CN202063026U

CN202063026U - 一种电力和弹力复合动力装置

Info

Publication number: CN202063026U
Application number: CN2011201194010U
Authority: CN
Inventors: 陈国芳; 尹勇
Original assignee: JIANGSU CIYUAN POWER TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: JIANGSU CIYUAN POWER TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2021-04-21

Abstract

一种电力和弹力复合动力装置，包括太阳能电池组件、锂电池、行走发电机、平面电机、弹力储能器、变速机构、输出轮、单向充电器和电流控制器，太阳能电池组件是连续的能量输入源，行走发电机是多余动能的回收充电源，锂电池是电能的储存器件，平面电机是驱动电动车行驶的主动力，弹力储能器是将在行驶过程中车辆的上下颠簸的重力势能转换成驱动电动车行驶的弹力，实现了太阳能电池和弹力的复合，电动车行驶过程中多余动能和重力势量的得到了回收再利用，在使用过程中几乎不要用市电充电，是复合型节能动力装置。

Description

一种电力和弹力复合动力装置

技术领域：

本实用新型涉及一种电动车辆的动力装置，尤其涉及电力和弹力的复合动力装置。

背景技术：

目前，随着全社会环保意识的增加，电动车已成为人们热选的一种交通工具，不仅有普遍使用的电动自行车，而且有电动汽车，它们都是以蓄电池为动力源，使用前只要将蓄电池用市电充满，即可在规定里程内自由行驶，它不仅使用方便，而且使用成本较低，还不会产生废气排放，环保节能，发展前景广阔。

在电动车的行驶过程中，由于路面不平整，整车必然会产生不规则的上下颠簸，在这上下颠簸过程中蕴藏了大量的重力势能，由于没有相应的回收利用装置，这些重力势能都被白白地浪费了，没有得到回收再利用，非常可惜。另一方面，随着太阳能光电应用技术的发展，太阳能电池的应用技术已经成熟。申请人经过长期的研究，设计了适合电动车的一种弹力电力复合动力装置，它以太阳能电池组件、颠簸势能为复合动力，通过安装在车身上的太阳能电池组件为大容量锂电池进行自动充电，以锂电池为助力电源，由锂电池给直流电机输入直流电，维系直流电机旋转，在行走过程中，将车辆的上下颠簸所产生势能转化蜗簧的弹力势能，利用蜗簧既能储存能量又能释放能量的原理，再用蜗簧储存的能量作为电动车的辅助弹力动力；电动车配用这种复合动力装置在晴天条件下，行驶里程较短则无需用市电进行额外充电，行驶节能10％～30％，非常符合现行的环保节能要求。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种电力和弹力复合动力装置。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种电力和弹力复合动力装置，包括太阳能电池组件、锂电池、行走发电机、直流电机、弹力储能器、变速机构、输出轮、单向充电器和电流控制器，太阳能电池组件与锂电池电连接，行走发电机通过单向充电器与锂电池电连接，锂电池通过电流控制器与直流电机电连接，行走发电机由车轮驱动，变速机构包括变速箱体、过渡轴、发条轴、传动轴、齿轮A、齿轮B、齿轮C、齿轮D、齿轮E和齿轮F，齿轮A固定安装在过渡轴上，齿轮B、齿轮C和齿轮E固定安装在传动轴上，齿轮D套装在发条轴上，齿轮F固定安装在直流电机的输出轴上；所述弹力储能器包括颠簸势能输入杠杆、蜗簧、蜗壳、轴承座、单向转动轴承、拨杆、输能滑轮组、长连杆、短连杆和拉簧，蜗簧的内端与发条轴固定连接，蜗簧的外端与蜗壳固定连接，蜗壳套装在发条轴上，并与齿轮D固定连接，单向转动轴承的内圈固定在发条轴上，单向转动轴承的外圈安装在轴承座上，拨杆与轴承座固定连接，拨杆的外端与长连杆和短连杆铰连接，长连杆与输能滑轮组中的动滑轮铰连接，短连杆与拉簧的上端铰连接，拉簧的下端固定在变速箱体上，所述输能滑轮组包括固定销、动滑轮、定滑轮和牵引绳索，牵引绳索的始端固定在固定销上，牵引绳索绕经动滑轮和定滑轮，其末端固定在颠簸势能输入杠杆的拉绳端上。

