用于新能源电动车的反重力发电车轮及其运行方法技术

用于新能源电动车的反重力发电车轮及其运行方法，该发电车轮包括主轴，主轴上同轴设置有轮毂、轮圈、定子和飞轮转子，轮圈与轮毂之间设置有复位弹簧，复位弹簧的内部设置有固定连接在轮圈上的推力轴，推力轴活动贯穿轮毂、且传动连接有位于轮毂内部的增程齿轮，增程齿轮啮合有驱动齿轮，驱动齿轮用于驱动与所述飞轮转子连接的单向轴套沿单一方向旋转。本发明专利技术能够在车辆行驶过程中，将车身作用于轮毂上的重力转化为旋转方向的推力，推力通过单向轴套驱动飞轮转子相对于定子转动以在定子线圈上产生电流，进而实现车轮转动过程中规律、稳定、高效、安全地能量转换和回收，提高车轮的发电效率，有效地延长电动汽车的续航里程。有效地延长电动汽车的续航里程。有效地延长电动汽车的续航里程。

【技术实现步骤摘要】
用于新能源电动车的反重力发电车轮及其运行方法


[0001]本专利技术涉及车轮装置
，具体涉及用于新能源电动车的反重力发电车轮及其运行方法。

技术介绍

[0002]随着新能源电动汽车的快速发展，其续航能力有了较大的提升，但相比燃油汽车而言，电动汽车仍受到续航里程和补充电量等方面的困扰。目前，提升电动汽车续航里程的主要方式包括提升电池能量密度、改善车体空气动力学效果、整车轻量化、以及动能回收系统。其中，动能回收系统虽然能为行驶中的电动汽车提供一定的续航能力，但是，其只能在车辆减速和制动时为电动汽车补充一定的电量，而在车辆加速、正常行驶、高速行驶时，不能为电动汽车提供电量和补充电量。
[0003]为了利用车辆行驶过程中时间占比更大的车辆加速、正常行驶、高速行驶，进一步增大电动汽车续航里程，近年来新能源汽车研究者们将目光投向了车轮设计，通过车体重量使轮胎在行驶过程中产生形变，将轮胎形变产生的能量转换为电能储存起来以提高车辆的续航能力。
[0004]专利CN109823117A提供了一种具有发电功能的车轮，其利用车轮在行驶过程中的变形，在轮胎内产生向车轮受压轻的地方流动的循环气流，通过特殊的轮毂设计在车轮转动中通过导流通道在轮毂的中央形成一个具有循环气流的发电空腔，循环气流驱动空腔内的发电机叶轮转动，使发电机发电。但是，车轮内的循环气流作用于叶轮上的推动力较弱使得这类车轮的发电能力差，并且车轮在行驶过程中所产生的形变是不规律，循环气流容易在车轮内部形成局部涡流，或者相互抵消的多股气流，进一步降低车轮发电的能力，因此这类车轮难以付诸于生产应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一个目的在于提供用于新能源电动车的反重力发电车轮，在车轮转动过程中，轮毂在重力的作用下能够相对于轮圈、以及轮圈上的推力轴移动，促使推力轴通过驱动增程齿轮转动以带动单向轴套旋转，进而驱动车轮内的飞轮转子在车辆行驶过程中高速旋转，将飞轮转子的转动惯量转变为电能后实现车辆在行驶过程中的发电，能够更加规律、稳定、高效地实现重力的能量转换，提高车轮的发电效率，实现车辆行驶的全过程中的能量回收，有效地延长电动汽车的续航里程。
[0006]上述目的通过下述技术方案实现：
[0007]用于新能源电动车的反重力发电车轮，包括主轴，所述主轴上同轴设置有轮毂、位于所述轮毂外侧的轮圈，以及位于所述轮毂内侧的定子和飞轮转子，所述飞轮转子能够相对所述定子旋转产生电流，所述轮圈与轮毂之间设置有复位弹簧，所述复位弹簧的内部设置有固定连接在所述轮圈上的推力轴，所述推力轴活动贯穿所述轮毂、且传动连接有位于所述轮毂内部的增程齿轮，所述增程齿轮啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮用于驱动与所述
飞轮转子连接的单向轴套沿单一方向旋转。
[0008]现有技术中，专利CN109823117A利用车轮在行驶过程中的变形所产生的循环气流来驱动发电机叶轮转动，实现发电机发电。这种方式产生的形变不规律，局部易产生涡流或者多股气流相互抵消，致使车轮的发电效率整体偏低。为了解决规律发电的问题，专利技术人在前期的研究中申请的专利202210326848.8公开了一种反重力发电车轮，其利用车辆行驶过程中汽车重力大于牵引力，将汽车因重力而向下移动的数公分距离经悬挂式轮毂、重力转换器、棘轮、棘轮轴套转化为飞轮转子相对于定子的旋转以产生电能，能够稳定地、规律地实现车辆行驶过程中的能量转化。在持续研发的过程中，专利技术人发现，该专利申请所公开的反重力发电车轮的重力转换器可进一步改进，以优化发电车轮的能量转换效率，进一步提升装置运行的可靠性和安全性。
[0009]具体地，本技术方案中，该反重力发电车轮包括不转动的主轴，主轴上同轴设置有轮毂、轮圈、定子、飞轮转子。其中，轮毂、轮圈、飞轮转子能够相对于主轴旋转，而定子固定于主轴上。轮毂与车轴直接或间接连接，设置在轮毂外侧的轮圈用于安装轮胎。飞轮转子能够相对于定子转动，在转动过程中，飞轮转子上的转子磁铁与定子的定子线圈相互作用，于线圈上形成电流，电流经穿过主轴的线缆传输至储能电池。上述部件与作用原理为现有技术，在此不再赘述。
