专利名称：发动机电池组系统的制作方法
发动机电池组系统
背景技术：
本发明涉及一种改进的发动机电池组系统。更特别地，本发明涉 及一种适于利用一组共用功能结构将自生电流转化为机械动力的电 源。
当通过发力部件加速或减速时，大多数可动机械系统的性能取决 于系统的总重量(质量)。例如，在发动机驱动的车辆中，性能基本取 决于发动机的功率输出与车辆总重量之比。常使用术语"功率重量比" 来表示可能的性能。通常，"功率重量比"越大，系统可预期的性能越 高。通过两种方法之一来获得功率重量比的提高。第一，可以增大驱 动发动机的功率输出以便更易克服系统的固有惯性。第二，可以减小 系统的总质量以使发动机加速系统的能力最大化。
发动机驱动系统的设计者遇到的最大挑战在于通过减小系统的总 重量来增强性能。对于生产具有令人满意的商业性能和工作范围的系 统来说，总重量的减小是至关重要的。减小系统重量的一种可能方法 是去除系统操作功能中的冗余结构。有效减少操作结构中的冗余的新 技术的发展将大大有益于各种范围的技术。
发明目的和特征
本发明的主要目的和特征是克服上述问题。本发明的另一目的和 特征是提供一种发动机电池组系统，其将关键的电动发动机和电化学 电池组功能结合到一组共用结构中从而减小系统的总质量。
本发明的进一步的目的和特征是提供这样一种系统，其为自给式 的并负担其本身的能源。本发明的另一目的和特征是提供并存储电力。 本发明的进一步的目的和特征是提供这样一种系统，其能够通过板载 或外部源进行再充电。
10本发明的另一目的和特征是提供这样一种系统，其为可被配置为 具有发动机和发电机两种功能(例如在电动或混合动力车辆中提供再 生制动)。本发明的另外的目的和特征是提供这样一种系统，其易于控 制，允许在各种速度下启动、停止和运行。本发明的进一步的目的和 特征是提供这样一种系统，其能够被配置为具有蓄能飞轮的功能。本 发明另一主要目的和特征是提供这样一种系统，其是高效、价格低廉 及方便的。参考下面的描述，本发明的其他目的和特征显而易见。
发明内容
根据本发明的优选实施例，本发明提供一种动力系统，包括磁
场源装置，其用于产生具有沿至少一个第一方向延伸的通量线的至少
一个磁场；电化学能源装置，其用于由至少一个电化学过程产生至少
一个电势；以及定位器装置，其用于将所述电化学能源装置定位在与
所述至少一个磁场相互作用的至少一个位置上；其中所述电化学能源
装置包括用于传导至少一个电流的流动的电极导体装置，所述电流源
自所述至少一个电势并沿通常与所述第一方向垂直的至少一个第二方
向；其中所述至少一个电流与所述至少一个磁场之间的所述相互作用
产生沿通常与所述至少一个第一方向和所述至少一个第二方向均垂直 的至少一个第三方向作用于所述电化学能源装置的至少一个磁力；以
及其中可从所述电化学能源装置提取所述至少一个磁力的作用来作为 机械能。
此外，本发明提供这样一种动力系统，其中所述定位器装置包 括运动实现器装置，其用于使所述电化学能源装置与所述磁场装置之 间能够相对运动；所述至少一个力向量对所述电化学能源装置的影响 产生所述相对运动；以及所述相对运动包括可从所述动力系统提取的 机械功。另外，本发明提供这样一种动力系统，其中所述电极导体 装置包括磁场集中器装置，其用于集中所述至少一个磁场；由此增强 磁场与所述至少一个电流的相互作用。此外，本发明提供这样一种动 力系统，其中所述运动实现器装置包括旋转器装置，其用于允许所 述电化学能源装置绕至少一个旋转轴旋转；所述至少一个旋转轴包括 与所述第三方向不平行的定向；以及所述至少一个磁力产生绕所述至少一个旋转轴的至少一个旋转扭矩。
根据本发明的另一优选实施例，本发明提供一种动力系统，包括: 至少一个磁场源，其被构造和设置为产生具有沿至少一个第一方向延 伸的通量线的至少一个磁场；至少一个电化学能源，其被构造和设置 为由至少一个电化学过程产生至少一个电势；以及至少一个定位器， 其被构造和设置为将所述至少一个电化学能源定位在与所述至少一个 磁场相互作用的至少一个位置上；其中所述至少一个电化学能源包括 被构造和设置为传导至少一个电流的流动的至少一个电极，所述电流 源自所述至少一个电势并沿与所述第一方向垂直的至少一个第二方 向；其中所述至少一个电流与所述至少一个磁场之间的所述相互作用 产生沿与所述至少一个第一方向和所述至少一个第二方向均垂直的第 三方向作用于所述至少一个电化学能源的至少一个磁力；以及其中所 述至少一个磁力对所述至少一个电化学能源的作用产生至少一个可用 的机械力。
另外，本发明提供这样一种动力系统，其中所述至少一个定位 器包括至少一个运动实现器，其被构造和设置为使所述至少一个电化 学能源与所述至少一个磁场源之间能够相对运动；所述至少一个力向 量对所述至少一个电化学能源的影响产生所述相对运动；以及所述相 对运动包括可从所述动力系统提取的机械功。以及，本发明提供这样 一种动力系统，其中所述至少一个电极包括至少一个磁场集中器，其 被构造和设置为集中所述至少一个磁场以增强与所述至少一个电极内 传导的所述至少一个电流的磁场相互作用。此外，本发明提供这样一 种动力系统，其中所述至少一个运动实现器包括至少一个旋转器，
其被构造和设置为允许所述至少一个电化学能源绕至少一个旋转轴旋
转；所述至少一个旋转轴包括与所述第三方向不平行的定向；以及所 述至少一个磁力产生绕所述至少一个旋转轴的至少一个旋转扭矩。
更进一步，本发明提供这样一种动力系统，其中所述至少一个 电化学能源包括至少一个电化学电池；所述至少一个电化学电池包括 被构造和设置为支持所述至少一个电化学过程的至少一种电解质、以 及所述至少一个电极；所述至少一个电极与所述至少一种电解质导电 连接；以及所述至少一个电极包括至少一个导电阳极部分和至少一个导电阴极部分，每个所述导电阳极部分和所述导电阴极部分均被构造 和设置为传导通过所述至少一个电化学过程产生的至少一个电荷。此 外，本发明提供这样一种动力系统，其中所述至少一个导电阳极部 分和所述至少一个导电阴极部分均包括至少一种导磁材料；所述至少 一个导电阳极部分和所述至少一个导电阴极部分定向为包括至少一个 空隙空间；以及所述至少一种电解质基本在所述至少一个空隙空间内 层叠在所述至少一个导电阳极部分与所述至少一个导电阴极部分之 间。
另外，本发明提供这样一种动力系统，其中所述至少一个电化学 能源包括多个所述至少一个电化学电池。此外，其提供这样一种动力 系统，其中所述多个的每个所述至少一个电化学电池中包括至少一个 电绝缘体，其被构造和设置为使所述至少一个导电阳极部分与至少一 个相邻的所述至少一个电化学电池的所述导电阴极部分电绝缘。另外， 本发明提供这样一种动力系统，其中所述多个所述至少一个电化学
电池包括至少一个凸极电枢(radial armature),其包括所述至少一个电 化学电池绕所述至少一个旋转轴的至少一个通常径向的设置；以及所 述至少一个磁场源包括至少一个定子，其被构造和设置为允许所述至 少一个凸极电枢在所述至少一个磁场内旋转。以及，本发明提供这样 一种动力系统，其中所述旋转器包括至少一个驱动轴(drive shaft)，其 被构造和设置为从所述至少一个凸极电枢传递扭矩。
此外，本发明提供这样一种动力系统，其中电连接所述至少一个 电化学电池以形成至少一个叠片线圈。更进一步，本发明提供这样一 种动力系统，其中电连接所述至少一个电化学电池以形成至少一个并 联电路。此外，本发明提供这样一种动力系统，其中电连接所述至少 一个电化学电池以形成至少一个串联电路。另外，本发明提供这样一 种动力系统，其进一步包括被构造和设置为控制与所述至少一个磁场 相互作用的电流水平的至少一个电流控制器。此外，本发明提供这样 一种动力系统，其中所述至少一个电化学电池包括至少一个二次型电 池(secondary-type cell)。另外，本发明提供这样一种动力系统，其中 所述至少一个电流控制器包括至少一个再充电电路。以及，本发明提 供这样一种动力系统，其中所述至少一个磁场源包括至少一个电磁场发生器。此外，本发明提供这样一种动力系统，其中所述至少一个磁 场源包括至少一个永久磁体。
更进一步，本发明提供这样一种动力系统，其进一步包括至少一 个换向器，其被构造和设置为控制电流流动。更进一步，本发明提供 这样一种动力系统，其中所述至少一个换向器包括至少一个协调器以 协调所述至少一个磁场和所述至少一个电流的相互作用。更进一步， 本发明提供这样一种动力系统，其进一步包括至少一个辅助能源， 其被构造和设置为对所述至少一个二次型电池再充电；以及至少一个 外部电连接，其被构造和设置为从所述至少一个辅助能源对所述至少 一个二次型电池再充电。
此外，本发明提供这样一种动力系统，其中所述至少一个凸极 电枢包括所述多个所述至少一个电化学电池的至少两个分立的分组； 所述至少两个分立的分组至少之一被构造和设置为与所述至少一个磁
场相互作用以产生可提取的能量；以及将所述至少两个分立分组至少
之一中的至少一个与所述至少一个磁场隔离，以允许至少一个替代的 非动力产生功能。更进一歩，本发明提供这样一种动力系统，其中所 述至少一个替代的非动力产生功能包括从所述至少两个分立分组的所 述至少之一的热耗散。更进一步，本发明提供这样一种动力系统，其 中所述至少一个替代的非动力产生功能包括所述至少两个分立分组的 所述至少之一的再充电。更进一步，本发明提供这样一种动力系统， 其中所述至少一个凸极电枢包括至少一个飞轮组件，其被构造和设置 为存储可提取的动能。
