CN103958231A - 车辆 - Google Patents

Abstract

本发明设计一种车辆、尤其是机动车辆，其具有多个形成簧下构件的、可围绕车轮轴(2)转动的车轮和形成簧上构件的车辆车身。具有布置在车辆车身中的能量产生装置，通过其能将车辆车身的或车辆车身的一部分的运动转换成能输送给蓄电池的电能。能量产生装置是能量吸收转换器并具有组围绕内腔的柱形线圈绕组，轴向磁化的永磁体能通过车辆车身的或车辆车身的一部分的运动能以同轴运动的方式驱动地布置在该内腔中。

Description

车辆

技术领域

本发明涉及一种车辆、尤其是机动车辆，其具有多个形成簧下构件的、可围绕车轮轴转动的车轮和形成簧上构件的车辆车身，具有布置在车辆车身中的能量产生装置，通过所述能量产生装置能够将车辆车身的或车辆车身的一部分的运动转换成能够输送给蓄电池的电能。

发明内容

本发明的目的是提供一种开头所述类型的机动车，其中借助于简单构成的和以高效率工作的能量产生装置进行对蓄电池充电。

该目的根据本发明由此实现，即，所述能量产生装置是能量吸收转换器并且具有柱形的线圈绕组，所述线圈绕组围绕内腔，轴向磁化的永磁体能够通过所述车辆车身的或所述车辆车身的一部分的运动能以同轴运动的方式驱动地布置在所述内腔中。

通过该构造方案，由于根据永磁体的往复运动引起的感应而产生交流电压，所述交流电压通过快速的且加载有低正向电压的二极管无回流地为线圈绕组整流。直流电压用充电电流对电容器装置进行充电。该电容器电压除了对感应的高频电压脉冲进行平滑之外还起到阻抗变换器的作用。由于阻抗变换器的内阻低，因此所述阻抗变换器是下述组件，通过所述组件从感应的电压中转换用于对蓄电池充电的电流。自给自足地并且强制地在车辆中对蓄电池进行再充电。能够放弃使用车辆外部的再充电装置进而放弃使用相应的再充电设施。

通过严格地分离电压感应并且后续地转换成电流，并不产生作用于能量吸收转换器的磁性反作用力，从而使得能量产量的效能进而效率极其高。

在此，为了使永磁体运动，并不需要安置特殊的力，而是将通过使用车辆而必然出现的、作用于车辆上的运动传递到永磁体上，所述永磁体同轴地在线圈绕组中运动。

为了当由不同直径的多个径向地彼此叠加布置的线圈绕组相互同轴地布置成线圈绕组包时引起所产生的能量提高，其中永磁体能轴向运动地布置在所述线圈绕组包中的径向最内的线圈绕组中。

同样地，当多个线圈绕组或线圈绕组包彼此同轴地布置时，引起所产生的能量提高，其中在每个线圈绕组或每个线圈绕组包中能同轴运动地布置有轴向磁化的永磁体。

当线圈绕组或线圈绕组包接近水平地延伸时，由此避免了重力对于永磁体的负面影响。

在此，线圈绕组或线圈绕组包沿车辆的行驶方向和/或横向于车辆的行驶方向延伸。

如果一个或多个永磁体能够通过车辆的簧上和簧下部件彼此相对的竖直运动能在一个或多个线圈绕组或线圈绕组包中同轴运动地驱动，那么该通过使用车辆必然出现的相对运动被用于驱动永磁体。例如能够尤其经过不平坦的行驶路径行驶运行期间，通过车辆的减速或加速、通过转弯行驶时的离心力、通过横向风加速或通过车辆由于其自重产生的负载切换反应，该经由弹簧支撑在簧下部件、如车轮轴上的簧上部件、例如该车辆车身或其部件能够相对于簧下部件运动，其中所述相对运动用于永磁体的运动驱动。

车辆的行驶机构必须在行驶运行期间永久地平衡所行驶的行驶路径的不平坦性、或者尽可能中和这种不平坦性。通过车辆自重和持续的行驶机构平衡形成敞开提供的能量，所述能量能够通过能量吸收转换器转换成电能并且能够输送给蓄电池。

