CN108199529A - 一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机，包括缸体、套于所述缸体外的钢罩，以及伸入所述缸体内的活塞杆，活塞杆位于缸体外的一端与钢罩固定连接；所述钢罩内侧壁沿轴向排列多个永磁体，缸体外侧壁沿轴向排列多个与所述永磁体能够相对运动的绕组线圈；所述活塞杆伸入所述缸体内的一端固定活塞，所述活塞将所述缸体分成上腔体和下腔体，所述下腔体底部通过隔板分隔形成储油室；所述活塞上安装开启方向相反的第一单向阀和第二单向阀，所述隔板上安装开启方向相反的第三单向阀和第四单向阀。本发明通过缸体和钢罩之间布置永磁体和绕组线圈，在汽车行驶过程中有效利用汽车颠簸回收能源。

Description

一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机

技术领域

本发明涉及汽车发电机技术领域，特别涉及一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机。

背景技术

随着人类社会经济的发展，对能量的需求越来越大，然而可循环利用的能源在不断缩减，随着时间的推移，能源危机将进一步凸显。

直线型发电机是一种通过永磁体进行往复运动提供磁场的发电机，通过利用直线型发电机对具有往复运动规律的自然现象进行发电进提供能源补充不断收到重视。现有的技术中，已经有通过永磁体直线型发电机利用海浪的起伏运动进行发电的研究，并且取得了一定的进展。现有技术中，也有将永磁体直线发电机用于汽车的颠簸造成的往复运动来进行发电的技术。

例如专利申请号为201510182434.2公开一种用于重型汽车的直线发电机馈能悬架，其公开了通过上支座与下支间设置一个主油腔和四个副油腔，将直线发电机嵌入到主油腔的主活塞上。在重型汽车行驶过程中，通过汽车上下颠簸造成主活塞带动直线发电机进行发电。然而，该直线型发电机整体结构较为复杂，对发电机的污染较为严重。专利申请号201510046847.8公开一种汽车轮内主动悬架用直线发电机减振器，在汽车轮内安装一个与被动悬架弹簧和被动减振器并联的直线发电机，通过利用汽车行驶过程中被动悬架弹簧和被动减振器的往复运动，带动直线发电机的动子往复运动(定子固定不动)进行发电。然而，该发电机减振器是将发电机与被动悬架弹簧和被动减振器简单叠加，整体结构复杂，空间结构占用较多(发电机需要安装在车轮内)，并且其在同样重量的汽车以同样是速度行驶在同样的路况的情况下，其发电效率较低。

因此，为了解决上述技术问题，需要一种能够提高发电效率，减少发电机污染，简化发电机结构的一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机，所述发电机包括缸体、套于所述缸体外的钢罩，以及伸入所述缸体内的活塞杆，所述活塞杆位于所述缸体外的一端与所述钢罩固定连接；

所述钢罩内侧壁沿轴向排列多个永磁体，所述缸体外侧壁沿轴向排列多个与所述永磁体能够相对运动的绕组线圈；

所述活塞杆伸入所述缸体内的一端固定活塞，所述活塞将所述缸体分成上腔体和下腔体，所述下腔体底部通过隔板分隔形成储油室；所述活塞上安装开启方向相反的第一单向阀和第二单向阀，所述隔板上安装开启方向相反的第三单向阀和第四单向阀。

进一步地，所述钢罩下端连接保护罩，所述钢罩与所述保护罩形成一密闭空间。

进一步地，永磁体包括S极永磁体和N极永磁体，多个所述S极永磁体和N极永磁体沿所述钢罩内侧壁交替布置。

进一步地，永磁体一个端面为S极，另一个端面为N极，多个永磁体沿所述钢罩内侧壁按照N极和S极交替布置。

进一步地，多个永磁体与所述钢罩内侧壁之间设置磁轭。

进一步地，所述缸体外侧壁具有多个向外凸出的环形铁芯，多个绕组线圈间隔布置于所述环形铁芯之间。

进一步地，所述缸体上部安装密封盖，所述活塞杆穿过所述密封盖，并相对所述密封盖滑动。

进一步地，所述钢罩上端固定安装第一支座，所述缸体底部固定安装第二支座。

进一步地，所述永磁体为钕铁硼高强性永久磁性材料，所述钕铁硼磁材料的材料含量是铁占60～70％、稀土金属钕占28～33％，其中稀土金属镝占7～10％，而矿产品硼元素占5～6％。

本发明的另一个方面在于提供一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机的发电方法，所述方法包括：