所述直流电机为双定子平面电机，包括电机壳、轴承、平面定子片、永磁块、转子轭、右盖板和主轴，平面定子片分别固定在电机壳和右盖板的内侧面上，在平面定子片内设有平面线圈，永磁块沿转子轭的周向均匀固定在转子轭上，相邻两片永磁块的磁性相反，转子轭固定安装在主轴上，电机壳和右盖板分别通过轴承安装在主轴上，永磁块与转子轭的结合体设置在电机壳和右盖板之间，电机壳和右盖板固定连接，平面线圈中的引出导线与直流电源相连接。

进一步，在平面定子片内设有2～4层平面线圈，每层平面线圈是由若干个同心绕制的n匝同心线圈单元串联而成，其中n＝1～200，所述同心线圈单元的数量与永磁块数量相同。

进一步，所述永磁块的平面形状为扇形，扇形的夹角为15°～30°，它由外圆弧、内圆弧、扇形侧边和过渡圆弧围合而，在外圆弧、内圆弧与扇形侧边的交会处均通过过渡圆弧光滑过渡连接。

进一步，所述永磁块的平面形状由外圆弧、内圆弧、侧面外圆弧、过渡圆弧围合而成，外圆弧的两端点与内圆弧的两端点的连线的夹角为15°～30°，外圆弧与侧面外圆弧的半径相同，二个侧面外圆弧对称分布，并与外圆弧和内圆弧相交，二个侧面外圆弧、外圆弧和内圆弧的交接处均由过渡圆弧平滑过渡连接。

进一步，在转子轭的同一圆周上均匀地固定有2～8个通孔，在每个通孔中镶嵌一片永磁块。

在这种电力和弹力复合动力装置中，太阳能电池组件是锂电池的连续充电电源，行走发电机是利用行驶过程中多余动能发电的回收充电源，尤其是在下坡滑行过程中，它不仅不消耗电能，而且将动能转换成电能为锂电池充电；弹力储能器能将电动车在行驶过程中车辆上下颠簸的重力势能转换成驱动电动车行驶的弹力势能，锂电池是电动车的电能储存器件，直流电机是驱动电动车行驶的主动力；变速机构是驱动电动车行驶的机械传动部件，单向充电器是行走电机向锂电池单向充电的控制器件，电流控制器是控制锂电池向直流电机供电的电控器件。太阳能电池组件不断地吸收太阳能，将太阳能转换成电能储存在锂电池中，只要电动车在室外行驶，它就能进行光电的转换，源源不断地向锂电池充电。由于在电动车上设置了行走发电机，只要电动车行驶就能带动行走电机进行发电，尤其是电动车下坡滑行车，能将动能转换成电能并对锂电池进行充电，它是锂电池的第二充电能源；由于在电动车上设置了弹力储能器，它能将电动车行驶过程中因路面不平造成车辆上下颠簸的重力势能转换成弹力势能，利用蜗簧既能储存能量又能释放能量的特性，并使之成为驱动电动车行驶的辅助弹力动力；它是一种集太阳能电池、重力势能和动能回收利用为一体的复合动力，实现了对电动车行驶过程中多余动能和重力势量回收和再利用，在使用过程中几乎不要用市电充电，只有在阴雨天或超里程行驶时才需另行充电，采用普通直流电机行驶可节能5％～10％，若选用双定子平面电机可节能50％～60％，非常符合现行的环保节能要求。

附图说明：

图1为本实用新型的传动示意图；

图2为直流电机、弹力储能器和变速机构的结构示意图；

图3为弹力储能器的能量输入机构的结构示意图；

图4为输能滑轮组的结构示意图；

图5为直流电机的一种结构示意图；

图6为图5中平面线圈在平面定子片中的一种分布示意图；

图7为图6中的A-A剖视图；

图8、图9为永磁块在转子轭上的一种分布示意图；

图9为图8的左视图；

图10为永磁块的另一种平面形状示意图；

图中：1-太阳能电池组件；2-锂电池；3-行走发电机；4-直流电机；5-弹力储能器；6-变速机构；7-输出轮；8-单向充电器；9-电流控制器；11-固定销；12-动滑轮；13-定滑轮；14-牵引绳索；15-支撑轴；50-颠簸势能输入杠杆；51-蜗簧；52-蜗壳；53-轴承座；54-单向转动轴承；55-拨杆；56-输能滑轮组；57-长连杆；58-短连杆；59-拉簧；60-变速箱体；61-过渡轴；62-发条轴；63-传动轴；64-齿轮A；65-齿轮B；66-齿轮C；67-齿轮D；68-齿轮E；69-齿轮F；41-电机壳；42-轴承；43-平面定子片；431-平面线圈；432-引出导线；433-非导磁基材；44-永磁块；45-转子轭；46-右盖板；47-主轴；48-输出轮；49-轴用挡圈；441-外圆弧；442-内圆弧；443-扇形侧边；444-过渡圆弧；445-侧面外圆弧。

