一種電引擎式里程預警新能源汽車的制作方法
【專利摘要】一種電引擎式里程預警新能源汽車屬新能源汽車領域，是國家七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一，其能量體系1由電驅動系統(tǒng)2、空調系統(tǒng)3、里程預警系統(tǒng)4、輔助電子電器設備5、能源系統(tǒng)6組成。電驅動系統(tǒng)2采用電引擎裝置及控制策略實現提高動力電池電容量的利用效率與提高整車駕駛操控性能；里程預警系統(tǒng)4實現前往目的地的事前預警(電量是否滿足往返或單程條件、當前道路擁擠情況)；提出了備用能源原材料一一氧化鈣(CaO)與水(H2O)，主要用于汽車空調制熱和經熱電轉換裝置為電引擎式里程預警新能源汽車提供動力能源，進而提出以碳(C)為中心的有機介質能源循環(huán)體系向以鈣(Ca)為中心的無機介質能源循環(huán)體系轉變。
【專利說明】一種電引擎式里程預警新能源汽車 一、

【技術領域】
[0001] 本案屬新能源汽車領域，是國家七大戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一。 二、

【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)的電動汽車，其采用旋轉電機作為驅動系統(tǒng)動力源，這種方案缺點是嚴重降 低動力電池電容量的利用效率，原因如下：
[0003] 要讓電機做旋轉運動（如果不是輪轂電機，根據想對運動原理，可以理解為轉子 靜止，定子做反向旋轉運動），需滿足兩個條件：第一個條件是旋轉切向速度；第二個條件 是向心力。因為沿著向心力的方向沒有位移，故向心力不產生有用功，也不產生有用功率。 但向心力是由動力電池供電維持，當動力電池電量下降到不能維持向心力時，電機因旋轉 條件不滿足而將失去動力。這意味著動力電池電容量的利用效率是很低的。
[0004]物理學左手定則是電機的重要基礎理論之一。根據右手定則，通電直導線周圍布 滿封閉磁力線，如果右手大拇指指向通電導線電流方向，則握住通電直導線的右手其余四 指的指向就是封閉磁力線的旋向，此時，若把通電直導線放置于磁場中，且通電直導線垂直 于磁場中磁力線的方向，那么，根據封閉磁力線獨占性特點，通電直導線產生的封閉磁力線 與磁場中封閉磁力線將產生力的作用，如果通電直導線產生的封閉磁力線旋向與磁場中封 閉磁力線旋向相同，將產生吸引力；如果通電直導線產生的封閉磁力線旋向與磁場中封閉 磁力線旋向相反，將產生排斥力。綜合分析通電直導線產生的封閉磁力線與磁場中封閉磁 力線產生的力，發(fā)現除了產生物理學左手定則所描述的力外，還將沿通電直導線垂直的磁 場磁力線方向（N-S或S-N)產生大小相等、方向相反的分力。雖然沿通電直導線垂直 的磁場磁力線方向的合力是零，位移為〇,但這些分力可以被認為是不做功的力，如果磁場 是由線圈產生，且線圈由動力電池供電，則這些分力的存在意味著動力電池電容量的利用 效率是低的。
[0005] 另外，傳統(tǒng)電動汽車電驅動電機控制策略：根據目標轉速（由電動汽車速度調節(jié) 踏板提供）和電機線圈內電流，并采用各種控制算法（例如：PID算法），使得電動汽車當前 轉速（速度）跟隨目標轉速（速度）。這種控制策略缺點是非常明顯的，當電機的負載扭矩 因路況而波動，且這種波動是隨機性的，則電動汽車當前轉速（速度）也跟隨電機負載扭矩 的波動而波動，導致電動汽車駕駛操控性能下降。
[0006] 當前的電動汽車，還有一個缺點：當電動汽車在半途中沒電了，導致不能到達目的 地。這將給駕乘人員帶來巨大的困難與心理壓力，這是目前電動汽車不被消費者認可的主 要原因之一。
[0007] 為此，本案綜合考慮上述因素，提出一種全新的電動汽車方案，這就是一種電引擎 式里程預警新能源汽車，將徹底解決上述電動汽車缺點。 三、


【發(fā)明內容】

[0008]本案目的是提供一種全新的電動汽車設計方案---種電引擎式里程預警新能 源汽車，克服目前傳統(tǒng)電動汽車的上述缺點。
[0009] 本案是一種電引擎式里程預警新能源汽車，其能量體系1由電驅動系統(tǒng)2、空調系 統(tǒng)3、里程預警系統(tǒng)4、輔助電子電器設備5、能源系統(tǒng)6組成，如圖1，能量體系1是實現電 引擎式里程預警新能源汽車載運功能。
[0010] 電驅動系統(tǒng)2由電引擎21、離合器22、變速器23、萬向節(jié)24、傳動軸25、后橋總成 29、驅動輪27組成，其中，后橋總成29又由后橋輸入軸26、主減速器291、差速器210、半軸 28組成，如圖2,電驅動系統(tǒng)2是實現電引擎式里程預警新能源汽車轉動行駛功能。
[0011] 電引擎21借鑒電力發(fā)動機（專利號：201010171217.0)技術，由支架211、曲軸 212、一缸連桿213、二缸連桿214、一缸活塞215、缸體216、二缸活塞217、一缸電磁鐵組件 218、二缸電磁鐵組件219、電子控制器2110、四缸電磁鐵組件2111、三缸電磁鐵組件2112、 四缸活塞2113、三缸活塞2114、三缸連桿2115、四缸連桿2116、霍爾定位傳感器2117組成。 電磁鐵組件包括缸蓋線圈與缸體線圈，一缸活塞215內部嵌入永久磁鐵，永久磁鐵N極上，S 極下；二缸活塞217內部嵌入永久磁鐵，永久磁鐵N極上，S極下；三缸活塞2114內部嵌入 永久磁鐵，永久磁鐵N極上，S極下；四缸活塞2113內部嵌入永久磁鐵，永久磁鐵N極上，S 極下，如圖3,電引擎21可以代替目前傳統(tǒng)電動汽車的旋轉電機，充分利用電磁鐵組件線圈 內磁場磁力線與嵌入活塞內的永久磁鐵內部的磁場磁力線產生的最大吸引力或最大排斥 力做功，因活塞（含永久磁鐵）的位移方向與最大吸引力或最大排斥力方向相同，近乎動力 電池613所有的電能都轉變?yōu)闄C械能，所以電引擎21間接實現提高動力電池電容量的利用 效率，使得在同等動力電池參數及車型參數條件下電引擎式里程預警新能源汽車一次續(xù)航 里程比傳統(tǒng)電動汽車一次續(xù)航里程更遠。電引擎21冷卻系統(tǒng)的部分冷卻回路水管316位 于空調系統(tǒng)3之熱交換裝置315內部，與熱交換裝置315內散熱器313水管底部內的水熱 交換，通過散熱器313間接實現電引擎式里程預警新能源汽車室內制熱，如圖7。
