磁电混合动力装置的制作方法

1.本实用新型属于动力装置技术领域，具体涉及磁电混合动力装置。


背景技术：

2.车辆工程技术发展一日千里，从蒸汽、汽油、太阳能、氢气能，直至今天推行广泛的混合动力、纯电动车等等，包罗万千。但现今清洁能源车辆都有其不足之处，以纯电车辆为例，主要以充电桩提供电力，缺点就是充电时间长，可充电场所有限等限制了纯电车辆的发展。一般对于新能源车辆而言，为了提高其续航能力，会在车辆上搭载能量回收装置，将车辆在行驶过程中富余溢出的能量回收储存再利用，但是目前的的能量回收装置均是通过发电机连接驱动电机，通过驱动电机反拖实现能量回收，能量回收装置连接至车辆蓄电池进行能量储存，蓄电池为驱动电机供电来实现能量再利用。然而在能量回收过程中，能量回收装置直接将动能转化为电能输出至蓄电池储存的过程中，其能量很大一部分转化为热能而损耗掉，导致目前新能源车辆的能量回收率非常低，这也是当今新能源车辆能量回收技术急需解决的问题之一。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种具有长续航能力的磁电混合动力装置。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.磁电混合动力装置，包括车体、用于驱动车体行驶的驱动电机、用于为驱动电机提供电能的主蓄电池、用于回收车体在行驶过程中富余能量转化为电能的能量回收电机、用于储存能量回收电机输出的电能的辅助蓄电池和用于磁力辅助发电的磁力发电机，所述主蓄电池通过电路连接驱动电机，所述能量回收电机与驱动电机连接，所述能量回收电机通过电路连接辅助蓄电池，所述辅助蓄电池电路连接磁力发电机，所述磁力发电机通过电路连接主蓄电池。
6.在本实用新型中，所述磁力发电机包括电输入电机、凸轮盘、主轴、固定支架、固定磁力组件、转动磁力组件、电输出发电机和整流器，辅助蓄电池通过电路连接电输入电机为其供电，电输入电机与凸轮盘传动连接，主轴的一端传动连接电输出发电机，主轴的另一端通过固定支架支撑，凸轮盘、固定磁力组件和转动磁力组件依次沿主轴长度方向套接在主轴的外侧壁，凸轮盘与主轴相对固定连接，固定磁力组件与主轴相对活动连接，转动磁力组件与主轴相对固定连接，整流器与电输出发电机的电输出端连接，整流器通过电路连接主蓄电池。
7.在本实用新型中，在电输入电机的动力输出端连接有主动齿轮，在凸轮盘的一侧设有用于与主动齿轮啮合传动的从动齿轮，在凸轮盘的另一侧设有用于与固定支架配合动作的凸起曲面。
8.在本实用新型中，所述固定磁力组件包括固定圆盘和若干个活动伸缩组件，活动
伸缩组件环绕固定圆盘设置。
9.在本实用新型中，所述活动伸缩组件包括伸缩磁棒、伸缩连杆、伸缩弹簧、推板和伸缩推头，所述伸缩磁棒位于固定圆盘一侧，所述伸缩连杆一端连接伸缩磁棒，另一端穿过固定圆盘延伸至固定圆盘的另一侧与推板连接，所述伸缩弹簧套接在伸缩连杆的外侧壁，所述伸缩推头一端连接推板，另一端紧贴凸轮盘设有凸起曲面的一侧。
10.在本实用新型中，所述转动磁力组件包括磁力飞轮和若干个转动组件，转动组件环绕磁力飞轮设置。
11.在本实用新型中，所述转动组件包括转动磁棒和固定连杆，固定连杆一端连接磁力飞轮，固定连杆的另一端连接转动磁棒。
12.在本实用新型中，所述辅助蓄电池为12v低压蓄电池。
13.在本实用新型中，所述主蓄电池为220v高能量密度蓄电池。
14.本实用新型的有益效果是：本实用新型的磁电混合动力装置，通过能量回收电机将动能转化为电能，输出12v的低压电流至辅助蓄电池，辅助蓄电池将能量回收电机的电能储存，从而避免能量回收电机在能量回收过程中由于工作负载大的原因而发热严重，能量回收率低下的问题，同时能量回收电机的发热量减少后，相应配置的散热装置的工作功率可以适当降低，也可以降低能量回收过程中的能耗，从而提高能量回收率，能够将车体行驶过程中富余的能量更多地转化为电能并储存至辅助蓄电池中，而辅助蓄电池中储存的电能再通过磁力发电机转化为220v高密度电流后输出到主蓄电池进行储存，从而提高了车体的能量回收率和能量密度，使车辆的续航能力提升。
附图说明
15.图1为本实施例的整体连接结构示意图；
16.图2为本实施例磁力发电机在初始状态下的结构示意图；
17.图3为本实施例磁力发电机在高位状态下的结构示意图；
18.图4为本实施例凸轮盘的结构示意图；
