数控电动车制造技术

本实用新型专利技术提出了数控电动车，属电动汽车领域。目前电动汽车发展不起来的主要问题是，用交、直流电动机拖动汽车，存在很大缺陷。通过对数控技术的改进，使它达到车辆行驶的要求。这就是电动汽车发展的新型、实用技术。它包括中央控制器、驱动器、步进电机、蓄电池组、传感器、车体。其特征是：步进电机的特性与车辆低速起步时要求力距大相吻合，把步进电机安装在两个后轮上直接拖动汽车。中央控制器安装在驾驶室内，与驱动器、蓄电池组、油门踏板传感器、方向盘角度传感器相连接，实现汽车的驾驶要求。本数控电动车，起动电流小，可直接起动，不需待速，节约电能。它没有发动机、变速器、传动器、差速器、水泵、油泵、汽泵，降低成本。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动汽车。
技术介绍
石油能源危机，世人皆知。用电能来替代石油在汽车领域中应用是必然趋势。可 目前电动车的发展十分缓慢，主要存在两大问题一是电池；二是拖动。 —、电池 目前科学技术还不可能开发出很大安时(Ah)的蓄电池。这是阻碍电动车发展的 一个重要因素。但是，不是主要因素。目前0vonie公司生产的镍氢电池安时可达130Ah; 使用寿命超过600次；一类车一次充电可行使345km。和加一箱油行使距离差不多了 。次 点也可达200km。 但是，再好的蓄电池也要充电，解决好充电问题才是解决电池的关键问题。 1、目前电动车蓄电池使用状况 (1)、品种多铅酸、镍镉、镍氢、纳硫、等等。 (2)、生产厂家多国内大一些的厂家有42家之多，但规模不大，水平不高。尤其是 安装尺寸不一，这就给通用、互换带来不便。(3)、电动车蓄电池的充电都是车主完成的。每户都得有一套充电设备，更不能解决出行充电的问题。2、解决办法 通过改变使用蓄电池的管理方法，这一大难题是不难解决。 (1)、国家在全国范围内，首先把蓄电池标准化，尤其是安装尺寸，按不同规格统一 起来，方便更换。(2)、在全国星罗棋布的各加油站，设置蓄电池的充电设施。电动车到加油站能很快、很方便地更换蓄电池。二、拖动 目前电动车的拖动主要采用了以下两大类(l)直流电动机通过给电枢加电阻 或调压、调磁来实现。(2)交流电动机通过调压、调频来实现。 (1)、直流电动车 A、直流电动车的起动 直流电动车上使用的直流电动机虽然可以在额定电压下达到很大力距。可是直流 电动机又不能用额定电压起动，它将产生10 20倍的额定的起动电流，它必需降压，逐步 达到额定电压，才能在额定力距下运行。直流电动机的降压起动，只能在电枢串联电阻来完 成，这样电能就在起动电阻上以热能散失，消耗大量无效电能。它更不能直接起动电动车， 那样，起步电流将远远大于20倍。 这也就极大地消耗了蓄电池的能量Ah。因此直流电动车不能频繁起动，也只能起 动后在待速状态中运行。这无疑也消耗了蓄电池的能量Ah。这些消耗都是无效消耗。枢电压改变电枢电压来调速是较理想调速方式，直流电压的调整是很麻 烦的。G-D发动机组是很理想的方法，但不可能用到车子上去了。 国内一家大公司设计的电动车，实质上还是直流电动车，它把直流电动机的电枢 和磁极对调，用永久磁钢做磁极，安装在转子上(名曰无刷电机)。给定子加入脉动、可调 方波电源，来调节加在定子线圈上的电压大小值，(理论上称之为平均值)。以达到调节速 度之目的。实际上由于加在定子线圈上的电压U是脉动的，电流I必然也是脉动的，方波 还会分解出许多高次谐波，电机就产生了强烈的磁震。最终还是没成功，停下来了。 (2)、交流电动车 A、交流电动车的起动 众所周知，交流电动机在起动时的起动电流也很大，起动电流是额定电流的7 10倍。尤其拖动电动车起步，起步电流会更大的。这也就也极大消耗了蓄电池的能量Ah。因此交流电动车也不能频繁起动。也只能起动后在待速状态中运行，这无疑也大量地消耗了蓄电池的能量Ah。 B、交流电动车的调速 交流电动车的调速，可以通过改变输入电压的办法来调速、也可把直流变成可改变频率的交流电，来调整交流电动机的速度，从而改变交流电动车的速度。改变输入电压来调速由于交流电动机的转矩M随电压U的平方而改变。这又大大的限制了调速范围。何况实现调压的办法也是十分繁杂。 改变频率来调速通过改变频率的办法来改变交流电动车的速度，不但在变换中 的一些电能消耗；而且这两套系统因电器复杂而带来的可靠性下降。再者，由于矽钢片的磁 化物理特性限制，一般要求运行在图12a段，电、磁场强度、力矩的转换效率最佳。交流电动 车采用调率调速，磁场就会运行在不饱和b段和过饱和c段。降低了电、磁场强度、力矩的 转换效率。用交流机来拖动电动车也很不理想。 上述的直流电动车和交流电动车都存在无效能耗高、调速困难，还需保留变速器、 传动器、差速器，没跳出原汽车模式。这些都是电动车至今发展不起来的重要原因。
