CN217048318U - 一种发电机、充电装置及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发电机、充电装置及电动汽车，涉及电力设备技术领域；包括发电机本体和自激励驱动器，所述发电机本体通过转子带动发电磁体相对于发电线圈转动进行发电；所述自激励驱动器包括感应线圈、驱动磁体、驱动调整电路模块和驱动线圈，所述驱动磁体与所述转子相连，所述感应线圈在所述驱动磁体旋转的状态下得电，所述感应线圈与所述驱动线圈电性连接；所述驱动线圈在得电情况下产生的磁场，用于驱动所述转子沿启动时的方向旋转，通过自激励驱动器减小发电机的电磁阻力，发电阻力小，并可提高机械能的利用率，便于利用较小的能量给新能源汽车充电，以提高新能源汽车的续航里程。充电装置包括前述的发电机。电动汽车在车体上安装有前述的充电装置。

Description

一种发电机、充电装置及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，具体涉及一种发电机、充电装置及电动汽车。

背景技术

在过去的几年里，市场上凡是成功量产化的电动汽车，其续航里程都在不断提高：2014-2017年主流续航基本都在150公里，而到了2021年都可以有600公里的续航。这么快的续航提升速度的背后，是车企们这几年致力于提升的结果。而提升续航的办法，就是在这车平台上尽可能想办法安置更多的电池。然而一台车的空间终究是有限的，为了安全考虑，留给电池的空间其实并不多。

而充电桩(站)需占用大量场地来布置和较高的输入电压，以及大量资金投入，实施起来很缓慢，而且充电慢还需排队等候比较麻烦，充电桩规格型号多而且难统一，最为明显是充电难，建起的很多被损坏，不能完全投入使用，投入与产出不成比例，利用率低，远远无法满足充电需求，布局不平衡，服务能力差，便利程度差，总体态势短期很难发生根本性改变。

以上局面，不仅抑制了部分新能源汽车消费的释放，成为当前限制新能源汽车发展的一个非常突出的因素，直接增加了新能源汽车的消费成本，已经在很大程度上成为一个新的民生问题。

实用新型内容

针对现有新能源汽车续航里程短的技术问题；本实用新型提供了一种发电机、充电装置及电动汽车，在发电机上设置有自激励驱动器，通过自激励驱动器减小发电机的电磁阻力，发电阻力小，并可提高机械能的利用率，便于利用较小的能量给新能源汽车充电，以提高新能源汽车的续航里程。

本实用新型通过下述技术方案实现：

第一方面，本实用新型提供了一种发电机，包括发电机本体，所述发电机本体通过转子带动发电磁体相对于发电线圈转动进行发电；所述自激励驱动器包括感应线圈、驱动磁体、驱动调整电路模块和驱动线圈，所述驱动磁体与所述转子相连，所述感应线圈在所述驱动磁体旋转的状态下得电，所述感应线圈与所述驱动线圈电性连接；所述驱动线圈在得电情况下产生的磁场，用于驱动所述转子沿启动时的方向旋转。

常规发电机主要由定子和转子(电枢与磁极)构成，而本实用新型提供的发电机，在由转子带动的发电磁体相对于发电线圈旋转的发电机本体上发电，发电机本体上设置有自激励驱动器，而自激励驱动器包括感应线圈、驱动磁体、驱动调整电路模块和驱动线圈，驱动磁体与转子相连，感应线圈与驱动线圈电性连接。

当转子转动带动驱动磁体旋转，旋转的驱动磁体从感应线圈附近经过时，感应线圈切割驱动磁体的磁力线产生一个电动势电压，感应线圈产生的电动势电压经驱动调整电路模块给驱动线圈供电，驱动线圈在获得电压和电流后，将产生磁场，这样的磁场将吸引或者排斥附近的磁体(如驱动磁体和发电磁体)，而磁体固定于转子上，从而使得磁体驱动转子转动，同样的，当下一个磁体到达同样的位置，也将产生吸力或者斥力，从而驱动转子朝一个方向转动，即驱动所述转子沿启动时的方向旋转。

因此，本实施例可将现有发电机中35-40％左右做负功的磁能转化为正功，并使得现有发电机中50％做负功的磁能(约)不做功，相比于现有的发电机电磁阻力能够减小55-60％左右，使得发电阻力只有30-35％左右，而自激励驱动器旋转力矩，是靠来自于本身旋转发出的电来驱动的，不消耗发电线圈产生的电能。

