專利名稱：一種結(jié)構(gòu)新穎的電動汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電動汽車的改進背景技術(shù)電動汽車已經(jīng)有一百多年的歷史。早在燃油汽車出現(xiàn)以前，就已經(jīng)有了電動汽車，隨著燃油汽車的不斷發(fā)展，逐漸將電動汽車擠出了歷史舞臺。到了二十世紀(jì)七十年代，由于能源危機的發(fā)生，以及人們對環(huán)境保護的日益重視，對于電動汽車的開發(fā)熱情才又重新點燃起來。近三十年來，世界上許多國家的科研機構(gòu)和諸多跨國汽車企業(yè)，都在不遺余力地對電動汽車進行研究開發(fā)，投入了大量的人力財力，也取得了很多技術(shù)上的進展，但其成效并不能令人滿意，始終未能開發(fā)出一種可供實用的電動汽車來?；谏鲜銮闆r，美國和日本的汽車業(yè)巨頭紛紛宣稱要放棄純電動汽車的開發(fā)。它的具體表現(xiàn)是1)跑不遠一一次充電后的運行距離短，一般在100-150Km，達不到可投入實際應(yīng)用的要求；2)造價高一一據(jù)有關(guān)美國的資料介紹，一輛電動汽車的售價為8萬美元，國內(nèi)某廠的電動汽車的售價為12萬元。但不包括40萬元的蓄電池；3)充電時間長一一般為6-8小時。也曾有資料介紹快速充電的技術(shù)，可將充電時間降低到一小時以內(nèi)，但設(shè)備復(fù)雜，對蓄電池的要求也高。正因為上述原因的存在，而且在短時期內(nèi)難以解決，美國通用公司宣布不再提供電動汽車的出租業(yè)務(wù)，除保
基于上述情況，有必要提供一種新的解決方案，來克服現(xiàn)有電動汽車存在的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于，克服現(xiàn)有電動汽車存在的缺陷，提供一種新的總體設(shè)計思路和具體的解決方案，藉以提高電動汽車的性能，降低其造價，并解決使用過程中的服務(wù)保障，為電動汽車進入商業(yè)化運營提供必要的技術(shù)支持。
本實用新型可以通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)新穎的電動汽車其至少包括傳統(tǒng)汽車中可直接應(yīng)用的部分，通過創(chuàng)新改造的部分和新增加的部分，這三部分有機的結(jié)合構(gòu)成專用的電動汽車平臺。這個專用的電動汽車平臺通過開源節(jié)流，實現(xiàn)“以重量置換能量”的設(shè)想，降低電動汽車的重量，在整備質(zhì)量得到控制的前提下，能大幅度增加蓄電池的裝載量，增加能源存儲量，縮小與燃油汽車在能源存儲上的差距，在整車性能上縮小與燃油汽車的差距，為電動汽車進入商業(yè)化運營提供必要的技術(shù)支持。本實用新型在總體設(shè)計部分中，其至少包括采用新材料一以高分子基復(fù)合材料制作電動汽車車身，采用新結(jié)構(gòu)一以夾芯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體式車身，并擴大應(yīng)用范圍，除了用于復(fù)蓋件和結(jié)構(gòu)件而外，還用于制作功能部件，如減速機箱體。以及采用新的布置方式，采用兩層或三層結(jié)構(gòu)。前艙設(shè)計為雙層結(jié)構(gòu)，上層為電源艙，下層為動力艙；后艙設(shè)計為三層結(jié)構(gòu)，上層為行李艙，中層為電源艙，下層為動力艙。采用合理的總體布置，統(tǒng)籌兼顧到蓄電池裝置、動力配置及傳動裝置等多方面的協(xié)調(diào)，保證驅(qū)動轎的負荷不低于55％，藉以保證整車運行的穩(wěn)定性。
進一步本實用新型采用了電動汽車蓄電池快速更換，恢復(fù)能源存儲的裝置及操作方法，其主要特點是采用了規(guī)范化的電源單元或組合式電源單元，以及相應(yīng)的裝置如滑軌，以及相應(yīng)的地面設(shè)施如運送蓄電池小車，以適應(yīng)蓄電池的快速更換。
