CN109861478A - 一种立式车轮发电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种立式车轮发电装置。本发明包括垫圈、转子盘和充电控制器以及与充电控制器电连接的低噪音的静音空气泵、左定子盘、右定子盘、红外温度传感器一、红外温度传感器二、霍尔传感器；左定子盘和右定子盘内均设有若干与充电控制器电连接的发电线圈；转子盘设有若干个与发电线圈相配合的强磁铁，通过静音空气泵对发电装置进行主动降温，保证强磁铁不会因温度过热而退磁，同时，每一个轮子都能安装一个发电装置，能够得到更多的电能供应，具有结构巧妙、发电充沛、持久耐用的特点。

Description

一种立式车轮发电装置

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤其涉及一种立式车轮发电装置。

背景技术

目前汽车的发电机，通常是安装在发动机上，通过发动机带动发电机发电。而现在的新能源汽车上，主要采用电能和电机驱动，电能为其主要能源，新能源汽车缺乏持续有效的自发电来补充电能。新能源电动汽车充电主要依靠外置充电装置(如充电桩)，而目前的充电桩普及程度还有待提高，特别是大城市以外的地方，像中小型城市、广大乡镇地区，充电桩目前非常少。因此，现在开电动汽车出门，想找一个能给车子充电的地方不容易。由于新能源电动汽车的行驶里程受到电池容量的限制，电动汽车的行驶里程也略显不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种立式车轮发电装置，它能有效解决持续自发电补充电能、提高行驶量程的问题，具有结构巧妙、发电充沛、持久耐用的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种立式车轮发电装置，包括垫圈、转子盘和充电控制器以及与充电控制器电连接的低噪音的静音空气泵、左定子盘、右定子盘、红外温度传感器一、红外温度传感器二、霍尔传感器；

左定子盘与右定子盘的外边缘均设有向内侧凸出的密封边，密封边之间为相互配合的卡槽式密封连接；

密封边内侧设有供转子盘旋转的旋转腔，左定子盘上设有若干喷气孔，喷气孔通过导气管与静音空气泵连接；

右定子盘上设有若干与喷气孔相配合的出气孔；

左定子盘和右定子盘内均设有若干与充电控制器电连接的发电线圈；

左定子盘和右定子盘的圆周侧面均设有若干相对应的连接部，连接部通过若干固定支架使左定子盘和右定子盘与车轮羊角固定连接；

垫圈与车轮法兰相配合，垫圈的圆周侧面上设有若干自外向内凹的安装固定槽；

转子盘中心位置设有与垫圈相配合的避空孔一，避空孔一内设有若干与安装固定槽相配合的定位传动块；

避空孔一外侧设有若干个与发电线圈相配合的强磁铁和若干与喷气孔、出气孔相配合的透气孔，强磁铁为纵向设置的；

强磁铁为电磁铁，转子盘上设有与强磁铁电连接的导电环，左定子盘或右定子盘上设有若干与导电环相配合的碳刷，碳刷与充电控制器电连接；

转子盘与垫圈之间设有隔热垫，转子盘和隔热垫通过若干沉头式固定螺栓与垫圈固定连接；

进一步地，所述强磁铁为耐高温的永久性强磁铁；

进一步地，所述转子盘上设有若干扰流片，扰流片用于扰动旋转腔内的空气；

进一步地，所述密封边或左定子盘或右定子盘下端设有若干排放口；

进一步地，所述红外温度传感器一设在左定子盘上且将其红外感应口直对转子盘，用于实时监测转子盘的温度变化；当转子盘升到预设温度时，充电控制器控制静音空气泵工作，对转子盘进行强制降温；

进一步地，所述红外温度传感器二设在固定支架上且将其红外感应口直对刹车鼓或刹车盘，用于实时监测刹车鼓或刹车盘的温度变化；当刹车鼓或刹车盘升到预设温度时，充电控制器控制静音空气泵工作，对刹车鼓或刹车盘进行强制降温；

进一步地，所述霍尔传感器设在左定子盘上且与转子盘相对应，用于实时监测转子盘的旋转速度；

进一步地，所述转子盘左侧设有固定垫片，固定垫片包括用于套设在垫圈上的外圆环，外圆环内设有若干与安装固定槽相配合的固定片；

进一步地，所述固定垫片通过固定螺栓与垫圈固定连接；固定垫片左侧面与垫圈持平；

进一步地，所述左定子盘和右定子盘上均设有与垫圈相对应的避空孔二。

本发明采用了上述的技术方案，克服了背景技术的不足，提供一种立式车轮发电装置，它能有效解决有效主动自发电补充电能、提高行驶量程的问题，具有结构巧妙、发电充沛、持久耐用的特点。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为本发明中转子盘的结构示意图。