综上，本实用新型提供的发电机，通过自激励驱动器减小发电机的电磁阻力，发电阻力小，从而得以节能，并可提高机械能的利用率，这样的助旋发电，便于利用较小的能量给新能源汽车充电，以提高新能源汽车的续航里程。

在一可选的实施例方式中，所述自激励驱动器设有驱动调整电路模块，所述驱动调整电路模块连接于所述感应线圈和所述驱动线圈之间，所述驱动调整电路模块用于对所述感应线圈产生的电流进行整形和推动处理。

在一可选的实施例方式中，所述驱动调整电路模块包括MOS场效应管，首先会使驱动电路上的MOS场效应管导通，MOS管得电后给驱动线圈供电。

在一可选的实施例方式中，所述驱动磁体位于所述感应线圈和所述驱动线圈之间，以确保感应线圈能够最大程度的产生感应电动势、驱动线圈产生的磁场能够最大程度的作用在转子上。

在一可选的实施例方式中，所述发电磁体和所述驱动磁体均为稀土磁体，稀土金属具有优异的效率、扭矩和能量密度。

在一可选的实施例方式中，所述驱动线圈位于所述发电磁体和驱动磁体之间，以驱动线圈产生的磁场能够最大程度的作用在转子上。

第二方面，本实用新型提供了一种充电装置，包括上述的发电机，以通过所述发电机提供电能，即本实用新型提供的充电装置，采用上述的发电机进行供电，而发电机的动能可通过小力矩的电机、风能驱动机构、手动驱动机构等动力输入装置输入。

在一可选的实施例方式中，所述发电线圈输出端连接有电压表，以便于检测发电机输出的电压是否满足充电要求。

在一可选的实施例方式中，包括充电桩，所述发电机本体和自激励驱动器安装在所述充电桩上，以通过上述的发电机产生的电能给电动汽车充电。

第三方面，本实用新型提供了一种电动汽车，包括车体，于所述车体上设有上述的充电装置。

在电动汽车的车体上设置上述的充电装置，将发电机的输入轴与电动机输出轴连接，或与汽车轮轴传动连接，充电装置的输出端与电动汽车的蓄电池或电机相连，可在汽车刹车或下坡时将电动汽车的动能转换成电能给电动汽车充供电；也可在电动汽车上设置其他动力的驱动装置，如燃油发动机等，以驱动上述的发电机。因此，能够及时的给电动汽车充电，延长电动汽车的续航里程，减少电动汽车额外充电的频次，降低电动汽车的使用成本。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型提供的发电机，在由转子带动的发电磁体相对于发电线圈旋转的发电机本体上，设置有自激励驱动器，而自激励驱动器包括感应线圈、驱动磁体和驱动线圈，驱动磁体与转子相连，感应线圈与驱动线圈电性连接，当转子转动带动驱动磁体旋转，感应线圈切割驱动磁体的磁力线产生一个电动势电压并给驱动线圈供电，驱动线圈在获得电压和电流后，将产生磁场，以吸引或者排斥附近的磁体从而使得磁体驱动转子旋转发电。自激励驱动器产生正向推动力，现有发电机中35-40％左右做负功的磁能转化为正功，并使得现有发电机中50％做负功的磁能(约)不做功，相比于现有的发电机电磁阻力能够减小55-60％左右，使得发电阻力只有30-35％左右，而自激励驱动器旋转力矩，是靠来自于本身旋转发出的电来驱动的，不消耗发电线圈产生的电能，进而提高机械能的利用率，便于利用较小的能量给新能源汽车充电，以提高新能源汽车的续航里程。

2、本实用新型提供的充电装置，包括上述的发电机，以采用上述的发电机进行充供电，而发电机的动能可通过小力矩的电机、风能驱动机构、手动驱动机构等动力装置输入。

3、本实用新型提供的电动汽车，在电动汽车的车体上设置上述的充电装置，将发电机的输入轴与电动机输出轴连接，或与汽车轮轴传动连接，充电装置的输出端与电动汽车的蓄电池或电机相连，可在汽车刹车或下坡时将电动汽车的动能转换成电能给电动汽车充供电；也可在电动汽车上设置其他动力的驱动装置，如燃油发动机等，以驱动上述的发电机，因此，能够及时的给电动汽车充电，延长电动汽车的续航里程，减少电动汽车额外充电的频次，降低电动汽车的使用成本。

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申请的某些实施例，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。

在附图中：

图1为本实用新型实施例发电机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例驱动调整电路模块的电路原理图；

