CN213213294U

CN213213294U - 电动汽车平衡风力发电机

Info

Publication number: CN213213294U
Application number: CN202022047930.6U
Authority: CN
Inventors: 陆继荣; 陆遥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2021-05-14
Anticipated expiration: 2030-09-18

Abstract

一种电动汽车平衡风力发电机，其特征包括，电动汽车、壳体结构、中心定位轴、外转子永磁结构以及内转子绕组结构；所述电动汽车，是承载平衡风力发电机的运输载体；所述中心定位轴设置于壳体结构的中间，能够使外转子永磁结构、内转子绕组结构，形成一个中空的、开放式的平衡风力发电机；所述外转子永磁结构，能够通过外转子叶片吸收空气阻力的冷能量，驱动外转子永磁结构，按顺时针方向旋转，为内转子绕组结构提供一个永磁磁路的旋转磁场；所述内转子绕组结构，能够通过内转子叶片吸收空气阻力的冷能量，驱动内转子绕组结构，按逆时针方向旋转，切割外转子永磁结构旋转磁场的磁力线，为电动汽车提供续航里程的清洁电能。

Description

电动汽车平衡风力发电机

技术领域

本发明涉及风力发电领域。具体地讲，是在电动汽车上安装一种利用空气阻力冷能量的发电技术，为电动汽车提供续航里程的清洁电能。

背景技术

常规风力发电机是固定安装在塔架上，主要由一个定子绕组结构和一个永磁转子结构组成，利用自然界流动的空气能量驱动发电机永磁转子旋转，在定子铁芯绕组结构和永磁转子之间的气隙中产生一个旋转磁场，通过发电机定子绕组的切割永磁转子磁力线产生电流。虽然风力发电是一种可再生的清洁能源，但是，风力发电机不可以直接安装在电动汽车，目前还是通过高压输变电线路为电动汽车的储能电池充电，为此，本发明一种能够在电动汽车上随时随地，提供清洁电能的移动式平衡风力发电机技术。

发明内容

本发明的技术方案是，根据牛顿第三运动定律作用力与反作用力的理论，在经典力学“大小、方向、作用点”的三要素基础上，把常规风力发电机的定子绕组结构，设计为可任意旋转的绕组结构，并且根据静力学平衡力公理，在风力发电机的定子绕组结构和转子永磁结构上，同时装上面积相等的风力驱动叶片，形成一种具有两套叶片的旋转结构，使静态的平衡力公理变为一对具有平衡扭矩的平衡力公理。因此，平衡风力发电机就能利用电动汽车在行驶中的空气阻力，同时驱动定子绕组结构与转子永磁结构相对旋转，此时旋转的转子永磁结构产生一个旋转磁场，相对旋转的定子绕组结构切割旋转磁场的磁力线，只要作用在定子绕组结构和转子永磁结构的空气阻力相等，平衡风力发电机就能在电动汽车的行驶中，利用空气阻力冷能量叠加出发电电流，增加电动汽车的续航里程。由于平衡风力发电机，没有传统发电机的固定绕组结构，所以，本发明把传统的定子绕组结构定义为内转子绕组结构。

为实现上述目的，本发明提供一种电动汽车平衡风力发电机，其特征包括，电动汽车、壳体结构、中心定位轴、外转子永磁结构以及内转子绕组结构；

所述电动汽车，是一种隐藏安装所述平衡风力发电机的高速运输载体；

所述壳体结构，是承载中心定位轴、外转子永磁结构、内转子绕组结构，以及用于安装在电动汽车的主体结构；

所述中心定位轴设置于所述壳体结构的中间，能够使外转子永磁结构、内转子绕组结构，形成一个中空的、开放式的所述平衡风力发电机；

所述外转子永磁结构设置于所述中心定位轴上，具有一个永磁磁路，能够绕所述中心定位轴顺时针旋转，产生一个旋转磁场的磁力线；

所述内转子绕组结构设置于所述中心定位轴上，具有一个环形绕组，能够绕所述中心定位轴逆时针旋转，切割所述外转子永磁结构旋转磁场的磁力线，叠加空气阻力的发电电流。

优选的，所述壳体结构包括：壳体、前十字形固定件、中心定位轴第一固定套、中心定位轴、中心定位轴第二固定套、后十字形固定件以及发电机与汽车的连接件。所述中心定位轴第一固定套，套置于所述中心定位轴上，所述前十字形固定件的一端设置于所述中心定位轴第一固定套，所述前十字形固定件的另一端，与所述外壳连接，所述中心定位轴第二固定套，套置于中心定位轴的另一端，所述后十字形固定件一端设置于所述中心定位轴第二固定套上，所述后部十字形固定件的另一端与所述外壳连接，所述发电机与汽车的连接件与所述壳体连接。