附图3为本发明中左定子盘的结构示意图。

附图4为本发明的冷却工作原理示意图。

附图5为本发明中固定垫片的结构示意图。

图中：垫圈1、安装固定槽101、转子盘2、避空孔一201、定位传动块202、透气孔203、扰流片204、充电控制器3、静音空气泵4、左定子盘5、喷气孔501、右定子盘6、出气孔601、红外温度传感器一7、红外温度传感器二8、霍尔传感器9、密封边10、旋转腔11、导气管12、发电线圈13、连接部14、固定支架15、车轮法兰16、强磁铁17、导电环18、碳刷19、隔热垫20、固定螺栓21、排放口22、刹车鼓23、固定垫片24、外圆环2401、固定片2402、避空孔二25。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如上、下、前、后、左、右、内、外、侧面等，仅是参考附加图式的方式。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。

参见附图1至5，本发明的第一种实施方式，包括垫圈1、转子盘2和充电控制器3以及与充电控制器3电连接的低噪音的静音空气泵4、左定子盘5、右定子盘6、红外温度传感器一7、红外温度传感器二8、霍尔传感器9；

左定子盘5与右定子盘6的外边缘均设有向内侧凸出的密封边10，密封边10之间为相互配合的卡槽式密封连接；

密封边10内侧设有供转子盘2旋转的旋转腔11，左定子盘5上设有若干喷气孔501，喷气孔501通过导气管12与静音空气泵4连接；

右定子盘6上设有若干与喷气孔501相配合的出气孔601；

左定子盘5和右定子盘6内均设有若干与充电控制器3电连接的发电线圈13；

左定子盘5和右定子盘6的圆周侧面均设有若干相对应的连接部14，连接部14通过若干固定支架15使左定子盘5和右定子盘6与车轮羊角(图中未有显示，车轮羊角主要是用于安装车轮和刹车钳、刹车护板的一个汽车部件，前车轮羊角也叫转向节)固定连接；

垫圈1与车轮法兰16相配合，垫圈1的圆周侧面上设有若干自外向内凹的安装固定槽101；

转子盘2中心位置设有与垫圈1相配合的避空孔一201，避空孔一201内设有若干与安装固定槽101相配合的定位传动块202；

避空孔一201外侧设有若干个与发电线圈13相配合的强磁铁17和若干与喷气孔501、出气孔601相配合的透气孔203，强磁铁17为纵向设置的；

强磁铁17为电磁铁，转子盘2上设有与强磁铁17电连接的导电环18，左定子盘5或右定子盘6上设有若干与导电环18相配合的碳刷19，碳刷19与充电控制器3电连接；

转子盘2与垫圈1之间设有隔热垫20，转子盘2和隔热垫20通过若干沉头式固定螺栓21与垫圈1固定连接。

在使用的时候，将转子盘2、隔热垫20和固定垫片24安装到垫圈1上，然后再将垫圈1安装固定到车轮法兰15上，将左定子盘5和右定子盘6通过固定支架14与车轮羊角固定连接；将充电控制器3相应线缆连接好，并和车载充电电路、供电电路连接好即可。

车辆行驶的时候，通过碳刷19和导电环18将电导到强磁铁17上使其产生强磁场，同时，车轮法兰15带着转子盘2高速旋转，强磁铁17上的强磁场也高速旋转，强磁场高速切割左定子盘5和右定子盘6上的发电线圈13使其产生电能，产生的电能经过充电控制器3整流和稳压之后对车载电池组进行充电，也可直接让产生的电能对电动汽车的驱动马达进行供电。

发电线圈13可以使用有铁芯的或者无铁芯的，为了避免发电线圈13和强磁铁17产生磁阻尼消耗汽车行驶的动能，可以优先考虑不会跟强磁铁17产生磁阻尼的无铁芯发电线圈13。无铁芯发电线圈13可以根据需要做成不同的形状和厚度，同时，可以采用多层的发电线圈13来提高发电效率，在设计和生产上更加灵活，同时减少生产成本。如果采用没有磁阻尼的无铁芯发电线圈13，只是增加了一些发电装置的有限重量，行驶过程中不会过多消耗汽车的动能。