当车辆被加载或有人上车时，在车辆静止时也形成这种相对运动。

优选地，在此一个或多个所述永磁体能够通过所述车辆的簧上和簧下部件彼此相对的竖直运动能在一个或多个所述线圈绕组或线圈绕组包中同轴运动地驱动。

为了能够将簧上和簧下部件之间的相对运动的行程放大地传递到永磁体上，车辆的簧上和簧下部件的彼此相对的竖直运动能够经由一个或多个变速器从一个或多个簧下部件传递到一个或多个永磁体上，优选地，能够通过一个或多个变速器将车辆的簧上和簧下部件之间的相对行程放大地传递到一个或多个永磁体上。

当一个或多个变速器是杠杆传动机构时使得结构简单。

通过下述方式实现另外的能量获取：即能够通过作用于车辆车身或车辆车身的一部分上的正的和/或负的加速度和/或离心力和/或重力能够将一个或多个永磁体在一个或多个线圈绕组或线圈绕组包中能同轴运动地驱动。

当线圈绕组是安置到电绝缘的承载薄膜上的铜印刷导线时，使得结构尺寸在径向上较小。

在此优选的是，由至少尽可能纯的铜制成铜印刷导线。由于非磁性的铜在线圈绕组上不引起磁力，由此也不进行电子技术方面的热量产生。

同样地，当线圈绕组包中的线圈绕组安置到多层薄膜的电绝缘的承载薄膜上时，实现了较小的径向结构尺寸，其中在此同时进行各个线圈绕组相对彼此的电绝缘。

当永磁体中的一个或多个布置在磁体承载管上时，在自重小的情况下引起高能量产生，其中所述永磁体能够在柱形的线圈绕组或线圈绕组包中能同轴运动地驱动，其中在一个或多个永磁体和柱形的线圈绕组或线圈绕组包之间存在气隙。

在此，当永磁体中的一个或多个设计为磁体管时，导致了尤其简单的小自重设计方案，其中所述磁体管能够在柱形的线圈绕组或线圈绕组包中能同轴运动地驱动，其中在一个或多个磁体管的柱形周面和柱形的线圈绕组或线圈绕组包之间存在气隙。

在此，气隙越小，可产生的能量就越高。气隙必须只能大到使得在永磁体和柱形的线圈绕组之间不出现摩擦，以便避免产生热量。

在磁体管的壁厚相对小的情况下，由所述磁体管产生磁场，所述磁场的磁场线近似平行地且均匀地伸展，由此实现高效率。

为了以提高的安全可靠性避免出现摩擦热量，磁体承载管的和一个或多个永磁体或磁体管的外环周被滑动层所覆盖，其中滑动层能够是尤其以纳米技术安置的PTFE层(聚四氟乙烯(Polytetrafluorethylen)层)。

为了提高效率，一个或多个永磁体有利地是永磁硬磁体。

为了实现紧凑的、节约结构空间的结构，能够将一个或多个永磁体布置在提升杆上，所述提升杆同轴地穿过线圈绕组或线圈绕组包伸出，并且能够通过车辆车身或车辆车身的一部分的运动同轴运动地驱动，其中提升杆以节约重量的方式能够是提升管。

当提升管由比钢的比重更小的材料制成、尤其由钛或钛合金制成时，在不损失稳定性的情况下引起自重进一步降低。

为了在此在不显著提高自重的情况下提高抗弯曲性，在提升管的内部能够布置有由比钢自重更小的材料制成的支撑结构，所述支撑结构能够是蜂房状的并且能够由碳构成。

通过该抗弯曲性也在提升管相对长的情况下尽可能地避免永磁体在线圈绕组上的机械摩擦进而尽可能地避免产生热量，使得永磁体以悬浮的方式可在线圈绕组中轴向地运动。

为了将磁体承载管或磁体管固定在提升杆或提升管上，磁体承载管或磁体管经由承载部件布置在提升杆或提升管上，所述提升杆或提升管尤其布置在磁体承载管或磁体管的轴向端部区域中。

