一種利用汽車進(jìn)行恒頻發(fā)電的系統(tǒng)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用汽車恒頻發(fā)電的動(dòng)力電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用汽車進(jìn)行 恒頻發(fā)電的系統(tǒng)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車技術(shù)與電源技術(shù)對(duì)于改變?nèi)藗兊纳詈屯苿?dòng)社會(huì)進(jìn)步發(fā)揮了巨大的作用。汽 車技術(shù)和電源技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)的結(jié)合不僅可以創(chuàng)新汽車產(chǎn)品，也可以創(chuàng)新發(fā)明移動(dòng)電源 產(chǎn)品。
[0003] 傳統(tǒng)的移動(dòng)電源也稱移動(dòng)電站、移動(dòng)發(fā)電機(jī)組、可攜式發(fā)電機(jī)組等，通常采用汽車 拖掛牽引和裝載在汽車車廂上的方式組成掛車電站和汽車電站，或以方艙、集裝箱的汽車 裝載運(yùn)輸移動(dòng)方式組成方艙電站。其傳統(tǒng)移動(dòng)電源的動(dòng)力特點(diǎn)是汽車和發(fā)電機(jī)動(dòng)力來(lái)源于 各自的發(fā)動(dòng)機(jī)，安裝在不同的車架或底盤(pán)上，利用各自的能源供給裝置，分別提供行駛和發(fā) 電動(dòng)力。
[0004] 有的汽車為了具有恒頻發(fā)電供電功能，采用了所謂的自發(fā)電技術(shù)，但這種技術(shù)使 用的動(dòng)力取力裝置增加了皮帶、齒輪、連軸器等機(jī)械結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)主軸和發(fā)電機(jī)軸不是同軸 心，使得電源發(fā)電的功率受到限制，或產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)問(wèn)題，明顯降低了發(fā)電的功率和 效果，汽車的結(jié)構(gòu)空間也會(huì)受到不利影響，影響了汽車和電源的性能及功能發(fā)揮。
[0005] 在一些既能使用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力行駛，又能純電動(dòng)動(dòng)力行駛的新能源類型汽車上，具 有了為動(dòng)力電池充電的發(fā)電能力，但其發(fā)電頻率和電壓隨汽車行駛的速度不同而動(dòng)態(tài)變 化，其發(fā)電的目的是為動(dòng)力電池充電，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)使汽車在不同工況下行駛。其發(fā)電和供 電的頻率和電壓是隨機(jī)變化的，不能滿足恒頻發(fā)電供電的頻率、電壓等技術(shù)參數(shù)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種既能利用汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車照常行駛，又可 在需要的時(shí)候駐車驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)恒頻發(fā)電的系統(tǒng)及其制作方法。
[0007] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種利用汽車進(jìn)行恒頻發(fā)電的系統(tǒng)， 包括依次連接的發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、發(fā)電機(jī)及變速器，其中發(fā)動(dòng)機(jī)主軸、電機(jī)軸及變速器輸入 軸同軸心連接，變速器輸出軸連接至傳動(dòng)軸;汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)輸出裝置飛輪、離合器與發(fā) 電機(jī)相連，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，駐車需要恒頻發(fā)電時(shí)，以空檔設(shè)定調(diào)控的發(fā)電轉(zhuǎn)速，將機(jī)械動(dòng) 力轉(zhuǎn)換為恒頻電力;所述的發(fā)動(dòng)機(jī)具有恒頻發(fā)電的動(dòng)力調(diào)控裝置，所述的發(fā)電機(jī)具有恒頻 供電制式的電力控制裝置。
[0008] 將選定汽車的離合器和變速器之間串裝發(fā)電機(jī)并使發(fā)動(dòng)機(jī)主軸、電機(jī)軸、變速器 輸入軸同軸心連接，變速器輸出軸連接至傳動(dòng)軸，形成新的動(dòng)力和電力驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，以使 汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車按道路工況需求照常行駛，又可在駐車時(shí)，空檔驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)恒頻發(fā) 電供電。