技术实现思路
为了解决现有的直流电动车和交流电动车都存在无效能耗高、调速困难，还需保 留变速器、传动器、差速器的缺点，本技术提出数控电动车。 本技术的技术方案为数控电动车，它包括中央控制器、数控驱动器、步进电机、蓄电池组、传感器、车体，其特征在于中央控制器安装在驾驶室内，车体的两个后轮为 驱动轮，两个后轮上分别安装有步进电机，步进电机通过电路与数控驱动器、中央控制器及 蓄电池组连接，电子油门踏板的压敏电阻或传感器通过电路也与中央控制器连接；在方向 盘上装有角度传感器，角度传感器通过电路与中央控制器连接。 有益效果本技术采用步进电机直接驱动汽车，步进电机特性正好与车辆低 速起步时要求力距大相吻合，它起动电流小、调速方便。汽车加速快，用步进电机直接拖动 汽车是恰当的。数控电动机可直接起动、没有待速状态，也节约了电能；它没有没有发动机、 没有变速器、没有传动器、没有差速器、没有水泵、没有油泵、没有汽泵，汽车的配置可大幅 降低，降低成本，制造方便。附图说明图1是本技术的结构示意图 图中1、安装在驾驶室内的中央控制器；2、安装在车头里的数控驱动器；3、安装在 两个后轮里的步进电机；4、安装在后备箱里的蓄电池组(或安装在车头里)；5、安装在油门 踏板的压敏电阻或传感器；6、安装在方向盘上的角度传感器。 图2是步进电机与后轮的总成结构示意图 图中1、步进电机外壳和定子；2、步进电机转子；3.步进电机磁极线圈引出线；4、车轮轮毂；5、轮胎；6、后桥。 图3a是后轮主题示意图 图中1、步进电机外壳和定子；2、步进电机转子；3.步进电机磁极线圈引出线；4、车轮轮毂；5、轮胎；6、轴承。还可把步进电机做成外转子式，进一步加大转矩。 图3b是图3a的A向结构示意图。 图4是步进电机的转矩与脉冲频率关系曲线图 图中a段曲线是步进电机最佳运行区间。汽车在启动时是从低速起步的，加到步 进电机上的步进频率也必然从低速开始，而步进电机在低频段运行时转矩最大。步进电机 的这一频率H——转矩M特性是构成数控电动车的关键。图5是直流电机电枢加电阻启动时运行曲线图启动过程长；转矩特性软。 图6是直流电机电枢、磁极加电阻启动、调速电路图 图7是直流电机磁极加电阻调速时运行曲线图调速范围小。图8是直流电机调压调速时运行曲线图 调压调速是直流电机调速最佳方案，但是，要得到波纹系数好的直流电压，也是十 分困难的。 图9是直流电机脉动调压调速时运行曲线图 人们想用调整脉冲宽度来调压调速，这只能是数学领域、测量过程的事了。在需要 做功的调压调速拖动中，直流电机实实在在得到的只是脉动电压。图10是直流电机脉动调压调速时电机运行状态图电机不能运行，只颤抖。图11是交流电机调压调速时运行曲线图 转矩M越来越小，转差率An加大，是不能满足电动车拖动要求的。图12是交流电机调频调速时磁化曲线图 交流电机在制造时，都设计在磁饱和段a段；b段将因磁场不饱和，而降低功率；c 段将因磁场过饱和，而增大了电流。还是不能满足电动车拖动要求的。具体实施方式如图1、2、3、所示，进一步描述本技术如下数控电动车，它包括中央控制器、 数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控电动车，其特征是：它包括中央控制器、数控驱动器、步进电机、蓄电池组、传感器、车体；中央控制器安装在驾驶室内，车体的两个后轮为驱动轮，两个后轮上分别安装有步进电机；步进电机通过电路与数控驱动器、中央控制器及蓄电池组连接；电子油门踏板的压敏电阻或传感器，通过电路也与中央控制器连接；在方向盘上装有角度传感器，通过电路也与中央控制器连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐为民，
申请(专利权)人：唐为民，
类型：实用新型
国别省市：42[中国|湖北]