因此，空气阻抗不妨碍永磁体的尽可能自由的径向可运动性，承载件能够是至少尽可能轴向透气的。

承载件能够以降低自重的方式由塑料制成。

为了可轴向运动，磁体承载管或磁体管可同轴运动地安置，其中当磁体承载管或磁体管可同轴运动地安置在滑动滑轮支承装置中时，安置阻力非常小。

如果机动车具有用于行驶驱动的、通过蓄电池进行其能量供应的电机，那么驱动能量能够至少尽可能地、否则甚至完全自己自足地且无排放地、尤其是无CO₂排放地在机动车中产生。

由于高效率的能量产生，能够实现相对较大的、可能甚至不受限制的机动车行程。

一个或多个永磁体或者一个或多个提升杆或提升管能够经由轴向弹性的弹簧元件能够相对于线圈绕组或线圈绕组包能同轴运动地驱动。通过该弹性的接口连接将驱动行程延长了一段附加行程，从而能够获取附加的感应功。此外，弹簧元件也吸收提升杆或提升管上的冲力和拉力，并且由此释放用于竖直运动的驱动机械装置的起连接作用的铰链机构。

在能够通过作用于车辆车身或车辆车身的一部分上的正的和/或负的加速度和/或离心力和/或重力引起的永磁体的运动驱动中，一个或多个可在线圈绕组中同轴运动的永磁体能够由轴向弹性的弹簧元件进行加载。

在此，弹簧元件能够是拉力弹簧或拉/压力弹簧、尤其是螺旋拉力弹簧或螺旋拉/压力弹簧。

车辆能够具有带有底部区域的箱型框架或底盘，在所述底盘后箱型框架中布置有一个或多个柱形的线圈绕组或线圈绕组包，能在所述线圈绕组或线圈绕组包中以能同轴运动的方式驱动地布置有轴向磁化的永磁体。

附图说明

在附图中示出本发明的实施例并且下面详细地进行描述。其示出

图1示出具有第一能量吸收转换器的机动车的一个部段的原理图

图2示出具有第一能量吸收转换器的机动车的一个部段的原理图

图3示出根据图1和2的能量吸收转换器的放大的部段

图4示出根据图1和2的能量吸收转换器的提升管的放大的侧视图

图5示出根据图4的提升管的横截面图

图6示出根据图1和2的能量吸收转换器的拉/压力弹簧元件的侧视图。

具体实施方式

在图1中示出机动车的经由未示出的弹簧单元支撑在车辆3的车轮轴1上的底盘1，使得在使用机动车时得到底盘1和车轮轴2彼此相对的竖直运动。

车轮轴2经由后桥纵拉杆4以可围绕横向于机动车的纵向延伸的枢转轴5枢转的方式铰接在底盘1上。

在后桥导杆4上铰接有双臂杠杆7的小杠杆臂6，并且通过后桥纵导杆的枢转运动可近似垂直地运动。

双臂杠杆7的大杠杆臂8的自由端部经由拉/压力弹簧元件9与沿车辆纵向延伸定向的提升管10的端部连接，其中所述大杠杆臂近似垂直地延伸。

小杠杆臂和大杠杆臂6，8的连接区域经由近似沿车辆纵向延伸定向的耦联器11铰接在底盘1上。

如果在机动车的行驶运行期间或通过机动车的加载或卸载而引起车轮轴2和底盘1的相对的竖直运动，那么通过由双臂杠杆7和耦联器11形成的杠杆变速器将由后桥纵导杆4施加到小杠杆臂6上的近似竖直行程作为放大的近似水平的行程经由拉/压力弹簧元件9传递到提升管10上。

提升管10通过滑轮支承装置12可同轴运动地安置在感应管13中，其中由铝制成的感应管13借助于由热塑橡胶制成的未示出的穿引插口(Durchführtüllen)布置在底盘1的底部区域中。

将线圈绕组包14布置在感应管13的内壁上，所述线圈绕组包在感应管13的整个长度上延伸。

在提升管10上彼此间隔地布置有六个设计为磁体管15的、轴向磁化的永磁体，在所述永磁体的柱形周面和线圈绕组包14的内部的线圈绕组之间存在环形的气隙16。

通过提升管10的经由双臂杠杆7由后桥纵导杆4所驱动的往复运动，使得由于提升管10而同样轴向往复运动的磁体管15通过线圈绕组包14的线圈绕组中的感应产生交流电压，所述交流电压用于对机动车的未示出的蓄电池充电。

