CN105034844A - 一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，包括汽车壳体和汽车驱动装置，所述汽车壳体内设置有储气罐，气动马达，发电机，蓄电池，驱动电机，电动汽车控制系统和余气喷射排放助力装置，所述储气罐通过空气流速控制装置连接气动马达，所述气动马达连接发电机，所述发电机连接蓄电池，所述蓄电池连接驱动电机，所述驱动电机连接电动汽车控制系统，本发明结构简单，以物理方式储能发电，将液态空气气化成气体，推动气动马达，气动马达带动发电机发电，电力储存于汽车蓄电池中，带动驱动电机旋转，有效解决了电动汽车的电池造价高，充电慢，污染环境等问题，进而达到储能清洁，方便，安全的特点。

Description

一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车

技术领域

本发明涉及新能源汽车动力领域，尤其涉及一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车。

背景技术

近年来，能源危机迫在眉睫，在我国，现有的生产能源主要来自煤炭，石油和天然气等不可再生能源，它们的燃烧产物是二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等温室气体，给我们赖以生存的自然造成温室效应，对人体的健康造成极大的影响，而且二氧化硫和硫化氢等酸性气体更是作为冰川溶化的溶解质，加速冰川的溶解，再加上水电和核电以热能形式排放于大气中，从而使全球气温上升、海平面上升、暴雨、暴雪、泥石流、台风、瘟疫、癌症等，给我们的生存造成严重威胁。

目前大多数的车辆都是采用燃油作为动力源，石油资源的日益紧缺使得燃油发动机的发展和利用受到越来越多的限制，专家分析，如果不能用新能源取代汽油，那么汽车即将没落，因此开发新的、洁净的、无污染的替代能源，并以这种替代能源作为地面车辆的动力源成为现代车辆发展急需解决的问题。

目前，有部分企业或个人研究应用了空气动力汽车，有人发明压缩空气汽车，但此类发明仅仅局限于通过压缩空气推动气动发达旋转，带动车轮，由于s受到周围空气温度、气动马达稳定性、路况等方面的影响，直接推动气动马达会造成扭矩不稳定，动力不足等严重的问题，同时压缩空气直接推动效率非常低，特别是汽车在城市路况，启停频繁的情况下，非常消耗气体，另外液态空气电动汽车，用气化后的压缩空气推动发电机匀速，恒定旋转发电，无论是汽车启停，都不会对气压产生冲击。再由电力推动电机带动轮胎做功，能效非常高。电机由转速传感器检测，由电脑控制输出扭矩，可以根据不同路况，四轮的不同抓地性能，输出不同的扭矩，具有非常好的驾驶稳定性，速度稳定性，四轮同步性，利用液态空气冷却永磁发电机由定子铁芯，定子绕组线圈，转子永磁，中空外壳，轴承组成，定子铁芯上有齿和槽，铜线绕在槽内，转子上装有永磁材料做成的磁极。转子轴心穿过轴承，使转子在定子中间旋转。中空外壳包在定子外面，液态空气在中空外壳里流动，通过液态空气降低永磁发电机的温度，降低电枢的电阻，提高发电机的发电效率，相比较而言，液态空气电动汽车相对电池储能电动汽车来说，锂电池需要较长时间的充电时间，且只有5年左右的寿命，液态空气电动汽车可以在类似加油站的地方添加液态空气，能源添加时间短，液态空气技术已经十分成熟，成本低廉，取之不尽用之不竭，安全隐患低，占地小，适应大面积设置。新能源电动汽车的局限在于电池，电池存在造价高，能效低，充电时间长，制造工艺繁琐，制造过程存在污染等诸多问题制约了电动汽车的发展，无论是锂电池，燃料电池，造价都非常昂贵，占整车成本的60%以上，锂电池、燃料电池在生产制造过程中，产生巨大的污染，在废弃后同样严重污染环境，液态空气不会产生任何污染，排放的只有空气。

本发明，以液态空气为动力储存介质电动汽车，结构简单，以物理方式储能发电，成本低廉，将液态空气气化成气体，推动气动马达，气动马达带动发电机发电，电力储存于汽车蓄电池中，带动驱动电机旋转，有效解决了电动汽车的电池造价高，充电慢，污染环境等问题，进而达到储能清洁，方便，安全的特点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，以物理方式储能发电，成本低廉，将液态空气气化成气体，推动气动马达，气动马达带动发电机发电，电力储存于汽车蓄电池中，带动驱动电机旋转，有效解决了电动汽车的电池造价高，充电慢，污染环境等问题，进而达到储能清洁，方便，安全的特点，以液态空气储能的电动汽车比电池储能电动汽车造价低，环保性能更好，制造过程不会造成污染，减少添加能源的时间。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，包括汽车壳体和汽车驱动装置，所述汽车壳体内设置有储气罐，气动马达，发电机，蓄电池，驱动电机，电动汽车控制系统和余气喷射排放助力装置，所述储气罐通过空气流速控制装置连接气动马达，所述气动马达连接发电机，所述发电机连接蓄电池，所述蓄电池连接驱动电机，所述驱动电机连接电动汽车控制系统，所述汽车驱动装置连接电动汽车控制系统。