[0012] 電引擎21控制策略借鑒一種電動汽車電驅動電子控制裝置（專利號： 201410271132.8)技術，由設定目標轉速信號輸入裝置21101、電驅動當前轉速傳感器 21102、電驅動電子控制單元21103、電驅動旋轉輸出軸負載扭矩傳感器21104、電驅動調速 驅動模塊21105組成，如圖4,設定目標轉速信號輸入裝置21101由駕駛人員控制，其功用如 同傳統(tǒng)電噴燃油汽車的油門踏板，為電驅動電子控制單元21103提供駕駛人員設定電驅動 目標轉速信號；電驅動當前轉速傳感器21102采集電驅動當前實際轉速，為電驅動電子控 制單元21103提供電驅動當前實際轉速信號；電驅動旋轉輸出軸負載扭矩傳感器21104采 樣電驅動負載，以負載扭矩的物理量提供給電驅動電子控制單元21103 ;電驅動調速驅動 模塊21105是電力電子執(zhí)行機構，接收電驅動電子控制單元21103發(fā)出的占空比指令，控制 電引擎21線圈繞組供電時間與斷電時間。電引擎21控制策略在工作中能夠實現每時每刻 調控電引擎式里程預警新能源汽車電驅動系統(tǒng)2驅動功率與負載需求功率相匹配，因負載 扭矩波動而導致的負載需求功率波動采用動態(tài)補償機制，因此，電引擎式里程預警新能源 汽車當前轉速（速度）將不跟隨電引擎21負載扭矩的波動而波動，設定目標轉速信號輸入 裝置21101 (調速踏板）能鎖定電引擎式里程預警新能源汽車當前轉速（速度），即電引擎 21控制策略實現提高電引擎式里程預警新能源汽車駕駛操控性能。
[0013] 空調系統(tǒng)3借鑒新能源汽車冷暖空調（專利號：201020683016. 7)技術，由制冷 系統(tǒng)和制熱系統(tǒng)組成，其中制冷系統(tǒng)又由固定場所部分和隨車部分組成，固定場所部分主 要包含壓縮機38、冷凝器37、閥門310、液化制冷劑儲液罐36,如圖5,隨車部分主要包含液 化制冷劑儲液罐36、閥門310、蒸發(fā)器311，如圖6 ;制熱系統(tǒng)主要包含保暖水箱31、散熱器 313、放水閥門314、熱交換裝置315,如圖7,其中，熱交換裝置315包含散熱器313底部、電 引擎21部分冷卻回路水管316、備用能源分系統(tǒng)62之加熱器622之部分熱能輸送回路水 管317,熱交換裝置315內還充滿熱交換介質，熱交換介質包括但不限于空氣、水。壓縮機 38、冷凝器37、閥門310、液化制冷劑儲液罐36經管道連接，構成新能源汽車冷暖空調制冷 系統(tǒng)之固定場所部分，負責把制冷劑由氣態(tài)變成液態(tài)，充入液化制冷劑儲液罐36;液化制 冷劑儲液罐36、閥門310、蒸發(fā)器311經管道連接，構成新能源汽車冷暖空調制冷系統(tǒng)之隨 車部分，負責把制冷劑由液態(tài)變成氣態(tài)，帶走車廂熱量；保暖水箱31、散熱器313、放水閥門 314經管道連接，構成新能源汽車冷暖空調制熱系統(tǒng)，負責為車廂供暖，隔板32把保暖水箱 31隔成兩水槽，兩水槽經管道和散熱器313相連通。該空調系統(tǒng)3能實現電引擎式里程預 警新能源汽車室內制冷與制熱，且實現壓縮、冷凝工作與蒸發(fā)工作相分離，且獨立工作。
[0014] 里程預警系統(tǒng)4,由定位系統(tǒng)數據接收模塊41、電子地圖導航模塊42、電池管理系 統(tǒng)（BMS)611、主控制器43、人機信息輸入終端44、人機視頻與音頻輸出終端45組成，如圖 8,里程預警系統(tǒng)4實現電引擎式里程預警新能源汽車在當前位置前往目標位置之前預警， 包括但不限于當前所剩電量是否支持前往目標位置，是否支持往返程，指示當前位置與目 標位置的最優(yōu)路徑及最優(yōu)路徑路面交通擁擠狀況，且指示離當前位置最近的充電站位置及 充電站內充電樁空余數量。
[0015] 能源系統(tǒng)6,由動力電池分系統(tǒng)61、備用能源分系統(tǒng)62組成，動力電池分系統(tǒng)61 由電池管理系統(tǒng)（BMS) 611、快速充電輔助裝置612、動力電池613組成；備用能源分系統(tǒng)62 由熱電轉換裝置621、熱源池622、備用能源原材料623組成，備用能源原材料623是氧化鈣 (Ca0)與水（H20)，如圖9,實現為電引擎式里程預警新能源汽車提供能源。
