CN117040188A - 一种车轮旋转磁极式发电机、电动汽车及电动自行车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车轮旋转磁极式发电机、电动汽车及电动自行车，包括车轮、固定轴、定子线圈、永磁铁和蓄电池；所述固定轴与所述车轮连接，所述定子线圈设置于所述固定轴上且位于所述车轮内，所述永磁铁设置于所述车轮内且随所述车轮转动，以使得所述定子线圈在所述永磁铁产生的磁场内做切割磁感线运动；本发明是将机械能转换为电能，因此本发明具有实用性好、发电量高、能量回收效率高、实现无污染、无排放、低噪音、高效率、高可靠、运转性能良好、绿色环保的优良性能，同时本发明的车轮旋转磁极式发电机可以与电动汽车或电动自行车的车轮一体安装，电动汽车和电动自行车可以一边行驶、一边发电，提高车辆的续航能力。
Description
技术领域
本发明属于新能源技术领域，具体属于一种车轮旋转磁极式发电机、电动汽车及电动自行车。
背景技术
目前，随着我国交通事业的迅速发展，汽车成为几种主要耗能产品之一，目前已有大量研究致力于提高汽车的能源利用率和降低汽车的环境污染，因此市面上出现了电动汽车及电动自行车，但是上述电动汽车或电动自行车在使用过程中会存在诸多问题，如续航能力较差。
同时现有的车辆轮子本身是不能发电的，车辆发电大多都是将发电机与发动机联动，但是这样的发电方式会消耗汽油，并产生空气污染；其它的方式或是发电能量低或是回收效率低，因此是否存在一种新的发电机提高发电能量和回收效率，从而解决电动汽车或电动自行车续航能力较差的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种车轮旋转磁极式发电机，用于电动汽车、电动自行车、电动三轮车、摩托车。本申请以电动汽车、电动自行车作为主要技术方案说明，电动三轮车、摩托车采用相似技术案例即可，本申请提供如下技术方案：
一种车轮旋转磁极式发电机，包括车轮、固定轴、定子线圈、永磁铁和蓄电池；
所述固定轴与所述车轮连接，所述定子线圈设置于所述固定轴上且位于所述车轮内，所述永磁铁设置于所述车轮内且随所述车轮转动，以使得所述定子线圈在所述永磁铁所产生的磁场内做切割磁感线运动，所述定子线圈与蓄电池连接。
在一个可能的实施例中，数个所述永磁铁依次排布形成数圈圆形磁铁环，数圈所述圆环形磁铁环依次包覆设置于所述车轮的内壁。
在一个可能的实施例中，还包括电控系统、充电池和充电口，所述电控系统分别与所述蓄电池和充电池连接，所述充电口与所述充电池连接。
在一个可能的实施例中，还包括电控系统和充电口，所述电控系统与所述蓄电池连接，所述充电口与所述蓄电池连接。
一种电动汽车，包括所述的车轮旋转磁极式发电机，还包括悬架系统，所述固定轴的一端穿过所述车轮并与所述悬架系统固定连接，所述蓄电池用于向电动汽车供电。
在一个可能的实施例中，所述车轮包括外盖、轮毂和内盖，所述固定轴依次与所述轮毂、定子线圈和内盖连接，所述外盖设置于所述轮毂远离定子线圈的一侧，所述外盖通过外轴承与所述固定轴连接，所述外盖与所述轮毂固定，所述外轴承上设置有刹车装置，且所述刹车装置设置在所述轮毂内部，所述内盖靠近所述悬架系统设置，所述内盖通过内轴承与所述固定轴连接，所述内盖与所述轮毂固定，所述外盖的内壁设置所述永磁铁。
在一个可能的实施例中，所述车轮包括外盖、轮毂和内盖，所述固定轴依次与所述轮毂、定子线圈和内盖连接，所述外盖设置于所述轮毂远离定子线圈的一侧，所述外盖固定在所述轮毂上，所述外盖的内壁设置所述永磁铁，所述内盖靠近所述悬架系统设置，所述内盖通过内轴承与所述固定轴连接，所述内盖与所述轮毂固定，所述内轴承上设置有刹车装置，所述刹车装置位于所述轮毂的外侧。
