磁悬浮储能发电车轮的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新能源储能发电装置，特别是一种电动车领域自给型电动车储能发电，实现一次充电、永久续航的磁悬浮储能发电车轮。
【背景技术】
[0002]石油资源是人类生存和发展不可缺少、无法再生的自然资源，石油资源匮乏是导致经济崩溃的导火索，在世界范围内，石油是一个十分敏感的话题，其中人们最关心的，就是全世界石油到底还能开采多少年，2010年7月份，英国石油公司的首席经济学家达维斯在谈到石油工业的最新统计时宣布，世界上已经探明的石油储备还可以开采41年，41年当然不是石油的末期，这只是探明的石油储备，每一年，探明的石油储备数字都在变化和上升，尽管如此，包括石油在内的能源，总有枯竭的一天，这不但是我们，也是对我们的后代，对全人类提出的巨大挑战。一旦国际石油供应出现问题，比如战争，那能源供应将会受到严重打击，甚至最终导致国民经济陷入瘫痪。由此，世界各国纷纷投巨资研发纯电动车和汽电混合车，但由于车辆自身不能发电，当运行一定时间及里程后，需再次补充能源，加油、充电。随着纯电动车及汽电混合车的大量推广使用，无疑是将石油资源危机转嫁给了电力资源。由于煤电是电力的主要支柱，而将电力资源应用于汽车领域，相当于这边烧煤发了电，那边又将电能再转化成化学能，然后再将化学能转化成动力能。因此，从能源链角度来讲没有任何科学性可言，纯电动车变成烧煤车仍需消耗自然资源、无法做到真正的低碳，用电的压力同样会导致煤炭资源危机的加速。
[0003]随着纯电动汽车的普及，需要配套建造大量的充电站，不但投资量大，蜘蛛网式的加油站、充电站，占地面积大、增加了安全隐患。所谓纯电动车，其实就是电瓶车，蓄电池供给电动机电能，车内的蓄电池组受充放电次数的限制，当达到一定的次数时需及时更换，导致运行成本的增大。国内纯电动汽车使用的主要是铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。电动汽车从电网取电仅需0.5元/KWh，但充入电动汽车电池后再释放出来，铅酸电池每提供IkWh电能，价格为3.05元左右，镍氢电池每提供IkWh电能，费用为9.6元，锂离子电池的相关费用为10.2元。根据实验表明，铅酸电池的寿命只可重复充电300-500次之间。如果以目前每次充电行驶100公里计算，一组铅酸电池可以行使3万至5万公里。而以目前电动轿车一组铅酸电池售价大约七八千元，电动轿车行驶3万公里的使用成本与普通燃油轿车相差无几。随着中国经济的快速发展，能源和环境问题成为了中国快速发展主要阻碍。然而，在能源如此短缺的情况下，使用目前的耗能设备和耗能方式却使得世界上总能量的50%?70%白白的浪费。因此在开发新能源汽车的同时，研究如何回收存储被白白浪费的能量非常重要。目前的新能源汽车储能方式主要有:化学储能、物理储能和超导储能，在这几种储能方式中化学储能技术比较成熟，并已得到广泛的应用，但是它使用寿命短、受外界条件影响显著、对环境污染严重，而超导储能对技术要求高、对环境要求苛刻，暂时还不适合大规模应用。由于物理储能是利用物理方法将能量存储起来，所以对环境没有污染，比较适合当今的新能源汽车发展要求。物理储能方式主要有抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能。在这几种物理储能方式中飞轮储能以其使用寿命长、效率高的特点得到了广泛的关注。如何开发节能及采用替代能源的环保型汽车，以减少对环境的污染，成为当今世界汽车产业发展的一个重要趋势。汽车制造行业纷纷把目光转向电动汽车的研制。能否找到储能密度大、充电时间短、价格适宜的新型电池，是电动汽车能否拥有更大的机动性并与汽油车一争高下的关键，而飞轮储能因具有清洁、高效、不污染环境等特点受到汽车行业的广泛重视。