19.图5为本实施例固定磁力组件的结构示意图；
20.图6为本实施例转动磁力组件的结构示意图；
21.图7为本实施例伸缩磁棒与转动磁棒由前后方向移动引起的磁场强度变化的坐标曲线图；
22.图8为本实施例伸缩磁棒与转动磁棒由旋转方向上移动引起的磁场强度变化的坐标曲线图；
23.图9为本实施例磁力飞轮受到的横向作用力f与磁力发电机工作时间t之间的关系坐标曲线图。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
25.实施例：
26.如图1至图6所示，本实施例公开了磁电混合动力装置，包括车体1、用于驱动车体1
行驶的驱动电机2、用于为驱动电机2提供电能的主蓄电池3、用于回收车体1在行驶过程中富余能量转化为电能的能量回收电机4、用于储存能量回收电机4输出的电能的辅助蓄电池5和用于磁力辅助发电的磁力发电机6，所述驱动电机2、主蓄电池3、能量回收电机4、辅助蓄电池5和磁力发电机6均安装在车体1上，所述车体1包括底盘11和车轮12，所述驱动电机2的动力输出端连接车轮12，用于驱动车轮12转动；所述主蓄电池3通过电路连接驱动电机2，为驱动电机2提供电能驱动车体1行驶；所述能量回收电机4与驱动电机2连接，车体1在行驶过程中富余的能量通过驱动电机2带动能量回收电机4工作，如车体1在制动、下坡等状况下，均会引起驱动电机2反拖，从而通过能量回收电机4将该过程中损坏的动能转化为电能，将车体1在行驶过程中富余的能量转化为电能进行回收储存的技术在目前已经在新能源汽车和混合动力汽车中应用非常广泛的技术，在此对其内部结构和工作原理不做详细描述。但是在现有技术中，将车辆在行驶过程中富余的能量转化为电能回收时，均是将能量回收电机4转化得到的电能输出至主蓄电池3中进行储存，而主蓄电池3用于为驱动电机2提供电能，主蓄电池3的输入电压为220v，输入能量密度要求较高，这意味着能量回收电机4输出电能至主蓄电池3进行储存，需要能量回收电机4的输出电压达到220v，且输入的能量密度达到一定要求，这导致现有技术的能量回收电机4在能量回收过程中发热量非常大，往往需要配置散热装置对其进行散热，而这也就导致了此能量回收结构的能量回收率非常低，一般仅能回收车体1行驶时富余能量的20%-30%。而本实施例的磁电混合动力装置，通过将能量回收电机4转化得到的电能输出至辅助蓄电池5中进行储存，能量回收电机4通过电路连接辅助蓄电池5，辅助蓄电池5电路连接磁力发电机6，磁力发电机6通过电路连接主蓄电池3，辅助蓄电池5为12v低压蓄电池。则在本实施例中，能量回收电机4主要输出12v的低压电流至辅助蓄电池5，辅助蓄电池5将能量回收电机4的电能储存，从而避免能量回收电机4在能量回收过程中由于工作负载大的原因而发热严重，能量回收率低下的问题，同时能量回收电机4的发热量减少后，相应配置的散热装置的工作功率可以适当降低，也可以降低能量回收过程中的能耗，从而提高能量回收率，能够将车体1行驶过程中富余的能量更多地转化为电能并储存至辅助蓄电池5中，而辅助蓄电池5中储存的电能再通过磁力发电机6转化为220v高密度电流后输出到主蓄电池3进行储存，从而提高了车体1的能量回收率和能量密度。
27.具体的，磁力发电机6包括电输入电机61、凸轮盘62、主轴63、固定支架64、固定磁力组件65、转动磁力组件66、电输出发电机67和整流器68，辅助蓄电池5通过电路连接电输入电机61为其供电，电输入电机61与凸轮盘62传动连接，主轴63的一端传动连接电输出发电机67，主轴63的另一端通过固定支架64支撑，凸轮盘62、固定磁力组件65和转动磁力组件66依次沿主轴63长度方向套接在主轴63的外侧壁，凸轮盘62与主轴63相对固定连接，固定磁力组件65与主轴63相对活动连接，转动磁力组件66与主轴63相对固定连接，整流器68与电输出发电机67的电输出端连接，整流器68通过电路连接主蓄电池3。在电输入电机61的动力输出端连接有主动齿轮69，在凸轮盘62的一侧设有用于与主动齿轮69啮合传动的从动齿轮62a，在凸轮盘62的另一侧设有用于与固定支架64配合动作的凸起曲面62b。固定磁力组件65包括固定圆盘651和若干个活动伸缩组件652，活动伸缩组件652环绕固定圆盘651设置，活动伸缩组件652包括伸缩磁棒6521、伸缩连杆6522、伸缩弹簧6523、推板6524和伸缩推头6525，伸缩磁棒6521位于固定圆盘651一侧，伸缩连杆6522一端连接伸缩磁棒6521，另一