在图2的实施例中，偏转杆17以其一个端部在车轮3附近铰接在前桥横导杆18上，并且将前桥导杆18的竖直运动传递到双臂杠杆7的小杠杆臂6上，偏转杆17的另一端部铰接在所述小杠杆臂上。

双臂杠杆17以可围绕沿机动车的纵向延伸定向的轴19枢转的方式安置在底盘1的部件上。

双臂杠杆7的大杠杆臂8的自由端部根据图1经由拉/压力弹簧元件9与由纯钛制成的提升管10连接。

根据图1，提升管10设有磁体管15，并且能在横向于车辆纵向延伸而延伸的感应管13中同轴往复运动地被引导。

根据图1，感应管13也设有线圈绕组包14。

图2的实施例的功能对应于图1的实施例的功能。

如在图3中示出，线圈绕组包14由多层薄膜构成，所述多层薄膜具有四个彼此同轴布置的线圈绕组20，它们以被安置的铜印刷导线形式存在。

由永磁硬磁体材料制成的、轴向磁化的磁体管15在其两个轴向端部上分别经由由塑料制成的承载件21与提升管10连接。

承载件21具有与磁体管15的柱形内壁连接的外环22和与提升管10连接的内环23，其中外环22和内环通过未示出的辐条彼此连接。

由此，承载件21尽可能是轴向透气可的，使得在磁体管15的轴向运动中尽可能无需克服阻碍运动的空气阻力。

因为，由于气隙16也不必克服在磁体管15和线圈绕组包14之间的摩擦阻力，所以磁体管15尽可能无阻力地悬浮在线圈包14中。

因此提升管10在自重小的情况下以高安全可靠性不能从其同轴位置中弯曲，所述提升管的内部用蜂窝状的、由碳制成的支撑结构24填充。

拉/压力元件9具有柱形的拉/压力弹簧25。将连接段27的相应的螺纹件旋入到拉/压力弹簧25的每个轴向端部中，并且通过从两个弹簧螺旋之间的螺纹件26中径向伸出的横向螺栓28来防止自动松脱。

连接段27，27’的从拉/压力弹簧25中伸出的连接端部29具有横孔30，经由所述横孔将一个连接段27铰接在大杠杆臂8并且将另一连接段27’铰接在提升管10上。

要理解的是，为了提高可产生的电能，多个感应管13与可在其中运动的提升管10优选地能够彼此平行地布置。

附图标记列表

1   底盘

2   车轮轴

3   车轮

4   后桥纵导杆

5   枢转轴

6   小杠杆臂

7   双臂杠杆

8   大杠杆臂

9   拉/压力弹簧元件

10  提升管

11  耦联器

12  滑轮支承装置

13  感应管

14  线圈绕组包

15  磁体管

16  气隙

17  偏转杆

18  前桥横导杆

19  轴

20  线圈绕组

21  承载件

22  外环

23  内环

24  支撑结构

25  拉/压力弹簧

26  螺纹件

27  连接段

27’ 连接段

28  横向螺栓

29  连接端部

30  横孔

Claims (23)

1.一种车辆、尤其是机动车辆，所述车辆具有多个形成簧下构件的、能围绕车轮轴转动的车轮和形成簧上构件的车辆车身，所述车辆具有布置在所述车辆车身中的能量产生装置，通过所述能量产生装置能够将所述车辆车身的或所述车辆车身的一部分的运动转换成能输送给蓄电池的电能，其特征在于，所述能量产生装置是能量吸收转换器并且具有柱形的线圈绕组，所述线圈绕组围绕内腔，轴向磁化的永磁体能够通过所述车辆车身的或所述车辆车身的一部分的运动能以同轴运动的方式驱动地布置在所述内腔中。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，由不同直径的多个径向地彼此叠加布置的线圈绕组相互同轴地布置成线圈绕组包(14)，所述永磁体能轴向运动地布置在所述线圈绕组包中的径向最内的线圈绕组中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，多个线圈绕组或线圈绕组包(14)彼此同轴地布置，其中在每个所述线圈绕组或每个所述线圈绕组包(14)中能同轴运动地布置有轴向磁化的永磁体。