根据本发明的优选实施树，本发明提供一种涉及制作用于旋转式 电动设备的至少一个绕线式磁场线圈的方法，所述至少一个绕线式磁
场线圈包括至少一个导磁芯，该方法包括下列步骤提供至少一个导 电薄膜电池组电池；以及将所述至少一个导电薄膜电池组电池缠绕在 至少一个导磁芯周围，以形成至少一个磁场产生电池组线圈；其中所 述至少一个导电薄膜电池组电池被构造和设置为产生源自至少一个电 化学过程的电流；以及所述电流可用于在所述至少一个磁场产生电池 组线圈内产生至少一个磁场。此外，本发明提供这样一种方法，其中 所述至少一个导电薄膜电池组电池包括至少一个支撑基板，其被构
14造和设置为支撑至少一个阴极集电器，与所述至少一个阴极集电器成 操作关系的至少一个阴极；与所述至少一个阴极成操作关系的被构造 和设置为支持所述至少一个电化学过程的至少一种电解质，与所述至 少一种电解质成操作关系的至少一个阳极，以及与所述至少一个阳极 成操作关系的至少一个阳极集电器；其中所述至少一个支撑基板包括 纵向长度基本上在其最大宽度以上的至少一个基本柔性条带。另外， 本发明提供这样一种方法，其中所述至少一个导电薄膜电池组电池包 括至少一种锂基化学物质。此外，本发明提供这样一种方法，其进一 步包括将所述至少一个磁场产生电池组线圈结合到被构造和设置为产 生至少一个可用的机械力的至少一个电动设备中的步骤。
根据本发明的另一优选实施例，本发明提供一种联合电动发动机 电池组系统，包括通过至少一个径向空气间隙彼此隔开以在其间进 行电动相互作用的至少一个定子和至少一个转子；其中所述至少一个 定子包括至少一个定子磁场源，其被构造和设置为产生其被构造和设 置为产生通过所述径向空气间隙定向而面向所述至少一个转子的至少 一个凸磁极；其中所述至少一个转子包括至少一个转子磁场源，其被
构造和设置为产生通过所述径向空气间隙定向而面向所述至少一个定 子的至少一个凸磁极；其中所述至少一个定子磁场源和所述至少一个
转子磁场源的至少之一包括至少一个绕线式磁场线圈；其中所述至少 一个绕线式磁场线圈包括至少一个导磁芯、以及至少一个场绕组；其 中所述至少一个场绕组被构造和设置为产生源自至少一个电化学过程 的电流；其中所述电流用于对所述至少一个绕线式磁场线圈通电以产 生所述至少一个凸磁极；以及其中所述至少一个凸磁极中的至少两个 之间所产生的电动相互作用被转化为动力输出。
另外，本发明提供这样一种联合电动发动机电池组系统，其中所 述至少一个场绕组包括至少一个导电薄膜电池组电池。以及，本发明 提供这样一种联合电动发动机电池组系统，其中所述至少一个导电薄 膜电池组电池包括至少一个支撑基板，其被构造和设置为支撑至少 一个阴极集电器，与所述至少一个阴极集电器成操作关系的至少一个 阴极；与所述至少一个阴极成操作关系的被构造和设置为支持所述至 少一个电化学过程的至少一种电解质，与所述至少一种电解质成操作关系的至少一个阳极，以及与所述至少一个阳极成操作关系的至少一
个阳极集电器；其中所述至少一个支撑基板包括纵向长度基本上在其
最大宽度以上的至少一个基本柔性条带。
此外，本发明提供这样一种联合电动发动机电池组系统，其进一
步包括至少一个至少一个换向器，其被构造和设置为动态控制所述
至少一个绕线式磁场线圈内的电流流动；其中所述至少一个定子包括
多个所述至少一个绕线式磁场线圈，每一个都被构造和设置为产生所 述至少一个定子的一个所述至少一个凸磁极；其中所述至少一个转子
包括多个永久磁体，每个所述永久磁体被构造和设置为产生所述至少
一个转子的一个所述至少一个凸磁极；其中所述多个永久磁体沿所述
至少一个转子的至少一个外周设置；其中所述至少一个转子被可旋转
地支撑在所述至少一个定子内；其中所述至少一个转子的每个所述至 少一个凸磁极包括与所述至少一个定子的每个所述至少一个凸磁极相 关的至少一个相关设置，由于所述至少一个定子与所述至少一个转子 之间的电枢感应，结合所述多个所述至少一个绕线式磁场线圈内的电 流流动的动态控制，使所述至少一个转子能够旋转。更进一步，本发 明提供了这样一种联合电动发动机电池组系统，其中所述至少一个导 电薄膜电池组电池包括至少一种锂基化学物质。
根据本发明的另一优选实施例，本发明提供一种方法，其涉及将 常规旋转式电动设备转化为至少一个联合电动发动机电池组，该方法 包括下列步骤从常规旋转式电动设备的至少一个导磁芯上基本去除 常规磁绕组；提供至少一个导电薄膜电池组电池；以及将所述至少一 个导电薄膜电池组电池缠绕在至少一个导磁芯周围，以形成至少一个 磁场产生电池组线圈；其中所述至少一个导电薄膜电池组电池被构造 和设置为产生源自至少一个电化学过程的电流；以及所述电流可用于 在所述至少一个磁场产生电池组线圈内产生至少一个磁场。另外，本 发明提供被本发明应用所公开和建议的每个具有新颖性的特征、元件、 组合、步骤和/或方法。
图1显示了图解说明根据本发明的优选实施例的发动机电池组系统的单个发动机电池组电池的关键操作的一般示意图。
图2显示了根据本发明的优选实施例的按操作分组以形成发动机
电池组线圈的多个发动机电池组电池的立体图。
图3显示了立体图，图解说明了根据本发明的优选实施例的径向
发动机电池组。
图4显示了图解说明图3的径向发动机电池组的电池极板的优选
顺序层叠的一般示意图。
图5显示了图3的径向发动机电池组的单个电池极板装配前的立 体图。
图6显示了图5的单个电池极板被配置成用于装配的立体图，。 图7显示了连接到图3的径向发动机电池组的安装毂(mounting
hub)上的单个电池极板(图6)的立体图。
图8显示了立体图，图解说明了图3的径向发动机电池组的连续装配。
图9显示了图3的径向发动机电池组的组装的转子的侧视图，包
括图解电池极板的优选顺序层叠的放大细节。
图IO显示了图解说明电池极板与导电换向器条的连接的立体图。 图11显示了图解说明发动机电池组电池内的内部电流流动的一般
示意图。
图12显示了图解说明用于发动机电池组电池外的电子定向电流流 动的第一电流设置的一般示意图。
图13显示了图解说明用于颠倒源自发动机电池组电池的电流流动 方向的第二电流设置的一般示意图。
图14和图15显示了进一步图解说明用于发动机电池组电池的阳
极板与阴极板之间的连接的优选电路设置的一般示意图。
图16显示了图解说明根据本发明的优选实施例的个体发动机电池
组电池之间的串联型连接的一般示意图。
图17显示了图解说明根据本发明的优选实施例的个体发动机电池
组电池之间的并联型连接的一般示意图。
图18显示了图解说明第一条件状态下的径向发动机电池组的换向
器设置的一般示意图。
17图19显示了图解说明第二条件状态下的图18的换向器设置的一 般示意图。
图20显示了图解说明包括第一条件状态的两线圈串联换向器的操 作的一般示意图。
图21显示了图解说明第二条件状态下的图20的两线圈串联换向 器的一般示意图。
图22显示了图解说明四线圈换向器的操作的一般示意图。
图23显示了示意性图解说明根据本发明的优选实施例的两线圈径 向发动机电池组的剖面图。
图24显示了图解说明用于根据本发明的优选实施例的四线圈径向 发动机电池组的动力换向器的电路设置的一般示意图。
图25显示了图解说明用于图26的四线圈径向发动机电池组的再 充电换向器的电路设置的一般示意图。
图26显示了示意性图解说明根据本发明的优选实施例的四线圈径 向发动机电池组内的优选线圈设置的侧视图。
图27显示了示意性图解说明根据本发明的优选实施例的包括永久 磁体定子组件的替代径向发动机电池组的剖面图。
图28显示了示意性图解说明根据本发明的另一个优选实施例的包 括永久磁体转子组件的替代径向发动机电池组的剖面图。
图29显示了图解说明根据本发明的另一替代实施例的适于包括飞 轮型电力存储设备的发动机电池组的一般示意图。
图30显示了一般示意图，图解说明了根据本发明的另一优选实施 例的包括具有被设置为形成至少一个磁场产生电池组线圈的双绕组的 电枢的替代发动机电池组。
图31A显示了根据本发明的另 一优选实施例的用于旋转式电动设 备在导磁芯周围包括至少一个导电薄膜电池组电池绕组的磁场产生电 池组线圈的立体图。
图31B显示了通过图31A的截面31B-31B的剖面图。
图32显示了图解说明根据本发明的优选实施例的替代径向发动机 电池组的立体图。
图33显示了图解说明图32的替代径向发动机电池组的前视图。图34显示了图解说明图32的替代径向发动机电池组的侧视图。 图35显示了包括通过图33的截面35-35部分剖开的立体图。 图36显示了通过图33的截面36-36的剖面图。 图37显示了图解说明图32的替代径向发动机电池组的优选部件 的分解立体图。
图38显示的图示图解说明了根据本发明的优选方法形成图31A的 磁场产生电池组线圈的优选方法。
图39显示的图示图解说明了改变常规电动发动机以形成优选发动 机电池组实施例的优选方法。
具体实施例方式
图1显示了图解说明根据本发明的优选实施例的发动机电池组系 统100的单电池发动机电池组102的关键操作的一般示意图。发动机 电池组系统100的优选实施例包括一定范围的小型电化学动力电池， 其将关键的电池组与电动发动机功能结合成共用的一组结构，从而减 小系统总的尺寸和质量。更具体而言，发动机电池组系统100的优选 实施例包括重量较低且尺寸小巧的自供电的产生力的装置。