[0016] 快速充電輔助裝置612借鑒鯉境充電輔助裝置（專利號：201210021563.X)技術， 由電源接頭6121、導線6122、金屬材料蓋板6123、絕緣塑料線圈支架6124、金屬材料底板 6125、動力電池613、線圈6127組成，電源接頭6121通過導線6122中的兩根直流高壓電線 與線圈6127相連，為線圈6127提供高壓直流電源，使得線圈6127產生磁力線，線圈6127 內部產生的磁力線方位為上下方位；電源接頭6121通過導線6122中的兩根直流電線與動 力電池613正、負極相連，為動力電池613提供合適的直流電源，對動力電池613充電；動力 電池613擺放位置應保持動力電池613正負電極間電場線方位與線圈6127加電后產生磁 場的磁力線方位垂直，如圖10,快速充電輔助裝置612實現對動力電池613快速充電，充電 過程中使動力電池613電化學反應更充分、更迅速，動力電池613充電過程中的氧化還原化 學反應，其電子也是在不同電場勢能的能量層躍遷，化學反應物（正離子）受力，不斷的被 推離化學反應參與物之間，改變動力電池613正、負電極上化學聚合物生長路徑和方向，使 得動力電池613內阻在充電過程中維持在初始充電狀態(tài)下的低值，便于以初始大電流充電 方式持續(xù)為動力電池613充電；同時，也保持化學反應參與物之間最大程度接觸，縮短充電 過程中動力電池613氧化還原化學反應時間。
[0017] 熱電轉換裝置621借鑒鯉境電能發(fā)生裝置（專利號：201110370242. 6)技術，由左 磁鐵6211、長方體導體6212、加熱裝置6213、右磁鐵6214組成，如圖11，加熱裝置6213內 放入備用能源原材料623,即氧化鈣（Ca0)與水（H20)，通過氧化鈣（Ca0)與水（H20)化學反 應產生大量的熱量來對長方體導體6212上、下方位加熱，則長方體導體6212中的電子獲 得能量而活躍，在長方體導體6212內不同能量層作無序的躍遷和碰撞，表現為長方體導體 6212的導熱特性，此時，在長方體導體6212的左右方位加磁場，根據物理學左手定則與相 對運動原理，長方體導體6212中的電子將定向躍遷，躍遷方位同時垂直于加熱方位（上下 方位）和磁場磁力線方位（左右方位），即前后方位，換言之，將在長方體導體6212前后方 位產生電勢差，形成電壓，為電引擎式里程預警新能源汽車提供能源，因此，熱電轉換裝置 621實現代替動力電池613為電引擎式里程預警新能源汽車提供能源。
[0018] 熱源池622與空調系統(tǒng)3之熱交換裝置315內熱源池622部分熱能輸送回路水管 317連接，如圖12,熱源池622內放入備用能源原材料623,即氧化鈣（Ca0)與水（H20)，氧化 鈣（Ca0)與水（H20)化學反應產生大量的熱量對熱能輸送回路水管中的水加熱，加熱后的 水再被泵送到熱交換裝置315內部分熱能輸送回路水管317,與熱交換裝置315內散熱器 313水管底部內的水熱交換，通過散熱器313間接實現電引擎式里程預警新能源汽車室內 制熱，因此，熱源池622實現代替空調系統(tǒng)3之制熱系統(tǒng)之熱源為電引擎式里程預警新能源 汽車室內制熱。
[0019] 為了實現清潔能源、資源可持續(xù)發(fā)展，本案構思出備用能源分系統(tǒng)62清潔能源、 資源循環(huán)利用方案，備用能源原材料623,即氧化鈣（Ca0)與水（H20)，化學反應生成物是氫 氧化鈣【Ca(0H)2】，氫氧化鈣【Ca(0H)2】與空氣中的二氧化碳（C02)化學反應生成物是碳酸鈣 (CaC03)與水（H20)，此化學反應在自然條件下進行，化學反應周期也在用戶可承受范圍，碳 酸鈣（CaC03)在一大氣壓下加熱到900°C會分解成氧化鈣（Ca0)和二氧化碳（C02)，而氧化鈣 (Ca0)與水（H20)又是本案備用能源原材料623。為此，本案提供三種加熱碳酸鈣（CaC03)制 備氧化鈣（Ca0)方法，第一，凹鏡加熱法，利用太陽能加熱碳酸鈣（CaC03)制備氧化鈣（Ca0)， 由追光裝置71、水平角旋轉支架72、俯仰角調節(jié)推桿73、凹鏡74、凹鏡焦點之承托支架75、 碳酸鈣（CaC03) 76組成；第二，凸透鏡加熱法，利用太陽能加熱碳酸鈣（CaC03)制備氧化鈣 (Ca0)，由追光裝置711、水平角旋轉支架710、俯仰角調節(jié)推桿79、凸透鏡77、凸透鏡焦點之 承托支架78、碳酸鈣（CaC03) 76組成；第三，直接加熱法，由加熱裝置712與碳酸鈣（CaC03) 76 組成，如圖13,三種方法都實現了加熱碳酸鈣（CaC03)制備氧化鈣（Ca0)，如果三種加熱方 法是為備用能源分系統(tǒng)62儲蓄能量過程（相當于動力電池充電過程），那么，利用氧化鈣 (Ca0)與水（H20)化學反應產生大量的熱來發(fā)電或制熱就是備用能源分系統(tǒng)62釋放能量過 程（相當于動力電池放電過程），因此，備用能源分系統(tǒng)62實現低碳而清潔能源、資源循環(huán) 利用，且實現低碳而清潔能源、資源可持續(xù)發(fā)展。 四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 為了使本案的內容更容易被清楚的理解，下面結合附圖，對本案作進一步詳細的 說明，其中
[0021] 圖1是本案能量體系總框圖；
[0022] 圖2是本案電驅動系統(tǒng)示意圖；
[0023] 圖3是本案電引擎工作原理示意圖；
[0024] 圖4是本案電引擎控制策略拓撲架構及工作原理示意圖；
[0025] 圖5是本案制冷系統(tǒng)固定場所部分結構示意圖；
[0026] 圖6是本案制冷系統(tǒng)隨車部分結構示意圖；
[0027] 圖7是本案制熱系統(tǒng)結構示意圖；
[0028] 圖8是本案里程預警系統(tǒng)拓撲架構及工作原理示意圖；
[0029] 圖9是本案能源系統(tǒng)框圖；
[0030] 圖10是本案快速充電輔助裝置工作原理示意圖；
[0031] 圖11是本案熱電轉換裝置工作原理示意圖；
[0032] 圖12是本案熱源池之工作原理示意圖；
[0033] 圖13是本案加熱碳酸鈣（CaC03)制備氧化鈣（Ca0)方法示意圖。 五、【具體實施方式】
