专利名称：精密电控系统及具有该系统的增程式电动车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动车领域，更具体地涉及一种用于增程式电动车的精密电控系统及具有该精密电控系统的增程式电动车。
背景技术：
纯电动车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。通常，纯电动车包括电源、驱动电动机、控制系统及传动装置等，其中，电源为电动车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。目前，电动车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动车技术的发展，铅酸蓄电池由于比能量较低，充电速度较慢，寿命较短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电源的应用虽然为电动汽车的发展开辟了新道路，但却由于其成本昂贵给消费者带来较大的经济负担。虽然，电动车具有很多优点它本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、 光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。但是，目前的纯电动车却也存在以下缺点1.蓄电池单位重量储存的能量太少， 所以续航力很小；2.电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格成本较贵；3.国家电网的增容无法正比增加所造成限制；4.基础配套设施不完善；5.动力性能较差。为了解决上述问题，一种以电动机为主、发动机为辅进行工作的汽车应运而生，通常，该类汽车被称为增程式电动车。增程式电动车中，发动机的唯一作用是发电，需要启动时，又可连续工作在最佳转速下，输出的功率和扭矩也基本恒定，因而其效率、排放、可靠性等均处在较佳状态，还省去与电动机耦合匹配的成本。此外，当车载电池电量消耗至最低临界限值时，增程式电动机的增程器将自动启动并为其继续提供电能，以实现高达数百公里的续使能力，有效克服传统电动车行驶里程短的毛病，让驾驶者不用为此担忧。另外，增程式电动汽车的电池容量只需纯电动汽车的30-40%左右，极大地降低了成本。增程式电动汽车与其它新能源车型相比，在能源利用效率、价格、使用的方便性等方面均具有明显优势。现有的增程式电动车在内燃机方面采用了 1. 4-1. 5L排量的汽油内燃机配套使用，平均油耗为2. 5-4. 5L/百公里，其相较传统汽油车平均油耗为5. 5-6. 5L/百公里，更加大为节能减排。然而，现有的增程式电动车由于缺乏精密电控系统，不能使电动车中的内燃机高效运作，导致耗油量偏大且其续航能力也具有很大局限性。因此，急需一种适用于增程式电动车的精密电控系统及具有该精密电控系统的高效能增程式电动车以进一步提高续航能力且降低使用成本，从而解决上述缺陷。
实用新型内容本实用新型的一个目的是提供一种适用于增程式电动车的精密电控系统。本实用新型的另一目的是提供一种高效能的增程式电动车以进一步提高续航能力且降低使用成本。为了实现上述目的，本实用新型提供一种精密电控系统，其包括信号接收模块、信号处理模块、控制模块、脉宽调制驱动模块及电流检测模块。其中，所述信号接收模块用于接收反映所述增程式电动车的工况的各种输入信号；所述信号处理模块用于优化来自所述信号接收模块的各种输入信号以生成各种优化信号；所述控制模块用于接收来自所述信号处理模块的各种优化信号并根据所述各种优化信号而生成一驱动信号、一电流信号及各种控制信号以随时调整所述增程式电动车的运行状态；所述脉宽调制驱动模块用于接收来自所述控制模块的驱动信号并根据该驱动信号而驱动所述增程式电动车中的氢氧机电解槽；所述电流检测模块用于接收来自所述控制模块的电流信号并根据该电流信号而优化所述氢氧机电解槽的电流密度。较佳地，所述精密电控系统还包括一滤波模块，所述滤波模块用于为所述控制模块的电源提供滤波作用。较佳地，所述各种优化信号包括车速信号、发动机转速信号、电动机转速信号、蓄电池电压信号、刹车灯信号及油门位置传感器信号中的一个或多个。为了实现上述目的，本实用新型还提供了一种增程式电动车，其包括驱动模组、为所述驱动模组提供动力输出的电动机模组、为所述电动机模组供电的蓄电池模组、为所述蓄电池模组提供充电电力的发动机模组以及控制所述发动机模组实现充电电力生产的精密电控系统，该精密电控系统包括信号接收模块、信号处理模块、控制模块、脉宽调制驱动模块及电流检测模块。