[发明专利]多能源电动汽车教学设备及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车教学设备研究领域，特别涉及一种多能源电动汽车教学设备及其实现方法。

背景技术

随着世界经济的快速发展，能源与环境已经成为人类发展和生存的重大问题，传统汽车使用的石油燃料正面临枯竭，而且有害尾气排放严重，为了解决能源短缺、环境污染问题，人类开发了电动汽车等新能源汽车。

电动汽车是依靠电能驱动的车辆，在行驶过程中基本不排放有害气体，成为21世纪汽车的发展方向，世界各国都高度重视新能源汽车的发展。2010年美国首次将新能源汽车提到国家战略层面，明确提出2015年美国要有100万辆充电式混合动力车；我国2010年出台《新能源汽车产业发展规划》，提出未来10年，中央财政投入将达1000亿元，使新能源汽车保有量达到500万辆。

技术推广、教育先行，作为新能源汽车技术推广，目前部分学校已经开设相关课程，但是普遍缺少实验设备，如果购买真实新能源汽车，价格十分昂贵，如比亚迪E6纯电动汽车，一台售价30多万，而且功能单一，不适合教学，不能进行故障设置与检测和考核。

近年来也有将电动汽车动力系统以实验台形式展示，如中国专利申请201120275192和201120275193，分别公开了一种混联式混合动力汽车实验台和串联式混合动力汽车实验台，其台架仅限于电动汽车的动力系统，不是整台可移动的汽车，而且只能进行一种能源转换，功能单一，不能将多种能源进行有机融合，大大增加了开支。而其他的一些关于电动汽车的发明，都是基于电动汽车的局部改进，不属于实验教学设备设计领域。所以，设计开发出一种多功能的多能源混合动力汽车教学实验台，有着重要的理论意义和实际应用价值。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种多能源电动汽车教学设备，该设备利用系统工程原理，通过一多能源管理系统，将多种新能源有机融合，共同驱动汽车行驶，可以直观显示多种新能源汽车的基本结构和工作原理，还可以进行电动汽车的智能故障设置、检测和考核，大大方便教学，节约开支，有利推广。

本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于上述教学设备的实现方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：多能源电动汽车教学设备，包括汽车底盘、汽车车身、汽车上的电器和汽车故障设置与考核系统，，还包括一多能源管理系统，以及分别与此多能源管理系统相连的纯电动动力系统、内燃机动力系统、太阳能动力系统、风能动力系统、燃料电池动力系统，各个动力系统均能够驱动汽车运行，用于进行各个动力系统的结构原理教学；同时多能源管理系统还用于根据汽车负荷大小，选择相应动力系统或若干个动力系统组合驱动汽车运行。本发明采用系统工程方法和多能源管理系统，将化学能、电能、机械能、动能、太阳能、风能、燃料电池能量等有机融合，共同驱动汽车行驶。也可以单独做各种能源利用实验，从而节省实验教学成本，同时也有利于多能源汽车的研发。

具体的，所述纯电动动力系统包括蓄电池组、驱动电机、传动装置，其中蓄电池组与多能源管理系统相连，在多能源管理系统作用下控制驱动电机运转，进而控制传动装置。

优选的，所述内燃机动力系统包括内燃机、传动装置，其中内燃机与多能源管理系统相连，多能源管理系统控制内燃机启动，直接通过传动装置带动车轮行驶。

更进一步的，所述内燃机动力系统和纯电动动力系统相混合，包括内燃机、发电机、蓄电池组、驱动电机、传动装置，其中内燃机、蓄电池组与多能源管理系统相连，在蓄电池组内电力大于25%时，多能源管理系统通过纯电动动力系统驱动车辆行驶；一旦蓄电池组电力低于25%，则认为电力严重不足，此时多能源管理系统通过内燃机动力系统驱动车辆行驶，同时内燃机带动发电机运转，向蓄电池组充电。在实际应用中，如果汽车超负荷，则蓄电池组还可通过驱动电机，同时驱动车辆行驶，所以电动汽车此时发出的功率将是内燃机和电动机功率之和，这也是电动汽车的一大优点。

优选的，所述教学设备还包括用于将内燃机排气能量进行回收利用的内燃机排气能量回收装置，包括排气道、排气门、排气涡轮、进气涡轮、进气道、进气门，发动机排气经过排气门、排气道，带动排气涡轮转动，再经传动轴带动进气涡轮转动，将空气增压，经进气道、进气门进入气缸。从而可以使空气密度增加，气缸供油量可增加，燃烧更充分，提高了内燃机功率，降低了燃料消耗。