進一步本實用新型采用了機電一體化動力單元裝置，由于采用了水冷式電動機，可以將電機的驅(qū)動器、控制器均設(shè)置在電動機的水套上，利用電機水套的強制冷卻，為驅(qū)動器的大功率管散熱，借以取消冷卻風(fēng)扇及散熱器。將電機與驅(qū)動器、控制器結(jié)合為整體，不僅可簡化結(jié)構(gòu)，減輕重量，縮短線路，減少能耗，減少占用空間，還可以簡化維修操作，縮短修理時間。
本實用新型的效果是顯著的1)在解決電動汽車跑不遠的問題上，由于本實用新型采用了控制總量，保持整備質(zhì)量基本不變的前提下，降低了整車的凈重，大幅度增加了蓄電池裝載量，其裝載量可以達到傳統(tǒng)汽車載油量的二十倍，有效地解決了能源不足的矛盾，即使采用能量較低的鉛酸蓄電池，也可以使一次充電后的運行距離達到200-250公里。
2)解決電動汽車造價高的難題上，由于本實用新型采用了多項新結(jié)構(gòu)、新裝置、新技術(shù)，簡化或取消了傳統(tǒng)汽車上的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，因此電動汽車的造價大幅下降，與國外的電動汽車相比，造價約為其1/10。
3)在解決充電時間長問題上，本實用新型采用了快速更換蓄電池的裝置及相應(yīng)的操作方法，可以將補充能源的時間控制在5-10分鐘，其便捷程度可以與傳統(tǒng)汽車的加油相類似或更好。
4)在電機、電控的維修方面，本實用新型采用了機電一體化動力單元裝置，由于電機、電控是一個整體，可以在30鐘內(nèi)更換電控或整套電機一電控裝置。這對于電動汽車的推廣是非常有利的，一旦在使用過程中發(fā)生電機、電控方面的故障，在維修點可以及時排除故障，迅速恢復(fù)電動汽車的正常功能。
5)由于本實用新型采用了蓄電池現(xiàn)場更換隨后充電的方法；蓄電池的充電時間可以選擇在夜晚的用電波谷期間。在這段時間內(nèi)，發(fā)電廠發(fā)出的是難以利用的閑置能源，如果將這些難以利用的閑置能源利用起來，為蓄電池充電，取代需要進口的緊缺石油，對緩解國家的能源緊張，減少外匯支出，保障國家能源安全，會起到不可估量的作用。此外，夜間的電費只有正常電費的40％，對于提高充電站的經(jīng)濟效益，和鼓勵投資建設(shè)充電站，都會有很大的促進作用。
6)本實用新型采用以蓄電池為能源載體的電動汽車，在運行過程中不會產(chǎn)生廢氣排放，不會對周圍環(huán)境造成污染，對于保護城市的環(huán)境是非常有利的。即使是采用鉛酸蓄電池，由于采取了廢舊電池全面回收的辦法，也不會對環(huán)境造成污染。


圖1本實用新型的電動汽車的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖圖2本實用新型的電動汽車的俯視結(jié)構(gòu)示意圖圖3本實用新型的雙電機配置及傳動示意圖圖4本實用新型的多電機配置及傳動示意圖圖5本實用新型的多電機配置及傳動示意圖圖6本實用新型的機電一體化動力單元示意圖，圖6A為電機、控制器的正視圖，圖6B為局部剖開的側(cè)視圖圖7本實用新型的蓄電池快速更換裝置示意圖圖8本實用新型的高電壓動力型蓄電池的示意圖圖9本實用新型的高電壓鉛酸蓄電池的極板示意圖圖號說明前電源艙-101復(fù)合材料車身-102載人艙-103 后電源艙-105行李艙-106 蓄電池-107驅(qū)動電機-108傳動軸-109減速器箱-110超越離合器-301電機水套-601驅(qū)動器-602控制器-603 蓄電池運送小車-701滑軌-702復(fù)合材料極板-801蓄電池隔板-802 電解液-803鉛箔-901正極涂膏-902負極涂膏-904格柵-90具體實施方式
