CN201296158Y - 自充电机电双动力电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自充电机电双动力电动汽车，包括车架以及安装于车架上的前后轮、对前轮或后轮进行驱动的发动机、燃料箱、刹车蹄和刹车鼓，还包括安装于车架上的桥壳，所述车架上还安装有对前轮或后轮进行驱动的电动机、电瓶以及电动机车速控制器，所述电动机为柱式电动机或轮鼓电动机。本实用新型整体结构合理，安装紧凑，环保、节能且经济效益高，能有效实现两种动力驱动系统的传动功能且传动效果良好，其以电动机作为主动力，以发动机作为备用动力，电动机所用电瓶可直接用交流电充电，在发动机单独工作时让电动机转换为发电机工作状态向电瓶充电；在超负荷状态下，也可以机电双动力同时工作，从而克服短时超负荷需要。

Description

自充电机电双动力电动汽车

技术领域

本实用新型涉及一种交通工具，尤其是涉及一种自充电机电双动力电动汽车。

背景技术

电动汽车作为一种环保、节能的新型交通工具，越来越受到社会的关注。但是，目前所存在的电动汽车主要有以下三种类型：一是使用各种动力电池进行驱动的纯电动汽车，其环保和节能性能较好，但是其最大的缺点就是行驶里程短，因而适用范围受到一定的限制；二是燃料电池汽车，其环保和节能的效果最好，但其生产成本和使用费用都很高，因而在实践中很难得到推广、普及；三是具有电动机和发动机的双驱动的混合动力汽车，目前所存在的混合动力汽车，虽然该类汽车的行驶距离可以不受限制，但是其结构复杂，没有自充电功能而且环保和节能性能都较差，经济效益较低，因而也很难普及使用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种自充电机电双动力电动汽车，其整体结构合理，安装紧凑，环保、节能且经济效益高，能有效实现两种动力驱动系统的传动功能且传动效果良好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种自充电机电双动力电动汽车，包括车架以及安装于车架上的前后轮、对前轮或后轮进行驱动的发动机、燃料箱、刹车蹄和刹车鼓，还包括安装于车架上的桥壳，其特征在于：所述车架上还安装有对前轮或后轮进行驱动的电动机、电瓶以及电动机车速控制器，所述电动机为柱式电动机或轮鼓电动机。

所述电动机为柱式电动机，所述前轮中的两个前半轴通过差速器进行连接；所述桥壳内部的电动机动力输出锥齿轮固定在柱式电动机的转子轴上，电动机动力输出锥齿轮与固定在差速器外壳上的最终减速被动锥齿轮相啮合；所述发动机为对后轮进行驱动的发动机或为和柱式电动机一起同时对前轮进行驱动的发动机；

当发动机和柱式电动机同时驱动前轮时，发动机的发动机最终动力输出锥齿轮固定在发动机最终动力输出轴上，发动机最终动力输出锥齿轮与最终减速被动锥齿轮相啮合，发动机最终动力输出轴上安装有超越离合器。

所述电动机为柱式电动机，所述后轮中的两个后半轴通过差速器进行连接；所述桥壳内部的电动机动力输出锥齿轮固定在柱式电动机的转子轴上，电动机动力输出锥齿轮与固定在差速器外壳上的最终减速被动锥齿轮相啮合；所述发动机为对前轮进行驱动的发动机或为和柱式电动机一起同时对后轮进行驱动的发动机；

当发动机和柱式电动机同时驱动后轮时，发动机的发动机最终动力输出锥齿轮固定在发动机最终动力输出轴上，发动机最终动力输出锥齿轮与最终减速被动锥齿轮相啮合，发动机最终动力输出轴上安装有超越离合器。

所述差速器、前半轴、电动机动力输出锥齿轮和最终减速被动锥齿轮均安装在桥壳内；所述刹车蹄安装在刹车盘上，刹车盘与桥壳固定连接，与刹车盘对应的刹车鼓固定在前轮圈的内侧。