通常，电驱动发动机系统特别是包括板载电源的电驱动发动机系 统的整体性能与系统的总重量(质量)直接相关。发动机电池组系统 100的开发中的首要目标是通过消除冗余结构和功能来降低系统质量。 图1示意性显示的单电池发动机电池组102优选包括至少一个能 源部件103和至少一个磁场源106,如图所示。优选地，能源部件103 (本文至少包含由至少一个电化学过程产生至少一个电势的电化学能 源装置)包括电化学电池104，其优选作为系统运行中电能的主要来源。 最优选地，电化学电池104包括至少一个直接将化学能转化为电能的 电化学过程。电化学电池104的优选实施例包括至少一种被构造和设 置成与电极叠片110反应的电解质108，如图所示。优选地，电极叠片 110包括阳极板112和阴极板114，如图所示。优选地，阳极板112和 阴极板114包括导电材料，每种导电材料适于支持一半电化学反应。 最优选地，阳极板112和阴极板114均包括导电金属材料，至少一种 所述金属材料优选地适合用于形成磁路(优选包括较低的磁阻)。在电化学电池104的优选实施例中，通过在电极叠片110与电解
质108的界面之间转移电荷的至少一种化学反应(例如还原/氧化反应)
将化学能转化为电能。这种反应是造成电流流过电池的原因，优选地
产生至少一个从阴极板114到阳极板112偏置的电流电势，如图所示。 优选地，电化学电池104包括支持电池再充电的二次型电池。多 种电池化学物质适合用于构造电化学电池104，通常取决于应用。合适 的电池化学物质优选包括锂离子、锂离子聚合物、镍金属氢化物、镍 镉、金属氯化物、银锌、以及类似的商业可获得的实现方式。或者， 电解质108可以包括如铅酸电池组技术中的液态酸，或者可以包括注 入塑料多孔板的胶体。通过阅读本说明书的教示，本领域普通技术人 员将理解，在适当的条件下，考虑诸如预期应用、技术进步等问题， 诸如燃料电池、大容量超级电容器、超级电容器、高能量密度电池等 其他电池技术也能够满足需要。
磁场源106优选包括至少一个永久磁体或电磁体，如图所示。最 优选地，磁场源106包括通过由电化学电池104产生的电流供电的电 磁体。优选地，磁场源106产生具有沿第一方向延伸的通量线的至少 一个磁场(B)，在本文一般用磁通线119表示所述通量线，如图所示。 在本发明的优选实施例中，磁场(B)形成至少一个磁路，电极叠片 IIO是该磁路的组成部件。
单电池发动机电池组102优选包括至少一个控制电路116，控制电 路116优选适于在其他物理操作中控制电池内的电流流动的方向和水 平。电化学电池104的优选的导电和电路导致电流(I)在电极叠片110 内沿与通量线119垂直的方向流动，在本文中用电流流动方向118表 示所述方向，如图所示。优选地，通过系统的物理结构物理定位电化 学电池104，以将电流(I)置于至少一个与磁场(B)相互作用的位置 上，如图所示(本文至少使用一个将所述电化学能源装置定位在与所 述至少一个磁场相互作用的至少一个位置上的定位器装置)。电流(I) 与磁场(B)之间的这种相互作用产生沿与电流流动方向(I)和磁通 线119均垂直的至少一个第三方向作用于电化学电池104的至少一个 磁力(F)，在本文中用磁力线121表示所述第三方向，如图所示。根 据公知的物理定律，当电流在磁场中沿与磁场方向垂直的方向移动时，在与磁通线119和电流流动方向118正交的方向上产生磁力线121。 优选地，电极叠片110还适于作为集中磁场(B)的磁场集中部件 (本文至少包含其中所述电极导体装置包括用于集中所述至少一个磁 场的磁场集中器装置；由此增强磁场与所述至少一个电流的相互作 用)。因此，电化学电池104的电极叠片110有效地结合了三种关键的 电动功能，提供用于集中磁场(B)的磁路，为电流(I)提供导电通 路，以及提供电极以支持电化学电池与电解质108的反应。对于电池 组动力系统来说，优选利用电化学电池部件来直接产生可提取的机械 力是独特的。
图1的实施例提供了图解说明本发明的基本功能的一般示意性概 述。如下文所描述和实现的，实用实施例优选利用增强的板形状、电 流通路、以及场定向。尽管图示单电池发动机电池组102是简单的， 但在适当的条件下，通过单电池实施例产生的力的水平适于驱动小型 或微型设备。本发明的实施例的基本概念可以最终在例如纳米技术的 技术领域中提供显著进步。对于较大型的应用，例如电动车辆系统， 优选联用多个电池以构成具有更大的功率密度的装置，如下所述。
图2显示了按操作分组以形成根据本发明的优选实施例的叠片线 圈120的多个电化学电池104的立体图。优选地，叠片线圈120包括 个体电化学电池104的顺序层叠，如图所示。优选地，通过隔离叠片 122电隔离阳极板112与相邻电化学电池104的阴极板114，如图所示 (本文至少包含被构造和设置为使所述至少一个导电阳极部分与所述 至少一个相邻电化学电池的所述导电阴极部分电绝缘的至少一个电绝 缘体)。优选地，叠片线圈120内的个体电化学电池104电连接(串联 或并联)，如图ll进一步所示。
如同图1的实施例，组合叠片线圈120的导电叠片执行三种关键 功能。第一，叠片作为磁场集中器。第二，与形成传统电动发动机电 枢(转子)的磁极的线圈绕组对应，叠片执行电流传导功能。第三， 叠片提供电化学电池的电极板功能。功能的这一优选结合大大减少了 支持系统操作所需结构的冗余。这种减少直接影响了基于发动机电池 组系统100的驱动系统的尺寸和重量。在这种系统中易于达成尺寸和 重量的显著降低，相应地增加包括工作范围在内的系统性能。
21说明了根据本发明的可选优选实施例的
径向发动机电池组126。径向发动机电池组126优选利用在本文中用发 动机电池组128表示的叠片线圈120的通常环形的配置。优选地，通 过安装在发动机电池组128表面的每一侧的场磁体130来提供径向发 动机电池组126的磁场源。优选地，场磁体130与发动机电池组128 之间的轴向间隙允许相邻结构之间的相对移动。通常在材料的实际机 械限度内优选最小间距，从而使磁路内总的场磁阻损失最小化。场磁 体130内的磁定向通常用较大的箭头表示。场磁体130对发动机电池 组128的电流(I)(通常用施加到转子外表面的小箭头表示)起作用以 提供绕旋转轴132施加的扭力，如图折示。通过至少一种控制来调节 电流流动，例如通过电换向，如下文所详述。应注意，发动机电池组 128存储和提供用于操作径向发动机电池组126的电力。还应注意，发 动机电池组128的上述结构和设置能够发展发动机电池组系统100的 发电(发电机)实施例。在这种实施例中，施加到电池的机械力优选 用于产生随后存储在该电池内的电流。
发动机电池组128优选包括允许场磁体130相对于该定子状组件 运动的运动实现结构(本文至少包含其中所述定位器装置包括用于实 现这种电化学能源装置与这种磁场装置之间的相对运动的运动实现器 装置)。优选地，发动机电池组128适于绕旋转轴132旋转，从而形成 电枢136(本文至少包含所述运动实现器装置包括用于允许所述电化学 能源装置绕至少一个旋转轴旋转的旋转器装置)。旋转轴132优选包括 与通过磁场内电流的相互作用产生的磁力线(图1的磁力线121)不平 行的定向。场磁体130优选包括磁极靴134，其用于引导磁场穿过发动 机电池组128内的延伸相互作用区域。应注意在径向发动机电池组126 的优选配置中，通过与发动机电池组128相互作用的多个磁路的发展 来增加功率密度，如图所示。
优选地，驱动轴沿旋转轴132的同轴放置(机械连接到电枢136) 在系统运行过程中在驱动轴上产生扭矩。可从系统中提取所述扭矩作 为可用的机械轴动力。通过阅读本说明书的教示，本领域普通技术人 员将理解，在适当的条件下，考虑到诸如预期应用、技术进步等问题， 诸如线性运动装置、线性致动器等其他运动设置也能满足需要。因此，发动机电池组128优选包括基本上单一结构，优选在共用结构内结合 电力存储、电源、以及电机械动力转换的功能。
图4显示了图解说明在本文用电池极板140表示的特制形状的电 极导体110的一般示意图。优选地，径向发动机电池组126的导电电 池极板140被分成通过非导电区142隔开的两个通常对称的导电区， 如图所示。该优选配置的叠片装配产生通过共同的导电部分127连接 的多组相邻的电化学电池104，如图所示。优选地，电流通常以半循环 方式流过电池极板140，在第一侧的电池极板140A内沿第一方向流动， 在相反侧的电池极板140B内通常沿相反方向流动(通常如箭头所示)。 再次参照图3的图示，电池极板140优选在发动机电池组128内定向 为使磁场与所示电流流动之间的相互作用产生沿与旋转轴132不相交 也不平行的直线延伸的磁力，更具体而言，沿通常垂直于旋转轴132 延伸的非相交力线，如图所示。