[0034] 本案是一種電引擎式里程預警新能源汽車，用于替代傳統(tǒng)汽車和傳統(tǒng)電動汽車， 在能量體系1中，由能源系統(tǒng)6通過各種規(guī)格導線為電驅動系統(tǒng)2、里程預警系統(tǒng)4、輔助電 子電器設備5提供電源；由能源系統(tǒng)6通過熱能輸送回路水管為空調系統(tǒng)3提供補充備用 熱源，如圖1。
[0035] 所述電驅動系統(tǒng)2包括：電引擎21、連接于電引擎21中的曲軸212上的飛輪、設于 飛輪上的離合器22、與離合器22的輸出軸相連的變速箱23、與變速箱23的輸出軸經萬向 節(jié)24傳動連接的傳動軸25、經另一萬向節(jié)24與傳動軸25傳動連接的后橋總成29中的后橋 輸入軸26、與后橋輸入軸26花鍵連接的主減速器291的主動圓錐齒輪、與主減速器291的 主動圓錐齒輪嚙合連接的主減速器291的從動圓錐齒輪、行星輪支架固定于主減速器291 的從動圓錐齒輪小端面的差速器210、與差速器210花鍵連接的半軸28、與半軸28另一端 連接的驅動輪27,如圖2與圖3,其中，主減速器291也可設置在驅動輪；飛輪外緣的齒圈與 一啟動系統(tǒng)的驅動齒輪嚙合。該啟動系統(tǒng)采用現有技術中的與現有的汽油發(fā)動機配套使用 的啟動系統(tǒng)。
[0036] 所述電引擎21包括：支架211、受支架211支撐的曲軸212、與曲軸212傳動連接的 一缸連桿213、與曲軸212傳動連接的二缸連桿214、與曲軸212傳動連接的三缸連桿2115、 與曲軸212傳動連接的四缸連桿2116、與一缸連桿213傳動連接的一缸活塞215、與二缸連 桿214傳動連接的二缸活塞217、與三缸連桿2115傳動連接的三缸活塞2114、與四缸連桿 2116傳動連接的四缸活塞2113、以曲軸212主軸頸軸線為中心等距離布置且與各缸活塞構 成移動副的缸體216、設于缸體216的上端及周圍且與一缸缸孔及一缸活塞215同軸心線的 一缸電磁鐵組件218、設于缸體216的上端及周圍且與二缸缸孔及二缸活塞217同軸心線的 二缸電磁鐵組件219、設于缸體216的上端及周圍且與三缸缸孔及三缸活塞2114同軸心線 的三缸電磁鐵組件2112、設于缸體216的上端及周圍且與四缸缸孔及四缸活塞2113同軸 心線的四缸電磁鐵組件2111、經導線分別與各缸電磁鐵組件線圈連接的電子控制器2110、 經導線與連接電子控制器2110的霍爾定位傳感器2117 ;所述霍爾定位傳感器2117安裝于 曲軸212主軸頸圓柱面附近，當某缸活塞到達上止點或下止點時，嵌于曲軸212主軸頸圓柱 面的永久磁鐵必須位于霍爾定位傳感器2117正下方；所述霍爾定位傳感器2117也可安裝 于曲軸212上的飛輪齒頂附近，當某缸活塞到達上止點或下止點時，嵌于曲軸212上的飛輪 齒頂的永久磁鐵必須位于霍爾定位傳感器2117正下方；所述電磁鐵組件（218、219、2112、 2111)包括缸蓋線圈與缸體線圈，缸體線圈軸線長度至少是活塞的行程，安裝起始位置是 活塞處于下止點時活塞頂端所對應的缸體圓柱外表面的位置；所述活塞（215、217、2114、 2113)，其內部嵌入永久磁鐵，永久磁鐵N極上，S極下，如圖3 ;所述電引擎21冷卻系統(tǒng)的 部分冷卻回路水管316位于空調系統(tǒng)3之熱交換裝置315內部。所述電引擎21工作時，一 缸電磁鐵組件218線圈接入正向電流，一缸活塞215上行；一缸電磁鐵組件218線圈接入反 向電流，一缸活塞215下行；二缸電磁鐵組件219線圈接入正向電流，二缸活塞217上行；二 缸電磁鐵組件219線圈接入反向電流，二缸活塞217下行；三缸電磁鐵組件2112線圈接入 正向電流，三缸活塞2114上行；三缸電磁鐵組件2112線圈接入反向電流，三缸活塞2114下 行；四缸電磁鐵組件2111線圈接入正向電流，四缸活塞2113上行；四缸電磁鐵組件2111線 圈接入反向電流，四缸活塞2113下行。采用所述啟動系統(tǒng)驅動所述曲軸212上的飛輪，以使 曲軸212轉動，所述電引擎21運轉過程由電子控制器2110監(jiān)測、運算、控制，當電子控制器 2110經霍爾定位傳感器2117探測到一缸活塞215下行至下止點位置，電子控制器2110先 控制一缸電磁鐵組件218線圈、三缸電磁鐵組件2112線圈斷電，然后控制一缸電磁鐵組件 218線圈接入正向電流、三缸電磁鐵組件2112線圈接入反向電流、二缸電磁鐵組件219線圈 接入正向電流、四缸電磁鐵組件2111線圈接入反向電流；當電子控制器2110經霍爾定位傳 感器2117探測到四缸活塞2113下行至下止點位置，電子控制器2110先控制二缸電磁鐵組 件219線圈、四缸電磁鐵組件2111線圈斷電，然后控制四缸電磁鐵組件2111線圈接正向電 流、二缸電磁鐵組件219線圈接入反向電流、一缸電磁鐵組件218線圈接入正向電流、三缸 電磁鐵組件2112線圈接入反向電流；當電子控制器2110經霍爾定位傳感器2117探測到三 缸活塞2114下行至下止點位置，電子控制器2110先控制一缸電磁鐵組件218線圈、三缸電 磁鐵組件2112線圈斷電，然后控制一缸電磁鐵組件218線圈接入反向電流、三缸電磁鐵組 件2112線圈接入正向電流、二缸電磁鐵組件219線圈接入反向電流、四缸電磁鐵組件2111 線圈接入正向電流；當電子控制器2110經霍爾定位傳感器2117探測到二缸活塞217下行 至下止點位置，電子控制器2110先控制二缸電磁鐵組件219線圈、四缸電磁鐵組件2111線 圈斷電，然后控制四缸電磁鐵組件2111線圈接反向電流、二缸電磁鐵組件219線圈接入正 向電流、一缸電磁鐵組件218線圈接入反向電流、三缸電磁鐵組件2112線圈接入正向電流， 如此循環(huán)，從而使各缸活塞經相應的連桿及所述的曲軸212運轉以帶動所述飛輪輸出扭矩 與轉速，飛輪通過離合器22、變速箱23、萬向節(jié)24、傳動軸25、另一萬向節(jié)24、后橋總成29 中的后橋輸入軸26、主減速器291、差速器210、半軸28、驅動輪27,從而驅動電引擎式里程 預警新能源汽車。
