汽车创意设计论文类《具有无线电磁传感充电功能的磁悬浮混合动力

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具有无线电磁传感充电功能的磁悬浮混合动力汽车

摘要

随着社会的不断发展进步，贸易、旅游等行业的发展和频繁需求，人们对出行交通的便捷、舒适、安全及准点率均寄予厚望。能源危机、环境保护呼声的日趋高涨，发展和普及电动汽车等新能源汽车是当下的主流呼声。虽然国内外纯电动汽车和插电式混合动力汽车的量产和销售已经开始，但还并不是真正属于未来的理想汽车。什么才是未来理想的新动力汽车呢？什么才算得上新动力创意？我们应该有发现“超导体”的思维，对于未来汽车换一种思维去架构新的理论才有可能突破。所以，我们大胆的提出了无线传感充电磁悬浮混合动力汽车。希望能够弥补纯电动汽车电池充电、行驶距离和最高时速的不足，也为传统混合动力汽车引入新的动力结合方式——在传统路面纯电动模式行驶，当进入磁悬浮轨道后，能同时利用磁悬浮提供牵引力和对汽车电池进行电磁感应式无线充电。

关键词：磁悬浮 无线充电 新混合动力

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第一章. 绪论

随着社会的不断发展进步，贸易、旅游等行业的发展和频繁需求，人们对出行交通的便捷、舒适、安全及准点率均寄予厚望。但交通拥堵以及行班的延误已成为困扰人们正常生活的大问题。能源危机、环境保护呼声的日趋高涨，发展和普及电动汽车等新能源汽车是当下的主流呼声。展望未来几十年的汽车新动力来源，结合当下已经量产或出于试验阶段的国内外新型环保汽车，主要有以下五种，纯电动汽车(EV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、太阳能汽车、氢动力汽车、生物燃料汽车。其中太阳能汽车、氢动力汽车和生物燃料汽车因为其安全性和实际利用效率，发展前景并不明朗。虽然国内外纯电动汽车和插电式混合动力汽车的量产和销售已经开始，但还并不是真正属于未来的理想汽车。什么才是未来理想的新动力汽车呢？什么才算得上新动力创意？我们应该有发现“超导体”的思维，对于未来汽车换一种思维去架构新的理论才有可能突破。所以，我们大胆的提出了无线传感充电磁悬浮混合动力汽车。希望能够弥补纯电动汽车电池充电、行驶距离和最高时速的不足，也为传统混合动力汽车引入新的动力结合方式——在传统路面纯电动模式行驶，当进入磁悬浮轨道后，能同时利用磁悬浮提供牵引力和对汽车电池进行电磁感应式无线充电。

第二章. 研究背景和意义

2.1 新能源汽车发展

汽车工业是国民经济的支柱产业，它与人们的生活息息相关，已成为现代社会必不可少的组成部分。但是，以石油为燃料的传统的汽车工业，在为人们提供快捷、舒适的交通工具的同时，增加了国民经济对化石能源的依赖，加深了能源生产与消费之间的矛盾。随着资源与环境双重压力的持续增大，发展新能源汽车已成为未来汽车工业发展的方向。我们必须意识到，即便如今已经有纯电力和混合动力的汽车，但实际上他们都直接或者间接地使用化石燃料，因此，这并不算是真正的环保汽车。纯电力汽车非常适合于城市短距离的旅行。它的动力产生于大型电池盒电动马达的运转。这种汽车的最大优点是不会排放含有二氧化碳的尾气，因此不产生污染气体。某种程度上说，电力汽车的确是环境友好型汽车。但是如今电力汽车的行驶范围普遍只有160公里，而后需要充电。混合动力汽车结合了电力汽车和汽油汽车的优点，当电动车需要高速或高负荷时，发动机和电机-发电机系统组成复合驱动形式，以最大功率驱动车辆；当汽车开始减速或者静止不动时，由于内燃机可持续工作，富余的功率可发电给电池充电，因此比电力汽车的行驶距离要长。目前，即便

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有了更高效的装置，我们仍然依赖于汽油，如今的燃油混合动力汽车并不能算是真正的未来环保汽车，只能是汽车不断发展的一个过渡产物，需要更高效、环保的混合动力汽车。

2.2 新型交通运输方式的出现

汽车、喷气式客机、内燃机车组成的传统交通是环境污染的大户。中国的大城市现在已和世界绝大多数城市一样, 污染空气的元凶为汽车的尾气, 机动车排放的污染物占城市大气污染物的比例高达40% ~ 60%,并正以每年2% ~ 3%的比例增加。为了摆脱传统交通所面临的困境, 世界各国都依托高科技途径, 研究构建资源节约型(节地、节能)和环境友好型(低碳、绿色)的未来城市交通和城际交通: 转入地下, 实现节地; 以电力驱动, 摒弃燃料直接驱动, 实现绿色环保; 以磁悬浮摒弃轮轨摩擦, 实现节能低碳; 在真空隧道中运行, 摒弃车厢高速运行时的空气摩擦, 实现进一步的节能低碳。真空管道磁悬浮运输系统就是一种未来可以依赖的交通运输方式。它能解决由于我们人类过于依赖不可再生能源所要面临的能源枯竭问题，且能让我们的交通运输方式有质的变化。

第三章. 磁悬浮基本原理

3.1 磁悬浮概论

进入20世纪70年代以后，伴随世界工业化国家经济实力的不断加强，交通运输能力急需跟上经济全球化发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。而美国和前苏联则分别在七八十年代放弃了这项研究计划。目前，只有德国和日本仍在继续进行磁悬浮系统的研究。德国侧重于常导磁悬浮铁路方面的研究并成功进行了载人试验；而日本则把重心放在了超导磁悬浮铁路技术的研究上，也取得了载人试验的成功。他们都在磁悬浮领域取得了令世人瞩目的进展。

3.2 磁悬浮基本原理

磁悬浮列车是依靠磁吸力或磁斥力将列车悬浮于空中并进行导向，利用线性电机驱动列车运行，让列车可以在距离轨道100mm的高度飞行。磁悬浮高速列车系统主要由悬浮系统、导向系统和驱动系统组成。

3.2.1 悬浮系统

目前悬浮系统的设计分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统（EMS）和电力悬浮系统（EDS）。如图3.1所示为列车的悬浮系统。

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1-隧道；2-客厢；3-轨道；4-轭铁；5-线圈绕组

图 3.1列车的悬浮系统

(1)电磁悬浮系统（EMS）是一种磁吸力悬浮系统。它是依靠列车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关，所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。

(2)电力悬浮系统（EDS）将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生电流。由于机车和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大，从而产生的电磁斥力提供了稳定的机车的支撑和导向。然而机车必须安装类似车轮一样的装置对机车在起飞和着陆时进行有效支撑，这是因为EDS在机车速度低于大约25英里/小时无法保证悬浮。EDS系统在低温超导技术下得到了更大的发展。

3.2.2 推进系统

磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时，由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就像电机的转子一样被推动做直线运动，从而在悬浮状态下，列车可以完全实现非接触的牵引和制动。在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用，就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引，并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥。当列车前进时，在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个 …… 此处隐藏：2612字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……