图5表示电池极板140的设计的优选改进，下文称为电池极板 140'，如图所示。优选地，电池极板140'描绘成与预期制造方法一致 的初始展平配置。在大批量生产中，电池极板140'可以优选包括辊轧 材料或模压材料，其中极板的中心厚度逐渐增加，以适应从中心旋转 轴到外侧转子外周推进的叠片厚度要求中的固有变化。电池极板140' 优选包括细长平面部件，其包括通常对称的中间长度偏移，如图所示。 优选地，每个所得的偏移部分包括末端延伸144，其用于将电池极板 140'电连接至外部控制电路。图6显示了图5的单个电池极板140' 被配置成用于装配的立体图。优选地，调节电池极板140'以形成所示 用于装配到(图7的)换向器毂146的拱形部件。优选地，电流通常以 半循环方式流过电池极板140'，在电池极板的一个偏移侧内沿第一方 向流动，在电池极板的相反偏移侧内通常沿相反方向流动，如箭头所 示。优选地，导电部分127'提供电池极板140'的偏移侧之间的导电 连接，如图所示。
图7显示了装配到发动机电池组128的换向器毂146上的单个电 池极板140'的立体图。优选地，每个末端延伸144安装在换向器毂 146的适于电枢的换向操作的位置上，如下文所详述。
图8显示了立体图，图解说明了发动机电池组128的连续装配。优选地，将电池极板140'按交错顺序添加到发动机电池组128，如图
所示。优选地，在装配电池极板以形成多个电化学电池104的过程中， 顺序引入电解质108的层和隔离叠片122，如图2所示。替代地，本领 域普通技术人员应了解，电化学电池104的部分预装配可便于制造和/ 或降低制造成本。发动机电池组128可以优选包括数量适合应用的电 化学电池104，其优选与工作性能、成本、以及类似的设计准则相匹配。 优选地，转子近侧的电池极板通过绝缘圆板148与转子远侧的电 池极板电性隔离，如图所示。绝缘圆板148的优选实施例包括外表面 具有隔离材料的铁制圆板。这样的铁制圆板提供了供磁路前进的有效 通路。替代优选地，额外的绝缘叠片或非导电薄膜可以用作用于电性 隔离相邻电池的替代装置。优选地，机械连接发动机电池组128内的 叠片以形成能够将所述机械力传递到电枢136的输出轴的基本单一结 构。
图9显示了包括发动机电池组128的组合电枢136的示意性侧视 图，包括图解叠片线圈120的优选顺序层叠的放大细节。应注意，阳 极板112、电解质108、以及阴极板114的层叠在叠片线圈120内形成 单个电化学电池104。隔离叠片122优选隔开相邻的电化学电池104， 如图所示。
单个发动机电池组128可以优选包括单个或多个分立叠片线圈 120的分组。优选地，可将叠片线圈120部分或完全封装在固态基质中， 以协助控制旋转过程中形成的结构力。通过阅读本说明书的教示，本 领域普通技术人员将理解，在适当的条件下，考虑到诸如预期应用、 成本因素、技术进步等问题，其他叠片设置等也可以满足需要，例如 使用非曲线板、其他叠片(提供催化剂、电流控制、热耗散)等。
图10显示了图解说明相邻电池极板140'的末端延伸144与换向 器毂146的导电换向器条150的连接的立体图。优选地，换向器毂146 包括周向设置的换向器条150的系统，其优选用于将一个或多个电池 极板140'连接到径向发动机电池组126的换向器组件。优选地，电池 极板140'可以以串联或并联电配置单独连接到换向器条150，如下所 述。通过阅读本说明书的教示，本领域普通技术人员将理解，在适当 的条件下，考虑到诸如预期应用、预期使用寿命等问题，其他电池整
24合设置也可以满足需要，例如将叠片线圈设计成允许拆卸和模块置换 的耐用部件、利用容易操作的电联接器以便于维修和线圈更新、将转 子设计成密封的并在隔开的叠片之间含有液态电解质等等。
图11至图13示意性图解说明了各种电流流动设置，有益于对径 向发动机电池组126的优选实施例中的电流换向方法的理解。图11显
示了图解说明电化学电池104的电极叠片110内的内部电流流动的一 般示意图。径向发动机电池组126和发动机电池组系统100的类似实 施例的电流换向与常规电动发动机的换向根本不同，常规电动发动机 换向的目的是维持外部电源中的电流方向并颠倒通过发动机绕组的电 流方向。在发动机电池组系统100的实施例中，不存在外部电流源。 电流源是自生的(从发动机电池组系统100的实施例自身内产生)并 且总是相同的方向，从阴极板114到阳极板112，如图所示。
图12显示了图解说明用于引导通过电化学电池104的外部电路 154的电流流动的第一电流设置152的一般示意图。优选地，通过阳极 板112长度的电流的径向方向取决于通过外部电路154完成电路的电 刷156的位置，如图所示。在图12所示的配置中，电刷156被设置为 使电流由上至下流过阳极板112。图13显示了图解说明用于颠倒源自 电化学电池104的电流流动方向的第二电路布置158的一般示意图。 在图13所示的配置中，电刷156被设置为使电流由下至上流过阳极板 112。应注意，这颠倒了通过外部电路154的电流的方向。
图14和图15显示了进一步图解说明用于电化学电池104的阳极 板112与阴极板114之间的连接的优选电路布置的一般示意图。应注 意，在每种方法中，导电体190可移到一旁，如图所示。因此，导电 体190可以优选连接至发动机电池组128前部的换向器条150(见图8) 并且其他导电体190可以优选连接到发动机电池组128后侧的第二换 向器条150。或者，两个导电体190可以优选移到发动机电池组128 的前侧或后侧，并连接到两级换向器的条上。优选地，电流的流动方 向取决于所用的连接方法，如图所示。
图16显示了图解说明根据本发明的优选实施例的个体电化学电池 104之间的串联型连接192的一般示意图。优选地，为了形成两组或多 组电化学电池104之间的串联型连接，导电体190在连接到换向器条之前串联连接。可以这样连接任意数量的电池。通过串联连接的电池 的电流方向也可以是任一方向。图17显示了图解说明根据本发明的优 选实施例的个体电化学电池104之间的并联型连接194的一般示意图。 因此，可以电连接电化学电池104以根据应用需要在各种电压下或各
种瓦特水平下提供电流。
图18显示了图解说明了换向器毂146的一般示意图，该换向器毂 M6包括第一旋转位置162上的换向器设置160。为清楚起见，图中省 略了电化学电池104的大部分。两个独立的导电区167优选位于换向 器毂146的周围，如图所示。优选地，导电区167电连接到支撑所示 电化学电池104的端部延伸144的换向器条150，如图所示。电刷156 优选置于换向器毂146的相对侧，每个电刷156适于在换向器毂146 的旋转过程中电接触导电区167，如图所示。通过阅读本说明书的教示， 本领域普通技术人员应理解，在适当的条件下，考虑到诸如预期应用 等问题，诸如电刷等效物等其他电刷设置也可以满足需要。
在第一条件状态162下，在换向器毂146的0度和180度标记处 的电刷156的功能是形成到外部电路154的完整电路通道，沿图示方 向引导通过外部电路154的电流。
图19显示了图解说明在旋转180度之后处于第二旋转位置164的 换向器设置160的一般示意图。在换向器毂146通过180度旋转移动 之后，可相对于电刷156颠倒电化学电池104的终端阳极端和阴极端， 从而颠倒外部电路154内的电流方向，如图所示。
在图18和图19的示意性表示中，外部电路154优选包括用在场 磁体130的电磁实施例中以产生工作磁场(见图3)的一组场线圈166。 另外，外部电路154包括电流控制部件168，其优选适于通过将电流分 流出场线圈166来调节磁场大小(因此，旋转速度、启动、停止等等 易于控制)，如图所示。在图18和图19的简化示意图中，电流控制部 件168 (优选)表示成简单的变阻器器件。大多数实现方式中的电流控 制包括电流控制的额外水平。通过阅读本说明书，本领域普通技术人 员将理解，在适当的条件下，考虑到诸如预期应用、成本、技术进步 等问题，诸如开关、继电器、整流器、脉宽调制控制器、处理器控制 系统等其他电流控制设置也可以满足需要。
26图20显示了图解说明根据本发明的替代实施例的包括两线圈串联
径向发动机电池组172的圆周换向器设置170的操作的一般示意图。 图21显示了图解说明图20的两线圈串联径向发动机电池组172旋转 180度之后的换向器设置170的一般示意图。
发动机电池组系统100的整合动力设置允许新颖且高效的换向配 置的发展。优选地，换向器设置170包括两个换向器条150， 一个电连 接到相连发动机电池组线圈120的阳极终端，另一个电连接到串联发 动机电池组线圈120的阴极终端。优选地，两个换向器条150的每一 个均单独贴附到单独的换向器板176上，使一个换向器条150位于0 度处，另一换向器条150位于180度处，如图所示。 一个换向器板176 优选从五度位置延伸到180度位置，如图所示。优选地，第二换向器 板176优选从185度位置延伸到360度位置，如图所示。优选地，每 个换向器板176通过绝缘层174与下划线的发动机电池组线圈120电 性隔离，如图所示。
优选地，每个电刷156将换向器板176电连接到外部电路176以 通过电路控制部件168完成电路通路。应注意，在旋转180度后，电 流方向颠倒。
图中还显示了北和南轴向场磁极相互作用的优选区域。根据应用 需要，可通过永久磁体或者通过外部电流177供电的电磁体产生工作 磁场。应注意，电刷两端的电压可取决于为了电池互连所选择的连接， 例如串联或并联。
