CN105416254A - 基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置，包括压电陶瓷、离合器、凸轮、蓄能装置，车轮连接轴上通过传动齿轮配合连接有传动转轴，该转轴中部设有离合器，转轴末端设置有凸轮，凸轮端面上通过铰接的推杆抵触在压电陶瓷上，压电陶瓷电源输出端连接在蓄能装置上；设置曲轴或凸轮将转轴的旋转运动转化为直线往复运动对压电陶瓷进行挤压，从而产生电能，达到将汽车动能转化为电能的目的。

Description

基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置
技术领域
本发明是涉及一种汽车能量回收装置，具体涉及一种汽车刹车时进行动能回收的基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置。
背景技术
研究表明，在当前城市路况情形下，制动能量占总驱动能量的50%左右；如果能够将该部分能量进行回收利用将有利于提升车辆的燃油利用率，对于节能减排有着积极的意义。
目前采用的方法主要是先将汽车制动或减速时的一部分动能经再生系统转换为其它形式的能量，如:旋转动能、液压能、化学能等，并储存于储能器中，同时产生一定的负荷阻力使汽车减速制动，当汽车再次启动或加速时，再生系统又将储存在储能器中的能量转换为汽车行驶所需的驱动能。
发明内容
为了解决上述问题，将汽车动能转化为电能，本发明设计了一种基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置。
本发明的具体技术内容为：一种基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置，包括压电陶瓷、离合器、凸轮、蓄能装置，车轮连接轴上通过传动齿轮配合连接有传动转轴，该转轴中部设有离合器，转轴末端设置有凸轮，凸轮端面上通过铰接的推杆抵触在压电陶瓷上，压电陶瓷电源输出端连接在蓄能装置上；曲轴或凸轮的偏心距离均为1.5mm。
蓄能装置包括超级电容、变压器和滤波器；压电陶瓷电源输出端依次经过滤波器和变压器后连接在超级电容的充电端。
转轴两端通过轴承固定；将转轴末端凸轮替换为曲轴，数组推杆与压电陶瓷配合安装后装配在曲轴上。
压电陶瓷上下端分别设置有固定板和压板，所述推杆铰接在压板上，对应压板设有垂直压电陶瓷导向的导轨。
本发明的有益技术效果为：设置曲轴或凸轮将转轴的旋转运动转化为直线往复运动对压电陶瓷进行挤压，从而产生电能，达到将汽车动能转化为电能的目的；本装置结构简单，集汽车制动与刹车动能的利用为一体，具有很高的使用价值，符合国家节能减排的号召。
附图说明
附图1为本装置结构简图；
附图2为本装置蓄能装置结构简图；
附图3为利用曲轴传动时本装置结构简图。
图中1为固定板、2为压板、3为推杆、4为凸轮、5为轴承、6为转轴、7为离合器、8为车轮、9为压电陶瓷、10为曲轴、11为连接轴、12为传动齿轮。
具体实施方式
实施例1一种基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置，参见附图1：包括压电陶瓷9、离合器7、凸轮4、蓄能装置，车轮连接轴11上通过传动齿轮12配合连接有传动转轴6，该转轴6中部设有离合器7，转轴6末端设置有凸轮4，凸轮4端面上通过铰接的推杆3抵触在压电陶瓷9上，压电陶瓷9电源输出端连接在蓄能装置上；曲轴10或凸轮4的偏心距离均为1.5mm。
当车辆处于制动过程时，通过离合器7将制动能量回收系统和车轮8连接轴11连在一起，通过连接轴11及传动齿轮12带动转轴6将旋转运动传递到凸轮4上，经过凸轮4把旋转运动转换为往复直线运动，在平盘运动到最高点时，能够挤压压电陶瓷9，使其发生形变，随即平盘下行使压电陶瓷9恢复原状，从而在其两个端面产生一定的电荷，通过不断的往复持续对外输出电能，输出电能与外部的超级电容连接进行电能存储。
