一种通用磁能动力电池制造技术

一种通用磁能动力电池，主要由铁磁质磁变动力和磁感应发电定转子结构、转子轴、磁变定转子电磁线圈励磁电流驱动组件、发电处理/调速增效控制模块、位置传感器、控制与能源管理模块/组件、辅助电源/备电组件、壳体及其它附件构成，铁磁质磁变动力定转子结构为永磁铁、永磁电磁副或电磁铁磁变加力通道与电磁铁/电枢绕组磁齿构建的气隙耦合定转子传动结构，以较小电流功率的励磁磁场和铁磁质磁化博得更强大的自发磁化附加/复合磁场形成的磁场力驱动转子持续旋转做功，把铁磁质的磁化磁场能转变成磁变旋转动力或/和电力能源。本发明专利技术的通用磁能动力电池将为科技变革和工业变革及人类可持续发展提供重要支撑。类可持续发展提供重要支撑。类可持续发展提供重要支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种通用磁能动力电池


[0001]本专利技术涉及铁磁质的磁性起源、磁化本质、硬磁铁(永磁铁)和矩磁铁的磁化及剩磁磁场能、软磁材料(铁芯)的磁化附加磁场能、磁场力做功及其磁变动力和电力能源等
，涉及人类生产、生活和社会活动中各个领域所需要的旋转动力或/和电力能源领域，特别是一种通用磁能动力电池。

技术介绍

[0002]第一次工业革命发生在18世纪下半叶，开发和利用的主要能源是煤炭，最具有代表性的也是最重要的专利技术成果是蒸汽机；18世纪70年代，第二次工业革命使人类进入电器时代，石油开始取代煤炭成为最重要的新能源，电力成为最重要的二级能源，以专利技术内燃机、发电机、电灯、电话、电车、电影放映机等电器并得到广泛应用最为显著；20世纪中叶，第三次工业革命是人类进入信息时代，开始太空技术的开创，人们开始利用核能，水利、天然气、太阳能和风能等新能源也逐步得到利用，各种能源发展迅猛发展，但是石化能源在人类和社会发展中所占比重还很大，所带来的环境和气候变化问题日益严重，正严重威胁着人类的生存和命运。现在，我们正处于开创未来第四次工业革命的创建和孕育过程中，新的工业革命将是依托洁净能源/自由能源、新信息技术、量子技术、生物技术、万物互联、人工智能、虚拟现实和外太空探索等科技革命为驱动力和支撑的时代。世界上已无能源孤岛，在各种矛盾与日俱增的今天，一次能源危机说来就来，而且由一次能源转变成二次能源的工作效率低得差强人意，比如内燃机的工作效率一般都在50％以下，而且碳排放更引发全球气候变化所带来的严重问题也层出不穷、越来越不能容忍了，比如会引发严重的海平面上升、冰川融化、干旱、水涝、炎热、极寒、热带风暴和飓风等一系列人类不可抗拒的自然环境灾难等生存危机。特别是对于人类进入电驱动时代以来，已经越来越依赖电驱动和电力能源，如工农业的生产设备、各种运输工具、无人飞机、卫星、太空站和移动终端等各行各业，既有用机械旋转动力驱动工作的各类机械装备、汽车、轮船、火车等，也有使用电力能源工作的各类用电器、机器人和智能手机等，人们对动力电池在动力/电力可选择、容量极大、无排放、无消耗、无维护、安全、可靠、方便、价廉、量大、易得、可用、可及、按需供给、结构简单和容易大规模制造等诸多方面具有了更高的大道至简性要求，对既能输出旋转动力也能输出电力的可全方位推动工业和社会变革的通用自由能源或通用动力电池的渴望心情越来越急迫，对实现能源自由梦想也越来越强烈。