其中，所述信号接收模块用于接收反映所述增程式电动车的工况的各种输入信号；所述信号处理模块用于优化来自所述信号接收模块的各种输入信号以生成各种优化信号；所述控制模块用于接收来自所述信号处理模块的各种优化信号并根据所述各种优化信号而生成一驱动信号、一电流信号及各种控制信号以随时调整所述增程式电动车的运行状态；所述脉宽调制驱动模块用于接收来自所述控制模块的驱动信号并根据该驱动信号而驱动所述增程式电动车中的氢氧机电解槽；所述电流检测模块用于接收来自所述控制模块的电流信号并根据该电流信号而优化所述氢氧机电解槽的电流密度。较佳地，所述精密电控系统还包括一滤波模块，所述滤波模块用于为所述控制模块的电源提供滤波作用。较佳地，所述各种优化信号包括车速信号、发动机转速信号、电动机转速信号、蓄电池电压信号、刹车灯信号及油门位置传感器信号中的一个或多个。较佳地，所述发动机模组包括依次相连的氢氧机、冷却水箱、过滤水箱及内燃机， 所述氢氧机通过所述氢氧机电解槽与所述精密电控系统相连，所述内燃机与所述精密电控系统相连并通过所述精密电控系统向所述蓄电池模组提供充电电力。较佳地，所述内燃机包括有燃烧气缸，所述燃烧气缸包括气缸体、可于所述气缸体内上下移动的气缸活塞、套于所述气缸活塞上以密封气体的活塞环，所述气缸体的上部为气缸盖，所述气缸盖上设置有进气通道、排气通道及位于所述进气通道和排气通道之间的火花塞，所述进气通道和排气通道内分别装设有进气门和排气门，所述进气通道的侧边还连接有喷油嘴。较佳地，所述气缸活塞的上端面由两斜面构成，两所述斜面由外向内朝所述上端面的中心线方向倾斜并关于所述中心线对称而形成V形状表面。较佳地，所述斜面与水平面之间的夹角为13°。与现有技术相比，本实用新型增程式电动车增设有精密电控系统，该精密电控系统通过控制模块、脉宽调制驱动模块及电流检测模块等多个模块的相互配合，时时监控增程式电动车中的蓄电池电量及内燃机的运行状况，并根据所采得的内燃机数据，经过控制模块的精密计算，自动优化生成PWM/PFM综合数据并透过高速的传输启动增程式电动车中的氢氧机并控制其电流密度，使得其可在最优化的电流密度下，高效低温地运行而产生优质的、干燥的、干净的氢氧气，氢氧气进而提供给内燃机高效燃烧，从而为蓄电池模组持续充电，大大提高了电动车的续航能力。而内燃机在通过氢氧气的混合燃烧后，能将原本平均油耗为2. 5-4. 5L/百公里的耗油量再降低30% -50%，使得百公里油耗降为1. 25-2. 25L汽油，大大降低了使用成本。如上所述，本实用新型增程式电动车在实现高续航能力的同时降低了使用成本，具有高效节能且环保等优点。
图1是本实用新型精密电控系统的原理框图。图2是本实用新型增程式电动车的系统原理图。图3是本实用新型增程式电动车中内燃机的燃烧气缸的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。请参阅图1，图1展示了本实用新型精密电控系统的原理框图。如图1所示，本实用新型精密电控系统10适用于增程式电动车，该精密电控系统10包括信号接收模块11、信号处理模块12、控制模块13、脉宽调制驱动模块14及电流检测模块15，其中，所述信号接收模块11用于接收反映所述增程式电动车的工况的各种输入信号；所述信号处理模块12用于优化来自所述信号接收模块11的各种输入信号以生成各种优化信号；所述控制模块13 用于接收来自所述信号处理模块12的各种优化信号并根据所述各种优化信号而生成一驱动信号、一电流信号及各种控制信号以随时调整所述增程式电动车的运行状态；所述脉宽调制驱动模块14用于接收来自所述控制模块13的驱动信号并根据该驱动信号而驱动所述增程式电动车中的氢氧机电解槽51a;所述电流检测模块15用于接收来自所述控制模块13 的电流信号并根据该电流信号而优化所述氢氧机电解槽51a的电流密度。较佳地，所述精密电控系统10还包括一滤波模块16，所述滤波模块16用于为所述控制模块13的电源提供滤波作用。较佳地，所述各种优化信号包括车速信号、发动机转速信号、电动机转速信号、蓄电池电压信号、刹车灯信号及油门位置传感器信号中的一个或多个。在本具体实施例中，经所述信号处理模块12处理后发送给所述控制模块13的各种优化信号包括了车速信号、发动机转速信号、电动机转速信号、蓄电池电压信号、刹车灯信号及油门位置传感器信号，所述控制模块13由微处理器(CPU)构成，该微处理器13根据接收到的各种优化信号对电动车的状态进行实时调控。