一种电动自行车，包括所述的车轮旋转磁极式发电机，还包括电动自行车车身，所述固定轴的一端穿过所述车轮并与所述自行车车身固定连接，所述蓄电池用于向所述电动自行车供电。
在一个可能的实施例中，所述车轮包括外盖、轮毂和内盖，所述固定轴依次与所述轮毂、定子线圈和内盖连接，所述内盖和外盖分别固定在所述轮毂的两侧，所述外盖通过外轴承与所述固定轴连接，所述外盖的内壁设置所述永磁铁，所述内盖靠近所述车身设置，所述内盖通过内轴承与所述固定轴连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的车轮旋转磁极式发电机安装在车轮上，在车轮行驶过程中定子线圈安装在固定轴上保持不动，车轮转动带动永磁铁转动，从而使得定子线圈做切割磁感线运动产生电流，并将产生的电流储存在蓄电池内供车辆使用，同现有的发电机相比，本发明发电过程中不消耗任何天然能源，因此本发明具有实用性好、发电量高、能量回收效率高、实现无污染、无排放、低噪音、高效率、高可靠、运转性能良好、绿色环保的优良性能，同时本发明的车轮旋转磁极式发电机可以与电动汽车或电动自行车的车轮一体安装，电动汽车和电动自行车可以一边行驶、一边发电，提高车辆的续航能力。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明汽车的第一种车轮结构爆炸示意图。
图2是本发明汽车的第一种车轮结构装配示意图。
图3是本发明汽车的第二种车轮结构爆炸示意图。
图4是本发明汽车的第二种车轮结构装配示意图。
图5是本发明电动自行车的车轮结构爆炸示意图。
图6是本发明汽车的第一种电路结构示意图。
图7是本发明汽车的第二种电路结构示意图。
附图标记：1-车轮；2-固定轴；3-定子线圈；4-永磁铁；5-蓄电池；6-外盖；7-内盖；8-外轴承；9-内轴承；10-电控系统；11-充电池；12-充电口；13-开关；14-线孔；15-刹车装置；16-电动机。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参考图1-7所示，本实施例提供了一种车轮1旋转磁极式发电机，包括车轮1、固定轴2、定子线圈3、永磁铁4和蓄电池5；所述固定轴2与所述车轮1连接，所述定子线圈3设置于所述固定轴2上且位于所述车轮1内，所述永磁铁4设置于所述车轮1内且随所述车轮1转动，以使得所述定子线圈3在所述永磁铁4产生的磁场内做切割磁感线运动，所述定子线圈3与所述蓄电池5通过导线连接；数个所述永磁铁4依次排布形成数圈圆形磁铁环，数圈所述圆环形磁铁环依次包覆设置于所述车轮1的内壁。
在上述实施例中，如图1-2所示，本发明在车轮1内设计了一套能量回收装置，利用电磁感应切割磁感线的远离，将车轮1转动的机械能转化成电能，同时这种电能可以用于电动汽车或电动自行车的使用，具体的车轮1旋转磁极式发电机包括车轮1、固定轴2、定子线圈3、永磁铁4和蓄电池5，其中固定轴2穿过车轮1，其端部可以固定在相应的车身上，因此固定轴2保持不动，将定子线圈3安装在固定轴2上且位于车轮1内部，定子线圈3拉出两端与蓄电池5连接，在车轮1的内壁安装垂直于固定轴2方向的永磁铁4，多个永磁铁4呈环形分布形成一圈圆形磁铁环，每一圈圆形磁铁环依次包覆设置，即保证车轮1转动时，定子线圈3在永磁铁4产生的磁场内做切割磁感线运动从而产生电流，产生的电流储存在蓄电池5内，蓄电池5内储存的电供汽车或自行车的电动机16或其他电路设备使用；同时本发明中，为了保证电流的强度，假设本发明的定子线圈的数量为“N”圈，则需要保证圆形磁铁环的数量为“N+1”圈(也可以是“N”圈)，这样能够使得一圈定子线圈3处于两圈圆形磁铁环内，本实施例中附图1和附图3中共设置了三组定子线圈3，对应圆形磁铁环四圈(也可以是“3”圈)，如图5所示，即每一组线圈对应在两组圆形磁铁环内，在其他可能的情况下，定子线圈3也可以是5圈，则圆形磁铁环的对应数量为6圈(也可以是“5”圈)。