[0010]与现有技术不同的是，本技术方案利用一组或多组由推力轴、增程齿轮、驱动齿轮构成的重力转换机构，在车辆行驶过程中驱动飞轮转子旋转，实现了车辆行驶全过程的稳定、安全、高效的发电。
[0011]具体地，轮圈和轮毂之间设置有一根或多根推力轴，推力轴的一端固定连接在轮圈上，其另一端活动贯穿并延伸至轮毂内部。每根推力轴的外部均套设有一根复位弹簧，且复位弹簧的两端分别连接轮毂和轮圈。因此，本技术方案中，轮圈和轮毂并非如现有技术一样，轮圈和轮毂相对固定，而是轮毂通过复位弹簧悬挂于轮圈内，并能够相对于轮圈沿着推力轴产生一定幅度，例如数厘米的移动。轮毂相对于轮圈的移动幅度在推力轴转动至垂直于水平面时达到最大。当任一根推力轴旋转至竖直时，与车轴连接的轮毂在车身的重力作用下，将沿着竖直的推力轴竖直向下移动，其底部靠近轮圈而顶部远离轮圈。
[0012]轮圈上的推力轴的位置不变，轮毂在向下移动的过程中，也相对上、下两根推力轴，假设有两根相对设置的推力轴同时处于竖直状态，竖直向下移动，位于下方的推力轴的活动端与主轴之间的距离逐渐减小，同时位于上方的推力轴的活动端与主轴之间的距离逐渐增大。
[0013]推力轴的活动端在轮毂内的位置的变化，能够驱动与其传动连接的增程齿轮旋转。这种将竖直方向的移动转化为旋转的实现方式有多种，在一个或多个优选的实施例中，可以在增程齿轮上开设一个弧形槽，而在推力轴上设置一个能够沿弧形槽移动的驱动轴承，利用增程齿轮竖直移动时，驱动轴承与弧形槽侧壁的抵接，即可实现增程齿轮的转动。
[0014]本技术方案中，还包括与飞轮转子直接连接单向轴套，或者所述单向轴套经齿圈和/或变速装置与飞轮转子间接连接。每一根推力轴对应的增程齿轮均啮合有一个驱动齿轮，驱动齿轮能够在增程齿轮的驱动下沿顺时针或逆时针方向转动，以允许增程齿轮在推力轴处于竖直状态和非竖直状态时、轮毂沿竖直方向向下移动和在复位弹簧的作用下复位时，增程齿轮能够沿不同的方向转动。然而，虽然驱动齿轮能够顺时针或逆时针转动，但驱
动齿轮或驱动齿轮组仅能够驱动单向轴套沿单一方向，例如顺时针方向移动，以使得轮毂沿竖直方向向下移动时，增程齿轮沿一个方向转动时，能够通过驱动齿轮驱动单向轴套转动，而在轮毂复位过程中，增程齿轮沿另一个方向转动时，驱动齿轮仅能空转，无法带动单向轴套转动，进而避免多组增程齿轮共同作用时，出现单向轴套朝两个方向转动的情况。
[0015]在车辆行驶过程中，推力轴随着轮毂、轮圈转动，当第一推力轴转动至垂直于水平面时，车轴将车身的重量传递至轮毂，致使轮毂相对于轮圈竖直向下移动数厘米。数厘米的下降距离，使得位于下方的竖直的第一推力轴的活动端向主轴方向移动，在移动过程中，第一推力轴驱动增程齿轮顺时针旋转，增程齿轮带动与其啮合的驱动齿轮逆时针转动，驱动齿轮进而带动单向轴套逆时针转动，单向轴套的转动直接或间接地传递给飞轮转子后，使得飞轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于新能源电动车的反重力发电车轮，包括主轴(1)，所述主轴(1)上同轴设置有轮毂(2)、位于所述轮毂(2)外侧的轮圈(3)，以及位于所述轮毂(2)内侧的定子和飞轮转子(10)，所述飞轮转子(10)能够相对所述定子旋转产生电流，其特征在于，所述轮圈(3)与轮毂(2)之间设置有复位弹簧(5)，所述复位弹簧(5)的内部设置有固定连接在所述轮圈(3)上的推力轴(4)，所述推力轴(4)活动贯穿所述轮毂(2)、且传动连接有位于所述轮毂(2)内部的增程齿轮(6)，所述增程齿轮(6)啮合有驱动齿轮(8)，所述驱动齿轮(8)用于驱动与所述飞轮转子(10)连接的单向轴套(7)沿单一方向旋转。2.根据权利要求1所述的用于新能源电动车的反重力发电车轮，其特征在于，所述轮毂(2)内设置有用于安装增程齿轮(6)的安装轴(21)，所述增程齿轮(6)上设置有驱动槽(61)，所述驱动槽(61)内滑动设置有固定连接于所述推力轴(4)上的推力轴承(41)，所述驱动槽(61)的形状被配置为，所述增程齿轮(6)沿竖直方向移动时，所述推力轴承(41)能够推动所述驱动槽(61)的侧壁以驱动所述增程齿轮(6)转动。3.根据权利要求2所述的用于新能源电动车的反重力发电车轮，其特征在于，所述推力轴(4)用于仅在推力轴(4)朝向主轴(1)移动的过程中，驱动所述增程齿轮(6)转动。4.根据权利要求2所述的用于新能源电动车的反重力发电车轮，其特征在于，所述驱动槽(61)为弧形，所述弧形的圆心角为45～90
°
。5.根据权利要求2所述的用于新能源电动车的反重力发电车轮，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗业富，钱凤军，
申请(专利权)人：中磁动力设备深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：