技术领域
[0001] 本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及太阳能电动汽车领域，具体为一种水陆两用的太阳能电动汽车。
背景技术
[0002] 水陆两用车是结合了车与船的双重性能，既可像汽车一样在陆地上行驶穿梭，又可像船一样在水上泛水浮渡的特种车辆。由于其具备卓越的水陆通行性能，可从行进中渡越江河湖海而不受桥或船的限制，因而在交通运输上，具有其特殊的历史意义；因而水陆两用车多用于军事、救灾救难、探测等专业领域，也可改造用于旅游。现有的水陆两用车其动
力装置多以
汽油或柴油作为燃油，其排放易污染环境；虽然目前也出现了采用太阳能转换的
电能作为水陆两用汽车的驱动
能源，如公告号为CN201951195U的
专利文献公开的一种多功能水陆两用汽车以及公告号为CN205075601U的专利文献公开了一种纯电动太阳能充电连体船式水陆两栖
电动车，其都公开了采用太阳能发电作为水陆两用汽车的驱
动能源，但是其仅仅是在
车顶上加装了太阳能发电装置，而光电转换率受车顶面积大小影响较大，同时光电转换率也会受到
太阳能电池板与太阳光照
角度影响，因此现有的太阳能水陆两栖汽车还不能完全满足使用要求；同时，现在的太阳能水陆两用汽车，其多都通过安装于车体后部的螺旋浆装置来实现在水中的排水行进，其存在排水量小，行驶速度慢的问题。实用新型内容
[0003] 针对上述问题，本实用新型提供了一种水陆两用的太阳能电动汽车，其能解决现有水陆两用太阳能电动汽车存在的光电转换率较低、不能满足动力性能要求的问题，并能解决现有其水路航行时排水量小、行驶速度慢的问题。
[0004] 其技术方案为，一种水陆两用的太阳能电动汽车，其包括车体、四个
车轮、车顶太阳能
电池组件、
蓄电池组、驱动
电机以及整车控制系统，所述
驱动电机通过电机
控制器与所述整车控制系统电控连接，所述车顶太阳能电池组件与蓄电池组并联后通过所述电机控制器分别向所述驱动电机、整车供电系统供电，所述整车控制系统电控连接水陆模式转换
开关，所述车体底部设有密封底盘，其特征在于：其包括BMS
电池管理系统，所述车体两侧车
门的车窗上也分别安装有太阳能电池组件，并且所述整车控制系统控制所述车体两侧车门沿车顶两侧上下翻转从而实现车门的打开或关闭，所述车顶太阳能电池组件、分别安装于两侧车门上太阳能电池组件分别与一MPPT控制器电控连接，所述蓄电池组、各个所述MPPT控制器分别连接一继电器后形成并联
电路并与所述电机控制器、整车控制系统电控连接，各个所述MPPT控制器、蓄电池组分别通过
信号线与所述BMS电池管理系统连接，各个继电器分别与所述BMS电池管理系统的信号输出端电控连接。
[0005] 进一步的，所述驱动电机为
轮毂电机，每一个所述车轮的轮毂内侧分别安装有一个所述轮毂电机、轮毂外侧分别安装有一个划水
叶轮并且所述轮毂电机、轮毂以及划水叶轮同轴连接，所述划水叶轮与所述轮毂电机之间通过轴向滑动结构同轴连接，所述轴向滑动机构能带动所述划水叶轮轴向伸出于轮毂外或轴向回收于轮毂内。
[0006] 进一步的，所述轴向滑动结构包括
永磁体和滑动轴，所述永磁体固装于所述滑动轴的内侧端面，所述轮毂电机设有与所述滑动轴同轴的线圈，所述轮毂中
心轴孔的内孔周面均布设有
盲孔槽，所述盲孔槽位于
轮辐安装面的一侧端部开口、位于轮辐一侧端部封闭，所述滑动轴位于轮辐安装面一侧的端部周面上均布设有台阶
凸块，所述台阶凸块的轴向长度小于所述盲孔槽轴向深度，所述盲孔槽内安装有
弹簧，所述滑动轴滑动安装于所述轮毂中心轴孔内同时所述台阶凸块伸入所述盲孔槽且与所述弹簧