优选的，所述壳体结构1还包括，壳体、前十字形固定件、中心定位轴第一固定套、中心定位轴、中心定位轴第二固定套、以及后十字形固定件；所述中心定位轴第一固定套，套置于所述中心定位轴上，所述前十字形固定件的一端，设置于所述第一固定套上，所述前十字形固定件的另一端，设置于所述壳体上，所述中心定位轴第二固定套，套置于所述中心定位轴上，所述后十字形固定件的一端，设置于所述中心定位轴第二固定套上，所述后十字形固定件的另一端与所述壳体结构连接。

优选的，所述外转子永磁结构包括：外转子轴承、外转子轴承套、外转子十字形支架、外转子永磁铁、外转子环形磁轭、外转子叶片以及中心定位轴，所述外转子轴承套置于所述中心定位轴上，所述外转子轴承套，套置于所述外转子轴承上，所述外转子十字形支架连接件的一端，设置于所述外转子轴承套上，所述外转子十字形支架连接件的另一端，与所述外转子环形磁轭连接，所述外转子永磁铁设置于所述外转子环形磁轭的内壁上，形成一个能够绕所述中心定位轴旋转的外转子结构；所述外转子叶片，能够吸收空气阻力的冷能量，驱动所述外转子永磁结构，按顺时针方向旋转，产生一个旋转磁场磁力线。

优选的，所述内转子绕组结构包括：内转子绕组、内转子叶片、内转子绕组导线、内转子轴承、中心定位轴以及内转子叶片及导电滑环承载件，所述内转子轴承套置于所述中心定位轴上，所述内转子叶片及导电滑环承载件，套置于所述内转子轴承上，所述内转子叶片的内端设置于所述内转子叶片及导电滑环承载件上，所述内转子叶片的外端与所述内转子绕组连接，所述内转子叶片，能够吸收空气阻力的冷能量，驱动所述内转子绕组结构，按逆时针方向绕所述中心定位主轴旋转，切割所述外转子永磁结构旋转磁场的磁力线，叠加空气阻力冷能量的发电电流，为电动汽车提供续航里程的清洁电能。

优选的，所述内转子绕组结构还包括，导电滑环、电刷组件以及电刷引出导线，所述导电滑环镶嵌于所述导电滑环承载件上，所述电刷组件套置于所述中心定位轴上，所述电刷引出导线的一端与所述电刷组件连接，所述电刷引出导线的另一端与电动汽车的充电电路连接。

本发明的技术方案具有以下优点，设计生产一台3.5kw的平衡风力发电机，其重量大约4 公斤，在电动汽车前机舱的位置内，设计安装3台平衡风力发电机，其总重量12公斤，代替12 公斤锂电池的能量。如果以锂电池的能量密度按200wh/kg的标准计算，12公斤锂电池的总能量为200wh×12＝2.4kw。2.4kw的锂电池能量不足15分钟就会消耗殆尽，而12公斤重的平衡风力发电机，相当于电动汽车自出厂时，就携带了一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，每时每刻为电动汽车提供续航里程的清洁电能。根据风能发电的理论计算公式：W＝1/2ρAv³的分析，其平衡风力发电机的发电功率就取决于电动汽车行驶速度的3次方。假设电动汽车分别在 60、80、100、120公里的速度中行驶，3台平衡风力发电功率分别是1.314kw、3.115kw、5.757kw、 10.512kw。通过上述不同速度阶段的发电效果分析，只要电动汽车保持在每小时100公里以上的速度行驶，风力发电机就可以获得比较高的实用性发电效果。即使长时间在低速行驶状态下行驶，搭载12kg重量的发电机，也不会对电动汽车产生过多荷载能量的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

附图1是电动汽车平衡风力发电机、侧视剖面结构示意总图；

附图1的标识：11、壳体，12、前十字形固定件，13、中心定位轴第一固定套，2、中心定位轴，14、中心定位轴第二固定套，15、后十字形固定件，31、外转子轴承，32、外转子轴承套，33、外转子十字形支架，34、外转子永磁铁，35、外转子环形磁轭，36、外转子叶片，41、内转子环形绕组，42、内转子叶片，43、内转子绕组导线，44、内转子轴承，45、内转子叶片及导电滑环承载件，46、导电滑环，47、电刷组件，48、碳刷引出导线，5、发电机与汽车的连接件。

附图2是电动汽车平衡风力发电机、外壳结构俯视示意图；

附图2的标识：11、壳体，12、前十字形固定件，13、中心定位轴第一固定套，2、中心定位轴，5、发电机与汽车的连接件。

附图3是电动汽车平衡风力发电机、外转子永磁结构俯视示意图；

附图3的标识：11、壳体，33、外转子十字形支架，35、外转子环形磁轭，34、外转子永磁铁，36、外转子叶片，32、外转子轴承套，31、外转子轴承，2、中心定位轴，5、发电机与汽车的连接件。

