動汽車出行不 可調和的矛盾，因此巡航能力差、需要頻繁充電、充電時間長、充電站投入高、建設數量嚴重 不足等問題已嚴重製約電動汽車普及與發展
發明內容
本發明的目的為提供一種應用於電動汽車的具備磁動機自發電並可進行驅動與 充電的系統，主要解決電動汽車巡航能力差、頻繁充電與充電時間長、充電站建設成本高等 問題，同時滿足電動汽車動力性能、購置成本、使用成本、配套設施系統建設成本等要求。
本發明具體公開一種電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統，包括磁動機發電系 統、整流穩壓功率匹配系統、配電系統、中心控制系統共四個子系統，其中磁動機發電系統 能自行產生交流電能，交流電能經整流穩壓功率匹配系統形成應用電能，應用電能經配電 系統執行驅動、充電、同步按比例分配能量動作。
電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統中中心控制系統負責採集與處理來自與 其連接的各系統及單元部件傳感器的信號，參照預先設定的系統參數，根據實時採集信號， 由系統制定對應的操作策略，並對控制對象實施控制。
電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統特點在於具備可配置發電功率的磁動機 發電系統，磁動機發電系統根據電動汽車製造廠商的需要選配一套或多套磁動機發電系統 進行組裝，最低配備一套磁動機發電系統提供的輸出功率應與所選定驅動電機要求的驅動 功率及整車其他電器設備所需功率總和匹配，藉此電動汽車製造廠商可靈活組裝多種不同 功率型號車型。
進一步，由於電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統支持多套磁動機發電系統安 裝使用，因此車輛可安裝兩套磁動機發電系統，以防止單套系統故障導致整車斷電，同時雙 系統可交替使用，能有效延長單組磁動機發電系統壽命。
進一步，配備多套磁動機發電系統的輸出電能指標可能存在波動，因此須經整流穩壓功率匹配系統匹配後才能成為應用電能進入配電系統進行使用。
電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統使用磁動機發電系統產生電能作為電動 汽車驅動電機的主要供電來源，蓄電池作為輔助備用供電，由於蓄電池不再擔當巡航驅動 任務，因此由磁動機發電系統產生電能的電動汽車只需配備少量蓄電池，對成本及整車質 量控制大有裨益。
進一步，當電動汽車處於行駛狀態中，電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統中 的任意一個子系統出現故障，完全無法為驅動電機提供驅動電流時，整流穩壓功率匹配系 統將自動切換為蓄電池供電模式，由蓄電池提供主要驅動電流，以方便車輛開往維修點進 行維修。如果安裝有兩套及兩套以上磁動機發電系統的車輛，蓄電池續航能力不低於10Km， 如果僅安裝單套磁動機發電系統，蓄電池續航能力不低於40Km，如果此時電動汽車開啟冷 暖空調，配電系統將自動關閉空調。
進一步，當電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統中的任意一個子系統出現故 障，無法及時趕往維修點，且需要為蓄電池充電時，可通過整流穩壓功率匹配系統提供的市 電外充電功能為蓄電池充電。
進一步，當電動汽車處於行駛狀態中，中心控制系統監控蓄電池電量低於預設閥 值時，將自動調整配電系統按比例分配能量進行同步充電與驅動動作。為保障蓄電池壽命 不對蓄電池執行「不滿即充」策略。
進一步，當電動汽車在完全停車狀態下中心控制系統監控蓄電池電量低於預設閥 值，將自動控制磁動機發電系統與配電系統對蓄電池進行充電。
配備電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統的電動汽車在首次完全停車啟動時， 為獲得快速起步效果，在啟動磁動機發電系統的同時由蓄電池向驅動電機提供驅動電流起 步車輛，待磁動機發電系統輸出達到預定指標時，配電系統切換至磁動機發電系統提供驅 動電流，並根據中心控制系統指令決定是否向蓄電池充電。