[0003]能量无外乎是石化能、生物质能、辐射能、热能、光能、核能、化学能、水能、势能、机械能、电力能、磁能等，耳熟能详的有关一次能源和二次能源的开发、利用和转化技术也都比较成熟，比如蒸汽机、各种燃油/燃气发动机、蜗轮/涡扇发动机、水轮机、电动力、内燃发电机组、燃煤发电、燃气发电、核能发电、风能发电、地热发电、水利发电、潮汐发电、生物质发电、余热发电、太阳能电池、氢燃料电池、化学干电池等，以及供电动汽车、无人机、移动终端、电器或智能手机等配置的各种蓄能电池等能源(如旋转惯性动力电池、铅酸蓄电池、碱性蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池、铁锂电池或超级电容器)。从上述罗列的常见能量和能
源技术中可以看出，目前世界上得到广泛利用和开发的能量和能源种类，都能从中找到直接或间接相关联的能量和能源技术，要么是可直接利用和开发的动力和能源，要么也是储能装置存放或输出可利用的动力和能源，唯独磁能没有被利用和开发，既使是磁能离我们人类很近也很友好，但常常得到视而不见的待遇，甚至是在很多方面磁场能也应用很广泛也很常见，比如传统永磁电动机中采用了很多永磁铁，但是其磁场能仅仅是当做媒介的作用，而没有让磁场力持续做功转变成磁变动力和电力能源，实在非常可惜。
[0004]磁能泛指与磁相联系的能量，严格地说是载流体和被磁化的铁磁质所辐射出的磁场能，其中载流体是指载有励磁电流、感应电流和感应涡流的物体，铁磁质包括硬磁(永磁铁)、软磁(铁芯)和矩磁三种磁性材料，磁化铁磁质因其磁各向异性、自发磁化、磁致伸缩和磁致弹性等内禀特性所辐射出的磁化自发磁场而呈现出的一种质能形式。磁能与上述传统能源相比，集各种动力和能源的所有优点于一身，一定会得到更为广泛的推广和应用，因为磁变能源是最接地气、最无害、最亲民的，也是最具长期运行可靠性、安全性、经济性、便利性、普适性和易得性的，更是一种极干净的、无与伦比的万用能源、自由能源，既能作为机械旋转动力源使用，也可作为电力源使用，能同时输出旋转动力和电力的通用磁能动力电池更适用于各行各业的产品中、适用于人类的各项生产和生活过程中，或者把微型化的通用磁能动力电池嵌入到各种产品中，根据需要选配不同型号，就如同选配储能电池模块一样的配置到各种需要旋转动力和/或电源的产品或场合中。比如，在智能手机选装嵌入式通用磁能电池之供电系列成为磁能智能手机；自动刮胡刀选装嵌入式通用磁能旋转动力电池中的磁能旋转动力系列，使得其磁能旋转动力输出直接带动刀片而不再需要原来配置电机和电池了，成为磁能刮胡刀；电动汽车里的驱动轴直接接驳通用磁能动力电池的旋转动力轴输出不再需要原来的驱动电机，就分别变革成为了不用再加发动机燃油/燃气、不用加燃料电池的氢气/氨气或不用再给储能电池充电的磁能汽车了。各种产品升级换代变革之后，我们日常不再因为燃料不足或电力不足而烦恼了。因此，通用磁能动力电池可极大地推动科技变革、产品变革、工业变革和人类生产生活方式的变革，为人类能源自由、为人类过上更高级更美好的幸福生活提供支撑。通用磁能动力电池必将推动人类由电驱动时代进入崭新的磁驱动时代。
[0005]本专利技术人之前已经提交过几项专利申请，诸如《一种永磁和电磁接续拉/推传动结构的动力装置》(已授权，专利号202020203037.5)、《一种永磁和电磁接续拉/推传动结构的实现方法及其动力装置》(申请号202010114326.2)、《一种永磁拉/推旋动增能结构的构建方法及其联轴动力装置》(申请号202010114327.7)、《一种永磁接续拉推动力的自馈增能式发电机》(申请号202010205999.9)、《一种永磁电磁副拉/推传动结构的实现方法及其动力装置》(申请号202110116341.5)、《一种永磁铁磁变及其磁变能源系统》(申请号202121565381.X)等，它们的共同结构特点是，在定、转子结构上分别设置同磁极性/同名磁极永磁磁齿、永磁铁磁变加力通道和永磁电磁副组件，基本上均是利用永磁铁与永磁铁磁变加力通道之间形成作用磁力与反作用磁力达成阶段做功，然后由电磁铁克服永磁铁磁变加力通道端部/变更阻滞区的磁阻力，实现驱动转子顺向沿旋转方向接续角位移、形成持续做功，进而转变成持续输出的磁变动力和能源。上述技术方案中存在着结构比较复杂、永磁材料用比较大造成性价比较低，也存在着对环境条件要求高比如大功率磁变能源系统的高温退磁隐患所导致的系统可靠性不高等需要改进的地方；更重要的不同在于，上述的技术