实施例2一种基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置，参见附图1-2：包括压电陶瓷9、离合器7、凸轮4、蓄能装置，车轮连接轴11上通过传动齿轮12配合连接有传动转轴6，该转轴6中部设有离合器7，转轴6末端设置有凸轮4，凸轮4端面上通过铰接的推杆3抵触在压电陶瓷9上，压电陶瓷9电源输出端连接在蓄能装置上；曲轴10或凸轮4的偏心距离均为1.5mm。
当车辆处于制动过程时，通过离合器7将制动能量回收系统和车轮8连接轴11连在一起，通过连接轴11及传动齿轮12带动转轴6将旋转运动传递到凸轮4上，经过凸轮4把旋转运动转换为往复直线运动，在平盘运动到最高点时，能够挤压压电陶瓷9，使其发生形变，随即平盘下行使压电陶瓷9恢复原状，从而在其两个端面产生一定的电荷，通过不断的往复持续对外输出电能，输出电能与外部的超级电容连接进行电能存储。
优选地蓄能装置包括超级电容、变压器和滤波器；压电陶瓷9电源输出端依次经过滤波器和变压器后连接在超级电容的充电端；压电陶瓷9输出电流进行滤波使适当变压处理，是超级电容储能更高效。
实施例3一种基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置，参见附图1-3：包括压电陶瓷9、离合器7、凸轮4、蓄能装置，车轮连接轴11上通过传动齿轮12配合连接有传动转轴6，该转轴6中部设有离合器7，转轴6末端设置有凸轮4，凸轮4端面上通过铰接的推杆3抵触在压电陶瓷9上，压电陶瓷9电源输出端连接在蓄能装置上；曲轴10或凸轮4的偏心距离均为1.5mm。
当车辆处于制动过程时，通过离合器7将制动能量回收系统和车轮8连接轴11连在一起，通过连接轴11及传动齿轮12带动转轴6将旋转运动传递到凸轮4上，经过凸轮4把旋转运动转换为往复直线运动，在平盘运动到最高点时，能够挤压压电陶瓷9，使其发生形变，随即平盘下行使压电陶瓷9恢复原状，从而在其两个端面产生一定的电荷，通过不断的往复持续对外输出电能，输出电能与外部的超级电容连接进行电能存储。
优选地蓄能装置包括超级电容、变压器和滤波器；压电陶瓷9电源输出端依次经过滤波器和变压器后连接在超级电容的充电端；压电陶瓷9输出电流进行滤波使适当变压处理，是超级电容储能更高效。
优选地转轴6两端通过轴承5固定，保证转轴6的稳定性；将转轴6末端凸轮4替换为曲轴10，数组推杆3与压电陶瓷9配合安装后装配在曲轴10上，设置曲轴10代替凸轮4，能够有效提高传动效果，增强传动稳定性，可以设置多组压电陶瓷9，增强装置电能回收效率。
进一步的压电陶瓷9上下端分别设置有固定板1和压板2，所述推杆3铰接在压板2上，对应压板2设有垂直压电陶瓷9导向的导轨。

Claims (5)

1.一种基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置，包括压电陶瓷、离合器、凸轮、蓄能装置，其特征是：车轮连接轴上通过传动齿轮配合连接有传动转轴，该转轴中部设有离合器，转轴末端设置有凸轮，凸轮端面上通过铰接的推杆抵触在压电陶瓷上，压电陶瓷电源输出端连接在蓄能装置上；蓄能装置包括超级电容、变压器和滤波器；压电陶瓷电源输出端依次经过滤波器和变压器后连接在超级电容的充电端。
2.根据权利要求1所述基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置，其特征是：转轴两端通过轴承固定。
3.根据权利要求1所述基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置，其特征是：压电陶瓷上下端分别设置有固定板和压板，所述推杆铰接在压板上，对应压板设有垂直压电陶瓷导向的导轨。
4.根据权利要求1或4所述基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置，其特征是：将转轴末端凸轮替换为曲轴，数组推杆与压电陶瓷配合安装后装配在曲轴上。
5.根据权利要求1或4所述基于压电陶瓷的汽车制动能量回收装置，其特征是：曲轴或凸轮的偏心距离均为1.5mm。
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