因為本發明裝載有磁動機發電系統，能連續不斷為電動汽車提供驅動能量，使電 動汽車不再依靠蓄電池進行行駛，蓄電池作用由目前電動汽車的唯一供電設備變為輔助後 備設備，汽車製造廠家不必再為提高續航能力而大量配備成本高而重量大的蓄電池，整車 製造成本及整車質量將大幅降低，解決了現有純電動車續航能力差、充電頻繁、充電時間 長、成本高、車身重等主要問題。
在日常不論短途還是長途出行中，配備電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統的 電動汽車，由於不依靠蓄電池提供主要驅動電能，因此車主完全不必擔心蓄電池電力不足、 還能行駛多遠、下一個充電站還有多遠、充電要等多久、有沒有充電位等一系列現實出行問題。
綜上所述，採用電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統的電動汽車在續航能力、 製造成本、整車質量、充電時間等關鍵指標上將大幅優於目前蓄電池電動車，在燃油經濟性 與環保效果等指標上更是遠遠優於油電混合動力車。


圖1為本發明的電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統圖。
具體實施方式
下面結合圖1對本發明的具體實施方式
進行詳細描述。
電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統，由安裝於電動汽車上的磁動機發電系 統、整流穩壓功率匹配系統、配電系統、中心控制系統共四個子系統組成。
如圖1所示，至少一套磁動機發電系統與整流穩壓功率匹配系統電氣連接，整流 穩壓功率匹配系統與配電系統和蓄電池組電氣連接，配電系統與電動汽車驅動系統、冷暖 空調、蓄電池組電氣連接，磁動機發電系統、整流穩壓功率匹配系統、配電系統、加減速踏板 均與中心控制系統電氣連接。
磁動機發電系統在中心控制系統控制下啟動並產生的交流電能，交流電能經整流 穩壓功率匹配系統形成應用電能，應用電能經配電系統執行驅動、充電、同步按比例分配能 量動作。磁動機發電系統產生電能為驅動電機的主要電力來源，蓄電池作為輔助備用存在， 不再作為驅動電機主要供電設備。
中心控制系統負責採集與處理來自與其連接的各系統及單元部件傳感器的信 號，參照預先設定的系統參數，根據實時採集信號，由系統制定對應的操作策略，並對控制 對象實施控制。
磁動機發電系統裝配套數根據整車功率需求總和選定，最低配備一套磁動機發電 系統提供的輸出功率應與所選定驅動電機要求的驅動功率及整車其他電器設備所需功率 總和匹配。
裝備有磁動機發電系統的電動汽車在首次完全停車啟動時，為獲得快速起步效 果，在啟動磁動機發電系統的同時由蓄電池向驅動電機提供驅動電流起步車輛，待磁動機 發電系統輸出達到預定指標時，配電系統切換至磁動機發電系統提供驅動電流，並根據中 心控制系統指令決定是否向蓄電池充電。
當電動汽車處於行駛狀態中，電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統中的任意一 個子系統出現故障，完全無法為驅動電機提供驅動電流時，配電系統將自動切換為蓄電池 供電模式，由蓄電池提供主要驅動電流，以方便車輛開往維修點進行維修。如果安裝有兩套 及兩套以上磁動機發電系統的車輛，蓄電池續航能力不低於10Km，如果僅安裝單套磁動機 發電系統，蓄電池續航能力不低於40Km，如果此時電動汽車開啟冷暖空調，配電系統將自動 關閉空調。如果汽車無法及時趕往維修點，且蓄電池需要充電時，可通過整流穩壓功率匹配 系統提供的市電外充電功能為蓄電池充電。
在電動汽車處於行駛狀態中，中心控制系統監控蓄電池電量低於預設閥值時，將 自動調整配電系統按比例分配能量進行同步充電與驅動動作。為保障蓄電池壽命不對蓄電 池執行「不滿即充」策略。
當電動汽車在完全停車狀態下中心控制系統監控蓄電池電量低於預設閥值，將自 動延遲停車，控制磁動機發電系統與配電系統對蓄電池進行充電，充滿後自動關閉全車系 統。
電動汽車加減速踏板與中心控制系統電路連接，中心控制系統讀取加減速踏板數 據控制配電系統調節驅動電機供電能量以改變驅動電機輸出轉速，從而實現駕駛員控制車輛行車速度的目的。
本發明裝載有磁動機發電系統，能連續不斷為電動汽車提供驅動能量，使電動汽 車不再依靠蓄電池進行行駛，蓄電池作用由目前電動汽車的唯一供電設備變為輔助後備設 備，汽車製造廠家不必再為提高續航能力而大量配備成本高而重量大的蓄電池，整車製造 成本及整車質量將大幅降低，因此採用電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統的電動汽車 在續航能力、製造成本、整車質量、充電次數及充電時間等關鍵指標上將大幅優於目前純電 動車，在燃油經濟性與環保效果等指標上更是遠遠優於油電混合動力車。