[0037]所述電引擎21控制策略拓撲架構包括：電驅動電子控制單元21103、與電驅動 電子控制單元21103經導線連接的目標轉速信號輸入裝置21101、與電驅動電子控制單元 21103經導線連接的電驅動當前轉速傳感器21102、與電驅動電子控制單元21103經導線連 接的電驅動旋轉輸出軸負載扭矩傳感器21104、與電驅動電子控制單元21103經導線連接 的電驅動調速驅動模塊21105,如圖4,所述控制策略在電驅動電子控制單元21103中運行， 在運行中，設定目標轉速信號輸入裝置21101由駕駛人員控制，其功用如同傳統(tǒng)電噴燃油 汽車的油門踏板，為電驅動電子控制單元21103提供駕駛人員設定電驅動目標轉速信號； 電驅動當前轉速傳感器21102采集電驅動當前實際轉速，為電驅動電子控制單元21103提 供電驅動當前實際轉速信號；電驅動旋轉輸出軸負載扭矩傳感器21104采樣電驅動負載， 以負載扭矩的物理量提供給電驅動電子控制單元21103 ;電驅動調速驅動模塊21105是電 力電子執(zhí)行機構，接收電驅動電子控制單元21103發(fā)出的占空比指令，控制電引擎21線圈 繞組供電時間與斷電時間；所述電引擎21控制策略在工作中能夠實現每時每刻調控電引 擎式里程預警新能源汽車電驅動系統(tǒng)2驅動功率與負載需求功率相匹配，采用動態(tài)補償負 載扭矩波動而導致的負載需求功率波動；所述電引擎21控制策略具體算法實現如下： [0038] 電動汽車電驅動驅動功率Pd，單位為瓦

【權利要求】
1. 一種電引擎式里程預警新能源汽車，其特征在于包括：由能源系統(tǒng)6通過各種規(guī)格 導線為電驅動系統(tǒng)2、里程預警系統(tǒng)4、輔助電子電器設備5提供電源；由能源系統(tǒng)6通過熱 能輸送回路水管為空調系統(tǒng)3提供補充備用熱源； 所述的電驅動系統(tǒng)2,其特征在于包括：電引擎21、連接于電引擎21中的曲軸212上的 飛輪、設于飛輪上的離合器22、與離合器22的輸出軸相連的變速箱23、與變速箱23的輸出 軸經萬向節(jié)24傳動連接的傳動軸25、經另一萬向節(jié)24與傳動軸25傳動連接的后橋總成 29中的后橋輸入軸26、與后橋輸入軸26花鍵連接的主減速器291的主動圓錐齒輪、與主減 速器291的主動圓錐齒輪嚙合連接的主減速器291的從動周錐齒輪、行星輪支架固定于主 減速器291的從動圓錐齒輪小端面的差速器210、與差速器210花鍵連接的半軸28、與半軸 28另一端連接的驅動輪27,其中，主減速器291也可設置在驅動輪； 所述的飛輪外緣的齒圈與一啟動系統(tǒng)的驅動齒輪哨合； 所述的電引擎21，其特征在于包括：支架211、受支架211支撐的曲軸212、與曲軸212 傳動連接的一缸連桿213、與曲軸212傳動連接的二缸連桿214、與曲軸212傳動連接的三 缸連桿2115、與曲軸212傳動連接的四缸連桿2116、與一缸連桿213傳動連接的一缸活 塞215、與二缸連桿214傳動連接的二缸活塞217、與三缸連桿2115傳動連接的三缸活塞 2114、與四缸連桿2116傳動連接的四缸活塞2113、以曲軸212主軸頸軸線為中心等距離布 置且與各缸活塞構成移動副的缸體216、設于缸體216的上端及周圍且與一缸缸孔及一缸 活塞215同軸心線的一缸電磁鐵組件218、設于缸體216的上端及周圍且與二缸缸孔及二缸 活塞217同軸心線的二缸電磁鐵組件219、設于缸體216的上端及周圍且與三缸缸孔及三 缸活塞2114同軸心線的三缸電磁鐵組件2112、設于缸體216的上端及周圍且與四缸缸孔 及四缸活塞2113同軸心線的四缸電磁鐵組件2111、經導線分別與各缸電磁鐵組件線圈連 接的電子控制器2110、經導線與連接電子控制器2110的霍爾定位傳感器2117 ;所述霍爾定 位傳感器2117安裝于曲軸212主軸頸圓柱面附近，當某缸活塞到達上止點或下止點時，嵌 于曲軸212主軸頸圓柱面的永久磁鐵必須位于霍爾定位傳感器2117正下方；所述霍爾定位 傳感器2117也可安裝于曲軸212上的飛輪齒頂附近，當某缸活塞到達上止點或下止點時， 嵌于曲軸212上的飛輪齒頂的永久磁鐵必須位于霍爾定位傳感器2117正下方；所述電磁鐵 組件（218、219、2112、2111)包括缸蓋線圈與缸體線圈，缸體線圈軸線長度至少是活塞的行 程，安裝起始位置是活塞處于下止點時活塞頂端所對應的缸體圓柱外表面的位置；所述活 塞（215、217、2114、2113)，其內部嵌入永久磁鐵，永久磁鐵N極上，S極下；所述電引擎21冷 卻系統(tǒng)的部分冷卻回路水管316位于空調系統(tǒng)3之熱交換裝置315內部； 所述的電引擎21的工作方法，其特征在于包括：電引擎21工作時，一缸電磁鐵組件 218線圈接入正向電流，一缸活塞215上行；一缸電磁鐵組件218線圈接入反向電流，一缸 活塞215下行：二缸電磁鐵組件219線圈接入正向電流，二缸活塞217上行；二缸電磁鐵組 件219線圈接入反向電流，二缸活塞217下行；三缸電磁鐵組件2112線圈接入正向電流，三 缸活塞2114上行；三缸電磁鐵組件2112線圈接入反向電流，三缸活塞2114下行；四缸電 