图22显示了图解说明四线圈径向发动机电池组173的四线圈换向 器180的操作的一般示意图。在本发明范围内，电化学电池104和发 动机电池组线圈120的许多配置都是可能的。 一个可用实施例优选将 其四发动机电池组线圈120中的两个中的一个置于90度处，另一个置 于270度处，如图所示。在本文中用线圈"A"和线圈"B"表示的这 些线圈优选与场磁体130相互作用，如图所示，并且优选用于提供可 提取的动力。通过换向器部分200的换向器板181和相应的电刷156 将线圈"A"和线圈"B"产生的电流传导到外部控制器/场线圈电路 182，如图所示。
其余两个发动机电池组线圈120中的一个位于零度位置，另一个位于180度位置，不与磁场线圈相互作用。在本文中用线圈"A'"和
线圈"B'"表示的这些"非活动"线圈通过再充电换向器部分202连 接到外部控制器/再充电电路185，如图所示。外部控制器/再充电电路 185优选功能为通过次级电源方式(例如再生制动或通过由外部源供电 的交流发电机/发电机)对发动机电池组的"非活动"发动机电池组线 圈120再充电(见图25)。再充电换向器部分202优选包括一组换向器 板183和电刷156，用于将电流从外部控制器/再充电电路185传导到 线圈"A'"和线圈"B'"，如图所示。
工作时，四线圈径向发动机电池组173的每个电动机电池组线圈 120在90度的旋转过程中作为产生力的发动机，之后其在大约90度的 旋转过程中进入非活动阶段，如图所示。优选的，在非活动阶段，发 动机电池组线圈120可以根据需要简单保持非活动状态来进行冷却或 再充电(本文至少包含至少一个替代非动力产生功能)。
图23显示的横断面图示意性图解说明了二线圈径向发动机电池组 184以更清楚地图解说明本发明的优选代表性实施例中的优选磁路和 电换向。优选地，发动机电池组184的电枢188包括两个发动机电池 组线圈120，在本文中用线圈"A"和线圈"B"标识，如图所示。优 选地，以并联方式电连接线圈"A"和线圈"B"。优选地，本优选实 施例中的动力换向被设置为使得在所示电枢位置，线圈"A"左侧的电 流径向向外流动，而线圈"B"中的电流优选径向向内流动，如小箭头 和旁边的符号(I)所示。电磁场磁体130的场线圈166优选与线圈"A" 和线圈"B"串联连接，以产生如大箭头所示的磁极方向。
在优选运行过程中，线圈"A"和线圈"B"中的电流与场磁体130 产生的磁场相互作用，以提供在线圈"A"处垂直于电流流动方向和磁 场定向延伸(通常向图示面内)在线圈"B"处垂直延伸(通常向图示 面外)的磁力。该磁力偏差导致电枢188的旋转。更具体而言，电枢 188旋转以使线圈"A"位于底部位置而线圈"B"位于顶部位置。该 优选旋转导致径向电流的初始空间方向颠倒。优选地，为了保持力的 初始方向，还必须颠倒磁场方向。优选地，当换向器初始时位于底部 位置的下方导电区167 (见图18)旋转到顶部接触电刷156时，自动 完成场的这种颠倒。类似地，原来在顶部位置的上方导电区167旋转到底部接触电刷156 (再次参见图18和图19的教示)。由此可以颠倒
通过场线圈166的电流方向，电枢188可以继续沿初始方向旋转。优 选在电枢188的每个半周重复该次序。
在四线圈径向发动机电池组173中，优选具有非活动的或者处于 从外部电源再充电状态的两个线圈，这两个"额外线圈"(线圈"A'" 和线圈"B'")优选包括它们自己的换向器和电刷组(再充电换向器部 分202)并基本如对线圈"A"和线圈"B"所描述的那样工作。在优 选操作中，当线圈"A'"和线圈"B'"在磁路以外时，优选允许线圈 "A'"和线圈"B'"冷却或再充电。当其被置于与磁场相互作用的位 置时，在旋转部分过程中，通过将再充电换向器部分202连接到适当 配置的外部控制器，其也可用于提供"受到要求时的"补充电源。通 过阅读本说明书的教示，本领域普通技术人员将理解，在适当的条件 下，考虑到诸如用户偏好、预期应用等问题，其他电路设置也可以满 足需要，例如配置这种"基于要求"的控制器以在线圈"A"和线圈"B" 处于非活动区中时对线圈"A"和线圈"B"再充电。
图24显示了图解说明根据本发明的优选实施例的用于四线圈换向 器180的动力换向部分200的电路设置的一般示意图。为清楚起见， 在视图中去掉了相应的再充电换向器部分(见图25)。显示了线圈"A" 和线圈"B"发动机电池组线圈120与动力换向部分200、场线圈166、 以及外部控制器/场线圈电路182的电流控制部件168的优选连接。
图25显示了图解说明用于四线圈换向器180的再充电换向器部分 202的电路设置的一般示意图。显示了线圈"A'"和线圈"B，"发动 机电池组线圈120与外部控制器/再充电电路185和次级电源206的优 选连接。应注意，外部控制器/再充电电路185包括用于在每个半周中 颠倒电流极性的电流控制器210。
外部控制器/再充电电路185优选用于通过次级电源206对发动机 电池组的"非活动"发动机电池组线圈120再充电，如图所示。次级 电源206优选包括通过外部源供电的再生制动系统和/或交流发电机/ 发电机208，如图所示。通过阅读本说明书的教示，本领域普通技术人 员将理解，在适当的条件下，考虑到诸如用户偏好、预期应用等问题， 诸如电感耦合、燃料电池、二次电池组、飞轮存储系统、基于内燃的
29发电机、存储电容器、纯循环热回收设备等其他次级电源设置也可以 满足需要。
图26显示了图解说明根据本发明的优选实施例的四线圈径向发动 机电池组173内的优选线圈设置的侧视图。显示了电源和充电电池线
圈中的电流流动的优选定向。应注意，场磁体130的磁极靴134不与 充电线圈"A'"和"B，"相互作用。
应注意，线圈"A"和线圈"A'"中的电流流动方向是径向向外 的，而线圈"B"和线圈"B'"中的电流流动方向是径向向内的。使用 该优选设置，必须每隔180度就颠倒场线圈的极定向。但是，在发动 机电池组系统100的替代优选实施例中，可使所有线圈的方向一致， 从而产生"单极"发动机。在该替代优选实施例中，不是必须每隔180 度就将电流的方向颠倒。这样可以通过永久磁体提供磁场，或者，作 为替代，永久磁体可以是构成电枢转子和被设置为提供磁场线圈的线 圈所必须的。在该优选替代设置中，电刷156的功能是将线圈产生的 电流简单耦合到外部发动机控制器。通过阅读本说明书的教示，本领 域普通技术人员应理解，在适当的条件下，考虑到诸如用户偏好、预 期应用、技术进步等问题，其他发动机控制设置也可以满足要求，例 如通过将具有远程控制能力的新式电子器件结合到转子中，以提供线 圈电流的开关切换从而完全去除电刷，以及提供新式脉宽调制(PWM) 或其他速度控制和电池组充电电路方法等等。
此外，通过阅读本说明书的教示，本领域普通技术人员应理解， 在适当的条件下，考虑到诸如预期应用等问题，其他线圈设置也能满 足要求，例如利用四个(不使用永久磁体的)电磁靴等等的替代实施 例的开发等等。在这种实施例中，当从这种发动机中提取完全的动力 时，可将全部四个电磁场线圈通电。这种设置将所有线圈电池置于磁 场下，并使产生的扭矩最大化。
另外，通过阅读本说明书的教示，本领域普通技术人员应理解， 在适当的条件下，考虑到诸如预期操作、材料选择等问题，其他线圈 通电设置也可以满足需要，例如在操作过程中允许留下两个线圈不通 电，从而在每个旋转部分中允许线圈电池冷却下来(以使电池组寿命 最大化)，当施加制动时允许控制电路感知并向所有电磁场线圈提供电流(允许通过再生制动对全部四个线圈充电)等等。还应注意，在前 述设置内，在从电网对这种发动机电池组进行外部充电的过程中，电 磁场线圈都不能通电。还应注意，如果使用永久磁体，这些选择则是 无效的。在这种永久磁体配置中，在从电网进行外部再充电的过程中， 无法对磁场进行电控，并且必须机械锁紧转子。
此外，通过阅读本说明书的教示，本领域普通技术人员应了解， 在适当的条件下，考虑到诸如预期应用等问题，其他充电设置也可以 满足需要，例如从车载汽油发动机对电动车辆的"A'"和"B'"电池 线圈进行充电以保持电池线圈充电至使电池组寿命最大化的优选消耗 范围内。在这种情况下，优选地，电池线圈不一定每个成90度延伸。
车辆设计者可以根据需要或偏好分配可用的360度(虽然最少必须要
两个电池线圈以提供必要的换向)。还应注意，可以通过控制通过定子 的电磁场线圈的电流或者通过转子的线圈电池的电流来调整非永久磁 体实施例的速度。
图27显示了示意性图解说明根据本发明的优选实施例的包括永久 磁体定子组件222的替代径向发动机电池组220的横断面图。发动机 电池组系统100的多个交流(AC)和直流(DC)实施例是可能的，如 图所示。图27显示了包括永久磁体定子和四线圈转子221的优选实施 例。替代径向发动机电池组220优选包括电池线圈"A"、电池线圈"B"、 永久磁体130、靴及电刷固定组件224、用于电池线圈"A"、电池线圈 "B"的电刷156、速度控制电路226、电池再充电电路228，如图所 示。优选的，在驱动轴230从系统提取机械功，如图所示。线圈"A'"、 线圈"B'"、电刷以及相关联的充电电路优选与所示横断面图成90度 定位。
在所示电枢位置中，用小箭头和旁边的符号(I)表示线圈"A" 和线圈"B"内流动的优选电流。用大箭头表示永久磁体定子组件222 内的磁场定向。通过阅读本说明书的教示，本领域普通技术人员应理 解，在适当的条件下，考虑到诸如预期应用、成本等问题，转子组件 内的其他磁设置也可以满足需要，例如绕线式磁场线圈等等。