本实用新型还提供了具有上述精密电控系统10的增程式电动车，其中，图2展示的是本实用新型增程式电动车的系统原理图。如图2所示，本实施例中，所述增程式电控车包括驱动模组20、为所述驱动模组20提供动力输出的电动机模组30、为所述电动机模组30 供电的蓄电池模组40、为所述蓄电池模组40提供充电电力的发动机模组50以及控制所述发动机模组50实现充电电力生产的精密电控系统10。较佳地，所述发动机模组50包括依次相连的氢氧机51、冷却水箱52、过滤水箱53及内燃机M，所述氢氧机51通过所述氢氧机电解槽51a与所述精密电控系统10相连，所述内燃机M与所述精密电控系统10相连并通过所述精密电控系统10向所述蓄电池模组40提供充电电力。参照图1和图2，以下说明本实用新型增程式电动车的工作原理。当所述增程式电动车启动后，所述精密电控系统10也同时启动。信号接收模块 11接收反映电动车工况的各种输入信号，并经由信号处理模块12优化后输送到微处理器 13，这其中的优化信号包括蓄电池的电压信号，微处理器13可由此判断蓄电池的容量，当检测到的蓄电池容量低于40%时，微处理器13将启动内燃机使其以每分钟1800RPM/min至 2000RPM/min最优化的转速运行，同时微处理器13向脉宽调制驱动模块14发送一驱动信号，使其驱动氢氧机电解槽51a，而且还向电流检测模块15发送电流信号是其对氢氧机电解槽51a的电流密度进行优化，从而使得氢氧机电解槽51a的电解达到最佳效果而产生优质氢氧气，这些优质氢氧气先后经过冷却水箱52和过滤水箱53净化后通过进口 55进入内燃机54，同时，外部空气也从该进口 5 进入内燃机M中，内燃机M在优质氢氧气的补充下得到了低耗能和高效率的燃烧，从而产生了大量的电能。在精密电控系统10的控制下， 这些电能实现了对蓄电池模组40进行充电，循环输出电力给电动机模块30，使电动车可连续被驱动。为了进一步优化本实用新型的增程式电动机，本实用新型还对其内燃机中的燃烧气缸进行了如下改进。参照图3，图3为本实用新型增程式电动车中内燃机M的燃烧气缸MO的结构示意图。本实用新型中，内燃机M的燃烧气缸540包括气缸体Ml、可于所述气缸体Ml内上下移动的气缸活塞讨2、套于所述气缸活塞542上以密封气体的活塞环M3，所述气缸体 541的上部为气缸盖M4，所述气缸盖544上设置有进气通道Mfe、排气通道及位于所述进气通道Mfe和排气通道之间的火花塞547，所述进气通道Mfe和排气通道内分别装设有进气门讨恥和排气门M6b，所述进气通道的侧边还连接有喷油嘴M8。所述气缸活塞542的上端面由两斜面Mh构成，两所述斜面542由外向内朝所述上端面的中心线方向倾斜并关于所述中心线对称而形成V形状表面。本较佳实施例中，所述斜面Mh 与水平面P之间的夹角A为13°。基于上述设计，本实用新型中的V型燃烧汽缸540解决了分层燃烧因点火提前角的误差及缸内不全是充满勻质燃汽而使发动机的“升功率”偏低， 进而影响了正常的发动机运行的问题。同时也解决了均层燃烧的燃油性较差的缺点。该设计中，将汽缸活塞542的上端面设计为两个由外向中心倾斜的13° +13°的相切斜面，使得所有的作用力集中在相切点做功，由于使用斜面的设计使工作面积及散热面积增大后，得以将热值平均散布于整个汽缸面，以达到发动机工作最有效的温度值80-110°C，从而获取最有效的燃烧效率及输出动力。与现有技术相比，本实用新型增程式电动车增设有精密电控系统，该精密电控系统通过控制模块、脉宽调制驱动模块及电流检测模块等多个模块的相互配合，时时监控增程式电动车中的蓄电池电量及内燃机的运行状况，并根据所采得的内燃机数据，经过控制模块的精密计算，自动优化生成PWM/PFM综合数据并透过高速的传输启动增程式电动车中的氢氧机并控制其电流密度，使得其可在最优化的电流密度下，高效低温地运行而产生优质的、干燥的、干净的氢氧气，氢氧气进而提供给内燃机高效燃烧，从而为蓄电池模组持续充电，大大提高了电动车的续航能力。而内燃机在通过氢氧气的混合燃烧后，能将原本平均油耗为2. 5-4. 5L/百公里的耗油量再降低30% -50%，使得百公里油耗降为1. 25-2. 25L汽油，大大降低了使用成本。如上所述，本实用新型增程式电动车在实现高续航能力的同时降低了使用成本，具有高效节能且环保等优点。以上结合最佳实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本实用新型的本质进行的修改、等效组合。