磁鐵組件2111線圈接入正向電流，四缸活塞2113上行；四缸電磁鐵組件2111線圈接入反 向電流，四缸活塞2113下行；采用所述啟動系統(tǒng)驅動所述曲軸212上的飛輪，以使曲軸212 轉動，所述電引擎21運轉過程由電子控制器2110監(jiān)測、運算、控制，當電子控制器2110經 霍爾定位傳感器2117探測到一缸活塞215下行至下止點位置，電子控制器2110先控制一 缸電磁鐵組件218線圈、三缸電磁鐵組件2112線圈斷電，然后控制一缸電磁鐵組件218線 圈接入正向電流、三缸電磁鐵組件2112線圈接入反向電流、二缸電磁鐵組件219線圈接入 正向電流、四缸電磁鐵組件2111線圈接入反向電流；當電子控制器2110經霍爾定位傳感 器2117探測到四缸活塞2113下行至下止點位置，電子控制器2110先控制二缸電磁鐵組件 219線圈、四缸電磁鐵組件2111線圈斷電，然后控制四缸電磁鐵組件2111線圈接正向電流、 二缸電磁鐵組件219線圈接入反向電流、一缸電磁鐵組件218線圈接入正向電流、三缸電磁 鐵組件2112線圈接入反向電流；當電子控制器2110經霍爾定位傳感器2117探測到三缸 活塞2114下行至下止點位置，電子控制器2110先控制一缸電磁鐵組件218線圈、三缸電磁 鐵組件2112線圈斷電，然后控制一缸電磁鐵組件218線圈接入反向電流、三缸電磁鐵組件 2112線圈接入正向電流、二缸電磁鐵組件219線圈接入反向電流、四缸電磁鐵組件2111線 圈接入正向電流；當電子控制器2110經霍爾定位傳感器2117探測到二缸活塞217下行至 下止點位置，電子控制器2110先控制二缸電磁鐵組件219線圈、四缸電磁鐵組件2111線圈 斷電，然后控制四缸電磁鐵組件2111線圈接反向電流、二缸電磁鐵組件219線圈接入正向 電流、一缸電磁鐵組件218線圈接入反向電流、三缸電磁鐵組件2112線圈接入正向電流，如 此循環(huán)，從而使各缸活塞經相應的連桿及所述的曲軸212運轉以帶動所述飛輪輸出扭矩與 轉速，飛輪通過離合器22、變速箱23、萬向節(jié)24、傳動軸25、另一萬向節(jié)24、后橋總成29中 的后橋輸入軸26、主減速器291、差速器210、半軸28、驅動輪27,從而驅動電引擎式里程預 警新能源汽車； 所述的電引擎21控制策略拓撲架構，其特征在于包括：電驅動電子控制單元21103、與 電驅動電子控制單元21103經導線連接的目標轉速信號輸入裝置21101、與電驅動電子控 制單元21103經導線連接的電驅動當前轉速傳感器21102、與電驅動電子控制單元21103經 導線連接的電驅動旋轉輸出軸負載扭矩傳感器21104、與電驅動電子控制單元21103經導 線連接的電驅動調速驅動模塊21105 ; 所述的電引擎21控制策略的工作方法，其特征在于包括：電引擎21控制策略在電驅 動電子控制單元21103中運行；控制策略在運行時，設定目標轉速信號輸入裝置21101由 駕駛人員控制，其功用如同傳統(tǒng)電噴燃油汽車的油門踏板，為電驅動電子控制單元21103 提供駕駛人員設定電驅動目標轉速信號；電驅動當前轉速傳感器21102采集電驅動當前實 際轉速，為電驅動電子控制單元21103提供電驅動當前實際轉速信號；電驅動旋轉輸出軸 負載扭矩傳感器21104采樣電驅動負載，以負載扭矩的物理量提供給電驅動電子控制單元 21103 ;電驅動調速驅動模塊21105是電力電子執(zhí)行機構，接收電驅動電子控制單元21103 發(fā)出的占空比指令，控制電引擎21線圈繞組供電時間與斷電時間；所述電引擎21控制策略 在工作時能夠實現每時每刻調控電引擎式里程預警新能源汽車電驅動系統(tǒng)2驅動功率與 負載需求功率相匹配，采用動態(tài)補償負載扭矩波動而導致的負載需求功率波動，具體算法 實現如下： 電動汽車電驅動驅動功率Pd，單位為瓦Pd =u*i*n*D 負載需求功率P1，單位為千瓦 Prητ*τ 9549.297 電動汽車電驅動驅動功率與負載需求功率相匹配，即
計算占空比D
根據占空比D就可計算出在所述電引擎21活塞行程周期內各缸電磁鐵組件線圈的供 電時間，所述公式中，符號U為所述電磁鐵組件線圈供電電壓，單位為V;符號I為所述電磁 鐵組件線圈內電流，單位為A;符號η為電能轉為機械能效率；符號ητ為電驅動目標轉速， 單位為r/min;Τ為電驅動旋轉輸出軸負載扭矩，單位為N·m; 所述的空調系統(tǒng)3,其特征在于包括：制冷系統(tǒng)與制熱系統(tǒng)，所述的制冷系統(tǒng)又包括固 定場所部分和隨車部分，所述固定場所部分包括：壓縮機38、與壓縮機38經管道連接的冷 凝器37、與冷凝器37經管道連接的閥門310、與閥門310經管道連接的液化制冷劑儲液罐 36 ;所述隨車部分包括：液化制冷劑儲液罐36、與液化制冷劑儲液罐36經管道連接的閥門 310、與閥門310經管道連接的蒸發(fā)器311 ;所述制熱系統(tǒng)包括：保暖水箱31、與保暖水箱31 經管道連接的散熱器313、與散熱器313及保暖水箱31經管道連接的放水閥門314、匯聚散 熱器313底部與電引擎21部分冷卻回路水管316及部分熱能輸送回路水管317的熱交換 裝置315 ;所述熱交換裝置315內還充滿熱交換介質，所述熱交換介質包括但不限于空氣、 水； 所述的空調系統(tǒng)3的工作方法，其特征在于包括：空調系統(tǒng)3工作時，給空的液化制冷 劑儲液罐36充液化制冷劑，壓縮機38運轉，從壓縮機38進氣管口吸入汽化的制冷劑，經壓 縮機38壓縮和冷凝器37冷卻液化后，再經閥門310充進液化制冷劑儲液罐36,再把充滿液 態(tài)制冷劑的液化制冷劑儲液罐36裝進隨車部分，所述空調系統(tǒng)3制冷時，打開閥門310,液 