CN102738884A - 纯电力驱动车压力自发电-充电技术 - Google Patents

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Abstract

一种纯电力驱动车压力自发电-充电模块，它采用压力发电材料或电磁线圈切割磁力线发电原理做成，安装在车辆每只轮胎与车的底盘之间的悬挂部位，在车辆运行途中，由于车辆的自重压力和在路面上产生的上下震动，使压电模块或电磁发电模块不断发电，以对动力驱动电池不断地进行充电，补充驱动电池运行中消耗的电能，只要车辆开始运行，发电模块就开始发电、充电，如果发电模块的发电效能和发电技术的不断完善，则将大大延缓纯电力驱动车辆在行驶途中的电池电能的消耗，减少充电次数、充电时间；为防止模块在车辆运行途中受到车辆过大压力的损害，模块与底盘、横梁之间安装有减震、缓冲弹簧以及限位保护连接结机构；本模块可以应用在国内外所有纯电动车，包括铁轨列车、地铁列车上。

Description

纯电力驱动车压力自发电-充电技术
所属技术领域
本发明涉及一种充电技术，尤其是一种纯电力驱动车压力自发电-充电技术。
技术背景
太阳能、风能是当代绿色、环保、无污染的新型能源，电池驱动汽车是用电力取代汽油、柴油及其他化学能源，成为无尾气排放，无污染的清洁能源。特别是最近日本发生9级地震，造成核危机之后，新型能源更加得到世界各国的共识。近几年国内大力发展城市电瓶公交车、电池驱动轿车，在政策的大力扶持下，已经生产出许多电力驱动汽车在全国各个城市和地方运行，电瓶摩托更是提前在全国普及。
电力驱动汽车目前除成本还比较高以外，电瓶的充电也是一个运行中不可忽视的大问题。解决的办法是建设大量的充电站，如同现有的汽车加油站一样，使纯电动车辆的电池电能用完之后能够及时得到充电，但这样的充电方法时间较长，一般需要10——20小时，不能像汽油加油一样快，要延误电力公交车、小轿车的正常行驶；另一种办法是到充电站换下电用完了的电瓶，及时更换已经充好了电的电瓶。
本发明提供一种在电力驱动汽车运行途中，不断自行发电、充电的技术，可以大大延缓电池的电能消耗，减少充电次数，充电时间。
如果这种自发电、充电技术发展到一定程度时，可以接近或抵消电池电能的消耗，是否有可能取代电池运行中不断消耗的电能，有待于发电材料、发电技术和充电设备效能的验证。而这种发电不是依靠电动车辆的动力电池对其供电的，它是利用电动车辆在运行时的自重压力和与路面产生的震动而发电的。
发明内容
一种纯电力驱动车压力自发电-充电技术，它采用压力发电材料或电磁线圈切割磁力线发电原理做成发电模块，安装在车辆每只轮胎与车的底盘之间的悬挂部位，在车辆运行途中，由于车辆的自重压力和在路面上产生的上下震动，使压电模块或电磁发电模块不断发电，以对动力驱动电池不断地进行充电，补充驱动电池运行中消耗的电能，只要车辆开始运行，发电模块就开始发电、充电，如果发电模块的发电效能和发电技术的不断完善，则将大大延缓纯电力驱动车辆在行驶途中的电池电能的消耗，减少充电次数、充电时间；为防止模块在车辆运行途中受到车辆过大压力的损害，模块与底盘、横梁之间安装有减震、缓冲弹簧以及限位保护连接结机构；本技术可以应用在国内外所有纯电动车，包括铁轨列车、地铁列车上。
本发明的技术方案是：
1、采用压力发电材料，或者磁-电线圈做成发电元件，多只发电元件集合组成发电模块，该模块安装在车辆每只轮胎与车的底盘之间的悬挂部位，为防止模块在车辆运行途中受到车辆过大压力的损害，模块与底盘、横梁之间安装有减震、缓冲弹簧以及限位保护连接结机构。
2、模块输出的交变、脉动电流经整流后变为直流，并接入电力电容，使电流平滑后输送到动力电池的正、负极两端对动力电池充电。
3、模块输出的直流电压应该高于、或者略高于动力电池的额定充电电压，以保证车辆运行途中不断对动力电池进行充电。
本发明的有用效果是：
1、纯电动车是近几年国内外新兴发展的汽车，是一种无尾气排放，无污染的清洁动力汽车，称其“汽车”已经不合时宜，应该是“电力驱动车”、“电池驱动车”、“电动公交车”、“电动大巴”、“电动轿车”……更为确切。正因为是一门新兴技术，尚有许多新技术问题有待解决，产生出新的技术思路、新的技术方案。本发明随纯电力驱动车充电时间长，没有现有汽油、柴油加油那么方便，影响电动车连续正常运行应运而生的一种新思路、新技术。