方案中没有充分利用铁磁质特别是软磁(铁芯)所具有的自发磁化附加磁场能，而铁磁质的自发磁化附加/复合磁场能的应用，将使得磁变能源技术变得结构更简单，磁变能源产品更安全可靠和价廉，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通用磁能动力电池的构建方法，其特征是，通用磁能动力电池主要由铁磁质磁变动力定转子结构融合、适配或集成磁感应式发电定转子结构而成，铁磁质磁变动力定转子结构中磁变定子和磁变转子之间的铁磁质磁场耦合作用磁力驱动磁变转子旋转做功，兼或带动磁感应发电定转子结构中的发电转子使得其定子发电线圈产生感应/感生电动势，从而实现铁磁质磁场能转变成磁变转子轴输出旋转动力兼或发电线圈输出电力，其中最重要的是铁磁质磁变动力定转子结构必须具备磁力持续做功的三个基本条件：一是磁变定子和磁变转子上分别设置的铁磁质磁场磁变加力通道和铁磁质磁齿所形成的气隙耦合使得在转子旋转方向上产生定子作用磁力，二是磁变转子在磁变定子作用磁力的方向上产生角位移做功，三是磁变动力定转子结构中的铁磁质磁齿为电磁铁磁齿，以便根据电磁铁磁齿与磁变加力通道磁极端部/磁极变更位置信息控制其电磁线圈的励磁电流实时地把磁变吸力拉力改变成磁变排斥推力，或者把磁变排斥推力改变成磁变吸力拉力，驱动转子顺向接续旋转角位移，铁磁质磁齿顺利进入下一个磁变加力通道，实现接续接力、循环往复持续驱动转子旋转做功；有两种工作模式，其一是利用电磁铁磁变加力通道、永磁铁磁变加力通道或/和永磁电磁副磁变加力通道通过气隙耦合与电磁铁磁齿之间产生磁化自发磁场磁变吸引拉力/排斥推力接续驱动转子产生角位移做功，以较小的线圈励磁电流功率产生的外磁场对其内置软磁铁芯进行磁化博得出较大的自发磁化附加磁场一起，即取得磁导率倍放大的铁磁质的自发磁化磁场和/或自发磁化附加磁场的磁变吸引拉力/排斥推力接续驱动转子角位移而表现为倍增放大做功，在转子/转子轴上产生并输出磁变旋转动力，兼或再带动磁感应式发电定转子结构输出磁变电力，据此适配构建成气隙铁磁质磁场耦合磁力持续做功的铁磁质磁变动力和磁感应发电分立式定转子结构；其二是利用电磁铁磁变加力通道、永磁铁磁变加力通道或/和永磁电磁副磁变加力通道通过气隙耦合对电磁铁磁齿中的铁磁质软磁铁芯产生磁化自发磁场的磁变吸引力驱动转子角位移而表现为铁磁质自发磁化磁场力和/或自发磁化附加磁场力倍增放大做功，与此同时，电磁铁磁齿上套装的线圈还因其铁芯中的磁通增强变化而获得磁感应电动势作为输出磁变电力，兼或磁变转子/转子轴还能输出磁变旋转动力，据此融合构建成气隙铁磁质磁场耦合磁力做功的铁磁质磁变动力及其磁感应发电一体式定转子结构；或者说，铁磁质磁变动力定转子及其磁感应发电定转子结构中的磁变加力通道凸轮/凹轮与电磁铁/电枢绕组磁齿形成轮对组合而构建成磁变动力定转子兼或磁感应发电定转子结构，利用铁磁质的磁化自发磁场磁变吸引力/排斥力做功产生转动角位移，当相对旋转到磁变加力通道磁极/变更区时，再以改变励磁线圈的磁场极性而获得克服阻滞力做功并顺向接续旋转，进入下一段磁变加力通道；其中的铁磁质磁变动力定转子结构有两种耦合气隙构型供选配采用，一种是耦合气隙宽度均匀一致的复合型磁变加力通道磁场磁感应强度/矫顽力渐变、吸引拉力/排斥推力渐变的圆形气隙构型，另一种为气隙磁场耦合宽度渐变型