所述差速器、后半轴、电动机动力输出锥齿轮和最终减速被动锥齿轮均安装在桥壳内；所述刹车蹄安装在刹车盘上，刹车盘与桥壳固定连接，与刹车盘对应的刹车鼓固定在后轮圈的内侧。

所述电动机为分别安装在后轮左右两轮上的两个轮鼓电动机，所述两个轮鼓电动机分别对应与左电机控制器和右电机控制器相接，左电机控制器和右电机控制器均与电动机车速控制器相接；发动机的发动机最终动力输出轴均安装在桥壳内；

所述后轮中的驱动轴为一通轴一后桥轴，所述轮鼓电动机的轮鼓电动机定子轴与刹车盘固定连接为一体，刹车盘与后桥轴固定连接为一体；所述车架左右两侧的纵梁上均设置有钢板弹簧，钢板弹簧和后桥轴间用钢板弹簧U形卡进行固定；所述前轮的左右两轮上分别安装有一个速度传感器，所述速度传感器分别与左电机控制器和右电机控制器相接。

所述电动机为分别安装在后轮左右两轮上的两个轮鼓电动机，所述两个轮鼓电动机分别对应与左电机控制器和右电机控制器相接，左电机控制器和右电机控制器均与电动机车速控制器相接；发动机的发动机最终动力输出轴均安装在桥壳内；

所述后轮中的驱动轴为通过差速器进行连接的两个后半轴，电动机为分别对应安装在两个后半轴上的两个轮鼓电动机；所述轮鼓电动机的电动机定子空心轴套装在后半轴上，其电机外壳固定在后轮圈上，所述电机外壳套装在电动机定子空心轴上；所述电机外壳与后半轴外端的连接处设置有花键套，花键套与后半轴上对应设置的花键连接；所述轮鼓电动机的电机外壳即为电机转子壳，与电机转子壳对应的电机定子绕组通过定子绕组支架固定安装在电动机定子空心轴上；所述刹车鼓固定在所述电机外壳上，刹车蹄安装在刹车盘上，刹车盘分别与桥壳和电动机定子空心轴固定连接为一体；所述发动机为对前轮进行驱动的发动机或为和轮鼓电动机一起同时对后轮进行驱动的发动机；当轮鼓电动机和发动机同时驱动后轮时，所述后半轴上安装有超越离合器。

所述电动机定子空心轴靠近刹车盘的一侧开有一个供电机引出线穿出的电线穿孔。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点，1、整体结构合理，安装紧凑；2、采用电动机和发动机双动力驱动模式，不仅大大减化了传动结构，更有利于制造、使用、维修，并以可用市电充电的电池作为电源，以电动机作为主动力，电动机充电一次后可行驶150公里以上，能够满足大多使用者一天的行驶里程需要，而使用者在夜间则可使用220V交流电对其电瓶进行充电，因而使用费用很低，也节约了能源；3、以发动机作为备用动力，所用的发动机可以是使用各种液体或气体燃料的内燃机，一般只有在电动机电瓶的电量耗尽或在郊区远距离行驶时，才启动发动机进行工作，因而在环保的同时，也能大大节省能源；4、传动效果良好，能够有效实现两种动力驱动系统的传动功能，电动机和发动机既可单独工作且互不干扰，也可以同时工作，在发动机工作时，发动机除驱动车辆前进外，还能带动电动机转动向电瓶充电，此时电动机转换为发电机工作模式。充电过程由控制器进行自动控制。在超负荷时，由于机电双动力可以同时工作，因而发动机的储备功率不必过大，使车辆的生产成本和使用费用大幅度降低，更环保、更节能、更方便实用，具有更高的经济和社会效益。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型第一优选实施方式的结构示意图。