进一步的，所述储气罐一端设置有充气口，所述储气罐设置有出气通道并连接气动马达，所述储气罐能够储存液态空气，所述气动马达能够带动发电机旋转并产生电能，并能够手动按钮切换连接到刹车自锁装置，增加车辆急停可选项和急停性能。

进一步的，所述空气流速控制装置位于出气通道处，包括汽化器装置、受控智能加热装置和液氮泵，所述液态空气在液氮泵作用下通过出气通道进入汽化器装置，所述汽化器装置能够将液态空气化成气体，所述受控智能加热装置监测液态空气汽化的实时动态速度，在汽化速度不足时供热，让汽化速度受控加速。

进一步的，所述发电机设置有充电控制器，所述充电控制器连接蓄电池，所述蓄电池能够储存电能。

进一步的，所述发电机通过余气排放主路连接余气喷射排放助力装置。

进一步的，所述余气喷射排放助力装置附近还设置有车内空调调节系统，余气排放支路和车内装置冷却系统，所述车内装置冷却系统覆盖气动马达，发电机，驱动电机和空气流速控制装置。

进一步的，所述余气喷射排放助力装置通过余气排放支路分别连接车内空调调节系统和车内装置冷却系统。

进一步的，所述液态空气汽化后，仍然处于低温状态，通过冷却支路分别连接车内空调调节系统和车内装置冷却系统，为车内装置和空间供冷。

进一步的，所述车内装置冷却系统能够冷却发电机和/或驱动电机和/或电动汽车传动装置。

进一步的，所述发电机或驱动电机电线绕组材料为超导材料，所述驱动电机为超低温冷却永磁电机，电机转子上贴嵌永磁块，定子由绕包线组成的绕组,液态空气管道缠绕在电机的外壳，再由一个中空外壳包裹，外壳中间填充开孔聚氨酯发泡材料并抽真空。

本发明的有益效果是：

1.解决了电动汽车的电池造价高，充电慢，污染环境等问题；

2.以物理方式储能发电，成本低廉，取之不尽，用之不竭；

3.将液态空气气化成气体，推动气动马达，气动马达带动发电机发电，电力储存于汽车蓄电池中，带动电动机旋转；

4.储能清洁，方便，安全的特点；

5.在汽车碰撞后，不会燃烧，不会产生有毒气体，安全隐患小；

6.液态空气气化吸收外界热量，实际上是借用外部能量增强自身能量，能效比非常高，液态空气的储存密度大；

7.设计造价便宜，结构简单。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明涉及的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车结构示意图；

图2为本发明涉及的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车驱动电机横向剖面结构示意图；

图3为本发明涉及的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车驱动电机纵向剖面结构示意图。

图中标号说明：汽车壳体1，汽车驱动装置2，储气罐3，气动马达4，发电机5，蓄电池6，驱动电机7，电动汽车控制系统8，余气喷射排放助力装置9，充气口10，出气通道11，空气流速控制装置12，汽化器装置13，液氮泵14，充电控制器15，余气排放主路16，车内空调调节系统17，余气排放支路18，车内装置冷却系统19，冷却支路20,超低温冷却永磁电机21,碳纤维外壳22，电机转子23，定子绕报线圈24。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

参照图1至图3所示，一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，包括汽车壳体1和汽车驱动装置2，所述汽车壳体1内设置有储气罐3，气动马达4，发电机5，蓄电池6，驱动电机7，电动汽车控制系统8和余气喷射排放助力装置9，所述储气罐3通过空气流速控制装置12连接气动马达4，所述气动马达4连接发电机5，所述发电机5连接蓄电池6，所述蓄电池6连接驱动电机7，所述驱动电机7连接电动汽车控制系统8，所述汽车驱动装置2连接电动汽车控制系统8。

进一步的，所述储气罐3一端设置有充气口10，所述储气罐3设置有出气通道11并连接气动马达4，所述储气罐3能够储存液态空气，所述气动马达4能够带动发电机5旋转并产生电能，并能够手动按钮切换连接到刹车自锁装置，增加车辆急停可选项和急停性能。

进一步的，所述空气流速控制装置12位于出气通道11处，包括汽化器装置13、受控智能加热装置和液氮泵14，所述液态空气在液氮泵14作用下通过出气通道11进入汽化器装置13，所述汽化器装置13能够将液态空气化成气体，所述受控智能加热装置监测液态空气汽化的实时动态速度，在汽化速度不足时供热，让汽化速度受控加速。

进一步的，所述发电机5设置有充电控制器15，所述充电控制器15连接蓄电池6，所述蓄电池6能够储存电能。

进一步的，所述发电机5通过余气排放主路16连接余气喷射排放助力装置9。

进一步的，所述余气喷射排放助力装置9附近还设置有车内空调调节系统17，余气排放支路18和车内装置冷却系统19，所述车内装置冷却系统19覆盖气动马达4，发电机5，驱动电机7和空气流速控制装置12。

