复合动力汽车技术 本发明是汽车热能回收发电、电磁直接驱动车轮的复合动力汽车技术。
当前汽车发动机产生的热量并没有全部利用，直接排放到空气中，因此浪费了部分能源；汽车车轮是齿轮和转动轴组成的机械传动，汽车轮的制动、动力离合采用机械摩擦方式实现，这样发动机的功率有很大一部分损耗在机械摩擦上，给车辆带来了机械磨损以及能源浪费，也使污染物排放大量增加，不利于环保节能；这种传统技术汽车机械结构复杂、材料以及制造成本高、使用成本也升高；操控烦琐、存在由于制动、方向控制方面的安全隐患。由于环境保护需要以及能源结构调整的形式逼迫，需要改进与革新汽车动力结构、提高能源效率、促进环境保护。
为解决以上问题，人们不断发明了新技术应用在汽车上。包括汽车驱动技术以及降低能耗方面技术。
最新应用的有混合动力汽车技术、氢燃料电池汽车技术、太阳能汽车技术、化学能电池汽车技术、蓄电池汽车技术。这些还都离不开传统机械齿轮传动技术。包括美国通用公司最新概念车轮，也没有超越电动机驱动机械传动齿轮进行力矩放大、机械摩擦制动的传统技术。超越机械传动、摩擦制动技术的是磁悬浮列车驱动、制动方式，但磁悬浮列车磁力技术受到铺设轨道的限制。
本项发明技术是解决现有汽车技术应用中磁悬浮驱动、热能回收发电地两方面问题。采用闭合动态永磁轨道，使磁悬浮状态在环装闭合轨道内连续形成，达到磁力驱动的目的。使磁悬浮轨道与驱动线圈始终处于闭合环路的相对位置中，轨道可以和车轮同步运动、变形，脱离传统磁悬浮轨道束缚；利用汽车发动机产生的热量回收发电，解决汽车电力驱动的用电来源问题。这两项技术是为了达到提高汽车能源利用率、提高汽车性能的目的。可以用在已有汽车技术升级改造上，也可以用在全新动力结构汽车的开发上。
截止到2008年10月10日前，还没有通过互连网络检索到国内、国际上包含以上两项技术的复合动力汽车应用、专利、专利申请、概念论文等。
复合动力汽车技术是由热能回收发电机组②和电磁车轮①以及蓄电池组③组成(图1)。
热能回收发电机②由尾气热量回收腔(图4⑧)、汽化腔(图4⑨)、做功叶轮(图4(11))、永磁转子(图4(15))、压缩叶轮(图4(14))、液化腔(图4⑩)、单向调节阀(图4(13))磁电线圈(图4(12))组成，也包含换热器、发动机冷却液循环系统以及控制系统。是利用汽车发动机运行过程中产生的高温尾气对媒介液体换热而进行换能。高温尾气通过换热翘片时加热媒介液体，媒介液体产生汽化，体积迅速膨胀，媒介气体在增压叶片产生的压力作用下进入液化腔，由于温度降低和压力增大，迅速液化，体积缩小。利用媒介液体的汽化和液化产生的体积变化推动气轮叶片转动。叶轮转动带动永磁转子旋转产生磁场变化，在磁电线圈中产生脉冲电。利用电池组使脉冲电能储蓄和电流变换，产生车轮电动驱动能量。
作为热能交换媒介液体被封闭在多层腔体结构中，形成气、液循环变化。线圈(12)和转子通过外层不绣钢壳体隔离。在汽化开始状态，线圈和转子作为辅助启动电机，辅助做功叶片和压缩叶片转动，辅助汽化与液化环境达到媒介液体物理要求；当媒介汽化与液化稳定连续进行时，线圈(12)与转子转换为发电模式产生电能。腔内轴承的润滑采用高温润滑油混合在腔内循环进行润滑。尾气与热交换媒介液体使用内外翘片提高交换效率。媒介液体液化换热直接用于汽化辅助加热，形成做功循环，使尾气换出来的热量充分使用在气轮叶片作功上。部分气轮做功与汽化温差能量用在液化做功上。实现闭合做功循环。单向调节阀利用电流线圈吸力调节汽化以及液化腔内压差，配合磁电线圈(12)辅助转动力矩变化进行调节，满足各腔体压差需要。根据环境与排气温差大小对外接换热器进行流量控制，调节液化压力与温度确保热能转换效率，使汽化与液化连续进行。使发动机尾气热量温差转换为电能。推动电磁车轮产生驱动力。
电磁驱动车轮①是由轮胎(图2④)、永磁磁轨(图2⑤)、电磁驱动线圈阵列(图2⑥)、轮毂(图2⑦)组成的环型车轮(图2为正视刨面图；图3为侧视刨面图)。本发明技术是在轮胎内侧安装永磁磁轨，也可以使用轮胎橡胶制作磁性橡胶胎作为永磁磁轨(图3⑤)，保证单块磁极表面磁力在4公斤以上。在轮毂上安装环型电磁驱动线圈，线圈横向纵向排列成阵列，利用磁力叠加和同性磁极排斥原理产生旋转扭力，使用异性磁极吸引原理辅助控制扭力方向。通过干簧管传感器识别线圈和磁极的相对位置，控制不同的电磁驱动阵列接通电流，这样磁轨就带动轮胎连续旋转，推动汽车运动。实现轮胎围绕轮毂电磁驱动阵列悬浮旋转运动。
