基于电传动原理设计的电动车制造技术

一款适用于绝大多数现有燃油机动车的改造，用发动机带动发电机发电提供实时所需功率的变频电源，供电动机驱动的无须动力电池的基于电传动原理设计的电动车。利用发动机的转速可变的特点来直接实现输出功率和频率的变化，达到了比使用变频器更好的效果。利用“单台发电机供电给单台电动机时，可以直接改变发电机的输出频率来改变电动机的转速”的原理，能省去现有变频调速电动汽车高成本的控制器成本及后续的故障维修。发电机还可通过飞轮连接风轮捕获风能再利用来减少油耗。能大幅降低行车油耗，解除人们对石油资源日见枯竭的担心，对治理环境污染做出巨大贡献。

【技术实现步骤摘要】
1、专利技术的名称：基于电传动原理设计的电动车。2、所属
：汽车制造；新能源汽车；风力发电；发动机制造；电机制造。3、
技术介绍
：电传动是用发动机带动发电机发电，再靠电力带动电动机驱动车轮的传动系统。电传动的优点是：可无级变速，动力特性好，起动平稳，爬坡能力强，经济性好，制动时可回收能量。电传动的缺点是：成本高，重量大，目前主要用于重型矿用汽车和某些军用汽车上。其实“电传动”早在火车上实现了，我国于1958年研制成了第一台内燃机车。到1969年，已制造出4000马力的大功率内燃机车，用的就是“电传动”。英国的45型驱逐舰和伊丽莎白女王级航母上使用的动力系统，也是“电传动”，这两种船使用的就是热机到电机再到螺旋桨，在当年确定这个方案的时候两大优点，其中之一就是效率高，节约油。电传动系统根据装用的发电机和牵引电机的形式不同，可分为四种(也可看作四个发展阶段)：a.直流发动机一直流电动机系统这种系统的优点是，发动机发出的电能，可以不经过任何装置的转换，而直接送到牵引电动机，因此系统的结构简单。其缺点是，直流电动机的体积大，重量大和成本高，转速不能很高，整流的火花大等。最初的电动轮卡车使用这种方式。b.交流发电机一直流电动机系统这种系统可以达到提高转速，缩小体积，运行可靠和维修简便等效果。20世纪70年代开始，载重为100吨以上的大型电动轮汽车广泛采用这种方式，目前运行中的车型很多还是这种方式。c.交一直一交电传动系统交流发电机发出三相交流电，经过硅整流器整流变成直流电以后，再经过可控硅逆变器，将直流电变成预定可变频率的三相电，以供给各个牵引电机使用。逆变后的三相交流电的频率根据需要是可控制的。交流牵引电动机(特别是鼠笼式电动机)与直流电动机相比，由于没有换向器，结构简单，外形尺寸小，所以可以设计和制造出功率大、转速高的电动机，这种电机运行可靠，维护方便。这是目前AC型矿用车的传动方式。d.交一交传动系统这种系统是没有直流环节的直接变频的交流传动系统。发动机驱动交流发电机，发电机的输出输给变频器，变频器向交流牵引电机输送频率可控的交流电。这种系统对变频技术和电动机的结构都有较高的要求。业界认为或许交一交传动系统会是以后的发展方向，下面我要讲的是如何舍弃变频器及简化发电机和电动机的结构，发动机的制造也简化并提高性能。纯电动汽车的瓶颈在于动力电池，电池贵、重、大、充电时间长、寿命短、电力损耗率高等因素使得电动汽车无法与传统汽车相抗衡。需要特别强调的是，电动汽车不应只限于小客车，更应包含大客车、大小货车等各种形式的车辆。现在连轻型的电动汽车都难以普及，实在无法期待电动汽车能担负起未来运输的重任。业界只能等待石油逐渐耗竭，汽油价格飙升，迫使消费者购买电动汽车。对于车辆来说，风阻是车辆行驶时来自空气的阻力。主要表现在三种形式，第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力，就像拿一块木板顶风而行，所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。第二是摩擦阻力，空气与划过车身一样会产生摩擦力，然而以一般车辆能行驶的最快速度来说，摩擦阻力小到几乎可以忽略。第三则是外型阻力。一般来说，车辆高速行驶时，外型阻力是最主要的空气阻力来源。外型所造成的阻力来自车后方的真空区，真空区越大，阻力就越大。一般来说，三厢式的骄车之外型阻力会比掀背式休旅车小。车辆在行驶时，所要克服的阻力有机件损耗阻力、轮胎产生的滚动阻力(一般也称做路阻)及空气阻力。随著车辆行驶速度的增加，空气阻力也逐渐成为最主要的行车阻力，在时速200km/h以上时，空气阻力几乎占所有行车阻力的85％。