使用本技术方案，可以在每一个轮胎上安装一个发电装置，在不增加电动汽车的车载电池容量的情况下，可以很大程度地增加电动汽车的行驶里程，发电装置的发电过程中不会产生任何污染，也不消耗汽车动能，符合新能源汽车的环保要求。

同时，发电线圈13和强磁铁17分别包裹在左定子盘5、右定子盘6和转子盘2内，工作过程中，左定子盘5、右定子盘6与转子盘2没有直接接触，不产生磨损，耐用性非常高。唯一产生磨损的只是碳刷19，碳刷19一来很耐磨，二来成本非常低，碳刷19损耗是非常低的，而且更换也非常方便。

通过静音空气泵4对转子盘2进行主动的强制冷却，可以使发电装置的工作温度维持在一个适当的水平，可以有效提高发电装置的使用寿命。

根据需要，静音空气泵4可以只设一个中央静音空气泵，同时在静音空气泵4安装的位置上进行隔音处理，然后通过相应的导气管11将压缩空气输送到各个轮子上的发电装置，每一个轮子上的发电装置都设置一个电磁开关来控制压缩空气的通断，然后通过电磁开关来控制每一个轮子上的发电装置的冷却效果；也可以每一个轮子上配置一个单独的静音空气泵4，这样可以有针对性地对每一个发电装置进行独立冷却。静音空气泵4采用的噪音较低的静音空气泵，尽可能减少静音空气泵4的工作噪音对车上人员造成不良的影响。

根据需要，充电控制器3可以是单独设置的，也可以将它集成到电动汽车的电能控制***上。

进一步地，所述强磁铁17为耐高温的永久性强磁铁。

强磁铁17采用永久性强磁铁，可以减少电磁式强磁铁17的供电烦恼，永久性强磁铁的弊端是会高温退磁，但在采取静音空气泵4提供压缩冷空气的主动强制性冷却方案之后，可以有效保证永久性强磁铁能在一个适当的温度范围内持久稳定工作。

进一步地，所述转子盘2上设有若干扰流片204，扰流片215用于扰动旋转腔11内的空气；

设置扰流片204，可以有效促进旋转腔11内的空气流动，提高发电装置的冷却效果。

进一步地，所述密封边10或左定子盘5或右定子盘6下端设有若干排放口22。

设置排放口22，可以方便进入到旋转腔11内水、油等液体流出。

进一步地，所述红外温度传感器一7设在左定子盘5上且将其红外感应口直对转子盘2，用于实时监测转子盘2的温度变化；当转子盘2升到预设温度时，充电控制器3控制静音空气泵4工作，对转子盘2进行强制降温。

事先设定一个强制冷却的温度和一个停止冷却的温度，当红外温度传感器一7检测到转子盘2达到强制冷却的温度时，静音空气泵4通电工作，用冷空气对转子盘2进行强制冷却；当转子盘2降到停止冷却的温度时，静音空气泵4断电停止工作。

进一步地，所述红外温度传感器二8设在固定支架15上且将其红外感应口直对刹车鼓23或刹车盘(图中未有显示)，用于实时监测刹车鼓23或刹车盘的温度变化；当刹车鼓23或刹车盘升到预设温度时，充电控制器3控制静音空气泵4工作，对刹车鼓23或刹车盘进行强制降温。

事先设定一个强制冷却的温度和一个停止冷却的温度，当红外温度传感器二8检测到刹车鼓或刹车盘20达到强制冷却的温度时，静音空气泵4通电工作提供冷空气，冷空气经从右定子盘6上的出气孔501以及右定子盘6与转子盘2的接缝处喷向刹车鼓或刹车盘20，用冷空气对刹车鼓或刹车盘20进行强制冷却；当刹车鼓或刹车盘20降到停止冷却的温度时，静音空气泵4断电停止工作。

进一步地，所述霍尔传感器9设在左定子盘5上且与转子盘2相对应，用于实时监测转子盘2的旋转速度。

转子盘2的旋转速度直接影响到发电量，了解转子盘2的旋转速度，再对比充电控制器3的实际发电量数据，可以得到设计和应用的偏差值，方便内部运算和优化发电装置。

可以单独设计一个用于显示发电数据的显示屏放置到驾驶室内，也可以将发电数据发送到驾驶室内的显示器上进行显示，方便直观了解发电状况。

进一步地，所述转子盘2左侧设有固定垫片24，固定垫片24包括用于套设在垫圈1上的外圆环2401，外圆环2401内设有若干与安装固定槽101相配合的固定片2402；；

