一种磁助力电池装置的制作方法

本发明涉及磁电领域，特别是指一种磁助力电池装置。

背景技术：

随着社会的发展和技术的进步，人类的生产和生活已经很难离开燃油和电力，例如在交通工具方面，自行车已经由纯粹依靠人力，发展为既可以依靠人力，又可以依靠燃油和电力；汽车等已经由纯粹依靠燃油发展为既可以依靠燃油，又可以依靠电力。但是，燃油能量转换效率较低，并且容器造成比较严重的污染，已经是世所公认，所以技术的发展逐渐倾向于相对更加环保和能量转换效率高的电力技术。

电力技术中最重要的突破之一就是电池储能。电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。电池具有正极、负极之分。例如铅酸蓄电池、镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、铁镍蓄电池、钠氯化镍蓄电池、银锌蓄电池、钠硫蓄电池、锂蓄电池、空气蓄电池(包括锌空气蓄电池、铝空气蓄电池等)等。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置，例如燃料电池、太阳能电池和超容量电容器等。

目前市场上应用较多的电池为化工电池，对环境污染严重，废旧电池很难处理，且这些化工电池必须经过较长时间的充电后才能使用，废弃率比较高，使用起来不方便。

技术实现要素：

本发明提出一种磁助力电池装置，解决了现有技术中上述的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种磁助力电池装置，包括：

真空绝缘箱体；

限位轴，设置于所述真空绝缘箱体内，与所述真空绝缘箱体连接；

转子，设置于所述限位轴上，所述转子包括若干环形单面圆柱磁体，所述转子的磁悬浮线与所述限位轴的轴心平行；

定子，包括等分耦合的定子固定装置、设置于所述定子固定装置上的定子单面磁体和缠绕在所述定子单面磁体上的定子线圈，所述定子固定装置一侧设置在真空绝缘箱体内部，所述定子单面磁体围绕所述转子设置，所述定子单面磁体的磁极与所述转子的磁极为同极，所述定子单面磁体的磁感应线与所述转子的所述磁悬浮线垂直，以使所述转子在预设的轨道上悬空运转；

开关装置，包括驱动所述定子固定装置分开或耦合的驱动装置和控制所述驱动装置的开关，所述开关装置设置在所述真空绝缘箱体外。

优选地，所述真空绝缘箱体为正方体真空绝缘箱体或球体真空绝缘箱体。

进一步地，所述环形单面圆柱磁体包括若干环形单面磁体。

优选地，所述转子通过不导磁固定件固定在所述限位轴上。

优选地，所述定子固定装置为等分耦合的正方体定子固定装置或等分耦合的球体定子固定装置。

优选地，所述定子线圈为12相线。

优选地，所述驱动装置为液压驱动装置或电磁驱动装置，所述开关为液压开关、电磁开关或触点真空开关。

进一步地，本发明所述的磁助力电池装置，还包括整流装置，与所述定子线圈连接，所述整流装置包括：

整流绝缘箱；

接线端子，设置在所述整流绝缘箱上；

整流器，设置在所述整流绝缘箱内，所述整流器通过导线与设置在所述整流绝缘箱外的接线端子连接。

优选地，所述接线端子的数量为两组，每组接线端子包括三个所述接触端子。

进一步地，本发明所述的磁助力电池装置，还包括：

轴承，设置于所述转子与所述限位轴之间，所述轴承为电磁悬浮轴承、永磁悬浮轴承或混合型磁悬浮轴承。

本发明的有益效果为：

本发明所述的磁助力电池装置，通过开关装置控制定子固定装置耦合，使转子高速度运转，将磁能转化为动能，然后再将动能转化为电能，转换效率可达90％以上，其结构简单，可以根据使用要求，设计出任意功率大小、任意体积大小，能量转换效率高，适用于任何场所，包括车辆、轮船、飞机、火车、航天器等需要持续供电电源的续航系统和工矿企业等大型用电供电系统，以及机械领域和发电领域，应用范围广，节能绿色环保。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种磁助力电池装置的结构示意图；