權利要求
1.電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統，由安裝於電動汽車上的磁動機發電系統、 整流穩壓功率匹配系統、配電系統、中心控制系統共四個子系統組成，其特徵在於所述電動 汽車磁動機自發電驅動與充電系統中磁動機發電系統無需外部能量由磁動機發電系統自 行產生交流電能，交流電能經整流穩壓功率匹配系統形成應用電能，應用電能經配電系統 執行驅動、充電、同步按比例分配能量動作；所述電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統以 磁動機發電系統提供的自發電為車輛驅動的主要電能來源，不以蓄電池為車輛驅動的主要 電能來源，蓄電池作用為輔助備用。
2.根據權利要求1所述的電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統，其特徵在於所述 磁動機發電系統包括磁驅動自旋轉單元、齒輪組單元、磁動機啟動與停止單元、發電單元， 所述磁驅動自旋轉單元特徵在於利用磁性材料同極相斥異極相吸特性而進行磁性材料特 殊排布的自我連續驅動並旋轉的部件；所述齒輪組單元由不同齒輪比齒輪構成；所述磁動 機啟動與停止單元由對磁驅動自旋轉單元實施啟動與制動的部件構成；所述發電單元為交 流發電機；所述磁動機發電系統為獨立的整體部件。
3.根據權利要求1或2所述的電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統，其特徵在於所 述磁動機發電系統可根據電動汽車製造廠商需求選擇一套或多套進行靈活的發電功率搭 配組裝。
4.根據權利要求1所述的電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統，其特徵在於磁動 機發電系統與配電系統之間加入整流穩壓功率匹配系統，整流穩壓功率匹配系統與磁動機 發電系統和配電系統均電氣連接，整流穩壓功率匹配系統可外接市電，整流穩壓功率匹配 系統與蓄電池組電氣連接。
5.根據權利要求1所述的電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統，其特徵在於所述 配電系統根據電動汽車實時狀態執行驅動、充電、同步按比例分配能量動作，配電系統與電 動汽車驅動系統、冷暖空調、蓄電池組電氣連接。
6.根據權利要求1一5所述的電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統，其特徵在於所 述配備電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統的電動汽車在完全停止啟動時，為獲得快速 起步效果，在啟動磁動機發電系統的同時由蓄電池組向電動汽車驅動系統提供驅動電流啟 動車輛。
7.根據權利要求1一6所述的電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統，其特徵在於所 述中心控制系統與磁動機發電系統、整流穩壓功率匹配系統、配電系統各系統及其單元或 部件連接，其中傳遞信息包括但不限於電動汽車行駛狀態、車速、電壓、電流、轉速等信息。
全文摘要
本發明公開一種電動汽車磁動機自發電驅動與充電系統，包括磁動機發電系統、整流穩壓功率匹配系統、配電系統、中心控制系統共四個子系統，其中磁動機發電系統能自行產生交流電能，交流電能經整流穩壓功率匹配系統形成應用電能，應用電能經配電系統執行驅動、充電、同步按比例分配能量動作。本發明由磁動機發電系統組向電動汽車驅動系統直接提供驅動電能，蓄電池組作為輔助備用，本發明完全區別於油電混合電動車及純電動汽車，因此與現有採用各種燃料的油電混合汽車相比可徹底解決能源枯竭、尾氣排放汙染等問題，與純電動汽車相比可徹底解決電動汽車續航能力差、充電頻繁、充電時間長、充電配套系統建設成本高等重大實際應用問題。
文檔編號H02K7/18GK102035302SQ20101061542
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者倪洋坤 申請人:倪洋坤