一种基于特殊路面的车辆行进中无线充电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于特殊路面的车辆行进中无线充电装置，属于新能源汽车【技术领域】。本实用新型在传统的高速公路路面上铺设特殊路面模块，并在车辆上装有发电模块以及能量回收与储存模块。特殊路面模块中含有永磁体，其加工成薄片状铺设在高速公路的路表，在路面上方产生磁场；发电模块中含有导线，起发电的作用；能量回收与储存模块可以将产生的电能回收并储存起来。利用法拉第电磁感应定律，使车辆在高速公路行驶时利用导线切割磁干线产生感应电动势，生成电能，并利用回收和储能电路对这部分能量进行回收并加以利用。该装置完全利用汽车高速行驶过程中的动能进行转化发电，可靠性高，成本低廉，安全、节能、环保。
【专利说明】—种基于特殊路面的车辆行进中无线充电装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于特殊路面的车辆行进中无线充电技术，属于新能源汽车【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，电动汽车正成为各国汽车争相发展的新兴领域，这类车转矩响应快、耗能少，尤其是纯电动汽车，能够达到零排放，但电动汽车也存在动力性不足、续航里程低的特点。现有的电动汽车大多是充一次电行驶若干公里，在电量不足时需要停车再次充电，因此在电池技术未取得突破之前，纯电动汽车的续航里程仍受到很大制约。如果能使电动汽车在行进的过程中也能进行充电，将能很大程度的提高电动汽车的续驶里程，这对电动汽车的普及和推广具有重要意义。
[0003]电磁感应定律1831年英国物理学家法拉第发现的，其原理是，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生感应电动势。感应电动势的大小与导体切割磁感线的速度、导体长度、磁场强度等参数有关，合理的控制这些参数所形成的的瞬时电动势将会很大，这部分电能将会十分可观。
[0004]因此，可以将电磁感应定律引入到电动汽车中，利用汽车高速行驶过程中的速度将导体布置在车底，将传统的高速公路路面稍加改造成为特殊路面使之能在路表上方产生横向磁场，这样车辆在此特殊路面上行驶时，导体会高速切割磁感线，产生电能，并可以通过回收和储存装置对这部分能量进行回收并加以利用，达到车辆行进中无线充电的目的。目前，电动汽车的无线充电 方式有多种，中国专利201120457678.4公开了一种车辆无线充电装置，该装置需要车辆完全静止，因此对提高车辆续驶里程并无帮助，目前尚未出现能够实现车辆在行进过程中实现充电功能的装置，因此基于特殊路面的车辆行进中无线充电装置对于新能源汽车的发展具有重要意义。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:电动汽车的续驶里程普遍不高，在电动汽车的行驶过程中进行无线充电，提高电动汽车的续驶里程。
[0006]本发明的基于特殊路面的车辆行进中无线充电装置，包括特殊路面模块17，发电模块1，能量回收与储存模块3。
[0007]特殊路面模块17为沿车道布置的永磁体19，所述发电模块I和能量回收与储存模块通过导线相连，固定在车架10上。
[0008]发电模块I包括导线圈2，电机11，第一齿轮12，第二齿轮13，轴承14，线圈壳体15和隔磁层16,导线圈2设置在线圈壳体15内，线圈壳体15外部设置有隔磁层16,电机11通过第一齿轮12驱动第二齿轮13，第二齿轮13能够带动线圈壳体15转动。
[0009]能量回收与储存模块3包括蓄电池4，第一开关5，超级电容6，第二开关7，导线8，稳压电路9 ;所述稳压电路9通过导线8和第二开关7与超级电容6相连；所述蓄电池4通过导线8和第一开关5与超级电容6相连。
[0010]线圈壳体15为U形中空管状，所述线圈壳体15外表面被隔磁层16包裹；所述导线圈2布置成矩形状置于线圈壳体15中；所述第二齿轮13固定在线圈壳体15上且与线圈壳体15的上横臂同轴；所述线圈壳体15与第二齿轮13通过轴承14与车架10固定；所述第一齿轮12与电机11输出轴连接并与第二齿轮13啮合；所述电机固定在车架10上。
[0011]本技术具有如下优点:
[0012](I)能够在汽车行驶在特殊路面的过程中实现发电，并对电能进行回收和储存。
[0013](2)采用导线圈切割磁感线，且车速很高，能够产生很高的瞬时电动势，发电效果明显。
[0014](3)各个模块的的改造成本均不高，且采用模块化设计，虽针对新能源汽车，但理论上可以安装在任何车辆上。
[0015](4)能够明显改善车辆的续驶里程。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是发电模块以及能量回收与储存模块示意图；箭头A表示行车方向。
[0017]图2是特殊路面模块不意图。
[0018]图3是基于特殊路面的车辆行进中无线充电装置工作示意图，图中B表示位置1，C表示位置2。