圖1、圖2為本實用新型的一個實施例，圖1為實施例電動轎車的側(cè)視圖，圖2為其俯視圖，其外形與傳統(tǒng)的三廂式轎車是類似的，中部的載人艙與傳統(tǒng)轎車是相同的。在總體布置上采取了以蓄電池為中心的指導(dǎo)思想，除了對載人艙103保持其空間基本不變而外，在前艙設(shè)前電源艙101，設(shè)置蓄電池107共3組，在后艙設(shè)置有后電源艙105于行李艙106的下面，設(shè)置蓄電池共2組，以滿足大量的蓄電池的裝載，同時還可滿足驅(qū)動橋具有足夠的軸負荷。
電動汽車的車身采用了復(fù)合材料，其結(jié)構(gòu)采用了以夾芯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，為一次成型的整體式車身102。
為了適應(yīng)總體布置的要求，本實施例采用了小型化的驅(qū)動電機，在布置上采用了疊層結(jié)構(gòu)，如圖1所示，在前艙的橫隔板以上為前電源艙101，隔板下為驅(qū)動電機的動力艙，設(shè)置有減速箱110和驅(qū)動電機108，采用了雙層布置；在后艙上層為行李艙106，下面為電源艙105。如果采用4×4驅(qū)動方案，則在后電源艙下設(shè)置驅(qū)動電機及減速箱。
本實用新型在動力裝置的選擇方面，采用了兩個或兩個以上的驅(qū)動電機，如圖3、圖4及圖5所示，采用的電機分別為2個、3個或4個。在本實施例中，采用了雙電機前置，如圖3所示，分別驅(qū)動兩個前行走輪。如圖1所示，減速器箱110是設(shè)置在前電源艙的底板下，驅(qū)動電機108直接裝在減速器上。本實用新型在傳動方式上采用了先進的電子技術(shù)，以及簡化的傳動模式。在實施例中未設(shè)置傳統(tǒng)的變速箱，而是以驅(qū)動電機控制器的速度控制，取代傳統(tǒng)的機械式變速箱；也未設(shè)置傳統(tǒng)的差速器，而是利用電子差速器，取代傳統(tǒng)的機械式差速器。因此在本實施例中，傳動機構(gòu)變得十分簡潔，由驅(qū)動電機108到行走輪，只經(jīng)過一對齒輪組成的減速器110及傳動軸109，而沒有設(shè)置包括離合器、變速箱、傳動軸、后橋、差速器等構(gòu)成的復(fù)雜傳動鏈。這不僅簡化了機構(gòu)，減少了占用空間，而且降低了能耗，減輕了重量，降低了造價。
在本實施例中采用的電機為水冷式電機，如圖6所示，圖6A為電機的正視圖，圖61B為局部剖開的側(cè)視圖，在電機108外殼的外面，設(shè)置有冷卻水套601，采用強制冷卻帶走電機在工作過程中產(chǎn)生的熱量，保證電機在過載條件下工作時，其溫度控制在80℃以內(nèi)。同時將電機的驅(qū)動器602直接設(shè)置在電機的水套601上，利用電機的水冷裝置為驅(qū)動器散熱，而不再需要設(shè)置驅(qū)動器散熱器和冷卻風(fēng)扇。這不僅可以簡化結(jié)構(gòu)，減少能耗，而且在發(fā)生故障時，可以將電機-電控裝置拆除，更換新的裝置，在30分鐘內(nèi)就可以完成，為社會化的快速維修保障提供必要的條件。
本實施例在電源配置方面，采用了高能量的高電壓鉛酸蓄電池，如圖8、圖9所示，圖中801為復(fù)合材料極板，是由鉛箔901及兩面的格柵901構(gòu)成的，極板的一面涂有正極涂膏902，另一面涂有負極涂膏904，兩塊極板的邊框部分予以密封，其間為隔板802及電解液803，并以此形成獨立的電化學(xué)單元。按順序疊合，多個單元的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，就構(gòu)成了高電壓蓄電池。本實施例采用的蓄電池組的電壓為300V，容量為18A.H，電源組由5只電池并聯(lián)而成，如圖2、圖7所示，圖中蓄電池107在前艙中設(shè)3只，在后艙中設(shè)2只。蓄電池的總重量480Kg，儲存能量27KVA。一次充電后的運行距離可達220-250Km(不帶空調(diào)，V＝50Km/hr)。