[0009] 發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)離合器與發(fā)電機(jī)連接，達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)主軸與電機(jī)軸同軸心，離合器實(shí)現(xiàn) 發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)之間的離合過(guò)程，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了與變速器的離合過(guò)程，使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng) 力即可驅(qū)動(dòng)汽車行駛，又可在需要時(shí)駐車驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
[0010] 發(fā)電機(jī)軸與變速器輸入軸同軸心連接，變速器輸出軸與轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接，完成驅(qū)動(dòng)和 傳動(dòng)系統(tǒng)的連接，保障汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)汽車在各檔位變速行駛。在需要恒頻發(fā)電供 電時(shí)，將汽車駐車，置變速器于空檔，調(diào)控發(fā)動(dòng)機(jī)在必要的轉(zhuǎn)速下，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)恒頻發(fā)電。
[0011] 連接于離合器與變速器之間的可為一個(gè)發(fā)電機(jī)或同軸串在一起的兩個(gè)發(fā)電機(jī)。離 合器與變速器之間為一個(gè)發(fā)電機(jī)時(shí)，也可在發(fā)電機(jī)內(nèi)設(shè)置可發(fā)出兩種頻率和電壓的繞組， 從而實(shí)現(xiàn)雙頻發(fā)電。離合器與變速器之間同軸的兩個(gè)發(fā)電機(jī)時(shí)，同軸的兩個(gè)發(fā)電機(jī)可采用 不同的定子、繞組結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)雙頻發(fā)電。
[0012] 所述的發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)制作成能夠恒頻發(fā)電，供電制式為恒頻交流工頻、交流中頻、交 流雙頻，三相、單相制式，或選定的頻率及電壓制式。選定的頻率及電壓制式是指按市場(chǎng)和 用戶使用要求確定供電制式，即確定頻率、電壓、單相或三相及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)。
[0013] 動(dòng)力調(diào)控是將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力調(diào)控到滿足恒頻發(fā)電的動(dòng)力需求，其作用是在恒 頻發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，根據(jù)供電負(fù)荷情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)供能量，以保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 速基本不變，限制最高轉(zhuǎn)速，穩(wěn)定發(fā)電速度，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和轉(zhuǎn)速適應(yīng)負(fù)荷變化，以能夠保 證發(fā)電頻率和電壓在允許的變化范圍內(nèi)；
[0014] 所述的發(fā)動(dòng)機(jī)恒頻發(fā)電的動(dòng)力調(diào)控裝置為機(jī)械式或/和電子式調(diào)控裝置，可以利 用汽車的動(dòng)力調(diào)控裝置選擇進(jìn)行恒頻發(fā)電的速度，如同設(shè)置怠速相似，進(jìn)行相應(yīng)的改裝;有 定速巡航裝置的，可利用其原理、結(jié)構(gòu)，按恒頻發(fā)電對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度的需求，進(jìn)行利用定速巡 航裝置的發(fā)電功能的設(shè)計(jì)改裝。
[0015]所述的恒頻供電制式的電力控制裝置包括檢測(cè)、控制、保護(hù)、顯示、調(diào)整裝置。
[0016] 電力控制裝置的目的是用來(lái)接收發(fā)電機(jī)輸出的電能，對(duì)受電負(fù)載分配電能，是對(duì) 發(fā)電機(jī)和用電裝備、設(shè)備等進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量、顯示、控制、調(diào)整等工作的系統(tǒng)設(shè)備。
