一种惯性能量回收总成及车辆的制作方法

1.本发明涉及惯性能量回收总成技术领域，尤其涉及一种惯性能量回收总成及车辆。


背景技术：

2.随着新能源汽车的发展，为提供新能源汽车的能量利用效率，出现了不同的装置对车辆行驶过程中产生的能量进行回收，其中就包括惯性能量的回收。而现有的惯性能量回收大多为利用车辆减速时的惯性，即使车轮带动驱动电机转动，从而使驱动电机变为发电机发电，将电能储存至电池组内，实现能量回收。
3.但车辆的启动和制动同样带有大量的惯性，这也是车辆能量流失的一部分。特别是对于新能源汽车而言，更佳的能量回收策略以及更高的电能续航可以作为其核心竞争力之一，因此，本方案通过在不改变原有机械构件的前提下，设置惯性能量回收装置独立进行工作，最大程度的保证了其他机械构件的工作流畅性，并提高对新能源车辆运行过程中惯性能量的回收利用率。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，故本发明提供的一种惯性能量回收总成及车辆，通过将惯性能量回收总成安装在车辆上，利用车辆的启动与刹车动作，包括运行中的车速变化，甚至是车辆静态状况下因地面振动带来的惯性势能，使惯性体在壳体内进行移动，通过磁生电效应为车辆的电池充电，从而解决车辆的能量利用率以及电能续航不足的问题。
5.本发明提供一种惯性能量回收总成，包括壳体、惯性体以及电池。所述壳体包括磁性相反的两部分、以在所述壳体内形成磁场；所述惯性体为磁导体件、并滑动安装在所述壳体内，且在惯性作用下可沿切割所述磁场的磁感线方向移动；所述电池与所述惯性体电性连接、并形成闭合回路。
6.于本发明的一实施例中，还包括弹性组件，所述弹性组件安装于所述惯性体上；当所述惯性体在惯性作用下移动至接触所述壳体内壁时，所述惯性体的动能转化为所述弹性组件的弹性势能，并通过所述弹性组件的弹性势能提供所述惯性体反向移动的动能。
7.于本发明的一实施例中，所述弹性组件包括筒体、弹簧以及触杆。所述筒体安装于所述惯性体上，且所述筒体的轴向平行于所述惯性体的移动方向；所述弹簧设置于所述筒体内、并与所述筒体连接至所述惯性体的端部；所述触杆连接到所述弹簧远离所述惯性体的一端。
8.于本发明的一实施例中，所述弹簧的长度小于所述筒体的长度，且所述弹簧的所述长度加所述触杆的长度大于所述筒体的所述长度。
9.于本发明的一实施例中，所述壳体磁性相反的两部分关于所述壳体的轴线对称设置，以使所述壳体内形成磁场的磁感线垂直于所述壳体的所述轴线。
10.于本发明的一实施例中，所述壳体磁性相反的两部分还包括分别设置在所述壳体
的两端以使所述壳体内形成磁场的磁感线平行于所述壳体的所述轴线。
11.于本发明的一实施例中，所述壳体内设置有滑动安装所述惯性体的一对轨道，所述轨道表面设置有导电涂层，所述电池通过导线连接至所述轨道的所述导电涂层以与所述惯性体电性连接形成所述闭合回路。
12.于本发明的一实施例中，所述轨道呈螺旋状设置于所述壳体内，以使所述惯性体在沿所述壳体轴向移动的同时产生转动。
13.于本发明的一实施例中，所述惯性体包括磁导体部以及绝缘部，所述磁导体部呈框型结构设置，且所述磁导体部的第一侧边滑动安装在对应的所述轨道上；所述绝缘部安装于所述磁导体部与所述第一侧边相对的第二侧边、并滑动安装在对应的所述轨道上。
14.于本发明的一实施例中，所述磁导体部包括第一磁导体段和第二磁导体段，所述第一磁导体段平行于所述壳体的所述轴线，所述第二磁导体段垂直于所述壳体的所述轴线。
15.本发明还提供一种车辆，所述车辆安装有上述的惯性能量回收总成。
16.于本发明的一实施例中，多个所述惯性能量回收总成分别安装在所述车辆上，以利用所述车辆产生的惯性能量。
17.于本发明的一实施例中，所述惯性能量回收总成的电池采用所述车辆内置的电池。