2、任何车辆都是有重量、对路面有压力的，车辆的行驶主要是克服车轮与路面的水平摩擦力；任何路面包括高铁的铁轨、高速、高等级的公路都有起伏的，平整度都不可能为零，所以，任何车辆在其行驶途中必然有上下震动，任何车辆的车轮与车体底盘之间的连接部位都必须有悬挂系统，以减缓上下震动，保持行驶的平稳。这样，车辆的自重和车体与车轮行驶途中的上下震动为“压力自发电-充电技术”提供了环境条件，而压力发电材料和传统磁力发电为其创造了技术支持。这种发电所产生的电能不可忽视！由于车辆的自重量极大，车辆行驶途中的震动不断，只要车辆一开始启动就发电——一方面车辆行驶消耗电池的电能，另一方面自发电模块对电池连续不断地充电，来弥补部分电池电能的消耗，将大大延长车辆行驶时间，减少到充电站充电、更换电池的频率，更有利于电池驱动车的普及和完善，随着压电材料的更新，压力发电电能的增大，磁力发电效率提高，这种“压力自发电-充电技术”的作用将越来越显著。
3、在本发明之前，以色列曾试验了“公路发电”技术，本人也提出了“铁轨压力发电模块及系统集成技术”(ZL2009200793807，2009100584628)，并与国内某企业进行了初步试验。以色列的公路发电由于模块数量极大，成本极高，基本被以色列自己否定；我们的铁轨压力发电技术，不仅仅是发电模块本身的技术问题，它还牵涉到铁路整个系统、铁路部门甚至国家论证的问题，从研制样机、模拟试验，到稳定性、安全性，以及各种严格的测试，长时间实际运行考验，等等，没有10年、20年的时间难以得出结论——尽管我们的铁轨压力发电的成本远远低于公路发电，发电量远远高于公路发电。
本“压力自发电-充电技术”只是针对具体一辆电动车，相比铁路、公路发电方案简单的多，只要模块研制成功，就可以在电动车辆上试用，研制时间几个月就可以了，在车辆上试运行也用不了半年、一年左右，审批过程少的多，逐步推广和普及只需要几年时间，就像前几年电瓶自行车那样快。只要效果显著，全国所有的电动车辆都会积极、自发的安装。“压力自发电-充电技术”难度不大，关键在于发电量和发电效率，所以发电模块自然成为核心技术，模块的结构及具体不同车型上的安装成为实际应用的关键。
4、若本发明成功，效果显著，可以在全国、全世界所有纯电动车，包括铁轨列车、地铁列车上应用。
附图说明：
图1是磁力发电模块结构原理图，其中，1——上固定板，2——软磁体，3——线圈，4——下固定板，5——永磁体，6——弹簧，7——中心轴，8——上盖板，13——引出线1，14——引出线2。
图2是压电材料发电模块结构原理图，其中，6——弹簧，8——上盖板，9——压板，10——绝缘板，11——压电材料，12——底座，13——引出线1，14——引出线2。
图3是整流平滑电路，其中，15、16——发电模块电压输入端，17——桥式整流器，18——平滑电容，19——直流输出正(+)端，20——直流输出负(-)端。
具体实施方式：
图1中，上固定板(1)与下固定板(4)将软磁体(2)固定在中间并成为一整体，中心轴(7)与永磁体(5)固定在一起，并与上固定板(1)、下固定板(4)保持一定间隙，永磁体(5)与软磁体(2)之间亦保持一定间隙，使永磁体(5)与中心轴(7)能够上下移动，保证切割磁力线使线圈(3)发电；弹簧(6)安装在上固定板(1)的上面，上盖板(8)安装在弹簧(6)的上面，中心轴(7)与上盖板(8)固定；引出线1(13)与引出线2(14)分别与整流平滑电路中的发电模块电压输入端(15)、(16)相连接，且不分极性。
图2中，压电材料(11)固定在两块绝缘板(10)之间，安装在底座(12)上，压板(9)压在绝缘板(10)及压电材料(11)之上，弹簧(6)安装在压板(9)的上面，上盖板(8)盖住弹簧(6)；引出线1(13)与引出线2(14)分别与整流平滑电路中的发电模块电压输入端(15)、(16)相连接，且不分极性。
图3中，发电模块电压输入端(15)、(16)与桥式整流器(17)连接，桥式整流器(17)接到直流输出正(+)端(19)，直流输出负(-)端(20)，平滑电容(18)与直流输出正(+)端(19)、直流输出负(-)端(20)相并联；
直流输出正(+)端(19)，直流输出负(-)端(20)两端的直流电压应该高于、或者略高于动力电池的额定充电电压，以保证车辆运行途中不断对动力电池进行充电。