具体实施方式：

下面结合附图1～5对本实用新型的具体实施方式作详尽说明：

一种电力和弹力复合动力装置，包括太阳能电池组件1、锂电池2、行走发电机3、直流电机4、弹力储能器5、变速机构6、输出轮7、单向充电器8和电流控制器9，太阳能电池组件1与锂电池2电连接，行走发电机3通过单向充电器8与锂电池2电连接，锂电池2通过电流控制器9与直流电机4电连接，行走发电机3由车轮驱动，变速机构6包括变速箱体60、过渡轴61、发条轴62、传动轴63、齿轮A64、齿轮B65、齿轮C66、齿轮D67、齿轮E68和齿轮F69，齿轮A64固定安装在过渡轴61上，齿轮B65、齿轮C66和齿轮E68固定安装在传动轴63上，齿轮D67套装在发条轴62上，齿轮F69固定安装在直流电机4的输出轴上；所述弹力储能器5包括颠簸势能输入杠杆50、蜗簧51、蜗壳52、轴承座53、单向转动轴承54、拨杆55、输能滑轮组56、长连杆57、短连杆58和拉簧59，蜗簧51的内端与发条轴62固定连接，蜗簧51的外端与蜗壳52固定连接，蜗壳52套装在发条轴62上，并与齿轮D67固定连接，单向转动轴承54的内圈固定在发条轴62上，单向转动轴承54的外圈安装在轴承座53上，拨杆55与轴承座53固定连接，拨杆55的外端与长连杆57和短连杆58铰连接，长连杆57与输能滑轮组56中的动滑轮铰连接，短连杆58与拉簧59的上端铰连接，拉簧59的下端固定在变速箱体60上，所述输能滑轮组56包括固定销11、动滑轮12、定滑轮13、牵引绳索14和支撑销15，颠簸势能输入杠杆50上支撑点套装支撑销15上，牵引绳索14的始端固定在固定销11上，牵引绳索14绕经动滑轮12和定滑轮13其末端固定在颠簸势能输入杠杆的拉绳端上。

在本例中，所述直流电机4为双定子平面电机，它包括电机壳41、轴承42、平面定子片43、永磁块44、转子轭45、右盖板46、主轴47和输出轮48，所述平面定子片43由平面线圈431、引出导线432和非导磁基材433组成，在非导磁基材433内压固了二层平面线圈431，每层平面线圈431是由六个同心绕制的十匝线圈单元串联而成，平面定子片43分别通过铆接方式固定在电机壳41和右盖板46的内侧面上；在转子轭45的同一圆周上均匀设有6个固定通孔，在每个通孔中镶嵌一片永磁块44，相邻两片永磁块44的磁性相反，转子轭45固定安装在主轴47上，电机壳41和右盖板46分别通过轴承42安装在主轴47上，且位于永磁块44与转子轭45的结合体的两侧，电机壳41和右盖板46固定连接，永磁块44的平面形状为扇形，扇形的夹角为15°～30°，它由外圆弧441、内圆弧442、扇形侧边443和过渡圆弧444围合而，在外圆弧441、内圆弧442与扇形侧边443的交会处均通过过渡圆弧444光滑过渡连接；平面线圈431中的引出导线432与直流电源相连接，输出轮48固定安装在主轴47的输出端上，由轴用挡圈49进行轴向限位。

永磁块44的平面形状还可选用如下结构：

所述永磁块44的平面形状由外圆弧441、内圆弧442、侧面外圆弧445、过渡圆弧444围合而成，外圆弧441的两端点与内圆弧442的两端点的连线的夹角为15°～30°，外圆弧441与侧面外圆弧445的半径相同，二个侧面外圆弧445对称分布，并与外圆弧441和内圆弧442相交，二个侧面外圆弧445、外圆弧441和内圆弧442的交接处均由过渡圆弧444平滑过渡连接。