图2为本实用新型第二优选实施方式的结构示意图。

图3为本实用新型第三优选实施方式的结构示意图。

图4为本实用新型第四优选实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

1—前轮圈；          2—转向拉杆；          3—柱式电动机；

4—后轮圈；          5—刹车蹄；            6—刹车鼓；

7—后半轴；          8—桥壳；              9—车架；

10—发动机；         11—发动机最终动力     12—超越离合器；

                     输出轴；

13—发动机最终动力输 14—半轴齿轮；         15—最终减速被动锥齿轮；

出锥齿轮；

16—行星齿轮；          17—差速器外壳；           18—电动机动力输出锥齿

                                                   轮；

19—变速箱；            20—轮鼓电动机；           21—电机定子绕组支架；

22—电动机定子空心      23—电机定子绕组；         24—电线穿孔；

轴；

25—轮鼓电动机定子      26—钢板弹簧；             27—钢板弹簧U形卡；

轴；

28—后桥轴；            29—电动机车速控           30—电瓶；

                        制器；

31—左电机控制器；      32—右电机控制器；         33—花键套；

34—刹车盘；            35—轴承；                 36—电机转子壳；

37—电机左端盖；        38—电机右端盖；           39—端盖螺钉；

40—平键。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实用新型包括车架9以及安装于车架9上的前后轮、对后轮进行驱动的发动机10、燃料箱、刹车蹄5和刹车鼓6，还包括安装于车架9上的桥壳8，并且在前桥上安装有转向拉杆2，前轮圈1通过转向柱和转向臂与转向拉杆2连接。另外，车架9上还同时安装有对后轮进行驱动的电动机、电瓶30以及电动机车速控制器29，并且所述电动机为柱式电动机3。所述后轮的左右两个后半轴7之间通过差速器进行连接。也就是说，本实施例中，柱式电动机3和发动机10都对后轮进行驱动。

其中，差速器由差速器外壳17以及安装在其内部的两个位置相对的半轴齿轮14和两个位置相对的行星齿轮16组成，相邻的半轴齿轮14和行星齿轮16均啮合，并且行星齿轮16的轴固定在差速器外壳17上。另外，左右两个后半轴7的内端分别固定在两个半轴齿轮14上；最终减速被动锥齿轮15固定在差速器外壳17上。

而电动机动力输出锥齿轮18固定在柱式电动机3的转子轴上，电动机动力输出锥齿轮18与固定在所述差速器外壳17上的最终减速被动锥齿轮15相啮合。发动机10输出的动力经变速箱19变速后，由发动机最终动力输出轴11传出，发动机最终动力输出锥齿轮13固定在发动机最终动力输出轴11上，而发动机最终动力输出锥齿轮13也与最终减速被动锥齿轮15相啮合，发动机最终动力输出轴11安装在后桥的桥壳8内。这样，柱式电动机3和发动机10都将其动力经差速器中的行星齿轮16后，再经半轴齿轮14分别传给左右两个后半轴7，进一步驱动后轮圈4转动。在实际工作过程中，柱式电动机3由电瓶30进行供电，由电动机车速控制器29进行控制。同时，为保证柱式电动机3单独工作时不带动发动机10转动，因而在发动机最终动力输出轴11上安装有超越离合器12，这样便能保证发动机10和柱式电动机3各自工作时互不干扰；而且，当发动机10和柱式电动机3同时工作时，二者同时驱动后轮转动且互不干扰，二者的驱动力叠加，增大扭矩即相当于增大了驱动机构的总功率，能有效克服超负荷状态。在发动机10单独工作时，发动机最终动力输出锥齿轮13带动最终减速被动锥齿轮15转动，从而进一步带动柱式电动机3转子轴上的电动机动力输出锥齿轮18转动，此时柱式电动机3转换为发电机工作模式，能同时对电瓶30进行充电。该实施例中，柱式电动机3的电机外壳为电机定子。

差速器、两个后半轴7、电动机动力输出锥齿轮18、最终减速被动锥齿轮15、发动机最终动力输出锥齿轮13和超越离合器12均安装在桥壳8内，并且柱式电动机3的驱动轴与桥壳8间、发动机最终动力输出轴11与桥壳8间以及后半轴7与与桥壳8间均通过轴承35进行连接。刹车蹄5安装在刹车盘34上，刹车盘34与桥壳8固定连接，与刹车盘34对应的刹车鼓6固定在后轮圈4的内侧。