此外，本實施例還采用了快速更換蓄電池的裝置及相應(yīng)的操作方法，如圖7所示，規(guī)范化的蓄電池107設(shè)置在電源艙中的滑軌上，地面設(shè)置有運送蓄電池小車，圖中電池運送小車701與電動轎車對接后，轎車電源艙中的滑軌702，與運送小車中的滑軌702接軌，電池可以平滑地由電動轎車的電源艙中，轉(zhuǎn)移到運送小車上，也可由運送小車轉(zhuǎn)移到電動轎車上去，以完成電池的轉(zhuǎn)換。這也就解決了電動汽車快速補充能源的難題，可以在5-10分鐘內(nèi)恢復(fù)電動汽車的能源存儲，從而為電動汽車的社會化保障網(wǎng)絡(luò)的建立提供了必要的技術(shù)支持，為電動汽車進入實用提供了必要的條件。
權(quán)利要求1)一種結(jié)構(gòu)新穎的電動汽車，其外形與傳統(tǒng)的三廂式轎車是類似的，在復(fù)合材料的車身中，設(shè)置有傳統(tǒng)的汽車中可直接應(yīng)用的部分，以及通過創(chuàng)新改造和新增加的部分，中部的載人艙(103)與傳統(tǒng)轎車是相同的，其特征在于在總體布置上采用了多層結(jié)構(gòu)，前艙設(shè)計為雙層結(jié)構(gòu)，上層為前電源艙(101)，安裝蓄電池(107)，下層為動力艙，安裝驅(qū)動電機(108)及減速器(110)；后艙設(shè)計為三層結(jié)構(gòu)，上層為行李艙，中層為后電源艙，下層為動力艙。
2)如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)新穎的電動汽車，其特征在于采用的復(fù)合材料車身(102)，在結(jié)構(gòu)上采用了以夾芯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，該車身是一次成型的整體式車身。
3)如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)新穎的電動汽車，其特征于采用的驅(qū)動電機是小型化的水冷電機，在電機殼體的外面設(shè)置有水套(601)，電機驅(qū)動器(602)、控制器(603)直接設(shè)置在電機的冷卻水套上。
4)如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)新穎的電動汽車，其特征在于在電動汽車上設(shè)置有可供快速更換蓄電池的裝置，包括采用了規(guī)范化的蓄電池(107)及相應(yīng)的有關(guān)裝置如滑軌(702)，蓄電池安置在滑軌上，及地面車輔助設(shè)施，如運送電池小車(701)，在小車上也設(shè)置有相應(yīng)的滑軌(702)。
專利摘要一種結(jié)構(gòu)新穎的電動汽車，涉及到電動汽車的改進。其形狀與傳統(tǒng)的三廂式轎車相類似，設(shè)置有傳統(tǒng)汽車中可直接應(yīng)用的部分，以及通過創(chuàng)新改造和新增加的部分。在總體布置上，中部的載人艙與傳統(tǒng)轎車是相同的，前艙與后艙均采用了多層結(jié)構(gòu)。所采用的車身為復(fù)合材料車身，以夾芯結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，是一次成型的整體式結(jié)構(gòu)。在車身上設(shè)置有可供快速更換蓄電池的裝置，包括規(guī)范化的蓄電池及滑軌，及運送蓄電池的小車和相應(yīng)的滑軌。在驅(qū)動電機上設(shè)有水套，電機驅(qū)動器、控制器均設(shè)置在水套上，藉以簡化結(jié)構(gòu)，便于維修。本實用新型通過總體設(shè)計和具體結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新，減輕了電動汽車的重量，提高整車的性能，為實際應(yīng)用提供了必要的條件。本實用新型主要適用于電動轎車。
文檔編號B60K6/00GK2714362SQ200420048430
公開日2005年8月3日 申請日期2004年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月12日
發(fā)明者于耀慶, 于賓, 陳乃明 申請人:于耀慶