態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器311內汽化而吸走車廂熱量，汽化了的制冷劑直接排向大氣中，為了便 于汽化制冷劑向大氣中排放，可采用但不限于液態(tài)空氣、液態(tài)氮氣、固態(tài)二氧化碳作為制冷 齊U;所述空調系統(tǒng)3制熱時，戶外低溫度駕駛所述電引擎式里程預警新能源汽車之前，擰開 保暖水箱31的密封蓋35,從加水口 34向保暖水箱31灌開水，同時通過水箱水位觀察窗口 33觀察水位，當保暖水箱31加滿開水后，擰緊保暖水箱31的密封蓋35,停止使用電引擎式 里程預警新能源汽車之后，擰開放水閥門314,放掉新能源汽車冷暖空調制熱系統(tǒng)的水；所 述空調系統(tǒng)3的制熱系統(tǒng)也可采用所述熱交換裝置315內部散熱器313底部水管與電引擎 21部分冷卻回路水管316置換所述電引擎21冷去系統(tǒng)的余熱或采用熱交換裝置315內部 散熱器313底部水管與部分熱能輸送回路水管317置換所述熱源池622產生的熱源； 所述的里程預警系統(tǒng)4,其特征在于包括：主控制器43、與主控制器43經導線連接的定 位系統(tǒng)數據接收模塊41、與主控制器43經導線連接的電子地圖導航模塊42、與主控制器43 經CANBUS總線連接的電池管理系統(tǒng)（BMS) 611、與主控制器43經導線連接的人機信息輸入 終立而44、與王控制器43經導線連接的人機視頻與首頻輸出終纟而45 ; 所述的里程預警系統(tǒng)4的工作方法，其特征在于包括：里程預警系統(tǒng)4工作時，駕駛人 員從人機信息輸入終端44輸入前往的目標位置，主控制器43經人機信息輸入終端44得到 目標位置后，主控制器43再與定位系統(tǒng)數據接收模塊41交互，經定位系統(tǒng)數據接收模塊41 得到當前位置的經緯度與目標位置的經緯度，然后，主控制器43與電子地圖導航模塊42交 互，要求電子地圖導航模塊42根據當前位置的經緯度與目標位置的經緯度對電子地圖信 息進行數據挖掘，決策出從當前位置前往目標位置的策略方案，并優(yōu)化成當前位置與目標 位置的最佳路徑，主控制器43經電子地圖導航模塊42得到最佳路徑后，主控制器43再與 電池管理系統(tǒng)（BMS) 611交互，要求電池管理系統(tǒng)（BMS) 611根據動力電池613當前電量換 算出剩余電量所對應的電引擎式里程預警新能源汽車的續(xù)航里程，主控制器43經電池管 理系統(tǒng)（BMS)611得到續(xù)航里程后，并與最佳路徑的里程相比較，如果續(xù)航里程大于或等于 兩倍最佳路徑的里程，則主控制器43經人機視頻與音頻輸出終端45向駕駛人員反饋：剩余 電量滿足往返程需求；如果續(xù)航里程大于或等于最佳路徑的里程且續(xù)航里程小于兩倍最佳 路徑的里程，則主控制器43經人機視頻與音頻輸出終端45向駕駛人員反饋：剩余電量滿足 單程需求；如果續(xù)航里程小于最佳路徑的里程，則主控制器43經人機視頻與音頻輸出終端 45向駕駛人員預警：剩余電量不滿足從當前位置前往目標位置的需求，主控制器43再次與 定位系統(tǒng)數據接收模塊41交互，經定位系統(tǒng)數據接收模塊41得到離當前位置最近的充電 站位置及充電站內充電樁空余數量，主控制器43再經人機視頻與音頻輸出終端45向駕駛 人員反饋：離當前位置最近的充電站位置及充電站內充電樁空余數量；最后，主控制器43 再次與定位系統(tǒng)數據接收模塊41交互，要求定位系統(tǒng)數據接收模塊41查詢最優(yōu)路徑經路 面交通擁擠狀況，主控制器43經定位系統(tǒng)數據接收模塊41得到當前位置與目標位置最優(yōu) 路徑路面交通擁擠狀況后，主控制器43再經人機視頻與音頻輸出終端45向駕駛人員反饋： 當前位置與目標位置最優(yōu)路徑路面交通擁擠狀況。
2.如權利要求1所述的能源系統(tǒng)6,其特征在于包括：動力電池分系統(tǒng)61、備用能源分 系統(tǒng)62 ;所述動力電池分系統(tǒng)61包括：電池管理系統(tǒng)（BMS) 611、快速充電輔助裝置612、動 力電池613 ;所述備用能源分系統(tǒng)62包括：熱電轉換裝置621、熱源池622、備用能源原材料 623;所述備用能源原材料623是氧化鈣（CaO)與水（H2O),氧化鈣（CaO)可通過加熱碳酸鈣 (CaCO3)的方法大量供給，所述備用能源分系統(tǒng)62工作時，前期必要準備：把備用能源原材 料623放入熱電轉換裝置621內部的加熱裝置6213內或把備用能源原材料623放入熱源 池622內； 所述的快速充電輔助裝置612,其特征在于包括：電源接頭6121、與電源接頭6121連接 的導線6122、與導線6122中的兩根直流高壓電線另一端連接的線圈6127、支撐線圈6127 的絕緣塑料線圈支架6124、支撐絕緣塑料線圈支架6124的金屬材料底板6125、設于絕緣塑 料線圈支架6124上端的金屬材料蓋板6123、設于絕緣塑料線圈支架6124內孔且位于金屬 材料底板6125凸臺端面及與導線6122中的兩根直流電線另一端連接的動力電池613 ; 所述的快速充電輔助裝置612的工作方法，其特征在于包括：快速充電輔助裝置612工 作時，經電源接頭6121通過導線6122中的兩根直流高壓電線為線圈6127提供高壓直流電 源，使得線圈6127產生上下方位的磁力線，經電源接頭6121通過導線6122中的兩根直流 電線為動力電池613提供合適的直流電源，對動力電池613充電，動力電池613擺放位置 