【发明内容】
[0004]基于上述新能源电动车能源发展的局限性，本实用新型的目的是利用磁悬浮储能技术，研制一种适用于电动车，将车辆的制动能和惯性能通过变速装置储存起来，再转变成驱动车轮的电能的磁悬浮储能发电车轮。
[0005]本实用新型是一种磁悬浮储能发电车轮，其特征在于由车轮支撑主轴、车轮轴承、车轮装配体、密封垫圈、发电绕组线圈、轮毂转子主动齿轮、碳刷、平垫、电磁离合器、变速器从动齿轮、变速器同步齿轮、变速器支撑体、变速器轴承、变速器变速齿轮、磁悬浮轴承、稀土磁铁、碳纤维储能飞轮、密封垫圈、轮毂转子端盖、防撞内胎、车轮外胎、轮毂、真空管、真空栗、连接导线、智能控制器、电源线、储能电池和紧固件组成，发电绕组线圈装在轮毂转子上，与碳刷，车轮轴承、密封垫圈、车轮装配体、车轮支撑主轴固定为一体，构成发电车轮外转子;电磁离合器、变速器从动齿轮、变速器同步齿轮、变速器轴承、变速器变速齿轮装在变速器支撑体上，与碳刷、连接线、平垫装配为一体，构成行星轮变速装置;稀土磁铁、磁悬浮轴承装在碳纤维储能飞轮上，碳纤维储能飞轮装在车轮支撑主轴上，与密封垫圈、轮毂转子端盖和轮毂转子装配为一体，构成储能发电车轮主体;防撞内胎、车轮外胎、轮毂固定在轮毂转子端盖上，构成磁悬浮储能发电车轮轮体;真空管连接于真空栗与储能车轮内室之间，形成真空密封壳体;接线、电源线、储能电池与智能控制器相连接，构成磁悬浮储能发电车轮电能循环系统。
[0006]磁悬浮储能发电车轮的工作原理是:
[0007]磁悬浮储能发电车轮轮毂内有一个行星轮储能飞轮变速装置，在储能飞轮的内部镶有永久性磁铁，车轮轮毂上有感应线圈和齿牙，使车轮具备储能发电和启动助力功能。当车辆达到一定速度或制动时，车轮轮毂内的储能变速装置以行星轮的形式运转，在车轮轮毂的驱动下，行星轮带动储能飞轮反向高速旋转，车轮轮毂内的储能变速器一行星轮变速装置使储能飞轮在真空无摩擦阻力的环境下以极高速度最高30000转/每分钟的速度反向旋转，惯性能增加了飞轮的转速，由于储能飞轮与车轮外转子是反向旋转运行，发电效率较高，从而大大增加了其功能；当汽车再次启动时，飞轮的能量通过行星轮变速传动装置给车轮助力；当车辆达到巡航速度、减速、下坡、停车时，车轮则以发电机状态运行，在储能飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能(动能)到电能的转换。储能飞轮释放能量发电，给电动车蓄电池充电。
[0008]本实用新型的优点如下:
[0009]1、能量回收:各种车辆需要频繁的刹车制动、再启动，而刹车制动的能量，却以机械磨擦的形式转化为热能消耗掉。研究证明，此能量约占车辆使用能量的30%。利用磁悬浮储能飞轮装置，98%的“再生制动”能量能够被重新利用，将产生巨大的经济效益；
[0010]2、储能发电:利用车轮的惯性能给飞轮"储能"，增加了反向旋转的储能飞轮的转速，从而增大其储能功能。当车辆达到巡航速度、减速、下坡、停车时，车轮则以发电机状态运行，储能飞轮释放能量发电，给电池充电，延长电池的使用寿命，提高车辆的续航能力；
[0011]3、储能密度高:由于储能飞轮是在真空环境下运行，转速极高。储能飞轮采用比钢材强度还要高的新型碳素纤维材料制作，飞轮可以每分钟旋转六万转而不会碎裂。轴承采用非接触式磁悬浮轴承放置在真空密封壳体中，避免了空气摩擦。储能密度可达100?200wh/kg，功率密度可达5000?10000 w/kg；
[0012]4、能量转换效率高:磁悬浮储能发电车轮的变速装置是以行星轮形式运转。在车轮轮毂的驱动下，行星轮带动储能飞轮反向高速旋转储能