18.本发明的有益效果：通过将惯性能量回收总成安装在车辆上，利用车辆的启动与刹车动作，包括运行中的车速变化，甚至是车辆静态状况下因地面振动带来的惯性势能，使惯性体在壳体内进行移动，通过磁生电效应为车辆的电池充电，增强车辆的能量利用率以及电能续航。
19.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，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的附图。在附图中：
21.图1为本发明惯性能量回收总成的结构示意图；
22.图2为图1中a处的局部放大图；
23.图3为本发明惯性能量回收总成立体结构的局部剖视图；
24.图4为图3中b处的局部放大图。
25.图中：1、壳体；10、轴线；100/100’、磁性s极部分；101/101’、磁性n极部分；11、轨道；2、惯性体；200、第一侧边；201、第二侧边；21、磁导体部；211、第一磁导体段；212、第二磁导体段；22、绝缘部；3、电池；30、导线；4、弹性组件；41、筒体；42、弹簧；43、触杆。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书
所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
27.请参阅图1至图4。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
28.请参阅图1，本发明实施例提供一种惯性能量回收总成，包括壳体1、惯性体2以及电池3。壳体1包括磁性相反的两部分100，101、以在壳体1内形成磁场；惯性体2为磁导体件、并滑动安装在壳体1内，且在惯性作用下可沿切割磁场的磁感线方向移动；电池3与惯性体2电性连接、并形成闭合回路。
29.惯性能量回收总成产生加速度变化时，惯性体2受惯性作用在壳体1内发生滑动，并同时切割壳体1在磁性相反的两部分100，101间形成磁场的磁感线，进而使磁导体件的惯性体2产生磁生电效应，从而在惯性体2与电池3形成的闭合回路中形成电流，实现惯性能量回收。
30.需要说明的是，滑动安装在壳体1内的惯性体2，可以通过在惯性体2的相应侧边的端部安装滑轮，利用滑轮在壳体1内壁滚动实现惯性体2的滑动，降低惯性体2的滑动阻力及动能损耗，以提高惯性能量回收效率。
31.请参阅图1至图4，于一实施例中，还包括弹性组件4，弹性组件4安装于惯性体2上；当惯性体2在惯性作用下移动至接触壳体1内壁时，惯性体2的动能转化为弹性组件4的弹性势能，并通过弹性组件4的弹性势能提供惯性体2反向移动的动能。
32.惯性体2在移动至壳体1端部时，通过弹性组件4接触到壳体1端部，并将惯性体2多余的动能转化为挤压弹性组件4的势能，随着惯性体2的动能完全传递到弹性组件4后，使弹性组件4蓄积的势能提供惯性体2反向移动的动能，如此往复。使得惯性体2在壳体1中有限的行程中充分利用惯性势能。
33.需要说明的是，弹性组件4既可以是安装在惯性体2位于壳体1轴心处端部的弹簧42，也可以是连接在惯性体2与壳体1之间的弹性绳，使弹性组件4能够将惯性体2在壳体1内滑移的动能转化为弹性组件4的弹性势能，并提供惯性体2往复滑移的动能，以充分释放惯性体2的惯性势能即可。
34.请参阅图2，于一实施例中，弹性组件4包括筒体41、弹簧42以及触杆43。筒体41安装于惯性体2上，且筒体41的轴向平行于惯性体2的移动方向；弹簧42设置于筒体41内、并与筒体41连接至惯性体2的端部；触杆43连接到弹簧42远离惯性体2的一端。弹簧42的长度小于筒体41的长度，且弹簧42的长度加触杆43的长度大于筒体41的长度。