轮胎内面是用高温永磁材料制作的多条环形磁轨道，每条永磁轨道根据轮胎直径大小设置16个以上同相磁极，建立环形封闭磁轨道，轮胎和磁悬浮轨道组合成外环形转子。在轮毂圈面上安装多条环型电磁驱动定子，多条电磁驱动定子环组成环型电磁驱动阵列。在环形电磁阵列旋转磁场作用下，轮胎围绕轮毂旋转形成动力输出。当电磁阵列形成正向旋转磁场时，轮胎正向转动；当电磁阵列形成反向旋转时，轮胎反向旋转；多个轮子组合就形成车辆动力前后行驶、行驶转向，以及实现原地转向。环形电磁驱动阵列不接通动力电源时，即实现动力输出离合，轮胎在自由旋转，实现滑行。环行电磁驱动阵列接通线路但不提供动力电源时，轮处于减速状态，环形电磁阵列转换为发电输出。需要紧急制动时，根据轮的行驶状态以及制动力大小需要，各轮分别给不同强度的反向制动旋转磁场，形成可控力矩动力制动。
以安装直径63厘米，宽23厘米圆形电磁直接驱动车轮车辆为例计算数据如下：
车体举升力矩3公斤X 32组X 4轨X 4轮＝1536公斤
启动力矩3.75公斤X 16组X 4轨X 4轮＝960公斤
最小启动距离0.63米X 3.14/48组＝0.0412米
最高行驶速度0.00063千米X 3.14/4组X 200赫兹X 60秒X 60分＝356千米/小时
最大制动力矩3.75公斤X 16组X 4轨X 4轮＝960公斤
启动时，环形电磁驱动阵列中的位置探测干簧管检测到相对磁轨位置，根据位置选择给不同的电磁组供电，产生推力。由于是直接作用在轮胎内侧，力矩杠杆最大，再加上48点同时产生推力，其叠加的推力就可以直接推动轮。形成大转矩磁力。同时相对磁极的磁力也被叠加为吸力，辅助作用在磁轨上，形成更大的扭力使轮子旋转。环形电磁列是错开角度排布，保证了输出转矩在任何角度稳定。这样1500公斤左右的车体就可以在路面顺利起步。
起步后的加速过程就是持续通直流电过程，环型电磁驱动阵列中的位置探测干簧管检测到环形磁轨的内磁极位置变化后，驱动可控硅组变换电流方向，形成旋转磁场。达到要求速度后，通电为方波电压，用调整脉宽的方式控制各轮转矩达到控制速度以及方向作用。
需要滑行时，直接切断各轮电流，动力就和轮分离。需要减速时，将电磁组接入充电线路，变换为发电模式。需要紧急制动时，根据各轮干簧管检测到的磁极和线圈相对位置状态，环型电磁驱动阵列施加反向电流而产生相反作用力矩，并根据各轮状态以及方向控制要求对轮进行反向扭力分别控制。实现传统汽车的间断刹车ABS、车身动态稳定控制ESP等制动控制功能。
需要转向控制时，只要为车身两侧的轮施加不同方向磁力矩，就可以实现原地旋转、行驶偏转等人工转向操控。
根据车辆动力要求采用增减环型电磁驱动阵列数量实现不同车型匹配。也可以根据启动力矩要求制作不同尺寸的电磁驱动车轮。还能调整工作磁极数量实现不同速度状态节能。
附图说明：图1是复合动力技术汽车俯视结构的图；图2为正视刨面图；图3为侧视刨面图；图4是热能回收发电机组俯视刨面的图。
现有燃油动力乘用车辆可以直接更换轮毂以及轮胎、加装热能回收发电机组、电池组方式转换为复合动力车辆，在城市道路可以使用电磁直接驱动车轮行驶，实现环保节能以及降低行驶成本目的。在高速行驶时，电磁直接驱动电磁驱动可以作为辅助动力，补偿燃油发动机高速运转状态动力不足以及高速制动操控车身稳定性安全。
新开发乘用车辆时，可以根据电磁直接驱动车轮性能以及热能回收发电机组特点，简化车辆机械传动机构设计。全采用电磁直接驱动车轮车辆可以使用化学电池、太阳能电池、热能发电复合动力。环保作用非常明显。动力提升的同时也提高了能源效率。采用电磁直接驱动车轮车辆空间将更宽敞。车辆噪音将更小。
配合热能回收发电机组使用，以现有交通拥堵城市出租车为例，复合动力的改造后车辆比原状态将节能33％左右。减少尾气排放也在30％以上。动力提升在20％以上。转弯半径将减少40％以上。安全与操控性能更有极大改观。根据复合动力车辆的操控性能新规划的城市交通，可以提高城市道路车辆通行效率。