[0017] 所述的電力控制裝置可根據(jù)恒頻發(fā)電的制式、功率、品質(zhì)等技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)制 作。利用汽車進(jìn)行恒頻發(fā)電的發(fā)電機(jī)電力控制裝置，可分布式靈活地安裝在汽車的駕駛室、 車廂、車梁或車架底盤(pán)上。
[0018] 所述的發(fā)電機(jī)設(shè)置有降溫裝置。例如，可采用流體和栗，以及風(fēng)扇組成降溫裝置。
[0019] 發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)安裝在同一車梁或車架底盤(pán)上，并共用同一供能裝置，使用相同 能源。
[0020] 電力控制裝置可根據(jù)操控的方便，分布式靈活地安裝在駕駛室、車廂、車梁或車架 底盤(pán)上。
[0021] -種利用汽車進(jìn)行恒頻發(fā)電系統(tǒng)的制作方法，包括如下步驟：
[0022]步驟一、設(shè)計(jì)或選擇利用的汽車及底盤(pán)
[0023] 根據(jù)市場(chǎng)和用戶的需求，依據(jù)汽車的主要技術(shù)參數(shù)，例如外形尺寸、軸距、發(fā)動(dòng)機(jī) 型號(hào)、能源種類、排放執(zhí)行標(biāo)選擇確定利用的汽車及底盤(pán)；同理，也可創(chuàng)新設(shè)計(jì)具有恒頻發(fā) 電能力的汽車；
[0024] 步驟二、以發(fā)動(dòng)機(jī)功率確定發(fā)電功率
[0025] 以確定利用的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率估算確定汽車發(fā)電的功率，實(shí)踐得出，發(fā)電機(jī)功率 按發(fā)動(dòng)機(jī)功率的40-50 %取值為佳，并將發(fā)電機(jī)的重量、體積、結(jié)構(gòu)、效率考慮在內(nèi)以避免產(chǎn) 生結(jié)構(gòu)和效率問(wèn)題；同理，也可按發(fā)電機(jī)功率需求選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率，選擇或設(shè)計(jì)具有恒頻發(fā) 電能力的汽車；
[0026] 步驟三、確定供電制式和技術(shù)參數(shù)
[0027] 按市場(chǎng)和用戶要求確定供電制式，即確定頻率、電壓、單相或三相及相應(yīng)的技術(shù)參 數(shù)，利用汽車進(jìn)行恒頻發(fā)電的技術(shù)參數(shù)要求，主要是頻率和電壓的調(diào)整率、穩(wěn)定時(shí)間和波動(dòng) 率，原則上滿足使用即可，如有較高的技術(shù)指標(biāo)要求，可采用電力電子技術(shù)進(jìn)一步提升；
[0028] 步驟四、設(shè)計(jì)制作可恒頻發(fā)電的發(fā)電機(jī)
[0029] 根據(jù)步驟三中確定的供電制式和技術(shù)參數(shù)要求，設(shè)計(jì)電機(jī)的磁極、定子、轉(zhuǎn)子、繞 組、結(jié)構(gòu)及部件，按恒頻發(fā)電和電壓需求制作發(fā)電機(jī);發(fā)電機(jī)的外殼、端面要適合設(shè)計(jì)或選 擇的汽車及底盤(pán)恒頻發(fā)電的結(jié)構(gòu)、安裝要求。
[0030] 步驟五、設(shè)計(jì)改裝恒頻發(fā)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
[0031] 將選定汽車的離合器和變速器之間串裝發(fā)電機(jī)，并使發(fā)動(dòng)機(jī)主軸、電機(jī)軸、變速器 輸入軸同軸心連接，變速器輸出軸連接至傳動(dòng)軸，形成新的動(dòng)力和電力驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)； [0032]新的動(dòng)力和電力驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，使汽車具有了將機(jī)械力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Φ暮泐l發(fā)電能 力，但不能影響汽車的行駛和通過(guò)性。
[0033 ]步驟六、動(dòng)力調(diào)控電力控制的設(shè)計(jì)制作
[0034] 動(dòng)力調(diào)控是將汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力調(diào)控到滿足恒頻發(fā)電的動(dòng)力需求，即發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng) 力和轉(zhuǎn)速要保證發(fā)電頻率和電壓在允許變化范圍內(nèi)，且在負(fù)載變化時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和轉(zhuǎn) 速依然要保證發(fā)電頻率