[发明专利]一种电动车节能变速箱及其节能方法

说明书

（一）      技术领域

    本发明涉及机电工程领域，特别涉及一种电动车节能变速箱及其节能方法。

（二）      背景技术

现有技术电动车的电池的容量有限，一次充电以后的续驶里程都不长，其活动范围不尽人意，同时电动车工作时一次充电后连续放电的，而这种充电放电方式，对于某些电池要影响电池的寿命，电动车用电量的费用不贵，但是电池的开支费用很大，电池的寿命影响整车的经济效果也很大。

另一方面，电动车在行驶中，其速度不断变化，在路况好而车流量少时车速快，当路况不好或遇转弯、会车及下坡时车辆都要减速，一般情况下都在加速减速中运行，大部电动车没有机械减速装置，都用车辆的制动系统来完成，这些运作要消耗一部分能源，特别在上下长坡时往返过程中这种消耗很大。

（三）      发明内容

    本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种使电动车的连续行驶里程增长和电池寿命延长的电动车节能变速箱及其节能方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种电动车节能变速箱，包括一轴、二轴、三轴、四轴、五轴和安装在这些轴上的传动齿轮系，一轴连接电机，五轴连接车轮，其特征是：二轴、三轴、四轴上分别连接少齿离合器，少齿离合器与脚踏开关相连接。

该电动车节能变速箱，脚踏开关设有多个档位, 脚踏开关由低档到高档通过电磁铁带动少齿离合器实现变速。少齿离合器设有1-3个齿，其齿形与弧齿螺旋旋锥齿轮的齿形相同。

一种电动车节能变速箱的节能方法，其特征是：以电机能承受的超转速和电池能承受充电超电压所限的比例系数φ为变速箱速度公比，通过脚踏开关集中控制变速，由少齿离合器实现变速离合，通过在减速时的变档，使得电动车减速的动能或下坡的位能推动车轮驱动电机增速至发电给电池充电，回收动能与位能。

该电动车节能变速箱的节能方法，变速箱速度公比φ不大于电机允许的高转速与电机工作转速的比例，不大于电池允许的脉冲充电的电压与电池工作电压的比例。

电动车所应用驱动的电机是直流电机、直流电机的重要特点是，电动机和发电结构相同，原理一样，其电枢电势如下式：

E=cφn………………………………………………1

公式中E是电枢电势，n是电机转速，φ是电极磁通，c是常数，对一定的电机φ和c可以是定值，可见电枢电势E与电机转速n成正比，若电动车以正常的速度V₀行驶，电池以E₀供电，电机以n₀在转动。当电动车要减速调低到下一档速度V，本发明变速箱立刻换挡，立刻使得从电机到车轮的降速比增大，但此时电动车仍旧以原来速度v₀速度在行驶，车辆的动能推着车轮在转动，从车轮传动到电机是增速，使得原来从电机到车轮的减速比变成更大增速比，电机转速也增加为n，n大于n₀，因而所产生电势E也大于E₀，电枢产生反向电流向电池充电，原来的电动机D也成为发电机，成为吸收车辆减速动能的负载。由于充电消耗了电动车减速的动能，电动车慢下来，速度达到V，电机的转速也恢复到n₀，而n是电动车减速过程中电机增高的转速。

n=φn₀

也就是E=φE₀，φ应大于1，其上限受电动机超高转速和电池充电超高脉冲电压能力所限，φ是比例系数，要体现在变速箱的相邻档位的转速比。是上一档位与下档位的转速之比。

 

公式中n_e变速箱输出的转速，n_e-1是减速后变速箱下一档位的输出转速，显然要求变速时所有档位都成立，因而φ成为变速箱相邻档位的速度公比，根据机械传动有级调速的理论：

………………………………………………2

公式中G是变速箱的变速分级档数，Rn是变速箱的调速范围，当变档减速时由正在作的那一档调到下一档那一刻传动比马上改变，立刻由车轮驱动电机升速发电，给电池充电，电机成了负荷，电动车减速到达预定速度为止。

以上变速箱可以用孔盘、凸轮或电磁铁集中控制，本发明采用电磁铁和脚踏开关控制，该脚踏开关安装在原来汽车脚踏油门的位置上，用右脚操作与原来汽车脚踏油门相同。