接触限位，所述线圈通电后与所述永磁体产生相互的排斥力从而推动所述滑动轴沿着所述中心轴孔向外移动，所述划水叶轮与所述滑动轴之间通过
键槽结构连接。
[0007] 进一步的，所述划水叶轮包括空心轮轴和
叶片，所述空心轮轴的外周面均布设置有所述叶片，所述轮毂中心轴孔的外周设有环形凹槽，所述环形凹槽的外周均布设有径向槽，所述环形凹槽用于容纳所述划水叶轮的空心轮轴，所述径向槽用于容纳所述空心轮轴外周面的叶片。
[0008] 进一步的，所述键槽结构包括
定位键，所述轮毂中心轴孔的孔壁周向均布开设有轴向沟槽，所述滑动轴的外侧周面上、所述划水叶轮的空心轮轴的内孔周面上分别对应开设有键槽，所述定位健径向贯穿所述轴向沟槽并且所述定位健的径向两端分别嵌入所述滑动轴、划水叶轮的键槽内。
[0009] 进一步的，所述轮毂电机包括
定子、轮轴
轴承、外
转子，所述轮轴轴承上套装有线圈并且所述轮轴轴承的左端与所述定子固接、右端与所述外转子固接，所述外转子与所述轮毂固接，所述线圈通过继电控制器与所述整车控制系统电控连接。
[0010] 本实用新型的有益效果在于：其通过在车体两侧车门的车窗上分别设置太阳能电池组件来增加
光伏发电量，同时两侧车门可沿车顶两侧上下翻转从而能够根据太阳光的照射角度对两侧车门的开启角度进行适应性调整以提高光伏转换率；同时，其通过BMS电池管理系统对车顶太阳能电池组件、两侧车门的车窗上的太阳能电池组件以及蓄电池组的工作状态进行实时监控从而保证整车正常运行所需的可靠电能供给；另外，其采用轮毂电机作为驱动装置并且每一个车轮的轮毂内都同轴安装有一个可向外伸出或向内回收的划水叶轮，故能大大提高排水量、提升水面行驶速度。
附图说明
[0011] 图1为本实用新型一种水陆两用太阳能汽车的结构示意图；
[0012] 图2为本实用新型一种水陆两用太阳能汽车在两侧车门打开状态下的示意图；
[0013] 图3为本实用新型一种水陆两用太阳能汽车的控制系统构成示意图；
[0014] 图4为本实用新型一种水陆两用太阳能汽车中车轮的分解结构示意图；
[0015] 图5为本实用新型一种水陆两用太阳能汽车中车轮轮毂的主视结构示意图；
[0016] 图6为本实用新型一种水陆两用太阳能汽车中车轮轮毂的后视结构示意图；
[0017] 图7为图5的A-A向剖面示意图；
[0018] 图8为本实用新型一种水陆两用太阳能汽车中划水叶轮回收于车轮轮毂内的状态示意图；
[0019] 图9为本实用新型一种水陆两用太阳能汽车中划水叶轮从车轮轮毂内向外伸出的状态示意图。
[0020] 附图标记：1-车体，2-车轮，3-车顶太阳能电池组件，4-蓄电池组，5-驱动电机，51-定子，52-轮轴轴承，53-外转子，54-线圈，6-整车控制系统，7-电机控制器，8-水陆模式转换开关，9-密封底盘，10-BMS电池管理系统，11-左车窗太阳能电池组件，12-右车窗太阳能电池组件，13-左侧车门，14-右侧车门，151-MPPT控制器， 152-MPPT控制器，153-MPPT控制器，161-继电器，162-继电器，163-继电器，164-继电器，165-继电控制器，17-划水叶轮，171-空心轮轴，172-叶片，18-永磁体，19-滑动轴，191-台阶凸块，20-轮毂，21-轮毂中心轴孔，22-盲孔槽，23-弹簧，24-环形凹槽，25-径向槽，26-定位键，27-轴向沟槽，281-键槽，282-键槽，
29-充电
接口，30-端盖，31-轮胎，32-
螺母，33-螺钉，34-
螺栓。
具体实施方式