进一步的，所述余气喷射排放助力装置9通过余气排放支路18分别连接车内空调调节系统17和车内装置冷却系统19。

进一步的，所述液态空气汽化后，仍然处于低温状态，通过冷却支路20分别连接车内空调调节系统17和车内装置冷却系统19，为车内装置和空间供冷。

进一步的，所述车内装置冷却系统19能够冷却发电机5和/或驱动电机7和/或电动汽车传动装置。

进一步的，所述发电机5或驱动电机7电线绕组材料为超导材料，所述驱动电机7为超低温冷却永磁电机，电机转子上贴嵌永磁块，定子由绕包线组成的绕组,液态空气管道缠绕在电机的外壳，再由一个中空外壳包裹，外壳中间填充开孔聚氨酯发泡材料并抽真空。

具体实施例：

本发明，液态空气存储于储气罐3中，因为空气流速控制装置12内设置有汽化器装置13，液氮泵14和受控智能加热装置，液态空气在液氮泵14作用下，通过出气通道11进入汽化器装置13，汽化器装置13能够将液态空气化成气体，液态空气进入汽化器装置13后，气化为高压空气，并推动气动马达4旋转，气动马达4带动发电机5旋转并产生电能，电能储存于蓄电池6中，通过充电控制器15带动驱动电机7旋转，驱动电机7连接电动汽车控制系统8，与此同时，受控智能加热装置监测液态空气汽化的实时动态速度，在汽化速度不足时供热，让汽化速度受控加速。

因为气动马达4和发电机5连接余气喷射排放助力装置9，所述余气喷射排放助力装置9通过余气排放支路18连接车内空调调节系统17和车内装置冷却系统19，液态空气汽化后，仍然处于低温状态，通过冷却支路（20）为车内装置和空间供冷，有效利用余气，利用率大大增加。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，包括汽车壳体（1）和汽车驱动装置（2），所述汽车壳体（1）内设置有储气罐（3），气动马达（4），发电机（5），蓄电池（6），驱动电机（7），电动汽车控制系统（8）和余气喷射排放助力装置（9），其特征在于：所述储气罐（3）通过空气流速控制装置（12）连接气动马达（4），所述气动马达（4）连接发电机（5），所述发电机（5）连接蓄电池（6），所述蓄电池（6）连接驱动电机（7），所述驱动电机（7）连接电动汽车控制系统（8），所述汽车驱动装置（2）连接电动汽车控制系统（8）。

2.根据权利要求1所述的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，其特征在于：所述储气罐（3）一端设置有充气口（10），所述储气罐（3）设置有出气通道（11）并连接气动马达（4），所述储气罐（3）能够储存液态空气，所述气动马达（4）能够带动发电机（5）旋转并产生电能，并能够手动按钮切换连接到刹车自锁装置，增加车辆急停可选项和急停性能。

3.根据权利要求2所述的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，其特征在于：所述空气流速控制装置（12）位于出气通道（11）处，包括汽化器装置（13）、受控智能加热装置和液氮泵（14），所述液态空气在液氮泵（14）作用下通过出气通道（11）进入汽化器装置（13），所述汽化器装置（13）能够将液态空气化成气体，所述受控智能加热装置监测液态空气汽化的实时动态速度，在汽化速度不足时供热，让汽化速度受控加速。

4.根据权利要求1所述的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，其特征在于：所述发电机（5）设置有充电控制器（15），所述充电控制器（15）连接蓄电池（6），所述蓄电池（6）能够储存电能。

5.根据权利要求1所述的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，其特征在于：所述发电机（5）通过余气排放主路（16）连接余气喷射排放助力装置（9）。

6.根据权利要求1或3所述的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，其特征在于：所述余气喷射排放助力装置（9）附近还设置有车内空调调节系统（17），余气排放支路（18）和车内装置冷却系统（19），所述车内装置冷却系统（19）覆盖气动马达（4），发电机（5），驱动电机（7）和空气流速控制装置（12）。

7.根据权利要求6所述的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，其特征在于：所述余气喷射排放助力装置（9）通过余气排放支路（18）分别连接车内空调调节系统（17）和车内装置冷却系统（19）。

8.根据权利要求1所述的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，其特征在于：所述液态空气汽化后，仍然处于低温状态，通过冷却支路（20）分别连接车内空调调节系统（17）和车内装置冷却系统（19），为车内装置和空间供冷。

9.根据权利要求8所述的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，其特征在于：所述车内装置冷却系统（19）能够冷却发电机（5）和/或驱动电机（7）和/或电动汽车传动装置。

10.根据权利要求1所述的一种以液态空气为动力储存介质的电动汽车，其特征在于：所述发电机（5）或驱动电机（7）电线绕组材料为超导材料，所述驱动电机（7）为超低温冷却永磁电机，电机转子上贴嵌永磁块，定子由绕包线组成的绕组,液态空气管道缠绕在电机的外壳，再由一个中空外壳包裹，所述中空外壳为碳纤维外壳，外壳中间填充开孔聚氨酯发泡材料并抽真空。