Claims (3)

1.一种纯电力驱动车压力自发电-充电模块，它根据电磁线圈切割磁力线发电原理做成，安装在车辆每只轮胎与车的底盘之间的悬挂部位，在车辆运行途中，由于车辆的自重压力和在路面上产生的上下震动，使电磁发电模块不断发电，以对动力驱动电池不断地进行充电，补充驱动电池运行中消耗的电能，其特征在于，该模块的上固定板(1)与下固定板(4)将软磁体(2)固定在中间并成为一整体，中心轴(7)与永磁体(5)固定在一起，并与上固定板(1)、下固定板(4)保持一定间隙，永磁体(5)与软磁体(2)之间亦保持一定间隙，使永磁体(5)与中心轴(7)能够上下移动，保证切割磁力线使线圈(3)发电；弹簧(6)安装在上固定板(1)的上面，上盖板(8)安装在弹簧(6)的上面，中心轴(7)与上盖板(8)固定；引出线1(13)与引出线2(14)分别与整流平滑电路中的发电模块电压输入端(15)、(16)相连接，且不分极性。
2.一种纯电力驱动车压力自发电-充电模块，它根据压力发电材料做成，安装在车辆每只轮胎与车的底盘之间的悬挂部位，在车辆运行途中，由于车辆的自重压力和在路面上产生的上下震动，使压电模块不断发电，以对动力驱动电池不断地进行充电，补充驱动电池运行中消耗的电能，其特征在于，该模块里的压电材料(11)固定在两块绝缘板(10)之间，安装在底座(12)上，压板(9)压在绝缘板(10)及压电材料(11)之上，弹簧(6)安装在压板(9)的上面，上盖板(8)盖住弹簧(6)；引出线1(13)与引出线2(14)分别与整流平滑电路中的发电模块电压输入端(15)、(16)相连接，且不分极性。
3.根据权利要求1、根据权利要求2所述的纯电力驱动车压力自发电-充电模块，其特征在于，发电模块的电压输入端(15)、(16)与桥式整流器(17)连接，桥式整流器(17)接到直流输出正(+)端(19)，直流输出负(-)端(20)，平滑电容(18)与直流输出正(+)端(19)、直流输出负(-)端(20)相并联；
直流输出正(+)端(19)，直流输出负(-)端(20)两端的直流电压应该高于、或者略高于动力电池的额定充电电压，以保证车辆运行途中不断对动力电池进行充电。
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