将所述钢罩与所述汽车车身连接，将所述缸体与汽车悬挂连接；

汽车行驶过程中，受到路面激励，汽车车身与悬挂之间产生相对运动；

当汽车车身向下运动时，带动钢罩和活塞杆向下运动，缸体相对于钢罩向上运动，永磁体与绕组线圈之间产生相对运动，线圈绕组切割永磁体产生的磁场，产生电流；

当汽车车身向上运动时，带动钢罩和活塞杆向上运动，缸体相对于钢罩向下运动，永磁体与绕组线圈之间产生相对运动，线圈绕组切割永磁体产生的磁场，产生电流。

本发明一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机，通过缸体和钢罩之间布置永磁体和绕组线圈，使得发电机整体结构结简化，在汽车行驶过程中有效利用汽车颠簸回收能源，降低发电机污染，提高发电效率。

本发明提供的一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机，在行驶过程中，根据路况、车速和承载能够回收车载电源5％～20％的能源。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1是根据本发明一个实施方案的直线型发电机的纵向剖视图；

图2是根据本发明一个实施方案的直线型发电机的横向剖视图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。下面通过具体的实施方式对本发明的内容进行说明，本发明提供的一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机直接替代汽车的减振器，以改进现有技术中用于汽车的直线发电机，达到结构小巧简单的目的。

如图1所示根据本发明一个实施方案的直线型发电机的纵向剖视图，图2所示根据本发明一个实施方案的直线型发电机的横向剖视图。根据本实施方案的一个实施例，一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机，包括缸体1和套接于缸体1外的钢罩2，钢罩2下端连接保护罩22，钢罩2与保护罩22形成一密闭空间。缸体1在密闭空间内相对于钢罩2往复运，从而实现发电。钢罩2与保护罩22密封连接形成密闭空间，当刚性保护罩2上或下运动时，压缩或拉伸保护罩22，保护发电机内部结构不受污染。保护罩22可以是abs工程塑料，橡胶材料或者金属材料。

根据本实施方案的一个实施例，一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机，还包括伸入缸体1内的活塞杆3，活塞杆3位于缸体1外的一端与钢罩2固定连接，钢罩2上端固定安装第一支座4。通过第一支座4与汽车车身固定。

根据本实施方案的一个实施例，钢罩2内侧壁沿轴向排列多个永磁体21，多个永磁体21包括呈环形结构的S极永磁体和N极永磁体，多个S极永磁体和N极永磁体沿钢罩2内侧壁交替布置。S极永磁体和N极永磁体采用径向辐射充磁的方式制备。S极永磁体外侧为S极内侧为N极，N极永磁体外侧为N极内侧为S极。

S极永磁体和N极永磁体的充磁方法为：制备四段弧形永磁体，将四段弧形永磁体分别采用径向辐射充磁，由弧形外部向弧形内部充磁，四段弧形永磁体拼接成S极永磁体。

制备四段弧形永磁体，将四段弧形永磁体分别采用径向辐射充磁，由弧形内部部向弧形外部充磁，四段弧形永磁体拼接成N极永磁体。

在另一些实施例中永磁体21一个端面为S极，另一个端面为N极，多个永磁体沿钢罩内侧壁按照N极和S极交替布置。本实施例具有两个端面不同刺激的永磁体21，采用轴向充磁，充磁后永磁体一个端面为S极，一个端面为N极。

多个永磁体21与钢罩2内侧壁之间设置磁轭，实施例中磁轭选用硅钢片制成的轭铁，约束永磁体21产生的磁力线。

缸体1外侧壁沿轴向排列多个与永磁体21能够实现相对运动的绕组线圈11，缸体1外侧壁具有多个向外凸出的环形铁芯12，多个绕组线圈11间隔布置于环形铁芯12之间。

在另一些实施例中，当需要输出三相交流电时，环形永磁体的厚度约为两个绕组线圈11和两个环形铁芯12的厚度。

永磁体21为钕铁硼高强性永久磁性材料，实施例中钕铁硼磁材料的材料含量是铁占60～70％、(稀土)金属钕占28～33％，其中(稀土)金属镝占7～10％，而矿产品硼元素占5～6％。

活塞杆3伸入缸体1内的一端固定活塞31，活塞31将缸体分成上腔体A和下腔体B，下腔体底部通过隔板13分隔形成储油室C。在上腔体A和下腔体B充满油液。活塞31上安装开启方向相反的第一单向阀311和第二单向阀312，隔板上安装开启方向相反的第三单向阀131和第四单向阀132。缸体1上部安装密封盖14，活塞杆3穿过密封盖14，并相对密封盖14滑动。在缸体1底部固定安装第二支座5，第二支座5与汽车的悬挂固定。

下面结合实施例，对本发明提供的用于辅助汽车能源回收的直线型发电机的工作过程以及原理进行说明。

结合图1和图2，在汽车的车身与悬挂之间安装本发明提供的用于辅助汽车能源回收的直线型发电机，为了提高发电效率，实施例中可以在前悬挂与车身之间、悬挂与车身之间均安装本发明的提供的直线型发电机。