附图4是电动汽车平衡风力发电机、内转子绕组结构俯视示意图；

附图4的标识：11、壳体，12、前十字形固定件，41、内转子环形绕组，45、内转子叶片及导电滑环承载件，42、内转子叶片，2、中心定位轴，44、内转子轴承，5、发电机与汽车的连接件。

附图5是电动汽车平衡风力发电机、外转子永磁结构、内转子绕组结构以及内转子叶片及导电滑环承载件俯视示意图；

附图5的标识：11、壳体，5、发电机与汽车的连接件，12、前十字形固定件，33、外转子十字形支架，35、外转子环形磁轭，36、外转子叶片，41、内转子环形绕组，34、外转子永磁铁，42、内转子叶片，45、内转子叶片及导电滑环承载件，47、电刷组件，46、导电滑环。

附图6是电动汽车平衡风力发电机、电动汽车正面安装示意图；

附图6的标识：100、平衡风力发电机总成，200、电动汽车，101、进风格栅。

附图7是电动汽车平衡风力发电机、电动汽车侧面安装示意图；

附图7的标识：100、平衡风力发电机总成，200、电动汽车。

具体实施方式

下面将结合本发明具体实施例中的附图，对稀土永磁轴向双磁路无铁芯电动机进行清楚、完整地具体说明。显然，所描述的具体实施例也仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1图2所示，一种电动汽车平衡风力发电机，包括：壳体结构1、中心定位轴2、外转子永磁结构3、内转子绕组结构4以及发电机与汽车的连接件5；将中心定位轴2、设置于壳体结构的中间，外转子永磁结构3，套置于中心定位轴2上，能够绕中心定位轴2按顺时针旋转，产生一个旋转磁场，将内转子绕组结构4，套置于中心定位轴2上，能够绕中心定位轴2按逆时针旋转，切割外转子永磁结构3的旋转磁场磁力线，将发电机与汽车的连接件 5连接在壳体结构1的外壁上；所述壳体结构1，能够使外转子永磁结构3、内转子绕组结构 4形成一个中空、开放式的平衡风力发电机结构，空气阻力能够穿过壳体，同时驱动外转子永磁结构以及内转子绕组结构相对旋转，为电动汽车提供续航里程的清洁电能。所述发电机与汽车的连接件5为多个连接件，可以理解为三个以下或五个以上。

如图1图2所示，壳体结构1还包括，壳体11、前十字形固定件12、中心定位轴第一固定套13、中心定位轴2、中心定位轴第二固定套14、以及后十字形固定件15；所述中心定位轴是一个固定不转的装置，用于外转子永磁结构和内转子绕组结构的中心定位作用；将中心定位轴第一固定套13，套置于中心定位轴2上，将前十字形固定件12的一端，设置于中心定位轴第一固定套13上，将前十字形固定件12的另一端，设置于壳体11上，将中心定位轴第二固定套14，套置于中心定位轴2上，将后十字形固定件15的一端，设置于中心定位轴第二固定套14上，将后十字形固定件15的另一端与壳体结构11连接。

如图1图3所示，外转子永磁结构包括，外转子轴承31、外转子轴承套32、外转子十字形支架33、外转子永磁铁34、外转子环形磁轭35、以及外转子叶片36、将外转子轴承31套置于中心定位轴2上，将外转子轴承套32套置于外转子轴承31上，将外转子十字形固定件33的一端设置于外转子轴承套32上，将外转子十字形固定件33的另一端，与外转子环形磁轭35连接，将外转子永磁铁34依照多个N极S极的排列顺序设置于外转子环形磁轭35的内壁上，将外转子叶片36，设置于外转子环形磁轭35的外壁上。所述外转子十字形固定件 12为多个固定件，可以理解为三个以下或五个以上，所述外转子叶片36为多个叶片，可以理解为三个以下或五个以上。

如图1图4所示，内转子绕组结构包括，内转子环形绕组41、内转子叶片42、内转子绕组导线43、内转子轴承44、内转子叶片及导电滑环承载件45，将内转子轴承44套置于中心定位轴2上，将内转子叶片及导电滑环承载件45套置于内转子轴承44上，将内转子叶片42的一端设置于内转子叶片及导电滑环承载件45的外壁上，将内转子叶片42的另一端，与内转子绕组41连接，所述内转子绕组为多个线圈，采用高分子绝缘树脂材料灌注陈一个环形的内转子绕组41，具备绝缘和防雨的作用，所述内转子叶片42为多个叶片，可以理解为三个以下或五个以上。