进一步地，所述固定垫片24通过固定螺栓21与垫圈1固定连接；固定垫片24左侧面与垫圈1持平。

进一步地，所述左定子盘5和右定子盘6上均设有与垫圈1相对应的避空孔二25。

通过增加固定垫片24，可以使得安装的时候，车轮轮毂也能通过固定垫片24直接挤压到转子盘2使其固定。

进一步地，所述左定子盘5和右定子盘6上均设有与垫圈1相对应的避空孔二25。

左定子盘5上设置避空孔二25，主要是用于解决车轮轮毂的安装和动能传递的问题。同时，避免左定子盘5与车轮轮毂产生直接的接触。

通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，应由各权利要求限定。

Claims (10)

1.一种立式车轮发电装置，其特征在于：包括垫圈、转子盘和充电控制器以及与充电控制器电连接的低噪音的静音空气泵、左定子盘、右定子盘、红外温度传感器一、红外温度传感器二、霍尔传感器；

左定子盘与右定子盘的外边缘均设有向内侧凸出的密封边，密封边之间为相互配合的卡槽式密封连接；

密封边内侧设有供转子盘旋转的旋转腔，左定子盘上设有若干喷气孔，喷气孔通过导气管与静音空气泵连接；

右定子盘上设有若干与喷气孔相配合的出气孔；

左定子盘和右定子盘内均设有若干与充电控制器电连接的发电线圈；

左定子盘和右定子盘的圆周侧面均设有若干相对应的连接部，连接部通过若干固定支架使左定子盘和右定子盘与车轮羊角固定连接；

垫圈与车轮法兰相配合，垫圈的圆周侧面上设有若干自外向内凹的安装固定槽；

转子盘中心位置设有与垫圈相配合的避空孔一，避空孔一内设有若干与安装固定槽相配合的定位传动块；

避空孔一外侧设有若干个与发电线圈相配合的强磁铁和若干与喷气孔、出气孔相配合的透气孔，强磁铁为纵向设置的；

强磁铁为电磁铁，转子盘上设有与强磁铁电连接的导电环，左定子盘或右定子盘上设有若干与导电环相配合的碳刷，碳刷与充电控制器电连接；

转子盘与垫圈之间设有隔热垫，转子盘和隔热垫通过若干沉头式固定螺栓与垫圈固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种立式车轮发电装置，其特征在于：所述强磁铁为耐高温的永久性强磁铁。

3.根据权利要求1所述的一种立式车轮发电装置，其特征在于：所述转子盘上设有若干扰流片，扰流片用于扰动旋转腔内的空气。

4.根据权利要求1所述的一种立式车轮发电装置，其特征在于：所述密封边或左定子盘或右定子盘下端设有若干排放口。

5.根据权利要求1所述的一种立式车轮发电装置，其特征在于：所述红外温度传感器一设在左定子盘上且将其红外感应口直对转子盘，用于实时监测转子盘的温度变化；当转子盘升到预设温度时，充电控制器控制静音空气泵工作，对转子盘进行强制降温。

6.根据权利要求1所述的一种立式车轮发电装置，其特征在于：所述红外温度传感器二设在固定支架上且将其红外感应口直对刹车鼓或刹车盘，用于实时监测刹车鼓或刹车盘的温度变化；当刹车鼓或刹车盘升到预设温度时，充电控制器控制静音空气泵工作，对刹车鼓或刹车盘进行强制降温。

7.根据权利要求1所述的一种立式车轮发电装置，其特征在于：所述霍尔传感器设在左定子盘上且与转子盘相对应，用于实时监测转子盘的旋转速度。

8.根据权利要求1所述的一种立式车轮发电装置，其特征在于：所述转子盘左侧设有固定垫片，固定垫片包括用于套设在垫圈上的外圆环，外圆环内设有若干与安装固定槽相配合的固定片。

9.根据权利要求8所述的一种立式车轮发电装置，其特征在于：所述固定垫片通过固定螺栓与垫圈固定连接；固定垫片左侧面与垫圈持平。

10.根据权利要求1所述的一种立式车轮发电装置，其特征在于：所述左定子盘和右定子盘上均设有与垫圈相对应的避空孔二。