图28显示了示意性图解根据本发明的另 一优选实施例的包括永久 磁体转子组件242的说明替代径向发动机电池组240的横断面图。替代径向发动机电池组240优选包括永久磁体转子组件242、定子线圈 "A"、定子线圈"B"、速度控制电路226。优选地，永久磁体转子组 件242在定子线圈"A"和定子线圈"B"的位置固定的电化学电池104 的间隙142内旋转，如图所示。优选地，永久磁体转子242机械连接 到驱动轴230，如图所示。优选地，在驱动轴230处从系统提取通过永 久磁体转子组件242的旋转产生的机械功(扭矩)，如图所示。支撑定 子线圈"A"和定子线圈"B"的定子结构优选适于包含多个用于可旋 转地支撑驱动轴230的轴承244,如图所示。定子结构进一步包括适于 帮助将替代径向发动机电池组240安装到预期应用的安装点上的底座 246。通过阅读本说明书的教示，本领域普通技术人员应理解，在适当 的条件下，考虑到诸如预期应用、成本等问题，转子组件内的其他磁 设置也可以满足需要，例如绕线式磁场线圈等等。
图29显示了图解说明根据本发明的另一替代实施例的优选适于用 作飞轮型储能设备的发动机电池组系统100的替代发动机电池组250 的一般示意图。
在替代发动机电池组250中，通过发动机电池组飞轮252的自供 电旋转产生轴能量，如图所示。优选地，当前推进不需要的多余动能 被存储在发动机电池组飞轮252的旋转质量中。优选地，当推进或其 他动力需求需要时提取该存储的能量，如图所示。优选地，轴254包 括用于使轴254与发动机电池组飞轮252和负载260连接和分离的可 变联接器256，如图所示。控制器258优选既控制径向电池组线圈252 的操作(旋转速度)又控制可变联接器256的操作时机，如图所示。 优选地，飞轮252动力学自充电，也可以从外部源通过再生进行充电， 例如车辆在制动过程中。
替代发动机电池组250特别适合作为混合动力车辆的动力源。在 该优选应用中，替代发动机电池250自加速到非常高的旋转速度。一 旦被加速，替代发动机电池250优选适于利用优选包括磁悬浮轴承的 低摩擦设置和/或通过将发动机电池组飞轮252封装在排空空气的外罩 中来在长时间内保持旋转速度。优选地，替代发动机电池组250机械 连接到车辆的驱动轮上，提取动力来推进车辆。
图30显示了一般示意图，图解说明了根据本发明的另一优选实施例的替代发动机电池组300。优选地，替代发动机电池组300包括电枢
302，其被可旋转地支撑在定子组件310产生的至少一个磁场内，如图 所示。电枢302优选包括支撑双绕组304的导磁芯308，如图所示。优 选地，双绕组304包括通过电解质和隔离层设置隔开的一连串并联导 电绕组。更具体而言，双绕组304优选包括阳极绕组312、阴极绕组 314、电解质层316、以及隔离层318，如图所示。优选地，电解质层 316成操作关系地设置在阳极绕组312和阴极绕组314之间，如图所示。 优选地，隔离层318设置在阳极绕组312与阴极绕组314之间以防止 电流引起导体间的短路，如图所示。该优选设置形成至少一个电化学 电池322。优选地，电枢302因此被构造和设置为形成至少一个磁场产 生电池组线圈306，其优选能够产生至少一个凸磁极，而且优选能够存 储并传递可用于产生至少一个凸磁极的工作磁场的电流。优选地，基 本上完全在绕组内产生场电流。优选由换向器设置320优选通过换向 来控制在磁场产生电池组线圈306内得到的电流流动，如图所示。替 代发动机电池组300内的优选换向优选遵循先前实施例中所述的普遍 束峪。
图31A显示了用于旋转式电动设备的磁场产生电池组线圈330的 立体图，其包括优选位于优选为导磁芯334的中心芯周围的至少一个 导电薄膜电池组电池332，如图所示。图31B显示了通过图31A的截 面面31B-31B的剖面图。优选地，磁场产生电池组线圈330 (本文至 少包含绕线式磁场线圈)可用于构造旋转式电动设备(例如电动发动 机、发电机、交流发电机等等)。通过阅读本说明书的教示，本领域普 通技术人员将理解，在适当的条件下，考虑到诸如预期应用、成本等 问题，诸如空芯等其他芯设置也可以满足需要。
与磁场产生电池组线圈306不同，磁场产生电池组线圈330优选 包括场绕组，其由一个或多个电池组电池组成，最优选地，由导电薄 膜电池组电池332组成，如图所示。优选地，每个导电薄膜电池组电 池332被设置成纵向长度基本在其宽度以上的基本柔性条带，如图所 示(应注意，导电薄膜电池组电池332的图示宽度未依比例，而是被 扩大以便于显示)。通过阅读本说明书的教示，本领域普通技术人员将 理解，在适当的条件下，考虑到诸如制造方法、技术进步、制造成本等问题，其^也条带宽度设置也能满足需要，例如制造具有与常规铜绕 组的宽度接近的宽度的条带等等。
优选地，导电薄膜电池组电池332具有足够的柔性以允许上述绕
组存在。图38显示的图示一般图解说明了用于形成磁场产生电 fe线圈 330的优选步骤。
与先前的电化学池实施例相同，导电薄膜电池组电池332被构造 和设置为产生源自至少一个电化学过程的电流。所述电流优选用于在 磁场产生电池组线圈330内产生至少一个磁场。
优选通过将电池组的部件作为薄膜(5pm以下)沉积在至少一个 支撑基板上来构造薄膜固态电池组。导电薄膜电池组电池332的优选 实方但例优选包括至少一个柔性基板338(本文至少包含至少一个支撑基 板)，其支撑与至少一个阴极集电器340成操作关系的至少一个阴极 342、与至少一个阳极集电器348成操作关系的至少一个阳极346、以 及l皮构造和设置为支持上述电化学过程的至少一个电解质344。优选 地，电解质344设置成与阳极346和阴极342均成操作关系，如图31B 所示。优选使用至少一个柔性聚合物箔作为柔性基板338。优选地，采 用低温沉积过程来构造导电薄膜电池组电池332，如下文所详述。这种 优选低温沉积过程用在例如亚特兰大佐治亚的Excellatron Solid State 有限责任公司(网址www.excellatron.com)所制造的商业薄膜电池组 电 也中。大多数电流薄膜电池技术利用锂基化学物质。通过阅读本说 明书的教示，本领域普通技术人员将理解，在适当的条件下，考虑到 诸如设计偏好、预期应用、技术进步等问题，诸如碳化锌、锌二氧化 锰、生物材料、纳米材料、未来技术等其他薄膜电池化学物质也能满 足需要。
优选地，通过在氩(Ar)气氛下溅射适当的金属(约0.3pm厚) 来沉积阴极集电器340和阳极集电器348。优选地，通过Ar+02中的各 化合物的烧结靶射频磁控溅射来沉积阴极的LiC。02或LiMn204膜，而 通过Ar+02中的V的反应溅射来沉积V205膜。优选地，溅射UPON 电解质膜覆盖阴极342和柔性基板338仅仅到阳极集电器348的部分， 以便隔离基板338与阳极346。优选地，可以应用保护层337来保护组 件。优选地，导电薄膜电池组电池332包括至少一种锂基化学物质。
对于薄膜锂电池组电池，将锂金属薄层热蒸发到LiPON上作为阳极 346。对于薄膜锂离子电池组，用(通过N2环境下的Sn靶溅射沉积的) Sii3N4层作为阴离子。应注意，例如在Zhang等人的美国专利 No.6,835,493中更为详细地描述了这种导电薄膜电池组电池的配置和 操作，以引用的方式将其并入本文作为实施工程的示例。通过阅读本 说明书的教示，本领域普通技术人员将理解，在适当的条件下，考虑 到诸如预期应用、成本等问题，其他产生/储能设置也能满足需要，例 如使用包括(湿或干)电池极板的绕组、超级电容器等等。
常规的再充电电池组在高于60。
(C)的温度下容量显著衰退。 如上所述所构造的导电薄膜电池组电池332优选包括比较高的温度稳 定性。上述类型的薄膜电池组电池可以工作在高达约150°的温度下。 这一优选热特性使导电薄膜电池组电池332特别适合用于高功率的旋 转式电动设备，例如电动车辆驱动发动机，如图32进一步所述。
图32显示了图解说明根据本发明的优选实施例的替代径向发动机 电池组350的立体图。图33显示了图解说明图32的替代径向发动机 电池组350的前视图。图34显示了图解说明替代径向发动机电池组350 的侧视图。图35显示了包括通过图33的截面35-35部分剖开的立体图。 图36显示了通过图33的截面36-36的剖面图。图37显示了图解说明 替代径向发动机电池组350的优选部件的分解立体图。优选地，使用 通常与磁场产生电池组线圈330的优选结构和设置匹配的场线圈来构 造替代径向发动机电池组350 (见图31A)。还应注意，为清楚起见， 图中省略了轴承和其他支撑结构。
优选地，替代径向发动机电池组350包括被可旋转地支撑在定子 组件352内的转子组件354，如图所示。优选地，转子组件354和定子 组件352被径向空气间隙356隔开，如图所示。优选地，定子组件352 包括至少一个、优选多个径向设置的定子磁场源358，如图所示。优选 地，每个定子磁场源358被构造和设置为产生定向为朝向转子组件354 并通过径向空气间隙356延伸的至少一个凸磁极，如图所示。
优选地，通过至少一个绕线式磁场线圈362产生每个定子磁场源 358，如图所示。优选地，每个磁场线圈362包括基本与磁场产生电池