磁变加力通道磁场磁感应强度/矫顽力渐变、吸引拉力/排斥推力渐变的凸轮/凹轮形或渐开线耦合弧面形气隙构型，使得铁磁质磁变加力通道定转子气隙磁场耦合圆周面磁感应强度/矫顽力呈现高低起伏阶梯渐变或平滑渐变形态即构建成磁变凸轮/凹轮/涡扇轮/锯齿轮式的耦合气隙构型，与电磁铁/电枢绕组磁齿磁之间形成吸引拉力/磁排斥推力的旋转做功角位移空间，从而实现作用磁力或反作用磁力持续驱动转子旋转做功，把磁能转变成磁变动力和电力能源——磁变能源；此过程中以较小的线圈励磁电流输入功率博得较大的铁磁质自发磁化磁场能量并转化成磁变动力和/或电力输
出功率，以大道至简的方式对上述两种工作模式选择其一，或者选择二者融合优化，构建成单/双功能的简单可靠而且不同体积、重量、安装方式和功率之型号系列化的通用磁能动力电池。2.根据权利要求1所述的一种通用磁能动力电池的构建方法，其特征是，所述的铁磁质磁变动力定转子结构为基于电磁铁/电枢绕组磁齿和永磁铁/永磁电磁副磁变加力通道呈气隙耦合分别设置在定子和转子上，或者基于电磁铁/电枢绕组磁齿和电磁铁/电枢绕组磁变加力通道呈气隙耦合分别设置在定子和转子上，构建成盘式轴向、筒式径向、筒盘式或喇叭式气隙的铁磁质磁场耦合磁力做功的铁磁质磁变动力定转子结构，其中，磁变加力通道磁场与磁齿之间形成气隙耦合的磁力强弱渐变结构以驱动转子旋转角位移做功，即磁齿被磁变加力通道磁场进近吸引、拉力逐渐变大顺向驱动转子旋转角位移做功，或者是，磁齿被磁变加力通道磁场出远排斥、推力逐渐变小顺向继续驱动转子旋转角位移做功，此过程中，当电磁铁/电枢绕组磁齿被吸引拉力顺向抵近磁变加力通道的磁极端部/磁极变更阻滞区即磁极阻力区时，控制电磁铁/电磁绕组磁齿的励磁电流产生软磁铁芯的自发磁化性放大倍增的自发磁化磁场形成铁磁质自发磁化附加/复合磁场排斥推力并产生角位移，顺向旋转出磁极阻力区，该排斥推力顺向驱动转子继续沿原旋转方向转动角位移做功，达到消解磁极阻力区磁极阻滞力兼或使磁齿受到排斥推力而顺向驱动转子旋转角位移，顺利进入下一段的铁磁质磁场磁变加力通道，实现磁变定子对磁变转子的作用磁力即吸引拉力/排斥推力以顺向接续、接力、循环往复地持续驱动磁变转子旋转做功，进而把磁能包括铁磁质磁化自发附加磁场能转变成磁变旋转动力兼或电力输出，其电力输出，一方面供给辅助电源/备电组件自用，消耗掉较少的一部分电力输出以维持自身电气工作用电的需求，另一方面作为电池电源输出；所述的磁感应式发电定转子结构，有三种结构形式，其一是自带旋转动力的永磁磁场磁变转子与电磁铁/电枢绕组定子构成的磁变动力和发电定转子结构，其二是自带旋转动力的电流励磁磁化自发附加磁场磁变转子与电磁铁/电枢绕组定子构成的磁变动力和发电定转子结构，其三是需要旋转动力输入带动的永磁转子与电枢绕组定子构成的磁感应式发电定转子结构；铁磁质磁变动力定转子结构和磁感应式发电定转子结构二者采用复合/融合/集成方式、同轴串级传动方式、非同轴传动式、混合组配方式或/和分立传动方式进行构建，与相适配的部件、组件和其它附件制作成一体式或分立式的通用磁能动力电池模块或整机产品；或者兼或地，磁变定转子动力结构和感应发电定转子结构中的永磁铁上设置有充磁/补磁线圈以构建自动、半自动或手动充磁/补磁功能结构，避免在出现退磁和失磁环境情况使得应急处理能力，进一步提高通用磁能动力电池的安全可靠性；或者兼或地，在铁磁质磁变动力定转子结构和磁感应式发电定转子结构中融合集成或同轴串接设置调速增效的电动/发电定转子结构，以稳定和提增磁变动力的转子转速达到提高磁能转化为磁变动力和电力的系统工作效率；电磁铁/电磁绕组中的线圈和永磁铁辅助充磁线圈除了适配选用圆形电磁线圈之外，还有以下三种线圈供选择采用，一是平板式线圈，二是扁线式线圈，三是石墨烯复合超导线圈，以进一步改进通用磁能动力电池的性能及其生产方式、方法和工艺。3.一种通用磁能动力电池，其特征是，主要由铁磁质磁变动力及其磁感应发电一体式定转子结构、转子轴、磁变定转子电磁线圈励磁电流驱动组件、发电处理模块、位置传感器、控制与能源管理模块/组件、辅助电源/备电组件、壳体及其它附件构成，铁磁质磁变动力及