需注意的是：本实施例中，柱式电动机3和发动机10都对后轮进行驱动的方式，可以同样适用到前轮上。具体是发动机10和柱式电动机3同时对前轮进行驱动，即前轮的驱动轴为通过差速器连接的两个前半轴，其余部分的结构、功能、安装方式以及各部分间的连接关系，均与图1中所示的当发动机10和柱式电动机3同时对后轮进行驱动的方式相同。

并且，采用上述传动结构时，电动机动力输出锥齿轮18和最终减速被动锥齿轮15之间的速度比不能过大，其要保证发动机最终动力输出锥齿轮13在最高转速下工作时，柱式电动机3的转子转速不超过其所允许的最高转速。由于柱式电动机3的转子轴与发动机最终动力输出轴11之间的夹角可在90-180°的范围内变化，其夹角由柱式电动机3和发动机10的形状结构及外型尺寸决定。本实施例中，也可采用将发动机10安装在前桥上，其动力经变速箱19、传动轴后再将动力传给后桥，发动机10和柱式电动机3共用一个差速器的方式。

实施例2

本实施例中，电动机为分别安装在后轮左右两轮上的两个轮鼓电动机20，并且后轮的左右两个后半轴7之间通过差速器进行连接。所述差速器的结构同实施例1。

轮鼓电动机20的电动机定子空心轴22套装在后半轴7上，且轮鼓电动机20的电机外壳固定在后轮圈4上，所述电机外壳套装在电动机定子空心轴22上。本实施例中，所述电机外壳即为电机转子壳36，其由电机左端盖37和电机右端盖38以及固定在二者之间的电机转子组成，其间通过端盖螺钉39进行连接。其中，电机外壳与后半轴7外端的连接处设置有花键套33，而花键套33与后半轴7上对应设置的花键连接，这样实现了和电机转子壳36连接为一体的电机外壳能够与后半轴7一起转动。而与电机转子壳36对应的电机定子绕组23通过定子绕组支架21固定安装在电动机定子空心轴22上，定子绕组支架21通过平键40固定在电动机定子空心轴22上。轮鼓电动机20的电机外壳即为电机转子壳36，刹车鼓6固定在所述电机外壳上，刹车蹄5安装在刹车盘34上，刹车盘34分别与桥壳8和电动机定子空心轴22固定连接为一体，从而保证后半轴7和所述电机外壳一起转动时，电动机定子空心轴22及电机定子绕组23始终不转动。电动机定子空心轴22靠近刹车盘34的一侧开有一个供电机引出线穿出的电线穿孔24，这样可保证在转动过程中电线不会缠绕。

同实施例1，发动机10输出的动力经变速箱19变速后，由发动机最终动力输出轴11传出，并且发动机最终动力输出锥齿轮13固定在发动机最终动力输出轴11上，而发动机最终动力输出锥齿轮13也与最终减速被动锥齿轮15相啮合。同时，为保证轮鼓电动机20转动时差速器内部的行星齿轮16不转动，从而不带动变速箱19内的齿轮转动，以免增大无谓的功率损耗，因而在后半轴7上靠近半轴齿轮14的一侧安装有超越离合器12。这样，保证了发动机10和轮鼓电动机20既可以同时工作，也可以各自单独工作且各自工作时互不干扰。而且，在发动机10单独工作时，后半轴7又带动电机外壳即电机转子壳36转动，此时轮鼓电动机20转换为发电机工作模式，能同时对电瓶30进行充电。

需注意的是：本实施例中由发动机10和两个轮鼓电动机20同时对后轮进行驱动的传动机构，可以替换为对前轮进行驱动的传动机构。此时，前轮中的两个前半轴间通过差速器进行连接，所述前半轴需使用万向节传动轴，才可实现前轮的转向功能。