35组线圈330类似的构造，如前所述。更具体而言，磁场线圈362包括 至少一个导磁芯364和缠绕在导磁芯364周围的至少一个场绕组366， 如图所示。优选地，导磁芯364包括软铁或铁合金。每个导磁芯364 可以优选包括磁极靴365，其用于引导磁场穿过延伸相互作用区。外部 支撑结构367优选用于维持定子元件的定位，如图所示。
场绕组366优选包括上述导电薄膜电池组电池332，每个导电薄膜 电池组电池332优选适于产生源自至少一个电化学过程的电流。优选 地，源自导电薄膜电池组电池332的电流用于对磁场线圈362通电以 产生形成磁极的磁场。
优选地，转子组件354包括至少一个、优选多个转子磁场源360, 每个转子磁场源360优选被构造和设置为产生至少一个定向为通过径 向间隙356面向定子组件352的凸磁极。优选地，每个转子磁场源360 包括适于在转子组件354内产生凸磁极的永久磁体368。转子组件354 优选包括圆柱芯361，如图所示。圆柱芯361的内部是部分中空的，并 且可以优选用于根据需要安置电路、传动齿轮等等。
优选地，永久磁体368凹陷进转子组件354的外周面中，如图所 示。优选的是，定子组件352包括16个磁场线圈362以匹配转子组件 354的16磁体的永久磁体368。由于稀土永久磁体固有的高磁场和低 损耗，优选采用稀土永久磁体作为永久磁体368。这一优选特性有助于 在磁场线圈362中的给定电流下产生相对稳定的扭矩。该优选特性对 许多工业应用来说用处很大，特别是在车辆驱动系统中非常有用。适 于用作永久磁体368的稀土永久磁体包括NdFe基磁体(group),替代 地优选包括永久钐钴磁体(SmCo)。通过阅读本说明书的教示，本领 域普通技术人员将理解，在适当的条件下，考虑到诸如预期应用、成 本等问题，转子组件内的其他磁设置也能满足需要，例如陶瓷磁体、 铁氧体(ferrite)磁体、绕线式磁场线圈等等。
优选地，转子组件354和定子组件352的两个或多个各自的凸磁 极之间的电动相互作用导致优选在轴370处被转化为动力输出的旋转 运动。更具体而言，转子组件354的每个凸磁极包括与定子组件352 的每个凸磁极相关的至少一个相关设置。在这种优选物理设置中，通 过转子组件354与定子组件352之间的电枢感应(结合用于动态控制磁场线圈362内的电流流动的装置)使转子组件354能够旋转。
在本发明的优选实施例中，用另外的电化学电池372填充定子组 件352的每一侧存在的中空截头圆锥孔隙371，如图所示。这优选在替 代径向发动机电池组350内提供了额外的储能能力。另夕卜，可以利用 电化学电池372作为用于产生场的次级装置。
替代径向发动机电池组350优选适于广泛的旋转式电动设备应用。 预期替代径向发动机电池组350可以超出约10比1的速度范围工作。 这优选消除了大多数车辆应用中的传动需要(除要求最高的低速/高扭 矩应用之外)。还应注意，替代径向发动机电池350可以优选包括按照 常规发动机的方式安装在车辆内的一个大发动机，或者替代优选地， 可以包括能够安装在每个车轮内的一组较小的发动机。替代发动机电 池组350的优选直接驱动(无传动)能力可使这种"分布式"设置切 实可行，特别是如果将控制嵌在转子组件354的中空部分中。例如， 优选实施例可以优选包括安装在上述发动机电池组外面的上路 (road-going)轮胎上。这样，在每个车轮处包括发动机电池组的车辆 中消除了车轮和轮圈的重量。通过阅读本说明书的教示，本领域普通 技术人员应理解，在适当的条件下，考虑到诸如预期应用、市场等问 题，其他发动机电池组设置也可以满足需要，例如装有车轮的发动机 电池组配置，其作为转换套件利用定子内的永久磁体等等使常规车辆 适应全电动或混合动力。可以优选利用计算机开发工具来辅助特定发 动机电池组应用的设计。例如，可采用宾夕法尼亚州匹兹堡的Ansoft 公司的RMxprt软件来辅助本文所述的发动机电池组系统100的优选实 施例的设计、分析、以及仿真。
替代径向发动机电池组350非常适合在电动车辆应用中使用的高 性能电子控制器下工作。通过向场线圈提供高强度电流脉冲序列来达 到这种优选控制器性能改善。优选替代径向发动机电池组350的薄膜 电池非常适于处理这些脉冲。这种优选的高性能控制器包括由例如科 罗拉多州弗雷德里克的UQM技术公司生产的汽车电动发动机控制器。
图38显示的图示图解说明了根据发动机电池组系统100的优选方 法形成图31的磁场产生电池组线圈330的优选方法380。应注意，方 法380的初始优选步骤优选预先假定已提供至少一个新的或已有的导
37磁芯334作为开始点。
优选地，如优选步骤382所示，提供至少一个导电薄膜电池组电 池332。优选的是，该导电薄膜电池组电池通常遵循图31A和图31B 的导电薄膜电池组电池332的优选结构和设置。接下来，如优选步骤 384所示，将导电薄膜电池组电池332缠绕在导磁芯334周围以形成磁 场产生电池组线圈330 (如图31A所示)。在方法380随后的优选步骤 中，将磁场产生电池组线圈330结合到被构造和设置为产生至少一个 可用的机械力的至少一个电动设备中，如优选歩骤386所示。这种电 动设备可以优选包括替代径向发动机电池组350。
图39显示的图示图解说明了根据发动机电池组系统100的优选方 法和实施例改变常规电动发动机392以形成优选发动机电池组实施例 394的优选方法390。方法390的优选步骤包括分解常规电动发动机 392，然后用具有相同的总尺寸的导电薄膜电池组电池332代替常规铜 绕组。该优选变体产生联合电动发动机电池组398，其包含包括上述导 电薄膜电池组电池332的磁场线圈绕组。应注意，上述变体对于常规 电动发动机392的控制系统来说是本质上"透明的"。优选地，常规电 动发动机392可以包括"即用产品"单元。优选地，为了用方法390 改造旋转式电动设备，可以特殊制造连续条带配置中的导电薄膜电池 组电池332。
因此，本文描述了一种方法390，其涉及将常规电动发动机392(常 规旋转式电动设备)转变为至少一个联合电动发动机电池组398。首先， 从铜绕组定子线圈395上拆下基本上所有的铜(或等效)绕组401，剩 下空的导磁芯397，如优选步骤400所示。接下来，如优选步骤402 所示，提供充分长的导电薄膜电池组电池332的条带。接下来，将导 电薄膜电池组电池332的条带缠绕在导磁芯397周围以形成至少一个 发动机电池组实施例394，如优选步骤406所示。还要注意，导电薄膜 电池组电池332被构造和设置为产生源自至少一个电化学过程的电流； 以及所述电流可用于在得到的发动机电池组实施例394的磁场产生电 磁组线圈内产生至少 一个磁场。
本领域普通技术人员应了解，发动机电池组系统IOO适于有利地 应用在许多技术领域，范围从小型电池驱动到路上车辆应用。如前所
38述，技术优选适于作为联用发电机/电存储装置工作。发动机电池组系 统100的优选实施例中所获得的固有紧凑性导致系统的传动损耗的显 著降低(功率等于电流的平方与电阻的积)。更具体而言，通过将关键 的电动发动机和电化学电池组功能结合到一组共用结构中来减小系统 总的尺寸和质量，申请人的发动机电池组系统100的使用有效地扩大 了大多数电驱动系统的潜在性能。
申请人已描述了申请人的该发明的优选实施例，应理解，本发明 的最大范围包括诸如多种形状、尺寸和材料等改变。当连同以上说明 书阅读时，所述范围仅由权利要求限制。此外，对于本领域技术人员 来说，通过以上描述和权利要求，申请人的发明的许多其他优点将显 而易见。
权利要求
1、一种动力系统，包括a)至少一个磁场源，其被构造和设置为产生具有沿至少一个第一方向延伸的通量线的至少一个磁场；b)至少一个电化学能源，其被构造和设置为由至少一个电化学过程产生至少一个电势；以及c)至少一个定位器，其被构造和设置为将所述至少一个电化学能源定位在与所述至少一个磁场相互作用的至少一个位置上；d)其中所述至少一个电化学能源包括被构造和设置为传导至少一个电流的流动的至少一个电极，所述电流源自所述至少一个电势并沿与所述第一方向垂直的至少一个第二方向；e)其中所述至少一个电流与所述至少一个磁场之间的相互作用产生沿与所述至少一个第一方向和所述至少一个第二方向均垂直的第三方向实质上直接作用于所述至少一个电化学能源的至少一个磁力；以及f)其中所述至少一个磁力对所述至少一个电化学能源的作用产生至少一个可用的机械力。
2、 如权利要求1所述的动力系统，其中a) 所述至少一个定位器包括至少一个运动实现器，其被构造和设 置为使所述至少一个电化学能源与所述至少一个磁场源之间能够相对 运动；b) 所述至少一个磁力对所述至少一个电化学能源的影响产生所述 相对运动；以及c) 所述相对运动包括可从所述动力系统提取的机械功。
3、 如权利要求2所述的动力系统，其中所述至少一个电极包括至 少一个磁场集中器，其被构造和设置为集中所述至少一个磁场以增强 与所述至少一个电极内传导的所述至少一个电流的磁场相互作用。
4、 如权利要求2所述的动力系统，其中a) 所述至少一个运动实现器包括至少一个旋转器，其被构造和设 置为允许绕至少一个旋转轴旋转；b) 所述至少一个旋转轴包括与所述第三方向不平行的定向；以及c) 所述至少一个磁力产生绕所述至少一个旋转轴的至少一个旋转 扭矩。