图3为本实用新型实施例感应线圈的分布示意图；

图4为本实用新型实施例驱动磁体的分布示意图；

图5为本实用新型实施例驱动线圈的分布示意图；

图6为本实用新型实施例发电磁体的分布示意图；

图7为本实用新型实施例发电线圈的分布示意图；

图8为本实用新型实施例发电线圈绕组接线图；

图9为本实用新型实施例发电机直流输出线路图。

附图中标记及对应的零部件名称：

10-发电机本体，11-转子，12-发电磁体，13-发电线圈，20-自激励驱动器，21-感应线圈，22-驱动磁体，23-驱动线圈，24-驱动调整电路模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

结合图1，本实施例提供了一种发电机，包括发电机本体10和自激励驱动器20，所述发电机本体10通过转子11带动发电磁体12相对于发电线圈13转动进行发电；所述自激励驱动器20包括感应线圈21、驱动磁体22和驱动线圈23，所述驱动磁体22与所述转子11相连，所述感应线圈21在所述驱动磁体22旋转的状态下得电，所述感应线圈21与所述驱动线圈23电性连接；所述驱动线圈23在得电情况下产生的磁场，用于驱动所述转子11沿启动时的方向旋转。

具体来说，所述自激励驱动器20设有驱动调整电路模块24，所述驱动调整电路模块24连接于所述感应线圈21和所述驱动线圈23之间，所述驱动调整电路模块24用于对所述感应线圈21产生的电流电压进行整形和推动处理。

结合图2应当理解的是，所述驱动调整电路模块24包括MOS场效应管，首先会使驱动电路上的MOS场效应管导通，MOS管得电后给驱动线圈23供电。

结合图1，所述驱动磁体22位于所述感应线圈21和所述驱动线圈23之间，以确保感应线圈21能够最大程度的产生感应电动势、驱动线圈23产生的磁场能够最大程度的作用在转子11上。

其中，感应线圈21(如图3)、驱动磁体22(如图4)、驱动线圈23(如图5)均沿转子11的旋转方向圆周均布有多个。相应的，发电磁体12(如图6)和发电线圈13(如图7)均沿转子11的旋转方向圆周均布有多个。

优选的，所述发电机为盘式无铁芯稀土强磁自激励驱动低磁阻发电机，是高力矩电机，发热小、阻力小、效率高。

优选的，所述发电磁体12和所述驱动磁体22均为稀土磁体，稀土金属具有优异的效率、扭矩和能量密度。

优选的，所述驱动调整电路模块24，由多个电子元器件构成，对输出电流、电压进行控制和调整，具有输出电流大，电压平稳等特点。

优选的，所述感应线圈21、驱动线圈23和发电线圈13均为空芯线圈，双线并绕其发热小、损耗低、频率高。

优选的，所述感应线圈21对应一个驱动调整电路模块24及驱动线圈23，它们分别控制，互不干扰，可同时接通供电或单独或少数接通供电，功能应用方便、安全。

优选的，所述驱动线圈23位于所述发电磁体12和驱动磁体22之间，以驱动线圈23产生的磁场能够最大程度的作用在转子11上。

优选的，所述感应线圈21和驱动调整电路模块24及驱动线圈23和发电线圈13按需要可设置多个；转子和上的磁体数量比感应线圈21驱动线圈23和发电线圈13设置更多数量，这样磁体布置在两个线圈之间的磁能不减，将得到最大化利用。

优选的，所述自激励驱动器20最大特点是可以在同一轴上可以无限叠加，达到理想效果，从而负载运行时更轻松，同时输入带动发电机本体10也更加节能。

需要说明的是，常规发电机主要由定子和转子11(电枢与磁极)构成，一个定子对应一个转子会造成能量损失，而本实施例提供的发电机为盘式无铁芯稀土强磁自激励驱动低磁阻发电机，而稀土金属具有优异的效率、扭矩和能量密度；进而采用三个线圈(感应线圈21、驱动线圈23和发电线圈13)中间夹磁体，最大化利用了磁能，低磁阻发电机分两部分，第一部分为自激励驱动器20，第二部分为发电机本体10。

第一部分自激励驱动器20盘上周围安装布置有多个电压线圈，当旋转的磁体从感应线圈21附近经过时，感应线圈21切割驱动磁体22的磁力线产生一个电动势电压，这个电压给盘另一磁体侧布置的多个驱动调整电路模块24和对应的驱动线圈23供电，首先会使驱动控制电路上的MOS场效应管导通，MOS管得电后给驱动线圈23供电，驱动线圈23有了电压和电流后就会产生磁场，这样的磁场将吸引或者排斥附近的磁体(驱动磁体22和发电磁体12)，磁体固定于转子11上，使得转子11得力转动，当下一个磁体到达同样的位置也同样的会产生吸力或者斥力，从而让转子11朝一个方向转动。

