CN103889786A - 车辆充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种车辆充电装置,其将压电元件设置在车轮部分,通过车轮旋转向压电元件施加压力,从而实现发电。本发明实施例的车辆充电装置包括:弹性部,介于轮毂和轮胎之间,以实现能够在车辆的轮毂及轮胎半径方向上伸缩;压电元件,其设置在所述弹性部一侧或两侧末端,接收来自所述弹性部的压力,从而产生电力,与所述车辆的电池连接,由所产生的电力对所述电池进行充电。

Description

车辆充电装置
技术领域
本发明涉及一种车辆充电装置。
背景技术
车辆具备电池,以便提供用于运行车辆内的各种部件的电力。通常这种电池为蓄电池方式,向车辆内部部件进行供电,另一方面可以通过车辆行驶时车轮的旋转运动驱动发电机(generator)进行充电。
但是,随着技术的发展,车辆中使用的电子部件逐渐增多,呈现车辆运行时耗电量增加的趋势。为克服这些问题,可以想到的最为简单的方法是增加电池容量的方法。但是,考虑到耗油等问题,并且车辆内部件越发呈现小型化和轻量化的趋势,因此增加电池容量的方法与这种趋势相反,而且扩增容量也存在局限。所以为了解决电池电力不足的问题,人们一方面进行减少车辆内部件电力消耗的各种研究,另一方面研究增加电池容量的方案。
韩国实用新型公开第1998-0028334号(“利用压电元件的电池充电装置”,1998.08.05)、韩国专利公开第2003-0039692号(“利用车辆悬架装置的辅助发电机”,2003.05.22)、日本专利公开第2011-041344号(“发电装置”,2011.02.24)等中,公开了通过发电机进行充电的同时,能够以电池为辅助,进一步充电的多种技术。所述技术均利用车辆悬架装置(suspension system)中具备的压电元件(piezoelectric element)来完成辅助充电。众所周知,悬架装置是指通过弹性作用支撑车体重量的同时,缓冲车轮上下振动的装置,即车辆行驶时随时发生上下方向的压力变化的装置,在这种悬架装置上设置压电元件,从而能够期待相当优异的辅助充电效果。
但是,利用这种悬架装置所配备的压电元件的辅助充电效果,会根据路面状况(即车辆上下振动程度)或其它各种行驶条件,变动幅度大,因此存在用作稳定的辅助充电的方法,其效果不佳的问题。
现有技术文献
专利文献
1.韩国实用新型公开第1998-0028334号(“利用压电元件的电池充电装置”,1998.08.05)
2.韩国专利公开第2003-0039692号(“利用车辆悬架装置的辅助发电机”,2003.05.22)
3.日本专利公开第2011-041344号(“发电装置”,2011.02.24)发明内容
(一)要解决的技术问题
因此,本发明是为了解决上述以往技术问题而提出的,其目的在于,提供一种车辆充电装置,其将压电元件设置在车轮部分,通过车轮旋转向压电元件施加压力,从而实现发电。
(二)技术方案
为了实现上述目的,本发明实施例的车辆充电装置包括:弹性部,设置在所述轮毂和轮胎之间,以实现能够在车辆轮毂及轮胎半径方向上伸缩;压电元件,设置在所述弹性部一侧或两侧末端,接收来自所述弹性部的压力,从而产生电力,与所述车辆的电池连接,由所产生的电力对所述电池进行充电。
此时,优选还可以包括压力施加板,其设置在所述压电元件外侧一面或两面,将所施加的压力传递到所述压电元件。
并且,优选地,所述压电元件设置在所述弹性部的靠所述轮胎侧末端、靠所述轮毂侧末端或两侧末端中的任一位置。
并且,优选地,所述压电元件以所述轮胎中心为中心,放射状配置多个。
并且,优选地,所述压电元件可以设置在所述轮胎内部。
并且,优选地,所述压电元件产生的电力,通过所述弹性部或另设的电线集电,传递到所述电池。
另外,具备本发明的车辆充电装置的车辆具备电池和车辆充电装置,所述车辆充电装置包括:弹性部,介于轮毂和轮胎之间,以实现能够在车辆轮毂及轮胎半径方向上伸缩;压电元件,设置在所述弹性部一侧或两侧末端,接收来自所述弹性部的压力,从而产生电力,与所述电池连接,由所产生的电力对所述电池进行充电,所述车辆充电装置中,所述压电元件中产生的电力,通过所述弹性部或另设的电线集电,传递到所述电池。
(三)有益效果
根据本发明,具有在通过发电机进行充电的车辆电池上还增加辅助充电的效果。当然由此从车辆电池向各种车辆部件的电力供给能够更稳定。