实施例3

本实施例中，发动机10安装在前桥上，其输出动力经变速箱19变速后驱动前轮转动。另外，后轮的后桥轴28为一个通轴。而电动机为分别安装在后轮左右两轮上的两个轮鼓电动机20，轮鼓电动机20的轮鼓电动机定子轴25与刹车盘34固定连接为一体，刹车盘34与后桥轴28固定连接为一体，这样保证了在轮鼓电动机20的电机外壳转动的过程中，轮鼓电动机定子轴25始终不转动。并且，车架9左右两侧的纵梁上均设置有钢板弹簧26，而钢板弹簧26和后桥轴28间用钢板弹簧U形卡27进行固定。这样通过上述结构，实现两个轮鼓电动机20同时对左右两个后轮进行驱动。同时，两个轮鼓电动机20分别对应与左电机控制器31和右电机控制器32相接，左电机控制器31和右电机控制器32又均与电动机车速控制器29相接。在后轮的左右两轮上分别安装有一个速度传感器，所述速度传感器分别与左电机控制器31和右电机控制器32相接，自动控制两个后轮的转速，从而实现在车辆转弯时左右两个车轮之间的差速作用。

本传动结构能保证发动机10和轮鼓电动机20既可以同时工作，也可以各自单独工作且各自工作时互不干扰。而且，在发动机10单独工作时，后轮带动电机外壳即电机转子壳36转动，此时轮鼓电动机20转换为发电机工作模式，能同时对电瓶30进行充电。

需注意的是：本实施例中由发动机10对前轮进行驱动，而由两个轮鼓电动机20同时对后轮进行驱动的传动机构，可以替换为由发动机10对后轮进行驱动，而由两个轮鼓电动机20同时对前轮进行驱动的传动机构。但此种状态下，后桥轴28不能为一通轴，其必须分成三段以实现转向功能。

实施例4

本实施例中，发动机10输出的动力经变速箱19变速后，由发动机最终动力输出轴11传出，发动机10对前轮进行驱动，其余部分结构和功能均与实施例1相同。同样，仍由电动机车速控制器29对柱式电动机3进行控制。另外，本实施例中的由发动机10对前轮进行驱动，而由柱式电动机3对后轮进行驱动的传动结构，也可相应调整为由发动机10对后轮进行驱动，而由柱式电动机3对前轮进行驱动的传动结构。

本实施例与实施例3的不同之处在于，用一个差速器代替了两个电动机控制器，传动效率虽有所降低，但大幅降低了制造成本，减少了故障率。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种自充电机电双动力电动汽车，包括车架(9)以及安装于车架(9)上的前后轮、对前轮或后轮进行驱动的发动机(10)、燃料箱、刹车蹄(5)和刹车鼓(6)，还包括安装于车架(9)上的桥壳(8)，其特征在于：所述车架(9)上还安装有对前轮或后轮进行驱动的电动机、电瓶(30)以及电动机车速控制器(29)，所述电动机为柱式电动机(3)或轮鼓电动机(20)。

2.按照权利要求1所述的自充电机电双动力电动汽车，其特征在于：所述电动机为柱式电动机(3)，所述前轮中的两个前半轴通过差速器进行连接；所述桥壳(8)内部的电动机动力输出锥齿轮(18)固定在柱式电动机(3)的转子轴上，电动机动力输出锥齿轮(18)与固定在差速器外壳(17)上的最终减速被动锥齿轮(15)相啮合；所述发动机(10)为对后轮进行驱动的发动机或为和柱式电动机(3)一起同时对前轮进行驱动的发动机；

当发动机(10)和柱式电动机(3)同时驱动前轮时，发动机(10)的发动机最终动力输出锥齿轮(13)固定在发动机最终动力输出轴(11)上，发动机最终动力输出锥齿轮(13)与最终减速被动锥齿轮(15)相啮合，发动机最终动力输出轴(11)上安装有超越离合器(12)。

3.按照权利要求1所述的自充电机电双动力电动汽车，其特征在于：所述电动机为柱式电动机(3)，所述后轮中的两个后半轴(7)通过差速器进行连接；所述桥壳(8)内部的电动机动力输出锥齿轮(18)固定在柱式电动机(3)的转子轴上，电动机动力输出锥齿轮(18)与固定在差速器外壳(17)上的最终减速被动锥齿轮(15)相啮合；所述发动机(10)为对前轮进行驱动的发动机或为和柱式电动机(3)一起同时对后轮进行驱动的发动机；