权利要求1.一种精密电控系统，适用于增程式电动车，其特征在于，包括信号接收模块，用于接收反映所述增程式电动车的工况的各种输入信号；信号处理模块，用于优化来自所述信号接收模块的各种输入信号以生成各种优化信号；控制模块，用于接收来自所述信号处理模块的各种优化信号并根据所述各种优化信号而生成一驱动信号、一电流信号及各种控制信号以随时调整所述增程式电动车的运行状态；脉宽调制驱动模块，用于接收来自所述控制模块的驱动信号并根据该驱动信号而驱动所述增程式电动车中的氢氧机电解槽；电流检测模块，用于接收来自所述控制模块的电流信号并根据该电流信号而优化所述氢氧机电解槽的电流密度。
2.根据权利要求1所述的精密电控系统，其特征在于所述精密电控系统还包括一滤波模块，所述滤波模块用于为所述控制模块的电源提供滤波作用。
3.根据权利要求1所述的精密电控系统，其特征在于所述各种优化信号包括车速信号、发动机转速信号、电动机转速信号、蓄电池电压信号、刹车灯信号及油门位置传感器信号中的一个或多个。
4.一种增程式电动车，其特征在于，包括驱动模组、为所述驱动模组提供动力输出的电动机模组、为所述电动机模组供电的蓄电池模组、为所述蓄电池模组提供充电电力的发动机模组以及控制所述发动机模组实现充电电力生产的精密电控系统，其中，所述精密电控系统包括信号接收模块，用于接收反映所述增程式电动车的工况的各种输入信号；信号处理模块，用于优化来自所述信号接收模块的各种输入信号以生成各种优化信号；控制模块，用于接收来自所述信号处理模块的各种优化信号并根据所述各种优化信号而生成一驱动信号、一电流信号及各种控制信号以随时调整所述增程式电动车的运行状态；脉宽调制驱动模块，用于接收来自所述控制模块的驱动信号并根据该驱动信号而驱动所述增程式电动车中的氢氧机电解槽；电流检测模块，用于接收来自所述控制模块的电流信号并根据该电流信号而优化所述氢氧机电解槽的电流密度。
5.根据权利要求4所述的增程式电动车，其特征在于所述精密电控系统还包括一滤波模块，所述滤波模块用于为所述控制模块的电源提供滤波作用。
6.根据权利要求4所述的增程式电动车，其特征在于所述各种优化信号包括车速信号、发动机转速信号、电动机转速信号、蓄电池电压信号、刹车灯信号及油门位置传感器信号中的一个或多个。
7.根据权利要求4所述的增程式电动车，其特征在于所述发动机模组包括依次相连的氢氧机、冷却水箱、过滤水箱及内燃机，所述氢氧机通过所述氢氧机电解槽与所述精密电控系统相连，所述内燃机与所述精密电控系统相连并通过所述精密电控系统向所述蓄电池模组提供充电电力。
8.根据权利要求7所述的增程式电动车，其特征在于所述内燃机包括有燃烧气缸，所述燃烧气缸包括气缸体、可于所述气缸体内上下移动的气缸活塞、套于所述气缸活塞上以密封气体的活塞环，所述气缸体的上部为气缸盖，所述气缸盖上设置有进气通道、排气通道及位于所述进气通道和排气通道之间的火花塞，所述进气通道和排气通道内分别装设有进气门和排气门，所述进气通道的侧边还连接有喷油嘴。
9.根据权利要求8所述的增程式电动车，其特征在于所述气缸活塞的上端面由两斜面构成，两所述斜面由外向内朝所述上端面的中心线方向倾斜并关于所述中心线对称而形成V形状表面。
10.根据权利要求9所述的增程式电动车，其特征在于所述斜面与水平面之间的夹角为 13°。
专利摘要本实用新型公开了一种精密电控系统，其包括信号接收模块、信号处理模块、控制模块、脉宽调制驱动模块及电流检测模块，所述信号处理模块接收来自信号接收模块的输入信号并对其进行优化，所述控制模块接收经信号处理模块处理过的优化信号并生成相应的控制信号及一驱动信号和一电流信号，所述脉宽调制驱动模块及电流检测模块分别根据来自控制模块的驱动信号及电流信号对增程式电动车中的氢氧机电解槽施加相应的控制，该精密电控系统用于增程式电动车时，通过上述各个模块的协调配合，实时监控内燃机的运行状况，使得内燃机实现低耗能、高效率的燃烧，从而在确保高续航能力的情况下降低了使用成本。同时，本实用新型还揭露了具有该精密电控系统的增程式电动车。
文档编号F02M25/12GK202080149SQ20112017256
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月25日 优先权日2011年5月25日
发明者陈秋亭 申请人:东莞市鑫亚塑胶制品有限公司