35.惯性体2移动至壳体1端部的瞬间，通过触杆43接触壳体1端部，并通过挤压触杆43将动能转化为弹簧42的弹性势能，将弹簧42套设安装于筒体41中，并配合弹簧42端部固定安装的触杆43，是为了保持弹簧42的形变过程处于套筒内且平行于惯性体2的移动方向，进而降低惯性体2动能转化为弹簧42弹性势能的损耗，增强对惯性体2动能的利用率，从而提升惯性体2能量回收总成的使用效果。
36.请参阅图3和图4，于一实施例中，壳体1内设置有滑动安装惯性体2的一对轨道11，轨道11表面设置有导电涂层，电池3通过导线30连接至轨道11的导电涂层以与惯性体2电性连接形成闭合回路。轨道11呈螺旋状设置于壳体1内，以使惯性体2在沿壳体轴向移动的同时产生转动。
37.在本实施例中，通过将惯性体2在壳体1内滑移的轨道11设置成螺旋状，使惯性体2移动的同时实现转动，进而使得惯性体2平行于移动方向的部分通过转动切割磁感线，从而增加了惯性体2中切割磁感线的有效长度，进一步增强磁生电效应。
38.需要说明的是，通过在轨道11表面设置导电涂层，利用惯性体2在滑移过程中接触轨道11实现与电池3间的电性连接，替代在惯性体2与电池3间连接导线30，进而避免在壳体1内连接的导线30影响惯性体2的移动。
39.值得一提的是，当惯性体2处于较大惯性势能时，可以利用螺旋设置的轨道11进一步增加惯性体2在壳体1移动时受到的阻力，避免较大惯性势能时的惯性体2通过弹性组件4的触杆43碰撞壳体1端部造成损伤。同样的，还可以根据惯性能量回收总成所应用回收惯性势能的大小范围，调整轨道11的螺旋角，在较大惯性势能情况下选择更大的螺旋角，使惯性势能更多的转化为惯性体2的转动，增加磁生电效应的强度，进而在壳体1的有限空间内优化对惯性体2的能量利用率。
40.请参阅图3和图4，于一实施例中，壳体1磁性相反的两部分100，101关于壳体1的轴线10对称设置，以使壳体1内形成磁场的磁感线垂直于壳体1的轴线10。同样的，壳体1磁性相反的两部分100’，101’还包括分别设置在壳体1的两端，以使壳体1内形成磁场的磁感线平行于壳体1的轴线10。
41.壳体1磁性相反的两部分100，101即包括沿壳体1的轴线10对称分为磁性s极部分100和磁性n极部分101，进而形成磁感线垂直于壳体1的轴线10方向的磁场，以使得磁导体件的惯性体2在沿壳体1的轴线10方向移动时，惯性体2垂直于壳体1轴线10方向的截面部分在移动时切割壳体1轴线10两侧间形成的磁感线，以在形成的闭合回路中实现磁生电效应。
42.同样的，壳体1磁性相反的两部分100’，101’还可包括对称分布在壳体1两端的磁性s极部分100’和磁性n极部分101’，进而形成磁感线平行于壳体1的轴线10方向的磁场，以使得磁导体件的惯性体2在沿壳体1的螺旋状轨道11移动并产生转动时，惯性体2垂直于壳体1轴线10方向的截面部分在转动时切割壳体1两端之间形成的磁感线，并在形成的闭合回路中实现磁生电效应。
43.请参阅图3和图4，于一实施例中，惯性体2包括磁导体部21以及绝缘部22，磁导体部21呈框型结构设置，且磁导体部21的第一侧边200滑动安装在对应的轨道11上；绝缘部22安装于磁导体部21与第一侧边200相对的第二侧边201、并滑动安装在对应的轨道11上。磁导体部21包括第一磁导体段211和第二磁导体段212，第一磁导体段211平行于壳体1的轴线10；第二磁导体段212垂直于壳体1的轴线10。
44.本实施例中，磁导体部21朝向壳体1的两端分别为第一侧边200和第二侧边201，框型结构的磁导体部21在第一侧边200上折弯朝向壳体1的内壁，并使磁导体部21的端部滑动连接在对应的轨道11中。磁导体部21在第二侧边201上连接有绝缘部22、并通过绝缘部22的两端滑动连接在对应的轨道11中。使得惯性体2分别通过磁导体部21和绝缘部22滑动安装在壳体1的对应轨道11上。