應保持動力電池613正負電極間電場線方位與線圈6127加電后產生磁場的磁力線方位垂 直,此時,充電過程中的動力電池613氧化還原化學反應，其電子也是在動力電池613的正 負電極之間不同電場勢能的能量層躍遷，形成瞬間電流，根據物理學左手定則，化學反應物 (正離子）將受力，不斷的被推離化學反應參與物之間，改變動力電池613正、負電極上化學 聚合物生長路徑和方向，使得動力電池613內阻在充電過程中維持在初始充電狀態(tài)下的低 值，便于以初始大電流充電方式持續(xù)為動力電池613充電；同時，也保持化學反應參與物之 間最大程度接觸，縮短充電過程中動力電池613氧化還原化學反應時間；所述線圈6127,可 以用兩只永久磁鐵替代，兩只永久磁鐵分別位于所述動力電池613下方與動力電池613上 方，構成貫穿于動力電池613且上下方位的磁力線，保持兩只永久磁鐵構成的磁場磁力線 方位與動力電池613正負電極間電場線方位垂直，也可以實現所述快速充電輔助裝置612 對動力電池613快速充電的功能； 所述的熱電轉換裝置621，其特征在于包括：長方體導體6212、設于長方體導體6212左 邊的左磁鐵6211、設于長方體導體6212右邊的右磁鐵6214、設于長方體導體6212下方的 加熱裝置6213 ; 所述的熱電轉換裝置621的工作方法，其特征在于包括：熱電轉換裝置621工作時，力口 熱裝置6213內放入備用能源原材料623,即氧化鈣（CaO)與水（H2O)，通過氧化鈣（CaO)與水 (H2O)化學反應產生大量的熱量來對長方體導體6212上、下方位加熱，則長方體導體6212 中的電子獲得能量而活躍，在長方體導體6212內不同能量層作無序的躍遷和碰撞，表現為 長方體導體6212的導熱特性，形成無數個瞬態(tài)電流，此時，在長方體導體6212的左右方位 加磁場，根據物理學左手定則，躍遷電子的載體（長方體導體6212的原子核）應該受力，結 合相對運動理論換言之：長方體導體6212中的電子將定向躍遷，躍遷方位與躍遷電子的載 體（長方體導體6212的原子核）受力方位相同，但方向相反，且長方體導體6212中電子的 躍遷方位同時垂直于加熱方位（上下方位）和磁場磁力線方位（左右方位），即前后方位， 換言之，將在長方體導體6212前后方位產生電勢差，形成電壓，為電引擎式里程預警新能 源汽車提供能源； 所述的熱源池622與空調系統(tǒng)3內的熱交換裝置315內部熱源池622部分熱能輸送回 路水管317連接；所述熱源池622工作時，熱源池622內放入備用能源原材料623,即氧化鈣 (CaO)與水（H2O),氧化鈣（CaO)與水（H2O)化學反應產生大量的熱量對熱能輸送回路水管中 的水加熱，加熱后的水再被泵送到熱交換裝置315內部分熱能輸送回路水管317,與熱交換 裝置315內散熱器313水管底部內的水熱交換，為空調系統(tǒng)3內的制熱系統(tǒng)提供熱源； 所述的熱碳酸鈣（CaCO3)制備氧化鈣（CaO)的工作方法，其特征在于包括：凹鏡加熱法、 凸透鏡加熱法、直接加熱法；所述凹鏡加熱法包括：追光裝置71、與追光裝置71連接的水 平角旋轉支架72、與追光裝置71連接的俯仰角調節(jié)推桿73、設于受水平角旋轉支架72支 撐且設于受俯仰角調節(jié)推桿73支撐的凹鏡74、設于受凹鏡74撐托的凹鏡焦點之承托支架 75、設于受凹鏡焦點之承托支架75撐托且位于凹鏡焦點處的碳酸鈣（CaCO3) 76 ;所述的追光 裝置71采用陽光與時間互補控制方法，當有陽光時，追光裝置71內的追光控制單元借助于 陽光傳感器經水平角旋轉支架72與俯仰角調節(jié)推桿73快速更新凹鏡位置，使得凹鏡時時 刻刻對準太陽，聚焦最強熱源，當沒有陽光時，追光裝置71內的追光控制單元借助當前的 年、月、日、時、分、秒及凹鏡所處的位置（經緯度及海拔高度）算出當前時刻太陽相對于凹 鏡的高度角與方位角，接著追光裝置71內的追光控制單元借助于當前時刻太陽相對于凹 鏡的高度角與方位角經水平角旋轉支架72與俯仰角調節(jié)推桿73快速更新凹鏡位置，使得 凹鏡時時刻刻對準太陽；所述凸透鏡加熱法包括：追光裝置711、與追光裝置711連接的水 平角旋轉支架710、與追光裝置711連接的俯仰角調節(jié)推桿79、設于受水平角旋轉支架710 支撐且設于受俯仰角調節(jié)推桿79支撐的凸透鏡77、固定于凸透鏡77且位于凸透鏡77下方 的凸透鏡焦點之承托支架78、設于受凸透鏡焦點之承托支架78撐托且位于凸透鏡焦點處 的碳酸鈣（CaCO3) 76 ;所述的追光裝置711采用陽光與時間互補控制方法，當有陽光時，追光 裝置711內的追光控制單元借助于陽光傳感器經水平角旋轉支架710與俯仰角調節(jié)推桿79 快速更新凸透鏡位置，使得凸透鏡時時刻刻對準太陽，聚焦最強熱源，當沒有陽光時，追光 裝置711內的追光控制單元借助當前的年、月、日、時、分、秒及凸透鏡所處的位置（經緯度 及海拔高度）算出當前時刻太陽相對于凸透鏡的高度角與方位角，接著追光裝置711內的 追光控制單元借助于當前時刻太陽相對于凸透鏡的高度角與方位角經水平角旋轉支架710 與俯仰角調節(jié)推桿79快速更新凸透鏡位置，使得凸透鏡時時刻刻對準太陽；所述直接加熱 法包括：加熱裝置712、位于加熱裝置712上的碳酸鈣（CaCO3) 76。
【文檔編號】B60L3/00GK104442438SQ201410682671
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月16日 優(yōu)先權日:2014年11月16日
【發(fā)明者】賈立進 申請人:賈立進