由上，将发电机附加的有规律变化的磁场，现有发电机中35-40％左右做负功的磁能转化为正功，并使得现有发电机中50％做负功的磁能(约)不做功，相比于现有的发电机电磁阻力能够减小55-60％左右，使得发电阻力只有30-35％左右，驱动器旋转力矩是靠来自于本身旋转发出的电来驱动的，启动后不消耗发电机本体10的电能。此外，更为重要和方便的是，根据负载情况在同一轴上可叠加多个自激励驱动器20，这样带动大负荷就更加轻松自如，以进一步减少发电机的旋转阻力。

综上，本实用新型提供的发电机，通过自激励驱动器20减小发电机的电磁阻力，即减小发电机旋转阻力，提高机械能的利用率，便于利用较小的能量给新能源汽车充电，以提高新能源汽车的续航里程。

实施例2

本实施例提供了一种充电装置，包括实施例1所述的发电机，以通过所述发电机提供电能，即本实用新型提供的充电装置，采用上述的发电机进行供电，而发电机的动能可通过小力矩的电机、风能驱动机构、手动驱动机构等动力装置输入。

进一步的，所述发电线圈13输出端连接有电压表，以便于检测发电机输出的电压是否满足充电要求。

可选的，包括充电桩，所述发电机本体10和自激励驱动器20安装在所述充电桩上，以通过上述的发电机产生的电能给电动汽车充电。

实施例3

本实用新型提供了一种电动汽车，包括车体，于所述车体上设有上述的充电装置。

在电动汽车的车体上设置上述的充电装置，将发电机的输入轴与电动机输出轴连接，或与汽车轮轴传动连接、充电装置的输出端与电动汽车的蓄电池或电机相连，可在汽车刹车或下坡时将电动汽车的动能转换成电能给电动汽车充供电；也可在电动汽车上设置其他动力的驱动装置，如燃油发动机等，以驱动上述的发电机。因此，能够及时的给电动汽车充电，延长电动汽车的续航里程，减少电动汽车额外充电的频次，降低电动汽车的使用成本。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发电机，其特征在于，包括发电机本体(10)和自激励驱动器(20)，所述发电机本体(10)通过转子(11)带动发电磁体(12)相对于发电线圈(13)转动进行发电；

所述自激励驱动器(20)包括感应线圈(21)、驱动磁体(22)、驱动调整电路模块(24)和驱动线圈(23)，所述驱动磁体(22)与所述转子(11)相连，所述发电磁体(12)与所述转子(11)相连，所述感应线圈(21)在所述驱动磁体(22)旋转的状态下得电，所述感应线圈(21)与所述驱动线圈(23)电性连接；所述发电线圈(13)与发电机本体(10)输出端负载电性连接；所述发电线圈(13)在所述的发电磁体(12)旋转的状态下发电；

所述驱动线圈(23)在得电情况下产生的磁场，用于驱动所述转子(11)沿启动时的方向旋转。

2.根据权利要求1所述的发电机，其特征在于，所述自激励驱动器(20)设有驱动调整电路模块(24)，所述驱动调整电路模块(24)连接于所述感应线圈(21)和所述驱动线圈(23)之间，所述驱动调整电路模块(24)用于对所述感应线圈(21)产生的电流电压进行整形和推动处理。

3.根据权利要求2所述的发电机，其特征在于，所述驱动调整电路模块(24)包括MOS场效应管。

4.根据权利要求2所述的发电机，其特征在于，所述驱动磁体(22)位于所述感应线圈(21)和所述驱动线圈(23)之间。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的发电机，其特征在于，所述发电磁体(12)和所述驱动磁体(22)均为稀土磁体。

6.根据权利要求5所述的发电机，其特征在于，所述驱动线圈(23)位于所述发电磁体(12)和驱动磁体(22)之间。

7.一种充电装置，其特征在于，包括权利要求1～6中任意一项所述的发电机，以通过所述发电机提供电能。

8.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，所述发电线圈(13)输出端连接有电压表。

9.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，包括充电桩，所述发电机本体(10)和自激励驱动器(20)安装在所述充电桩上。

10.一种电动汽车，包括车体，其特征在于，于所述车体上设有权利要求7所述的充电装置。

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