[0021] 见图1、图2和图3，一种水陆两用的太阳能电动汽车，其包括车体1、四个车轮2、车顶太阳能电池组件3、蓄电池组4、驱动电机5、整车控制系统6以及BMS电池管理系统10，驱动电机5通过电机控制器7与整车控制系统6电控连接，车顶太阳能电池组件3与蓄电池组4并联后通过电机控制器7分别向驱动电机5、整车供电系统6供电，整车控制系统6电控连接水陆模式转换开关8，车体1底部设有密封底盘9；车体两侧车门的车窗上也分别安装有太阳能电池组件，分别为左侧车门13上的左车窗太阳能电池组件11、右侧车门14上的右车窗太阳能电池组件12，并且整车控制系统6控制左侧车门13、右侧车门14沿车顶两侧上下翻转从而实现该两侧车门13、14的打开或关闭，车顶太阳能电池组件3、左车窗太阳能电池组件11、右车窗太阳能电池组件12分别与对应的MPPT控制器151、152、153电控连接，蓄电池组4、各个所述MPPT控制器151、152、153分别连接继电器161、162、163、164后形成并联电路后分别与电机控制器7、整车控制系统6电控连接，各个MPPT控制器151、152、153及蓄电池组4分别通过信号线a、b、c、d与BMS电池管理系统10连接，各个继电器161、162、163、164分别与BMS电池管理系统10的信号输出端e、f、g、h电控连接，并且各个继电器的信号输出端还与BMS电池管理系统通过信号线i电控连接；BMS电池管理系统10实时监测分析由信号线a、b、c、d、i传输的驱动电机5为轮毂车顶太阳能电池组件3、左车窗太阳能电池组件11、右车窗太阳能电池组件12、蓄电池组4和并联电路的
电流、
电压、电量及
温度数据，并经计算后通过BMS电池管理系统10的信号输出端e、f、g、h来控制继电器161、162、163、164的通断从而实现对车顶太阳能电池组件3、左车窗太阳能电池组件11、右车窗太阳能电池组件12以及蓄电池组4工作状态的监视，同时传输下关信息到整车控制系统6实现车辆的状态显示；每一个车轮2的轮毂20内侧分别同轴安装有一个轮毂电机、外侧外侧同轴安装有一个划水叶轮17，每一个轮毂电机均包括定子51、轮轴轴承52、外转子53，轮轴轴承52上套装有线圈54并且轮轴轴承52的左端与定子51固接、右端与外转子53固接，53外转子固接于轮毂20内侧端，线圈54通过该轮毂电机对应的继电控制器165与整车控制系统6电控连接；每一个划水叶轮17与对应的轮毂电机之间均通过轴向滑动结构同轴连接，轴向滑动机构能带动划水叶轮17轴向伸出于轮毂20外或轴向回收于轮毂20内。
[0022] 见图4，轴向滑动结构包括永磁体18和滑动轴19，永磁体18固装于滑动轴19的内侧端面，轮毂中心轴孔21的内孔周面均布设有三个盲孔槽22，盲孔槽22位于轮辐安装面的一侧端部开口、位于轮辐一侧端部封闭，滑动轴19位于轮辐安装面一侧的端部周面上均布设有台阶凸块191，台阶凸块191的轴向长度小于盲孔槽22轴向深度，盲孔槽22内安装有弹簧23，滑动轴19滑动安装于轮毂中心轴孔21内同时台阶凸块191伸入盲孔槽22内且与弹簧23接触限位，划水叶轮17与滑动轴19之间通过键槽结构连接。
[0023] 划水叶轮17包括空心轮轴171和叶片172，空心轮轴171的外周面均布设置有叶片172，轮毂中心轴孔21的外周设有环形凹槽24，环形凹槽的24外周均布设有径向槽25，环形凹槽24用于容纳划水叶轮17的空心轮轴171，径向槽25用于容纳空心轮轴外周面的叶片
172。