[0019]图中1.发电模块2.导线圈 3.能量回收与储存模块 4.蓄电池 5.第一开关 6.超级电容 7.第二开关 8.导线 9.稳压电路 10.车架 11.电机12.第一齿轮 13.第二齿轮 14.轴承 15.线圈壳体 16.隔磁层 17.特殊路面模块 18.路面 19.永磁体 20.磁感线。
【具体实施方式】
[0020]本发明原理是:在传统的电动汽车底部车架上增设了发电模块，在传统高速公路路面沿着车道中线铺设一层永磁材料，使路面上放能产生横向磁场，当车辆行驶在该特殊路面上时，发电模块中电机驱动齿轮式闭合导线圈处于可以切割磁感线的位置，导线圈切割磁感线产生感应电动势，感应电动势被输入到能量回收与储存模块，实现的对电能的回收，达到无线充电的目的。
[0021]下面结合附图1，2，3对本发明具体实施过程做进一步说明。
[0022]本发明的基于特殊路面的车辆行进中无线充电装置，包括特殊路面模块17，发电模块1，能量回收与储存模块3。
[0023]如图2所示，特殊路面模块17为沿车道布置的永磁体19，所述发电模块I和能量回收与储存模块通过导线相连，固定在车架10上。
[0024]如图1所示，发电模块I包括导线圈2，电机11，第一齿轮12，第二齿轮13，轴承14，线圈壳体15和隔磁层16，导线圈2设置在线圈壳体15内，线圈壳体15外部设置有隔磁层16，电机11通过第一齿轮12驱动第二齿轮13，第二齿轮13能够带动线圈壳体15转动。线圈壳体15为U形中空管状，前侧有两个开口，上端有一个开口，所述线圈壳体15外表面被隔磁层16包裹；所述导线圈2布置成矩形状置于线圈壳体15中，导线圈2有一边在线圈壳体15外部，；所述第二齿轮13固定在线圈壳体15上且与线圈壳体15的上横臂同轴；所述线圈壳体15与第二齿轮13通过轴承14与车架10固定；所述第一齿轮12与电机11输出轴连接并与第二齿轮13啮合；所述电机11固定在车架10上，电机11旋转能带动第一齿轮12、第二齿轮13旋转，进而带动线圈壳体15和导线圈2以线圈壳体15的上横臂为旋转轴旋转。
[0025]能量回收与储存模块3包括蓄电池4，第一开关5，超级电容6，第二开关7，导线8，稳压电路9 ;所述稳压电路9通过导线8和第二开关7与超级电容6相连；所述蓄电池4通过导线8和第一开关5与超级电容6相连。
[0026]如图3所示，车辆行驶在传统路面上时，发电模块I处于位置1，不发电；当车辆行驶在特殊路面上时，路面上的永磁体19在车辆行驶方向上在路面上放产生横向磁场能够产生电能，从而使电机11带动第一齿轮12旋转，进而带动第二齿轮13和线圈壳体15通过轴承14以线圈壳体15上横臂旋转，使发电模块I处于位置2，此时随着车辆高速行驶，导线圈2高速切割磁感线20产生感应电动势，感应电动势被输入到能量回收和储存模块3。
[0027]能量回收和储存模块3有回收和储存两种工作状态。处于回收工作状态时第一开关5断开，第二开关7闭合，感应电动势经过稳压电路9后形成稳定的电压，向超级电容6充电；处于储存工作状态时，第一开关5闭合，第二开关7断开，超级电容6向蓄电池4充电，供给车辆系统用电。
【权利要求】
1.一种基于特殊路面的车辆行进中无线充电装置，其特征在于:包括特殊路面模块(17 )，发电模块(I)，能量回收与储存模块(3 )。
2.根据权利要求1所述的基于特殊路面的车辆行进中无线充电装置，其特征在于:所述特殊路面模块(17)为沿车道布置的永磁体(19)，所述发电模块(I)和能量回收与储存模块通过导线相连，固定在车架(10)上。
3.根据权利要求1所述的基于特殊路面的车辆行进中无线充电装置，其特征在于:所述发电模块(I)包括导线圈(2)，电机(11)，第一齿轮(12)，第二齿轮(13)，轴承(14)，线圈壳体(15)和隔磁层(16)，导线圈(2)设置在线圈壳体(15)内，线圈壳体(15)外部设置有隔磁层(16)，电机(11)通过第一齿轮(12)驱动第二齿轮(13)，第二齿轮(13)能够带动线圈壳体(15)转动。
4.根据权利要求1所述的基于特殊路面的车辆行进中无线充电装置，其特征在于:所述能量回收与储存模块(3)包括蓄电池(4)，第一开关(5)，超级电容(6)，第二开关(7)，导线(8)，稳压电路(9);所述稳压电路(9)通过导线(8)和第二开关(7)与超级电容(6)相连；所述蓄电池(4)通过导线(8)和第一开关(5)与超级电容(6)相连。
5.根据权利要求4所述的发电模块(1)，其特征在于:所述线圈壳体(15)为U形中空管状，所述线圈壳体(15)外表面被隔磁层(16)包裹；所述导线圈(2)布置成矩形状置于线圈壳体(15)中；所述第二齿轮(13)固定在线圈壳体(15)上且与线圈壳体(15)的上横臂同轴；所述线圈壳体(15)与第二齿轮(13)通过轴承(14)与车架(10)固定；所述第一齿轮(12)与电机(11)输出轴连接并与第二齿轮(13)啮合；所述电机固定在车架(10)上。
【文档编号】H02J7/00GK203674750SQ201320825638
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】陈龙, 任皓, 袁朝春, 窦辉, 李道宇, 刘逸群, 吴飞 申请人:江苏大学