图2为图1中所示的本发明一种磁助力电池装置打开时的结构示意图；

图3为本发明一种磁助力电池装置的另一结构示意图；

图4为图3中所示的本发明一种磁助力电池装置打开时的结构示意图；

图5为本发明一种磁助力电池装置的环形单面圆柱磁体的结构示意图；

图6为本发明一种磁助力电池装置的磁悬浮轴承的结构示意图；

图7为本发明一种磁助力电池装置的另一结构示意图；

图8为本发明一种磁助力电池装置的另一结构示意图；

图9为本发明一种磁助力电池装置的转子的另一结构示意图；

图10为本发明一种磁助力电池装置的另一结构示意图。

图中：

1、真空绝缘箱体；2、限位轴；3、转子；301、环形单面圆柱磁体；302、环形单面磁体；4、定子；401、定子固定装置；4011、第一定子固定装置；4012、第二定子固定装置；402、定子单面磁体；403、定子线圈；5、开关装置；501、驱动装置；502、开关；6、整流装置；601、整流绝缘箱；602、接线端子；603、整流器；7、轴承；8、隔磁层；9、基座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-10所示，本发明所述的一种磁助力电池装置，包括：

真空绝缘箱体1；

限位轴2，设置于真空绝缘箱体1内，与真空绝缘箱体1连接；

转子3，设置于限位轴2上，转子3包括若干环形单面圆柱磁体301，转子3的磁悬浮线与限位轴2的轴心平行；

定子4，包括等分耦合的定子固定装置401、设置于定子固定装置401上的定子单面磁体402和缠绕在定子单面磁体402上的定子线圈403，定子固定装置401一侧设置在真空绝缘箱体1内部，定子单面磁体402围绕转子3设置，定子单面磁体402的磁极与转子3的磁极为同极，定子单面磁体402的磁感应线与转子3的磁悬浮线垂直，以使转子3在预设的轨道上悬空运转；

开关装置5，包括驱动定子固定装置401分开或耦合的驱动装置501和控制驱动装置501的开关502，开关装置5设置在真空绝缘箱体1外。

其中，真空绝缘箱体1内为真空状态，可以使转子3无阻力转动，进一步提升能量的转换效率；转子3可以为如图1所示的一个环形单面圆柱磁体301，也可以为如图9所示的多个环形单面圆柱磁体301，为了使转子3的磁极与定子单面磁体402的磁极相同，转子3可以采用内外环磁铁，即转子3的内环为一磁极，转子3的外环为另一磁极，同时将转子3的内环磁极通过隔磁层8包覆以实现磁极屏蔽，达到磁铁的单极输出；等分耦合的定子固定装置401具体是指，定子固定装置401可以等分为两个或多个部分，上述的两个或多个部分可以为中心对称或轴对称；定子单面磁体402也可以通过隔磁层8包覆一个磁极以实现磁极屏蔽，达到磁铁的单极输出，定子单面磁体402的磁极与转子3的磁极为同极是指，定子单面磁体402的磁极为n极时，转子3外环磁极101也为n极，定子单面磁体402的磁极为s极时，转子3外环磁极101也为s极；驱动装置501可以在使真空绝缘箱体1保持真空状态的条件下与定子固定装置401连接，驱动装置501可以由开关502进行控制开启与关闭，因此通过开关502可以使驱动装置501控制定子固定装置401的分开或耦合。

在使用时，通过开关装置5使定子固定装置401耦合，因为定子单面磁体402的磁极与转子3的磁极为同极，所以定子单面磁体402的耦合会产生使转子3转动的力，同时定子单面磁体402上缠绕有定子线圈403，所以定子单面磁体402的耦合和转子3的转动会使定子线圈403中产生电流，将上述电流通过导线引出，即可进行储能或提供电力。

本发明所述的磁助力电池装置，通过开关装置5控制定子固定装置402耦合，使转子3高速度运转，将磁能转化为动能，然后再将动能转化为电能，转换效率可达90％以上，其结构简单，可以根据使用要求，设计出任意功率大小、任意体积大小，能量转换效率高，适用于任何场所，包括车辆、轮船、飞机、火车、航天器等需要持续供电电源的续航系统和工矿企业等大型用电供电系统，以及机械领域和发电领域，应用范围广，节能绿色环保。