第二方面，本申请还公开了一种电动汽车，包括所述的车轮1旋转磁极式发电机，还包括悬架系统，所述固定轴2的一端穿过所述车轮1并与所述悬架系统固定连接，所述蓄电池5用于向汽车供电；
所述车轮包括相对设置的外盖6、轮毂和内盖7，所述固定轴2依次与所述轮毂、定子线圈3和内盖7连接，所述外盖6设置于所述轮毂远离定子线圈3的一侧，所述外盖6通过外轴承8与所述固定轴2连接，所述外盖6与所述轮毂固定，所述外轴承8上设置有刹车装置15，所述内盖7靠近所述悬架系统设置，所述内盖7通过内轴承9与所述固定轴2连接，所述内盖7与所述轮毂固定，所述外盖6的内壁设置所述永磁铁4。
如图3和图4所示，所述车轮包括相对设置的外盖6、轮毂和内盖7，所述固定轴2依次与所述轮毂、定子线圈3和内盖7连接，所述外盖6设置于所述轮毂远离定子线圈3的一侧，所述外盖6固定在所述轮毂上，所述外盖6的内壁设置所述永磁铁4，所述内盖7靠近所述悬架系统设置，所述内盖7通过内轴承9与所述固定轴2连接，所述内盖7与所述轮毂固定，所述内轴承9上设置有刹车装置15，所述刹车装置15位于所述轮毂的外侧。
本实施例中，阐述了本发明的旋转磁极式发电机如何在现有电动汽车的车轮1中的第一种改进，具体的，如图1-2所示，车轮1包括轮毂和固定在轮毂两侧的两个轮盖，两个轮盖分别为外盖6和内盖7，其中靠近悬架系统即车身中心处的为内盖7，将固定轴2依次穿过轮毂、定子线圈3和内盖7并与悬架系统固定，外盖6设置于所述轮毂的另一侧，定子线圈3位于固定轴2上且位于车轮1的内部，固定轴2上设置有用于定子线圈3端部穿出的线孔14，该线孔14包括车轮发电机内部的线孔14和同时固定轴2上沿轴线还设置有外部线孔14，通过导线将定子线圈3与蓄电池5连接，外盖6和内盖7分别通过外轴承8和内轴承9与固定轴2连接，该种设计中，将车轮1的刹车装置15即刹车盘设置在外轴承8上，将永磁铁4设置在外盖6的内壁处，当车轮1转动时，固定轴2上的定子线圈3保持不动，车轮1转动带动永磁铁4转动，使得定子线圈3在磁场内做切割磁感线运动，产生的电流储存在蓄电池5内。
另外，本发明还提供了第二种电动汽车的车轮1改进，具体的，如图3-4所示，车轮1包括轮毂和固定在轮毂两侧的两个轮盖，两个轮盖分别为外盖6和内盖7，其中靠近悬架系统即车身中心处的为内盖7，将固定轴2依次穿过轮毂、定子线圈3和内盖7并与悬架系统固定，外盖6设置于所述轮毂的另一侧，定子线圈3位于固定轴2上且位于车轮1的内部，固定轴2上设置有用于定子线圈3端部穿出的线孔14，该线孔14包括发电机内部的线孔14和同时固定轴2上沿轴线还设置有外部线孔14，将永磁铁4固定安装在外盖6的内壁，内盖7通过内轴承9与所述固定轴2连接，并将汽车的刹车装置15即刹车盘设置在内轴承9处。
另一方面，本申请还公开了一种电动自行车，包括所述的车轮1旋转磁极式发电机，还包括自行车车身，所述固定轴2的一端穿过所述车轮1并与所述自行车车身固定连接，所述蓄电池5用于向所述电动自行车供电；所述车轮1包括外盖6、轮毂和内盖7，所述固定轴2依次与所述轮毂、定子线圈3和内盖7连接，所述内盖7和外盖6分别固定在所述轮毂的两侧，所述外盖6通过外轴承8与所述固定轴2连接，所述内盖7靠近所述车身设置，所述内盖7通过内轴承9与所述固定轴2连接，所述内盖7的内壁设置所述永磁铁4。