[0024] 键槽结构包括定位键26，轮毂中心轴孔21的孔壁周向均布开设有轴向沟槽27，滑动轴19的外侧周面上、划水叶轮的空心轮轴171的内孔周面上分别对应开设有键槽281、282，定位健26径向贯穿轴向沟槽27并且定位健26的径向两端分别嵌入滑动轴、划水叶轮的键槽281、282内。
[0025] 下面具体描述一下本实用新型中BMS电池管理系统10对车顶太阳能电池组件3、车窗太阳能电池组件11、右车窗太阳能电池组件12、蓄电池组4工作状态的实时监控过程：
[0026] 当BMS电池管理系统10通过信号线a、b、c检测到车顶太阳能电池组件3、车窗太阳能电池组件11、右车窗太阳能电池组件12中任一路的
太阳能电池板电流值为零或异常时，则自动切断该电路与并联电路之间的连接，当又检测到该路太阳能电池板有电流或恢复正常时，再重新接通与并联电路之间的连接；
[0027] 当BMS电池管理系统10通过信号线a、b、c、i检测到所有太阳能电池板组件的发电功率大于负载功率时，则BMS电池管理系统10控制三组太阳能电池板直接给负载供电，同时多余的电量给蓄电池组4充电；当通过信号线d检测到蓄电池组4电量充满时，则BMS电池管理系统10通过信号输出端h切断继电器164；
[0028] 当BMS电池管理系统10通过信号线a、b、c、i检测到所有太阳能电池板组件的发电功率小于负载功率时，则BMS电池管理系统10通过信号输出端e、f、g、h控制继电器161、162、163、164全部接通，三组太阳能电池板组件和蓄电池组4同时给负载供电；
[0029] 当BMS电池管理系统10通过信号线a、b、c、i检测到所有太阳能电池板组件的发电功率为零时，则BMS电池管理系统10通过信号输出端e、f、g切断继电器161、162、163，实现由蓄电池组4单独给负载供电；
[0030] 当BMS电池管理系统10通过信号线d检测到蓄电池组4或者整体电流、电压、电量及温度异常时，BMS电池管理系统10直接向整车控制系统发出报警，随后自动切断继电器164，直至检测到蓄电池组4故障排除，再重新接通蓄电池组4的供电。
[0031] 下面具体描述一下本实用新型水陆两用太阳能汽车的工作过程：
[0032] 当本实用新型的水陆两用太阳能汽车需要在水上行驶时，整车控制系统6接收到水陆模式转换开关8的水上行驶模式指令，则整车控制系统6根据指令接通与轮毂电机的线圈54相连的继电控制器165，轮毂电机的线圈54通电对固装于滑动轴19内侧端的永磁体18产生向外的排斥力，推动滑动轴19在轮毂中心轴孔21内向外移动同时滑动轴19端部周面上的台阶凸块191
挤压盲孔槽22内的弹簧23，在滑动轴19向外移动的同时由于划水叶轮17的空心轮轴171与滑动轴19之间通过键槽结构连接，因此划水叶轮17随着滑动轴19一起向外移出轮毂，从而安装于四个轮毂内的划水叶轮17全部向外弹出，整车控制系统6通过电机控制器7控制四个车轮的轮毂电机的正反转及转速，轮毂20和划水叶轮17就随着轮毂电机同步转动，实现车辆在水中的前进、后退和转向。
[0033] 当车辆行驶至陆地上时，将水陆模式转换开关8切换至的陆地行走模式，整车控制系统6接收到陆地行走模式的指令后控制继电器165断开，则四个轮毂电机20的线圈均分别断电，轮毂中心轴孔21的盲孔槽22内弹簧23回弹从而推动滑动轴19向内侧移动既而滑动轴19带动划水叶轮17向轮毂20内回缩，整车控制系统6通过电机控制器7控制轮毂电机的正反转及转速，轮毂20与回收于轮毂20内的划水叶轮17一起随着轮毂电机同步转动，整车控制系统通过给电机控制器7发送指令，协调控制各个轮毂电机转速、差速，使车辆高速行驶时安全平稳，低速转弯时更加灵活。