45.需要说明的是，在壳体1的轴线11方向上，一对轨道11之间的距离与磁导体部21中第一侧边200上连接对应轨道11的端部和第二侧边201上连接对应轨道11的绝缘部22之间的距离相匹配，以使惯性体2沿壳体1的轨道11移动。
46.惯性体2通过安装在壳体1内的轨道11上实现滑移，因此在惯性体2中设置磁导体部21和绝缘部22两部分，并分别与壳体1内的轨道11进行滑动连接，例如在磁导体部21上采用磁导体件的支杆和滑轮接触轨道11，在绝缘部22上使用绝缘材料的支杆及滑轮安装在轨道11中。其中，磁导体部21一端滑动连接在壳体1的轨道11上，并沿第一侧边200延伸向壳体1的轴线处，随后弯折180
°
形成第二磁导体段212，接着弯折90
°
形成第一磁导体段211，然后继续弯折90
°
形成第二侧边201的第二磁导体段212，如此般对称壳体1的轴线10设置，使得磁导体部21的另一端同样滑动连接在壳体1的轨道11上，并通过与轨道11中导电涂层连接的导线30以及电池3，以确保惯性体2与电池3间的形成一个完整的闭合回路。同时在惯性体2沿壳体1内移动和转动时，通过平行于壳体1轴向的第一磁导体段211利用惯性体2的转动切割磁感线，通过平行于壳体1径向的第二磁导体段212利用惯性体2的移动切割磁感线，从而充分利用惯性体2动能产生的磁生电效应。
47.本发明还提供一种车辆，车辆安装有上述的惯性能量回收总成。多个惯性能量回收总成分别安装在车辆上，以利用车辆产生的惯性能量。惯性能量回收总成的电池3采用车辆内置的电池3。
48.本实施例中，惯性能量回收总成被安装车辆上，可以布置于平行车辆的行进方向上，包括车辆底盘处从车头到车尾的方向，也可以布置在车辆底盘从主驾驶到副驾驶的方向，以利用车辆转弯时的惯性势能，同样的，还可布置在车辆的a柱、b柱或c柱上，利用车辆纵向上产生的惯性势能，例如通过减速带等路面产生的纵向振动。车辆的启动与刹车动作，包括运行中的车速变化，甚至是车辆静态状况下因地面振动，都会带来惯性势能，使惯性体2在壳体1内进行移动，通过磁生电效应为电池3充电，进而实现了惯性能量回收的多次利用。同时，在惯性能量回收总成中的弹性组件4，能够实现车辆单次产生的惯性势能带动惯性体2往复移动，充分利用惯性能量。
49.需要说明的是，惯性能量回收总成还可安装在车辆的车门、引擎盖以及后备厢门处，以利用开合过程中翻转产生的惯性势能。同样的，将车辆的电池3替代惯性能量回收总成的电池3，直接将磁生电效应的电能补充如车辆电池3中，特别是对于新能源动力的车辆，可以进一步提高车辆的能量利用效率以及续航能力。
50.综上，本发明提供的一种惯性能量回收总成及车辆，通过将惯性能量回收总成安装在车辆上，利用车辆的启动与刹车动作，包括运行中的车速变化，甚至是车辆静态状况下因地面振动带来的惯性势能，使惯性体2在壳体1内进行移动，通过磁生电效应为车辆的电池3充电，增强车辆的能量利用率以及电能续航。
51.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟
悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种惯性能量回收总成，其特征在于，包括：壳体(1)，所述壳体(1)包括磁性相反的两部分(100，101)、以在所述壳体(1)内形成磁场；惯性体(2)，所述惯性体(2)为磁导体件、并滑动安装在所述壳体(1)内，且在惯性作用下可沿切割所述磁场的磁感线方向移动；电池(3)，所述电池(3)与所述惯性体(2)电性连接、并形成闭合回路。2.根据权利要求1所述的惯性能量回收总成，其特征在于，还包括弹性组件(4)，所述弹性组件(4)安装于所述惯性体(2)上；当所述惯性体(2)在惯性作用下移动至接触所述壳体(1)内壁时，所述惯性体(2)的动能转化为所述弹性组件(4)的弹性势能，并通过所述弹性组件(4)的弹性势能提供所述惯性体(2)反向移动的动能。3.