在上述实施例中，阐述了本发明的旋转磁极式发电机如何在现有电动自行车的车轮1中改进，具体的，如图5所示，车轮1包括轮毂和固定在轮毂两侧的两个轮盖，两个轮盖分别为外盖6和内盖7，其中靠近车身中心处的为内盖7，将固定轴2依次穿过外盖6、定子线圈3和内盖7并与车身中心固定，定子线圈3位于固定轴2上且位于车轮1的内部，固定轴2上设置有用于定子线圈3端部穿出的线孔14，该线孔14包括发电机内部的线孔14和同时固定轴2上沿轴线还设置有外部线孔14，通过导线将定子线圈3与蓄电池5连接，
外盖6和内盖7分别通过外轴承8和内轴承9与固定轴2连接，该种设计中，将永磁铁4设置在外盖7的内壁处，当车轮1转动时，固定轴2上的定子线圈3保持不动，车轮1转动带动永磁铁4转动，使得定子线圈3在磁场内做切割磁感应线运动，产生的电流储存在蓄电池5内。
在上述实施例的可选方案中，本申请还公开了电路结构的改进，如图6和图7所示，其包括电控系统10、充电池11和充电口12，所述电控系统10分别与所述蓄电池5和充电池11连接，所述充电口12与所述充电池11连接；还包括电控系统10和充电口12，所述电控系统10与所述蓄电池5连接，所述充电口12与所述蓄电池5连接；
该可选方案中，如图6-7所示，提供了两种电路方案，如图6所示，第一种采用两种电池方案即设置蓄电池5和充电池11，当电动汽车或电动自行车处于前进行驶中时，车轮1磁极发电机的开关13出于闭合状态，(电动汽车或电动自行车处于其它状态时)，该开关13处于断开状态此时通过车轮1发电，通过电控系统10控制电动机16使用蓄电池5的电能还是使用充电池11的电能，当蓄电池5的电能容量达到85％时，电控系统10切换使用蓄电池5的电能。当蓄电池5的容量低于5％或更低时，电控系统10切换使用充电池11的电能；这样的设计极大的保护了充电池11的使用寿命；蓄电池5的容量较小可以控制在10度电的容量左右，蓄电池5的频繁使用会使蓄电池5的使用寿命减少，但因蓄电池5的容量小，更换蓄电池5的成本较小。
另外第二种电池设计方案：一块电池方案。当电动汽车或电动自行车处于前进行驶中，图7中所示车轮1磁极式发电机的开关13处于闭合状态，车轮1发电，电动汽车或电动自行车处于其它状态时，该开关13处于断开状态；第二种方案的电路设计比第一种电路更简单，但是第二种对电池的伤害性相对第一种要强，同时蓄电池5同等寿命设计第二种的比第一种对电池的要求要更高。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种车轮旋转磁极式发电机，其特征在于：包括车轮、固定轴、定子线圈、永磁铁和蓄电池；
所述固定轴与所述车轮连接，所述定子线圈设置于所述固定轴上且位于所述车轮内，所述永磁铁设置于所述车轮内且随所述车轮转动，以使得所述定子线圈在所述永磁铁所产生的磁场内做切割磁感线运动，所述定子线圈与蓄电池连接。
2.根据权利要求1所述的一种车轮旋转磁极式发电机，其特征在于：数个所述永磁铁依次排布形成数圈圆形磁铁环，数圈所述圆环形磁铁环依次包覆设置于所述车轮的内壁。
3.根据权利要求1所述的一种车轮旋转磁极式发电机，其特征在于：还包括电控系统、充电池和充电口，所述电控系统分别与所述蓄电池和充电池连接，所述充电口与所述充电池连接。
4.根据权利要求1所述的一种车轮旋转磁极式发电机，其特征在于：还包括电控系统和充电口，所述电控系统与所述蓄电池连接，所述充电口与所述蓄电池连接。