如图1图5所示，内转子绕组结构还包括，内转子叶片及导电滑环45、导电滑环46、电刷组件47、碳刷引出导线48，所述导电滑环46镶嵌于内转子叶片及导电滑环承载件45的内壁上，电刷组件47套置于中心定位轴2上，与中心定位轴2不转，电刷引出导线48的一端与所述电刷组件47连接，电刷引出导线48的另一端与电动汽车的充电电路连接，内转子叶片及导电滑环承载件45为圆筒结构，能够随内转子绕组结构4绕所述中心定位轴2旋转，带动导电滑环46与电刷组件47滑动接触，内转子叶片及导电滑环承载件46能够起到防雨的作用。

如图6图7所示，一种电动汽车平衡风力发电机，包括：电动汽车200、平衡风力发电机总成100、进风格栅101。所述平衡风力发电机总成100，设置于电动汽车200的前机舱迎风位置的进风格栅后面，电动汽车生产企业可以根据平衡风力发电机总成100的四个安装连接件，在前机舱的横梁与汽车底盘横梁上设计安装点位，可以理解的是，具体安装2台还是3台平衡风力发电机100，还是由生产企业根据电动汽车的外形结构及车灯位置具体确定，具体进风格栅101也是由生产企业进行设计，因此，本具体实施例不对电动汽车的安装结构进行具体说明。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种电动汽车平衡风力发电机，其特征在于，包括：壳体结构(1)、中心定位轴(2)、外转子永磁结构(3)、内转子绕组结构(4)以及发电机与汽车的连接件(5)，所述中心定位轴(2)设置于所述壳体结构(1)的中间，所述外转子永磁结构(3)，套置于所述中心定位轴(2)上，能够绕中心定位轴(2)按顺时针旋转，产生一个旋转磁场，所述内转子绕组结构(4)，套置于所述中心定位轴(2)上，能够绕中心定位轴(2)按逆时针旋转，切割外转子永磁结构(3)的旋转磁场磁力线，所述发电机与汽车的连接件(5)连接在所述壳体结构(1)的外壁上。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车平衡风力发电机，其特征在于，壳体结构(1)还包括，壳体(11)、前十字形固定件(12)、中心定位轴第一固定套(13)、中心定位轴(2)、中心定位轴第二固定套(14)、以及后十字形固定件(15)，所述中心定位轴第一固定套(13)，套置于中心定位轴(2)上，所述前十字形固定件(12)的一端，设置于所述中心定位轴第一固定套(13)上，所述前十字形固定件(12)的另一端，设置于所述壳体(11)上，所述中心定位轴第二固定套(14)，套置于所述中心定位轴(2)上，所述后十字形固定件(15)的一端，设置于所述中心定位轴第二固定套(14)上，所述后十字形固定件(15)的另一端与所述壳体结构(1)连接。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车平衡风力发电机，其特征在于，所述外转子永磁结构包括，外转子轴承(31)、外转子轴承套(32)、外转子十字形支架(33)、外转子永磁铁(34)、外转子环形磁轭(35)以及外转子叶片(36)，所述外转子轴承(31)套置于中心定位轴(2)上，所述外转子轴承套(32)套置于所述外转子轴承(31)上，所述外转子十字形支架(33)的一端，设置于所述外转子轴承套(32)上，所述外转子十字形支架(33)的另一端，与所述外转子环形磁轭(35)连接，所述外转子永磁铁(34)设置于所述外转子环形磁轭(35)的内壁上，所述外转子叶片(36)，设置于外转子环形磁轭(35)的外壁上。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车平衡风力发电机，其特征在于，所述内转子绕组结构包括，内转子环形绕组(41)、内转子叶片(42)、内转子绕组导线(43)、内转子轴承(44)、内转子叶片及导电滑环承载件(45)，所述内转子轴承(44)套置于所述中心定位轴(2)上，所述内转子叶片及导电滑环承载件(45)套置于所述内转子轴承(44)上，所述内转子叶片(42)的一端，设置于所述内转子叶片及导电滑环承载件(45)上，所述内转子叶片(42)的另一端，与所述内转子环形绕组(41)连接。

5.根据权利要求4所述的一种电动汽车平衡风力发电机，其特征在于，所述内转子绕组结构还包括，内转子叶片及导电滑环承载件(45)、导电滑环(46)、电刷组件(47)、碳刷引出导线(48)，所述导电滑环(46)镶嵌于所述内转子叶片及导电滑环承载件(45)的内壁上，所述电刷组件(47)套置于所述中心定位轴(2)上，所述碳刷引出导线(48)的一端与所述电刷组件(47)连接，所述碳刷引出导线(48)的另一端与电动汽车的充电电路连接。