并且,根据本发明,具有车辆运行时不受行驶条件限制,能够稳定产生预定水平以上的电力的优异效果。因此,考虑本发明的辅助充电效果,可以降低电池要求性能,其结果,还能够得到进一步小型化电池的效果。
附图说明
图1是本发明一实施例的车辆充电装置的剖面图。
图2至图5是本发明车辆充电装置的多个实施例的剖面图。
图6是本发明一实施例的车辆充电装置的工作原理。
图7是本发明一实施例的具备车辆充电装置的车辆。
附图标记说明
100:(本发明的)车辆充电装置  110:弹性部
120:压电元件                  130:压力施加板
200:轮毂                      300:轮胎
400:电池                      500:车辆
具体实施方式
以下,参照附图,对具有如上所述结构的本发明的车辆充电装置进行详细说明。
图1是示出本发明的车辆充电装置的代表实施例的图。如图1所示,本发明实施例的车辆充电装置100由包括轮毂200和轮胎300的车轮所具备的弹性部110及压电元件120构成。(作为参照,为了更明显示出本发明的车辆充电装置,附图中的大小与实际相比以有所放大的尺寸表示)图7是示出具有如上所述的车辆充电装置的车辆500的一实施例,概略地表示电池400和所述车辆充电装置100相连的车辆500。图1的下部示出本发明一实施例的车辆充电装置100的放大图。参照图1,对各部分进行更加详细的说明。
如图所示,弹性部110设置在所述轮毂200和轮胎300之间,以实现能够在车辆轮毂200及轮胎300的半径方向上伸缩。即弹性部110随着轮毂200和轮胎300之间的间距变化而伸长或收缩。所述弹性部110只要是例如弹簧等能够产生弹性的结构物,或由如橡胶等具有弹性的材质而成的块等,通过外力进行伸长或收缩,并且具有欲恢复原状的弹性,则没有特别限定。
压电元件120设置在弹性部110一侧或两侧末端。所述压电元件120只要是受压产生电力的材质,则没有特别限定,例如水晶、电气石、钛酸钡等材质等。
图1的代表实施例中示出压电元件120仅设置在弹性部110的轮胎300侧的一侧的形态。图2至图5是示出本发明的车辆充电装置的多种实施例,图2示出压电元件120仅设置在弹性部110的轮毂200侧的一侧的实施例,图3示出压电元件120设置在弹性部110两侧末端的实施例。如此,压电元件120只要是能够通过弹性部110接收压力的位置,则可以位于弹性部110的轮毂200或轮胎300的任何一侧末端,或位于弹性部110两侧末端中的任一位置。
如上所述,弹性部110随着轮毂200和轮胎300之间的间距变化而进行伸缩,由此弹性部100产生弹性力。该弹性力对设置在弹性部110末端的压电元件施加压力,如上所述,压电元件120从弹性部110受到压力,从而产生电力。压电元件120与车辆电池电连接,由此压电元件120中产生的电力,通过弹性部110或另设的电线集电,传递到电池,从而实现充电。展开说明的话,通常弹性部110由金属材质而成,而能够进行导电,因此可将弹性部110自身用作导体来进行集电,也可以在压电元件120上连接另设的电线来进行集电。在将车辆车轮集电的电力传递到电池的过程中,使用电线的情况下,会存在因车轮旋转导致电线缠绕的问题。因此为了防止此现象,可以在从车轮的集电部接收电力的电线上设置防止缠绕的结构,或者利用车辆部件大部分均由能够进行导电的金属材质而成的特点,可以使用通过车辆连接部分的部件进行导电,并在不发生缠绕的部分连接电线等的结构。只要是这种能够将通过压电元件120收集的电力传递到电池的结构,则在不脱离本发明技术思想的范围内,可以使用任一结构。
如上所述,本发明实施例的车辆充电装置100可以只由弹性部110和压电元件120构成。另一方面,由弹性部110作用的压力施加在压电元件120表面时,因接触面积小,可能压力不能均匀分布在压电元件120的整个面上进行施加,并且,因上述问题,可能压电元件120外表皮受到冲击导致破损。因此,本发明实施例的车辆充电装置100,如图1、图2、图3等所示,可以设置在压电元件120外侧一面,或如图4所示,还可以包括设置在两面,并将施加的压力传递到压电元件120的压力施加板130。具体地,压力施加板130具有将由弹性部110和轮胎300传递的压力分散到压力施加板130整个板面的作用,由此能够使压力向压电元件120面积方向均匀分布并传递,压电元件120的发电特性更加优秀。因为压力施加板130可以均匀分散压力,所以可防止过大压力传递到压电元件120的一部分上,从而通过具备压力施加板130,能够获得降低压电元件120破损危险的附加效果。