4.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，所述线圈绕组或线圈绕组包(14)接近水平地延伸。

5.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述线圈绕组或所述线圈绕组包(14)沿所述车辆的行驶方向和/或横向于所述车辆的行驶方向延伸。

6.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，一个或多个所述永磁体能够通过所述车辆的簧上部件和簧下部件彼此相对的竖直运动能在一个或多个所述线圈绕组或线圈绕组包(14)中同轴运动地驱动。

7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述车辆的所述簧上部件和所述簧下部件的彼此相对的所述竖直运动能够经由一个或多个变速器从一个或多个所述簧下部件传递到一个或多个所述永磁体上。

8.根据权利要求所述的车辆，其特征在于，所述车辆的所述簧上部件和所述簧下部件之间的相对行程能够通过一个或多个所述变速器放大地传递到一个或多个所述永磁体上。

9.根据权利要求中1至5中任一项所述的车辆，其特征在于，一个或多个所述永磁体能够通过作用于所述车辆车身或所述车辆车身的一部分上的正的和/或负的加速度和/或离心力和/或重力在一个或多个所述线圈绕组或线圈绕组包(14)中同轴运动地驱动。

10.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，所述线圈绕组是安置在电绝缘的承载薄膜上的铜印刷导线。

11.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，所述永磁体中的一个或多个布置在磁体承载管上，所述永磁体能够以能同轴运动的方式在柱形的所述线圈绕组或所述线圈绕组包中驱动，其中在一个或多个所述永磁体和柱形的所述线圈绕组或所述线圈绕组包之间存在气隙。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的车辆，其特征在于，所述永磁体中的一个或多个设计为磁体管(15)，所述磁体管能在柱形的所述线圈绕组或所述线圈绕组包(14)中同轴运动地驱动，其中在一个或多个所述磁体管(15)的柱形的周面和柱形的所述线圈绕组或所述线圈绕组包(14)之间存在气隙(16)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，一个或多个永磁体布置在提升杆上，所述提升杆同轴地穿过所述线圈绕组或所述线圈绕组包(14)伸出并且能够通过所述车辆车身或所述车辆车身的一部分的运动同轴运动地驱动。

14.根据权利要求13所述的车辆，其特征在于，所述提升杆是提升管(10)。

15.根据权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述提升管(10)由比钢的比重更小的材料制成。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的车辆，其特征在于，所述磁体承载管或所述磁体管(15)通过承载部件(21)布置在所述提升杆或所述提升管(10)上。

17.根据权利要求16所述的车辆，其特征在于，所述承载部件(10)至少尽可能是轴向透气的。

18.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，所述线圈绕组或舒适线圈绕组包(14)被布置在所述车辆部件或所述车辆部件的一部分上的感应管(13)围绕。

19.根据权利要求11至18中任一项所述的车辆，其特征在于，所述磁体承载管或所述磁体管(15)能同轴运动地安置。

20.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，所述机动车具有用于行驶驱动的电机，所述电机的供电通过所述蓄电池来实现。

21.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，一个或多个所述永磁体或者一个或多个所述提升杆或所述提升管(10)经由轴向弹性的弹簧元件能相对于所述线圈绕组或所述线圈绕组包(14)同轴运动地驱动。

22.根据权利要求9至20中任一项所述的车辆，其特征在于，一个或多个能在所述线圈绕组或所述线圈绕组包(14)中轴向运动的永磁体能够由轴向弹性的弹簧元件进行加载。

23.根据前述权利要求中任一项所述的车辆，其特征在于，所述车辆具有带有底部区域的箱型框架或底盘(1)，在所述底盘或箱型框架中布置有一个或多个柱形的线圈绕组或线圈绕组包(14)，能在所述线圈绕组或中以能同轴移动的方式驱动地布置有轴向磁化的所述永磁体。