5、 如权利要求4所述的动力系统，其中a) 所述至少一个电化学能源包括至少一个电化学电池；b) 所述至少一个电化学电池包括i) 被构造和设置为支持所述至少一个电化学过程的至少一种电 解质，以及ii) 所述至少一个电极；c) 所述至少一个电极与所述至少一种电解质导电连接；以及d) 所述至少一个电极包括至少一个导电阳极部分和至少一个导电 阴极部分，每个所述导电阳极部分和所述导电阴极部分均被构造和设 置为传导通过所述至少一个电化学过程产生的至少一个电荷。
6、 如权利要求5所述的动力系统，其中a) 所述至少一个导电阳极部分和所述至少一个导电阴极部分定向 为包括至少一个空隙空间；以及b) 所述至少一种电解质实质上在所述至少一个空隙空间内层叠在 所述至少一个导电阳极部分与所述至少一个导电阴极部分之间。
7、 如权利要求6所述的动力系统，其中所述至少一个电化学能源 包括多个所述至少一个电化学电池。
8、 如权利要求7所述的动力系统，其中所述多个的每个所述至少 一个电化学电池中包括至少一个电绝缘体，其被构造和设置为使所述 至少一个导电阳极部分与至少一个相邻的所述至少一个电化学电池的 所述导电阴极部分电绝缘。
9、 如权利要求8所述的动力系统，其中a) 所述至少一个电化学电池的所述多个包括至少一个凸极电枢， 其包括所述至少一个电化学电池绕所述至少一个旋转轴的至少一个通 常径向的设置；以及b) 所述至少一个磁场源包括至少一个定子，其被构造和设置为允 许所述至少一个凸极电枢在所述至少一个磁场内旋转。
10、 如权利要求9所述的动力系统，其中所述旋转器包括至少一 个驱动轴，其被构造和设置为从所述至少一个凸极电枢传递扭矩。
11、 如权利要求9所述的动力系统，其中电连接所述至少一个电 化学电池以形成至少一个叠片线圈。
12、 如权利要求8所述的动力系统，其中电连接所述至少一个电 化学电池以形成至少一个并联电路。
13、 如权利要求13所述的动力系统，其中电连接所述至少一个电 化学电池以形成至少一个串联电路。
14、 如权利要求9所述的动力系统，其进一步包括被构造和设置 为控制与所述至少一个磁场相互作用的电流水平的至少一个电流控制 器。
15、 如权利要求9所述的动力系统，其中所述至少一个电化学电 池包括至少一个二次型电池。
16、 如权利要求14所述的动力系统，其中所述至少一个电流控制 器包括至少一个再充电电路。
17、 如权利要求9所述的动力系统，其中所述至少一个磁场源包 括至少一个电磁场发生器。
18、 如权利要求9所述的动力系统，其中所述至少一个磁场源包 括至少一个永久磁体。
19、 如权利要求16所述的动力系统，其进一步包括至少一个换向器，其被构造和设置为控制电流流动。
20、 如权利要求19所述的动力系统，其中所述至少一个换向器包 括至少一个协调器以协调所述至少一个磁场和所述至少一个电流的相 互作用。
21、 如权利要求15所述的动力系统，其进一步包括a) 至少一个辅助能源，其被构造和设置为对所述至少一个二次型 电池再充电；以及b) 至少一个外部电连接，其被构造和设置为从所述至少一个辅助 能源对所述至少一个二次型电池再充电。
22、 如权利要求9所述的动力系统，其中a) 所述至少一个凸极电枢包括所述至少一个电化学电池的所述多 个的至少两个分立分组；b) 所述至少两个分立分组至少之一被构造和设置为与所述至少一 个磁场相互作用以产生可提取的能量；以及c) 将所述至少两个分立分组至少之一中的至少一个与所述至少一 个磁场隔离，以允许至少一个替代的非动力产生功能。
23、 如权利要求22所述的动力系统，其中所述至少一个替代的非 动力产生功能包括从所述至少两个分立分组的所述至少之一产生的热 耗散。
24、 如权利要求22所述的动力系统，其中所述至少一个替代的非 动力产生功能包括所述至少两个分立分组的所述至少之一的再充电。
25、 如权利要求9所述的动力系统，其中所述至少一个凸极电枢包括至少一个飞轮组件，其被构造和设置为存储可提取的动能。
26、 一种涉及制作用于旋转式电动设备的至少一个绕线式磁场线 圈的方法，所述至少一个绕线式磁场线圈包括至少一个导磁芯，所述方法包括下列步骤a) 提供至少一个导电薄膜电池组电池；以及b) 将所述至少一个导电薄膜电池组电池缠绕在至少一个芯周围， 以形成至少一个磁场产生电池组线圈；c) 其中所述至少一个导电薄膜电池组电池被构造和设置为产生源 自至少一个电化学过程的电流；以及d) 所述电流可用于在所述至少一个磁场产生电池组线圈内产生至 少一个磁场。
27、 如权利要求26所述的方法，其中所述至少一个导电薄膜电池 组电池包括a) 至少一个支撑基板，其被构造和设置为支撑i) 至少一个阴极集电器，ii) 与所述至少一个阴极集电器成操作关系的至少一个阴极；iii) 与所述至少一个阴极成操作关系的被构造和设置为支持所 述至少一个电化学过程的至少一种电解质，iv) 与所述至少一种电解质成操作关系的至少一个阳极，以及v) 与所述至少一个阳极成操作关系的至少一个阳极集电器；b) 其中所述至少一个支撑基板包括纵向长度基本上在其最大宽度 以上的至少一个基本柔性条带。
28、 如权利要求26所述的方法，其中所述至少一个导电薄膜电池 组电池包括至少一种锂基化学物质。
29、 如权利要求26所述的方法，其进一步包括将所述至少一个磁 场产生电池组线圈结合到被构造和设置为产生至少一个可用的机械力的至少一个电动设备中的步骤。
30、 一种联合电动发动机电池组系统，包括a) 通过至少一个径向空气间隙彼此隔开以在其间进行电动相互作 用的至少一个定子和至少一个转子；b) 其中所述至少一个定子包括至少一个定子磁场源，其被构造和设置为产生通过所述径向空气间隙定向而面向所述至少一个转子的至 少一个凸磁极；C)其中所述至少一个转子包括至少一个转子磁场源，其被构造和 设置为产生通过所述径向空气间隙定向而面向所述至少一个定子的至 少一个凸磁极；d) 其中所述至少一个定子磁场源和所述至少一个转子磁场源的至少之一包括至少一个绕线式磁场线圈；e) 其中所述至少一个绕线式磁场线圈包括i) 至少一个芯，以及ii) 至少一个场绕组；f) 其中所述至少一个场绕组被构造和设置为产生源自至少一个电 化学过程的电流；g) 其中所述电流用于对所述至少一个绕线式磁场线圈通电以产生 所述至少一个凸磁极；以及h) 其中所述至少一个凸磁极中的至少两个之间所产生的电动相互 作用被转化为动力输出。
31、 如权利要求30所述的联合电动发动机电池组系统，其中所述 至少一个场绕组包括至少一个导电薄膜电池组电池。
32、 如权利要求30所述的联合电动发动机电池组系统，其中所述至少一个导电薄膜电池组电池包括a)至少一个支撑基板，其被构造和设置为支撑i) 至少一个阴极集电器，ii) 与所述至少一个阴极集电器成操作关系的至少一个阴极；m)与所述至少一个阴极成操作关系的被构造和设置为支持所 述至少一个电化学过程的至少一种电解质，iv)与所述至少一种电解质成操作关系的至少一个阳极，以及 V)与所述至少一个阳极成操作关系的至少一个阳极集电器； b)其中所述至少一个支撑基板包括纵向长度实质上在其最大宽度 以上的至少一个实质柔性条带。
33、 如权利要求30所述的联合电动发动机电池组系统，其进一步 包括a) 至少一个至少一个换向器，其被构造和设置为动态控制所述至少一个绕线式磁场线圈内的电流流动；b) 其中所述至少一个定子包括多个所述至少一个绕线式磁场线 圈，每一个都被构造和设置为产生所述至少一个定子的一个所述至少C)其中所述至少一个转子包括多个永久磁体，每个所述永久磁体 被构造和设置为产生所述至少一个转子的一个所述至少一个凸磁极；d) 其中所述多个永久磁体沿所述至少一个转子的至少一个外周设置；e) 其中所述至少一个转子被可旋转地支撑在所述至少一个定子内；f) 其中所述至少一个转子的每个所述至少一个凸磁极包括与所述 至少一个定子的每个所述至少一个凸磁极相关的至少一个相关设置， 由于所述至少一个定子与所述至少一个转子之间的电枢感应，结合所 述多个所述至少一个绕线式磁场线圈内的电流流动的动态控制，使所 述至少一个转子能够旋转。
34、 如权利要求30所述的联合电动发动机电池组系统，其中所述 至少一个导电薄膜电池组电池包括至少一种锂基化学物质。
35、 一种涉及将常规旋转式电动设备转化为至少一个联合电动发 动机电池组的方法，所述方法包括下列步骤a) 从常规旋转式电动设备的至少一个芯上实质去除常规磁绕组；b) 提供至少一个导电电池组电池；以及c) 将所述至少一个导电电池组电池缠绕在至少一个芯周围，以形 成至少一个磁场产生电池组线圈；d) 其中所述至少一个导电电池组电池被构造和设置为产生源自至 少一个电化学过程的电流；以及e) 所述电流可用于在所述至少一个磁场产生电池组线圈内产生至 少一个磁场。
全文摘要
一种联合发动机电池组系统，包括适于利用一组共用功能结构将自生电流转化为机械动力的电源。优选实施例包括电化学电池，其包括在磁场中直接产生可提取的机械力的场感应电极。
文档编号H02J7/00GK101627516SQ200880004794
公开日2010年1月13日 申请日期2008年2月13日 优先权日2007年2月14日
发明者J·C·麦克威克斯 申请人:J·C·麦克威克斯