[实用新型]低温深冷混合动力气动汽车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种混合动力道路运输工具。

背景技术

石油、煤炭是一次性不可再生的矿物能源，形成它要经过几千年、上亿年的时间。近两个世纪，人类大规模开发利用石油，发展内燃机汽车，使人类进入了工业化、现代化社会，同时也产生了全球关注的能源枯竭和环境污染，为此人类社会已经付出了巨大的代价，影响了社会的发展。因此开发洁净的可再生能源的环保生态电动汽车已成为人类社会的共识。目前由于开发电动汽车还存在技术难度高、制造成本高、续驶里程短、没有符合电动汽车技术性能的电动机(发动机)和电池(能量源)，所以开发以电能支持的新型低温深冷混合动力气动汽车已成为人类社会的紧迫课题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种低温深冷混合动力气动汽车。该低温深冷混合动力气动汽车(混合动力气动车)是以电能分别转换成液态氮(低温冷量)为该车补充燃料，同时为该车电池充电为能量源(能源)，以液氮发动机(冷量膨胀机、冷气发动机)与电机(电动机/发电机)为动力源，通过动力组合器(行星齿轮机构)，由人工控制高效率将能量源转化成车身的动能，是实现清洁、环保、安全、节能的新型道路运输工具。

结合附图1，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：由冷量膨胀机1、低速蒸发器2、高速蒸发器3、离合器4、轴制动器5、液态氮贮槽6通过管道、机械分别连成一体组成液氮发动机(冷气驱动装置)与电机8、电机轴制动器10、电子控制器9、蓄电池组11通过电路、机械连成一体组成电力电子驱动装置，再经动力组合器7、差速器、半轴、车轮通过机械(轴)连成一体，组成车身动力驱动装置，通过上述各部分分别由机械、电路、管道、轴经过机械联接、电子联接、电力联接、热联接构成低温深冷混合动力气动汽车。

按照上述装置，首先使冷流体液态氮吸收了热流体空气放出的热量而被复热到接近大气的温度，即热流体放出热量，冷流体吸收热量，热流体放出的热量应等于它所减少的能量，冷流体吸收的热量应等于它所增加的能量，冷流体能量的增加应等于热流体能量的减少，它们之间没有功量的交换。即由液态氮沸点77.36k复热到接近大气的温度288k，即温度越高氮气分子的动能越大，氮气分子的位能也就越大，温度越低氮气分子的动能也就越小。同时氮气压力由0.101Mpa升高到10.1Mpa，即氮气单位体积迅速扩大达到液态时的646倍，即氮气的体积表示氮气中分子之间位能的大小，体积越大分子之间距离越大，氮气分子的位能也就越大。当氮气(工质气体)进入膨胀机(冷气发动机)时压力高、体积小分子间距离小，当通过膨胀机旋转工作轮一定形状的流道时，根据气流动量矩变化规律，动量矩发生改变，消耗氮气本身的内能，氮气焓值降低在膨胀机内膨胀而做功输出机械功率。

按照上述装置，由人工控制将直流电源(电池)功率，经位置传感器、逆变器、控制器组成的自同步式或自控式变频同步电路与功率逻辑开关构成的换相电路；由位置传感器检测转子磁极的位置信号，控制器对转子位置信号进行罗辑处理，产生相应的开关信号，开关信号以一定的逻辑关系分配给电机本体定子电枢各相绕组，使电机输入交流方波电流(矩形脉冲波)在电机中产生梯形波的磁场分布和梯形波的感应电动势。同时采用离散转子位置反馈信号控制换向，无需坐标变换，使电机定子电枢绕组产生的磁场磁动势与转子中的转子磁场磁动势在空间始终保持(X/2)rad电角度，产生电枢转矩输出机械功率。

按照上述装置，为了实现车辆的串联、并联或混联以及复合式的多种混合驾驶模式，液氮发动机与电机之间以及差速器、半轴、车轮之间必须进行机械联接，联接装置为动力组合器-行星齿轮机构。其中，中心轮与液氮发动机轴相连，齿圈与电机轴相连，行星架通过差速器与半轴、车轮相连组成混合动力驱动装置。驱动装置把串联和并联混合驱动结合成一体，经人工调整控制可以实现并联到串联驱动的转换，即由液氮发动机单独驱动或电机单独驱动，以及液氮发动机与电机混合驱动。在混合驱动时具有并联驱动和串联驱动时的特点，即液氮发动机能独立工作于最小气耗区，由于采用了行星齿轮机构，当节气阀(控制阀)全开车辆加速行驶时，液氮发动机和电机同时工作提供车辆所需动力，车辆在等速行驶时，液氮发动机工作于最小气耗状态，电机也同时工作并通过行星齿轮机构减速，此时液氮发动机提供最小转矩和最小功率，车辆所需的动力由电机提供。