当发动机(10)和柱式电动机(3)同时驱动后轮时，发动机(10)的发动机最终动力输出锥齿轮(13)固定在发动机最终动力输出轴(11)上，发动机最终动力输出锥齿轮(13)与最终减速被动锥齿轮(15)相啮合，发动机最终动力输出轴(11)上安装有超越离合器(12)。

4.按照权利要求2所述的自充电机电双动力电动汽车，其特征在于：所述差速器、前半轴、电动机动力输出锥齿轮(18)和最终减速被动锥齿轮(15)均安装在桥壳(8)内；所述刹车蹄(5)安装在刹车盘(34)上，刹车盘(34)与桥壳(8)固定连接，与刹车盘(34)对应的刹车鼓(6)固定在前轮圈(1)的内侧。

5.按照权利要求3所述的自充电机电双动力电动汽车，其特征在于：所述差速器、后半轴(7)、电动机动力输出锥齿轮(18)和最终减速被动锥齿轮(15)均安装在桥壳(8)内；所述刹车蹄(5)安装在刹车盘(34)上，刹车盘(34)与桥壳(8)固定连接，与刹车盘(34)对应的刹车鼓(6)固定在后轮圈(4)的内侧。

6.按照权利要求1所述的自充电机电双动力电动汽车，其特征在于：所述电动机为分别安装在后轮左右两轮上的两个轮鼓电动机(20)，所述两个轮鼓电动机(20)分别对应与左电机控制器(31)和右电机控制器(32)相接，左电机控制器(31)和右电机控制器(32)均与电动机车速控制器(29)相接；发动机(10)的发动机最终动力输出轴(11)均安装在桥壳(8)内；

所述后轮中的驱动轴为一通轴-后桥轴(28)，所述轮鼓电动机(20)的轮鼓电动机定子轴(25)与刹车盘(34)固定连接为一体，刹车盘(34)与后桥轴(28)固定连接为一体；所述车架(9)左右两侧的纵梁上均设置有钢板弹簧(26)，钢板弹簧(26)和后桥轴(28)间用钢板弹簧U形卡(27)进行固定；所述前轮的左右两轮上分别安装有一个速度传感器，所述速度传感器分别与左电机控制器(31)和右电机控制器(32)相接。

7.按照权利要求1所述的自充电机电双动力电动汽车，其特征在于：所述所述电动机为分别安装在后轮左右两轮上的两个轮鼓电动机(20)，所述两个轮鼓电动机(20)分别对应与左电机控制器(31)和右电机控制器(32)相接，左电机控制器(31)和右电机控制器(32)均与电动机车速控制器(29)相接；发动机(10)的发动机最终动力输出轴(11)均安装在桥壳(8)内；

所述后轮中的驱动轴为通过差速器进行连接的两个后半轴(7)，电动机为分别对应安装在两个后半轴(7)上的两个轮鼓电动机(20)；所述轮鼓电动机(20)的电动机定子空心轴(22)套装在后半轴(7)上，其电机外壳固定在后轮圈(4)上，所述电机外壳套装在电动机定子空心轴(22)上；所述电机外壳与后半轴(7)外端的连接处设置有花键套(33)，花键套(33)与后半轴(7)上对应设置的花键连接；所述轮鼓电动机(20)的电机外壳即为电机转子壳(36)，与电机转子壳(36)对应的电机定子绕组(23)通过定子绕组支架(21)固定安装在电动机定子空心轴(22)上；所述刹车鼓(6)固定在所述电机外壳上，刹车蹄(5)安装在刹车盘(34)上，刹车盘(34)分别与桥壳(8)和电动机定子空心轴(22)固定连接为一体；所述发动机(10)为对前轮进行驱动的发动机或为和轮鼓电动机(20)一起同时对后轮进行驱动的发动机；当轮鼓电动机(20)和发动机(10)同时驱动后轮时，所述后半轴(7)上安装有超越离合器(12)。

8.按照权利要求7所述的自充电机电双动力电动汽车，其特征在于：所述电动机定子空心轴(22)靠近刹车盘(34)的一侧开有一个供电机引出线穿出的电线穿孔(24)。

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