Claims

1.一种电力和弹力复合动力装置，其特征是：包括太阳能电池组件(1)、锂电池(2)、行走发电机(3)、直流电机(4)、弹力储能器(5)、变速机构(6)、输出轮(7)、单向充电器(8)和电流控制器(9)，太阳能电池组件(1)与锂电池(2)电连接，行走发电机(3)通过单向充电器(8)与锂电池(2)电连接，锂电池(2)通过电流控制器(9)与直流电机(4)电连接，行走发电机(3)由车轮驱动，变速机构(6)包括变速箱体(60)、过渡轴(61)、发条轴(62)、传动轴(63)、齿轮A(64)、齿轮B(65)、齿轮C(66)、齿轮D(67)、齿轮E(68)和齿轮F(69)，齿轮A(64)固定安装在过渡轴(61)上，齿轮B(65)、齿轮C(66)和齿轮E(68)固定安装在传动轴(63)上，齿轮D(67)套装在发条轴(62)上，齿轮F(69)固定安装在直流电机(4)的输出轴上；所述弹力储能器(5)包括颠簸势能输入杠杆(50)、蜗簧(51)、蜗壳(52)、轴承座(53)、单向转动轴承(54)、拨杆(55)、输能滑轮组(56)、长连杆(57)、短连杆(58)和拉簧(59)，蜗簧(51)的内端与发条轴(62)固定连接，蜗簧(51)的外端与蜗壳(52)固定连接，蜗壳(52)套装在发条轴(62)上，并与齿轮D(67)固定连接，单向转动轴承(54)的内圈固定在发条轴(62)上，单向转动轴承(54)的外圈安装在轴承座(53)上，拨杆(55)与轴承座(53)固定连接，拨杆(55)的外端与长连杆(57)和短连杆(58)铰连接，长连杆(57)与输能滑轮组(56)中的动滑轮铰连接，短连杆(58)与拉簧(59)的上端铰连接，拉簧(59)的下端固定在变速箱体(60)上，所述输能滑轮组(56)包括固定销(11)、动滑轮(12)、定滑轮(13)和牵引绳索(14)，牵引绳索(14)的始端固定在固定销(11)上，牵引绳索(14)绕经动滑轮(12)和定滑轮(13)，其末端固定在颠簸势能输入杠杆(50)的拉绳端上。

2.根据权利要求1所述电力和弹力复合动力装置，其特征是：所述直流电机(4)为双定平面电机，包括电机壳(41)、轴承(42)、平面定子片(43)、永磁块(44)、转子轭(45)、右盖板(46)和主轴(47)，平面定子片(43)分别固定在电机壳(41)和右盖板(46)的内侧面上，在平面定子片(43)内设有平面线圈(431)，永磁块(44)沿转子轭(45)的周向均匀固定在转子轭(45)上，相邻两片永磁块(44)的磁性相反，转子轭(45)固定安装在主轴(47)上，电机壳(41)和右盖板(46)分别通过轴承(42)安装在主轴(47)上，永磁块(44)与转子轭(45)的结合体设置在电机壳(41)和右盖板(46)之间，电机壳(41)和右盖板(46)固定连接，平面线圈(431)中的引出导线(432)与直流电源相连接。

3.根据权利要求2所述电力和弹力复合动力装置，其特征是：在平面定子片(43)内设有2～4层平面线圈(431)，每层平面线圈(431)是由若干个同心绕制的n匝线圈单元串联而成，其中n＝1～200，所述线圈单元的数量与永磁块(44)数量相同。

4.根据权利要求2所述电力和弹力复合动力装置，其特征是：所述永磁块(44)的平面形状为扇形，扇形的夹角为15°～30°，它由外圆弧(441)、内圆弧(442)、扇形侧边(443)和过渡圆弧(444)围合而成，在外圆弧(441)、内圆弧(442)与扇形侧边(443)的交会处均通过过渡圆弧(444)光滑过渡连接。

5.根据权利要求2所述电力和弹力复合动力装置，其特征是：所述永磁块(44)的平面形状由外圆弧(441)、内圆弧(442)、侧面外圆弧(445)、过渡圆弧(444)围合而成，外圆弧(441)的两端点与内圆弧(442)的两端点的连线的夹角为15°～30°，外圆弧(441)与侧面外圆弧(445)的半径相同，二个侧面外圆弧(445)对称分布，并与外圆弧(441)和内圆弧(442)相交，二个侧面外圆弧(445)、外圆弧(441)和内圆弧(442)的交接处均由过渡圆弧(444)平滑过渡连接。

6.根据权利要求2所述电力和弹力复合动力装置，其特征是：在转子轭(45)的同一圆周上均匀地固定有2～8个通孔，在每个通孔中镶嵌一片永磁块(44)。