并且,如图5所示,压电元件120可以配置在轮胎300内部。通常轮胎300内部为由多个层构成的结构,通过使压电元件120设置在轮胎300内部,从而能够实现稳定的配置。这种情况下,压力施加板130可以与压电元件120一同设置在轮胎300内部,或者可以设置在轮胎300外部,以便能够从外部容易掌握压电元件120的位置。
如图2至图5所示,所述车辆充电装置100中,所述压电元件120可以设置在所述弹性部110的靠所述轮毂200侧的末端及靠所述轮胎300侧的末端的一侧或两侧中任意位置,所述压电元件120也可以设置在所述轮胎300内部,并且,所述压力施加板130可以设置在所述压电元件120一面或两面等能够进行多种变更。换言之,图2至图5并非限定本发明,如所述压电元件120设置在所述弹性部110两侧,且所述压力施加板130设置在所述压电元件120两面等,只要不脱离本发明技术思想的范围,所述车辆充电装置100能够进行多种变更。
图6示出本发明车辆充电装置的实施例的工作原理。如图6所示,在与地面接触的位置,轮胎300受到从地面垂直方向的力。通过轮胎300从地面受到的力300,使轮毂200和轮胎300的间距自然缩小。此时,如图6所示,在车辆充电装置100在该方向上并排设置的情况下,随着轮毂200和轮胎300的间距缩小,弹性部110收缩,由此从弹性部110作用弹性力,向设置在弹性部110一侧末端的压电元件120施加压力。与地面直接接触,引起变形并产生压力的部分是轮胎300,所以为了更有效地传递压力,如图1及图6所示,优选压电元件120设置在弹性部110的轮胎300侧的末端。
车辆行驶,车轮会连续做旋转运动,此时,一个车辆充电装置100每旋转一圈受到一次这样的压力,并产生电力。因为车辆行驶时,车轮必定旋转,因此通过车轮旋转产生电力的本发明实施例的车辆充电装置100,与以往利用悬架装置所具备的压电元件的辅助充电装置相比,具有更多发展机会,与以往相比得到能够大幅增加发电量的效果。
为了进一步增大这样的效果,本发明实施例的车辆充电装置100,如图1及图6所示,优选在所述轮毂200上放射状配置多个。由此,车轮每旋转一次,就会进行与充电装置100的数量相应的充电,能够进一步增大发电量。
本发明不限定于所述实施例,其不仅适用范围广泛,在不脱离权利要求书中所保护的本发明主旨,在本发明所属的技术领域中,只要拥有常识的人均能够进行多种变更。
工业实用性
根据本发明,具有在通过发电机进行充电的车辆电池上还增加辅助充电的效果。当然由此从车辆电池向各种车辆部件的电力供给能够更稳定。
并且,根据本发明,具有车辆运行时不受行驶条件限制,能够稳定产生预定水平以上的电力的优异效果。因此,考虑本发明的辅助充电效果,可以降低电池要求性能,其结果,还能够得到进一步小型化电池的效果。

Claims (7)

1.一种车辆充电装置,其包括:弹性部,介于轮毂和轮胎之间,以实现能够在车辆的轮毂及轮胎半径方向上伸缩;压电元件,其设置在所述弹性部一侧或两侧末端,接收来自所述弹性部的压力,从而产生电力,与所述车辆的电池连接,由所产生的电力对所述电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的车辆充电装置,还包括压力施加板,其设置在所述压电元件外侧一面或两面,将所施加的压力传递到所述压电元件。
3.根据权利要求1所述的车辆充电装置,所述压电元件设置在所述弹性部的靠所述轮胎侧末端、靠所述轮毂侧末端或两侧末端中的任一位置。
4.根据权利要求1所述的车辆充电装置,所述压电元件以所述轮胎中心为中心,放射状配置有多个。
5.根据权利要求1所述的车辆充电装置,所述压电元件设置在所述轮胎内部。
6.根据权利要求1所述的车辆充电装置,所述压电元件所产生的电力,通过所述弹性部或另设的电线集电,传递到所述电池。
7.一种具备车辆充电装置的车辆,其具备电池和车辆充电装置,所述车辆充电装置包括:弹性部,介于轮毂和轮胎之间,以实现能够在车辆轮毂及轮胎半径方向上伸缩;压电元件,设置在所述弹性部一侧或两侧末端,接收来自所述弹性部的压力,从而产生电力,与所述电池连接,由所产生的电力对所述电池进行充电,其中,所述压电元件中产生的电力,通过所述弹性部或另设的电线集电,传递到所述电池。
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