根据权利要求2所述的惯性能量回收总成，其特征在于，所述弹性组件(4)包括：筒体(41)，所述筒体(41)安装于所述惯性体(2)上，且所述筒体(41)的轴向平行于所述惯性体(2)的移动方向；弹簧(42)，所述弹簧(42)设置于所述筒体(41)内、并与所述筒体(41)连接至所述惯性体(2)的端部；触杆(43)，所述触杆(43)连接到所述弹簧(42)远离所述惯性体(2)的一端。4.根据权利要求3所述的惯性能量回收总成，其特征在于，所述弹簧(42)的长度小于所述筒体(41)的长度，且所述弹簧(42)的所述长度加所述触杆(43)的长度大于所述筒体(41)的所述长度。5.根据权利要求1所述的惯性能量回收总成，其特征在于，所述壳体(1)磁性相反的两部分(100，101)关于所述壳体(1)的轴线(10)对称设置，以使所述壳体(1)内形成磁场的磁感线垂直于所述壳体(1)的所述轴线(10)。6.根据权利要求5所述的惯性能量回收总成，其特征在于，所述壳体(1)磁性相反的两部分(100’，101’)还包括分别设置在所述壳体(1)的两端，以使所述壳体(1)内形成磁场的磁感线平行于所述壳体(1)的所述轴线(10)。7.根据权利要求6所述的惯性能量回收总成，其特征在于，所述壳体(1)内设置有滑动安装所述惯性体(2)的一对轨道(11)，所述轨道(11)表面设置有导电涂层，所述电池(3)通过导线(30)连接至所述轨道(11)的所述导电涂层以与所述惯性体(2)电性连接形成所述闭合回路。8.根据权利要求7所述的惯性能量回收总成，其特征在于，所述轨道(11)呈螺旋状设置于所述壳体(1)内，以使所述惯性体(2)在沿所述壳体(1)轴向移动的同时产生转动。9.根据权利要求1所述的惯性能量回收总成，其特征在于，所述惯性体(2)包括：磁导体部(21)，所述磁导体部(21)呈框型结构设置，且所述磁导体部(21)的第一侧边(200)滑动安装在对应的所述轨道(11)上；绝缘部(22)，所述绝缘部(22)安装于所述磁导体部(21)与所述第一侧边(200)相对的第二侧边(201)，并滑动安装在对应的所述轨道(11)上。10.根据权利要求9所述的惯性能量回收总成，其特征在于，所述磁导体部(21)包括：第一磁导体段(211)，所述第一磁导体段(211)平行于所述壳体(1)的所述轴线(10)；第二磁导体段(212)，所述第二磁导体段(212)垂直于所述壳体(1)的所述轴线(10)。
11.一种车辆，其特征在于，所述车辆安装有如权利要求1-10中任一项所述的惯性能量回收总成。12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，多个所述惯性能量回收总成分别安装在所述车辆上，以利用所述车辆产生的惯性能量。13.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述惯性能量回收总成的电池(3)采用所述车辆内置的电池(3)。

技术总结
本发明提供一种惯性能量回收总成及车辆；其中惯性能量回收总成包括壳体、惯性体以及电池，所述壳体包括磁性相反的两部分、以在所述壳体内形成磁场；所述惯性体为磁导体件、并滑动安装在所述壳体内，且在惯性作用下可沿切割所述磁场的磁感线方向移动；所述电池与所述惯性体电性连接、并形成闭合回路。本发明通过将惯性能量回收总成安装在车辆上，利用车辆的启动与刹车动作，包括运行中的车速变化，甚至是车辆静态状况下因地面振动带来的惯性势能，使惯性体在壳体内进行移动，通过磁生电效应为车辆的电池充电，从而解决车辆的能量利用率以及电能续航不足的问题。电能续航不足的问题。电能续航不足的问题。


技术研发人员：张强
受保护的技术使用者：浙江吉利控股集团有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/6/4