汽车车身与第一支座4固定连接安装，汽车悬挂与第二支座5固定连接。汽车形式过程中，汽车受到路面激励，汽车产生颠簸，汽车车身与悬挂之间产生相对运动。相对运动传递至第一支座4和第二支座5之间，第一支座4带动钢罩2产生上下运动(a方向)，第二支座5带动缸体1产生上下运动(b方向)。

为了清晰的说明，首先对钢罩2向下运动进行阐释，钢罩2向下运动过程带动活塞杆3向下运动，活塞杆3推动活塞31压缩下腔体B内的油液，下腔体B内的油液受压迫使第一单向阀311打开，一部分油液流通过第一单向阀311流入到上腔体A中，一部分油液通过第四单向阀132流入到储油室C中。

当汽车车身向下运动时，钢罩2向下运动，缸体1相对于钢罩2向上运动，永磁体21与绕组线圈11之间产生相对运动，绕组线圈11切割永磁体21产生的磁场产生电动势，进而产生电流，通过接线收集电能。

当汽车车身向上运动时，钢罩2向上运动，钢罩2向上运动过程带动活塞杆3向上运动，活塞杆3拉动活塞31压缩上腔体A内的油液，上腔体B内的油液受压迫使第二单向阀312打开，一部分油液流通过第二单向阀312流入到下腔体B中。由于上腔体A减少的空间小于下腔体B内增加的空间，使下腔体形成空压，促使一部分油液通过第三单向阀131由储油室C中流入到下腔体B中。

在上述钢罩2向上运动过程中，缸体1相对于钢罩2向下运动，永磁体21与绕组线圈11之间产生相对运动，绕组线圈11切割永磁体21产生的磁场产生电动势，进而产生电流，通过接线收集电能。

本发明提供的一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机直接替代汽车减振器，汽车运动过程的微小路面激励均能触发发电机发电，提高发电机的发电效率。

本发明一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机，通过缸体和钢罩之间布置永磁体和绕组线圈，使得发电机整体结构结简化，在汽车行驶过程中有效利用汽车颠簸回收能源，降低发电机污染，提高发电效率。

本发明提供的一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机，在行驶过程中，根据路况、车速和承载能够回收车载电源5％～20％的能源。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种用于辅助汽车能源回收的直线型发电机，其特征在于，所述发电机包括缸体、套于所述缸体外的钢罩，以及伸入所述缸体内的活塞杆，所述活塞杆位于所述缸体外的一端与所述钢罩固定连接；

所述钢罩内侧壁沿轴向排列多个永磁体，所述缸体外侧壁沿轴向排列多个与所述永磁体能够相对运动的绕组线圈；

所述活塞杆伸入所述缸体内的一端固定活塞，所述活塞将所述缸体分成上腔体和下腔体，所述下腔体底部通过隔板分隔形成储油室；所述活塞上安装开启方向相反的第一单向阀和第二单向阀，所述隔板上安装开启方向相反的第三单向阀和第四单向阀。

2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述钢罩下端连接保护罩，所述钢罩与所述保护罩形成一密闭空间。

3.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，永磁体包括S极永磁体和N极永磁体，多个所述S极永磁体和N极永磁体沿所述钢罩内侧壁交替布置。

4.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，永磁体一个端面为S极，另一个端面为N极，多个永磁体沿所述钢罩内侧壁按照N极和S极交替布置。

5.根据权利要求1或3或4所述的发电机，其特征在于，多个永磁体与所述钢罩内侧壁之间设置磁轭。

6.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述缸体外侧壁具有多个向外凸出的环形铁芯，多个绕组线圈间隔布置于所述环形铁芯之间。

7.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述缸体上部安装密封盖，所述活塞杆穿过所述密封盖，并相对所述密封盖滑动。

8.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述钢罩上端固定安装第一支座，所述缸体底部固定安装第二支座。

9.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述永磁体为钕铁硼高强性永久磁性材料，所述钕铁硼磁材料的材料含量是铁占60～70％、稀土金属钕占28～33％，其中稀土金属镝占7～10％，而矿产品硼元素占5～6％。

10.一种权利要求1至9中任一权利要求所述发电机的发电方法，其特征在于，所述方法包括：

将所述钢罩与所述汽车车身连接，将所述缸体与汽车悬挂连接；

汽车行驶过程中，受到路面激励，汽车车身与悬挂之间产生相对运动；

当汽车车身向下运动时，带动钢罩和活塞杆向下运动，缸体相对于钢罩向上运动，永磁体与绕组线圈之间产生相对运动，线圈绕组切割永磁体产生的磁场，产生电流；

当汽车车身向上运动时，带动钢罩和活塞杆向上运动，缸体相对于钢罩向下运动，永磁体与绕组线圈之间产生相对运动，线圈绕组切割永磁体产生的磁场，产生电流。