其磁感应发电一体式定转子结构由铁磁质磁变动力定转子结构和磁感应式发电定转子结构采用复合/融合一体化集成方式构建，供其选择采用的结构包括筒式径向气隙磁场耦合、盘式轴向气隙磁场耦合、锥盘式斜向气隙耦合、槽型轨道状气隙耦合或圆喇叭槽型轨道状气隙耦合的铁磁质磁变动力及其磁感应发电一体式，是由永磁铁/永磁电磁副磁变加力通道与电磁铁/电枢绕组磁齿气隙耦合的传动结构，其中的磁变转子上设置至少一副永磁铁/永磁电磁副磁变加力通道、定子上设置至少一组电磁铁/电枢绕组磁齿，或者是磁变定子上设置至少一副永磁铁/永磁电磁副磁变加力通道、转子上设置至少一组电磁铁/电枢绕组磁齿，磁变定转子电磁线圈励磁电流驱动组件的励磁电流输出端分别与相适配的定子或/和转子上的电磁铁/电枢绕组中的电磁线圈电气接驳，发电处理模块的输入端分别与相适配的电磁铁/电枢绕组磁齿中的电磁线圈电气接驳，磁变定转子电磁线圈励磁电流驱动组件和发电处理模块接受控制与能源管理模块/组件及其位置传感器的控制使得各组电磁铁/电枢绕组磁齿中的线圈发电和励磁形成实时通/断互锁、接续工作的电气连接结构，辅助电源/备电组件的输入端接驳到发电处理模块的自用电力输出端。4.一种通用磁能动力电池，其特征是，主要由铁磁质磁变动力和磁感应发电分立式定转子结构、转子轴、磁变定转子电磁线圈励磁电流驱动组件、发电处理/调速增效控制模块、位置传感器、控制与能源管理模块/组件、辅助电源/备电组件、壳体及其它附件构成，铁磁质磁变动力和磁感应发电分立式定转子结构由铁磁质磁变动力定转子结构和磁感应式发电定转子结构采用分体式各尽所长和各司其职、以同轴传动或非同轴传动联接构建，供其选择采用的结构包括筒式径向气隙磁场耦合、盘式轴向气隙磁场耦合、锥盘式斜向气隙耦合、槽型轨道状气隙耦合或圆喇叭槽型轨道状气隙耦合的铁磁质磁变动力和磁感应发电分立式定转子结构，铁磁质磁变动力为永磁铁/永磁电磁副磁变加力通道与电磁铁/电枢绕组磁齿气隙耦合传动结构，其中的磁变转子上设置至少一副永磁铁/永磁电磁副磁变加力通道、定子上设置至少一组电磁铁/电枢绕组磁齿，或者是磁变定子上设置至少一副永磁铁/永磁电磁副磁变加力通道、转子上设置至少一组电磁铁/电枢绕组磁齿，磁感应式发电结构有两种永磁感应发电和电流励磁感应发电结构供选择，磁变定转子电磁线圈励磁电流驱动组件的励磁电流输出端分别与相适配的定子或/和转子上的电磁铁/电枢绕组中的电磁线圈电气接驳，发电处理/调速增效控制模块的输入/输出端分别与相适配的磁感应式发电定转子结构中的电枢绕组相接驳，辅助电源/备电组件的输入端接驳到发电处理/调速增效控制模块的自用电力输出端。5.一种通用磁能动力电池，其特征是，主要由铁磁质磁变动力及其磁感应发电一体式定转子结构、转子轴、定转子电磁线圈励磁电流/充磁脉冲驱动组件、发电处理模块、位置传感器、控制与能源管理模块/组件、辅助电源/备电组件、壳体及其它附件构成，铁磁质磁变动力及其磁感应发电一体式定转子结构由铁磁质磁变动力定转子结构和磁感应式发电定转子结构采用复合/融合一体化集成方式构建，供其选择采用的结构包括筒式径向气隙磁场耦合、盘式轴向气隙磁场耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员：林贵生，
申请(专利权)人：林贵生，
类型：发明
国别省市：