5.一种电动汽车，其特征在于：包括权利要求1-2中任意一项所述的车轮旋转磁极式发电机，还包括悬架系统，所述固定轴的一端穿过所述车轮并与所述悬架系统固定连接，所述蓄电池用于向电动汽车供电。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车，其特征在于：所述车轮包括外盖、轮毂和内盖，所述固定轴依次与所述轮毂、定子线圈和内盖连接，所述外盖设置于所述轮毂远离定子线圈的一侧，所述外盖通过外轴承与所述固定轴连接，所述外盖与所述轮毂固定，所述外轴承上设置有刹车装置，且所述刹车装置设置在所述轮毂内部，所述内盖靠近所述悬架系统设置，所述内盖通过内轴承与所述固定轴连接，所述内盖与所述轮毂固定，所述外盖的内壁设置所述永磁铁。
7.根据权利要求5所述的一种电动汽车，其特征在于：所述车轮包括外盖、轮毂和内盖，所述固定轴依次与所述轮毂、定子线圈和内盖连接，所述外盖设置于所述轮毂远离定子线圈的一侧，所述外盖固定在所述轮毂上，所述外盖的内壁设置所述永磁铁，所述内盖靠近所述悬架系统设置，所述内盖通过内轴承与所述固定轴连接，所述内盖与所述轮毂固定，所述内轴承上设置有刹车装置，所述刹车装置位于所述轮毂的外侧。
8.一种电动自行车，其特征在于：包括权利要求1-2中任意一项所述的车轮旋转磁极式发电机，还包括电动自行车车身，所述固定轴的一端穿过所述车轮并与所述自行车车身固定连接，所述蓄电池用于向所述电动自行车供电。
9.根据权利要求8所述的一种电动自行车，其特征在于：所述车轮包括外盖、轮毂和内盖，所述固定轴依次与所述轮毂、定子线圈和内盖连接，所述内盖和外盖分别固定在所述轮毂的两侧，所述外盖通过外轴承与所述固定轴连接，所述外盖的内壁设置所述永磁铁，所述内盖靠近所述车身设置，所述内盖通过内轴承与所述固定轴连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311001557.2A CN117040188A (zh) | 2023-08-09 | 2023-08-09 | 一种车轮旋转磁极式发电机、电动汽车及电动自行车 |
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| CN202311001557.2A CN117040188A (zh) | 2023-08-09 | 2023-08-09 | 一种车轮旋转磁极式发电机、电动汽车及电动自行车 |
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| CN (1) | CN117040188A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119362790A (zh) * | 2024-11-20 | 2025-01-24 | 姜国勤 | 一种汽车轮毂旋转磁极式发电机 |
-
2023
- 2023-08-09 CN CN202311001557.2A patent/CN117040188A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN119362790A (zh) * | 2024-11-20 | 2025-01-24 | 姜国勤 | 一种汽车轮毂旋转磁极式发电机 |
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