垂直平面体风阻系数大约1.0，球体风阻系数大约0.5，一般轿车风阻系数0.28-0.4。谈到风阻系数，不得不涉及到另外一个概念叫做压差阻力，它的产生是由于运动着的物体前后所形成的压强差所形成的。压强差所产生的阻力、就是“压差阻力”。压差阻力同物体的迎风面积、形状和在气流中的位置都有很大的关系。用刀把一个物体从当中剖开，正对着迎风吹来的气流的那块面积就叫做“迎风面积”。如果这块面积是从物体最粗的地方剖开的，这就是最大迎风面积。从经验和实验都不难证明：形状相同的物体的最大迎风面积愈加大，压差阻力也就愈加大。物体形状对压差阻力也有很大的作用。把一块圆形的平板，垂直地放在气流中。它的前后会形成很大的压差阻力。平板后面会产生大量的涡流，而造成气流分离现象。如果在圆形平板的前面加上一个圆锥体，它的迎风面积并没有改变，但形状却变了。平板前面的高压区，这时被圆锥体填满了。气流可以平滑地流过，压强不会急剧升高，显然这时平板后面仍有气流分离，低压区仍然存在，但是前后的压强差却大为减少，因而压差阻力必然会降低到原来平板压差阻力的大约五分之一。假设在圆形平板的前面加上一个可旋转的叶轮呢？压差阻力减小的同时，叶轮从风能中获得了旋转动能，所以在车辆前方加装捕获风能的风轮装置，在不增加车辆迎风面积的情况下，不光不增加风阻、还能减小风阻，并能捕获风能。风能是一种无污染的可再生能源，它取之不尽、用之不竭，分布广泛。随着人类对生态环境的要求和能源的需求，风能的开发日益受到重视，风力发电将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。由于风能捕获的大小与风轮直径的平方、风速的立方正相关，用于高速运动载体上，相对风力发电机来说，风轮直径大幅减小、风速大幅提高，具有一定的回收价值。飞轮，具有适当转动惯量、起贮存和释放动能作用的转动构件，常见于机器、汽车、自行车等，具有较大转动惯量的轮状蓄能器。飞轮效应指为了使静止的飞轮转动起来，一开始你必须使很大的力气，一圈一圈反复地推，每转一圈都很费力，但是每一圈的努力都不会白费，飞轮会转动得越来越快。达到某一临界点后，飞轮的重力和冲力会成为推动力的一部分。这时，你无须再费更大的力气，飞轮依旧会快速转动，而且不停地转动。这就是“飞轮效应”。飞轮可以用来减少机械运转过程的速度波动。发动机效率不是一定的，尤其汽车发动机的工况更是随路况不同在不断变化着，如果纯带动发电机的时候就会固定在效率最高的工况。发电机组要求发动机转速稳定在工频的一定倍数，如3000rpm、1500rpm、750rpm等，因此发动机需要调速器，变频发电除外。功率问题：BYD371QA直立三缸发动机，最大功率50KW，125摩托车发动机一般就7kW/8000rpm，如果在3000rpm工作，功率会很低。变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一款基于电传动原理设计的电动车，包括发动机，主发电机，电动机，其特征在于：发动机带动主发电机发电供电动机驱动车辆行驶，舍弃了传统理念电传动中的直流、交流转换，变压、稳压，变频控制系统。

【技术特征摘要】
1.一款基于电传动原理设计的电动车，包括发动机，主发电机，电动机，
其特征在于：发动机带动主发电机发电供电动机驱动车辆行驶，舍弃了传统
理念电传动中的直流、交流转换，变压、稳压，变频控制系统。
2.根据权利要求1所述的基于电传动原理设计的电动车，其特征在于：发
动机按燃料分可用汽油发动机、柴油发动机、燃气发动机等。
3.根据权利要求1、2所述的基于电传动原理设计的电动车，其特征在于：
发动机可用发电机用发动机、摩托车发动机、汽车发动机改造，最终量产专
用发动机。
4.根据权利要求1、2、3所述的基于电传动原理设计的电动车，其特征在
于：发动机经过改进，无须变速箱换挡，仅保留空挡到行车挡间变换，发动
机转速通过油门踏板调节油门(节气门)由怠速到最高转速间连续可变。
5.根据权利要求1、2、3所述的基于电传动原理设计的电动车，其特征在
于：发动机经过改进，可保留小型永磁发电机提供车内其他负载例如制冷空
调等用电和为启动电池充电。
6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文祥，
申请(专利权)人：张文祥，
类型：发明
国别省市：江苏;32