其中，优选地，定子单面磁体402为定子单面圆柱磁体。

其中，优选地，所述真空绝缘箱体1为真空绝缘碳纤维箱体或其他材料绝缘箱体。

其中，优选地，所述真空绝缘箱体1为正方体真空绝缘箱体或球体真空绝缘箱体。

其中，所述环形单面圆柱磁体301包括若干环形单面磁体302。

其中，所述转子3通过不导磁固定件固定在限位轴2上。

其中，所述定子固定装置401为等分耦合的正方体定子固定装置或等分耦合的球体定子固定装置。

其中，所述定子线圈403为12相线。

其中，优选地，所述驱动装置501为液压驱动装置或电磁驱动装置，开关502为液压开关、电磁开关或触点真空开关。

其中，本发明所述的磁助力电池装置，还可以包括整流装置6，与定子线圈403连接，整流装置6包括：

整流绝缘箱601；

接线端子602，设置在整流绝缘箱601上；

整流器603，设置在整流绝缘箱601内，整流器603通过导线与定子线圈403和设置在整流绝缘箱601外的接线端子602连接。

本发明所述的磁助力电池装置，通过整流装置6，可以使定子线圈403的输出更加稳定。

其中，优选地，所述接线端子602的数量为两组，每组接线端子602包括三个接触端子602，每组接线端子602为一组电源，两组接线端子602为两组电源，一备一用。

其中，本发明所述的磁助力电池装置，还可以包括：

轴承7，设置于转子3与限位轴2之间，轴承7为电磁悬浮轴承、永磁悬浮轴承或混合型磁悬浮轴承。

具体地，轴承7为不导磁轴承，避免对转子3或定子4产生影响。

其中，轴承7可以包括：

第一磁屏蔽外套701；

第一外套单极磁铁702，设置于第一磁屏蔽外套701内；

第二磁屏蔽外套703，与第一磁屏蔽外套701左右对称；

第二外套单极磁铁704，设置于第二磁屏蔽外套703内。

磁屏蔽内套705，设置于第一磁屏蔽外套701、第一外套单极磁铁702、第二磁屏蔽外套703和第二外套单极磁铁704围合形成的空间内；

第一内套单极磁铁706，与第一外套单极磁铁702和第二外套单极磁铁704的磁极相同，对称设置于磁屏蔽内套705的圆周上；

第二内套单极磁铁707，与第一外套单极磁铁702和第二外套单极磁铁704的磁极相同，对称设置于于磁屏蔽内套705的侧面上。

具体地，第一磁屏蔽外套701、第二磁屏蔽外套703和磁屏蔽内套705可以屏蔽磁场，实现第一外套单极磁铁702、第二外套单极磁铁704、第一内套单极磁铁706和第二内套单极磁铁707的单极输出。

本发明所述的磁助力电池装置，采用上述的轴承7，可以实现无物理接触，不需要润滑，没有损耗，没有噪音。

其中，所述定子固定装置401包括：

第一定子固定装置4011；

第二定子固定装置4012，与第一定子固定装置4011匹配。

具体地，第一定子固定装置4011和第二定子固定装置4012中的至少一个可以与转子3相对位移，也可以第一定子固定装置4011和第二定子固定装置4012都可以与转子3相对位移，只要可以使第一定子固定装置4011和第二定子固定装置4012闭合后，安装在第一定子固定装置4011和第二定子固定装置4012上的定子单面磁体402以转子3中心对称即可。第一定子固定装置4011和/或第二定子固定装置4012的位移，可以通过与第一定子固定装置4011和/或第二定子固定装置4012连接的驱动装置501实现，驱动装置501穿过真空绝缘箱体1处采用密封连接。

其中，所述真空绝缘箱体1内填充液氮或液氦。

本发明所述的磁助力电池装置，真空绝缘箱体1内通过填充液氮或液氦，可以降低转子3、定子4和定子线圈403的工作温度，使转子3、定子4和定子线圈403处于超导状态，进一步提升能量转换效率。

其中，本发明所述的磁助力电池装置，还可以包括：

真空隔离壳，设置于真空绝缘箱体1与定子固定装置401之间。

具体地，真空隔离壳设置在真空绝缘箱体1内，包覆在定子固定装置401外侧。真空隔离壳上可以设置通孔，以便于与第一定子固定装置4011和/或第二定子固定装置4012连接的驱动装置501穿过，在保证真空隔离壳内低温工作环境的前提下，降低密封的难度。

其中，本发明所述的磁助力电池装置，还可以包括：

基座9，与真空绝缘箱体1连接。

其中，本发明所述的磁助力电池装置的零部件可以采用3d打印技术制作，以提升零部件精度降低误差。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。