端穿过固定圆盘651延伸至固定圆盘651的另一侧与推板6524连接，伸缩弹簧6523套接在伸缩连杆6522的外侧壁，伸缩推头6525一端连接推板6524，另一端紧贴凸轮盘62设有凸起曲面62b的一侧。转动磁力组件66包括磁力飞轮661和若干个转动组件662，转动组件662环绕磁力飞轮661设置，转动组件662包括转动磁棒6621和固定连杆6622，固定连杆6622一端连接磁力飞轮661，固定连杆6622的另一端连接转动磁棒6621，转动磁棒6621与伸缩磁棒6521之间在空间上平行设置，转动磁棒6621与伸缩磁棒6521之间采用同级朝向，即转动磁棒6621的n极位于磁力飞轮661远离中心轴位置，s极位于靠近磁力飞轮661中心轴位置朝向时，相应的伸缩磁棒6521的n极位于固定圆盘651远离中心轴位置，s极位于靠近固定圆盘651中心轴位置朝向。当转动磁棒6621反向设置时，伸缩磁棒6521也反向设置。
28.磁力发电机6的工作原理为：辅助蓄电池5为电输入电机61供电，使电输入电机61转动，通过主动齿轮69和从动齿轮62a啮合传动，带动凸轮盘62转动，凸轮盘62转动时带动主轴63转动，同时凸轮盘62转动，其侧面的凸起曲面62b依次滑过伸缩推头6525，使伸缩推头6525前后移动，从而使伸缩磁棒6521也前后移动，在伸缩弹簧6523的弹力作用下，伸缩推头6525始终与凸轮盘62设有凸轮曲面的一侧贴合，从而使伸缩磁棒6521在凸轮盘62的转动下前后移动；主轴63转动带动磁力飞轮661转动，磁力飞轮661转动带动转动组件662转动，即转动磁棒6621转动，主轴63转动带动电输出发电机67工作发电，在此过程中，伸缩磁棒6521前后移动，结合转动磁棒6621转动，两者形成的磁场发生变化，磁力飞轮661产生一个横向作用力，该横向作用力使主轴63增加了一个与其转动方向相同的力矩，从而克服电输出发电机67的安培力做功，得到更大的电能转化。
29.在本实施例中，凸轮盘62侧面的凸起凹面为正弦曲线所形成的，相应的伸缩磁棒6521的运动轨迹也是正弦曲线，伸缩磁棒6521的运动轨迹的曲线方程为，因此伸缩磁棒6521与转动磁棒6621之间在前后方向上，由于两者之间间距变化会引起磁场变化，如图7所示，前后方向磁场强度变化也随正弦曲线方程；而在旋转方向上，由于伸缩磁棒6521与转动磁棒6621之间也会随磁力飞轮661转动而产生旋转距离，从而在旋转方向其磁场也会发生变化，如图8所示，旋转方向磁场强度变化的正弦曲线方程为。磁力飞轮661受到的横向作用力f与磁力发电机6工作时间t之间的关系如图9所示，旋转方向上的磁场变化与前后方向的磁场变化互补，使磁力飞轮661受到相对稳定的横向作用力。
30.具体工作时，在初始状态下，伸缩推头6525紧贴接触在凸起曲面62b的最底处，即位于低位状态，伸缩磁棒6521缩回，伸缩磁棒6521与转动磁棒6621之间间距最大，伸缩磁棒6521与转动磁棒6621之间正对，相互之间只有前后作用力，且位于受力平衡状态；而点输入电机转动时，凸轮盘62和转动磁力组件66同时转动，伸缩推头6525被凸起曲面62b顶出，伸缩磁棒6521靠近转动磁棒6621移动，伸缩磁棒6521与转动磁棒6621之间交错形成一夹角，伸缩磁棒6521与转动磁棒6621之间磁场发生变化，产生相互排斥的作用力，在前后方向上，由于安装限位达到受力平衡，从而在磁力飞轮661形成了一横向作用力，该使主轴63增加了一个与其转动方向相同的力矩，从而抵消部分电输出发电机67内的电磁阻力，使电能转化
效率更高。因电输出发电机67是靠安培力对电荷做功产生电能的，即定子对转子的阻力主要就是两者之间的电磁力，当电输出发电机67带上负荷后，定子线圈内通过的电流形成了旋转磁场，这个磁场的转速与转子的转动方向一致，转速相同，但是由于定子磁场落后转子磁场一个夹角，所以定子与转子之间的相互作用力与转子的转动方向相反，实际上是一个阻力矩。而本实施例通过利用磁棒旋转运动和前后运动来消除电输出发电机67内定子和转子的阻力，使电能转化效率提高。且本实施例的磁电混合动力装置可以在多种电动车辆中进行应用，如电动汽车、电动摩托车、电动三轮车等，上述实施例以在电动汽车中实施进行展开说明。
31.以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。