CN105978222A - 车轴动能回收装置 - Google Patents

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蔡圣剑
熊树生
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
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Abstract

本发明涉及一种车轴动能回收装置，包括感应线圈、磁感线切割装置、第一滚动轴承、第二滚动轴承和电能存储装置，所述磁感线切割装置置于所述感应线圈所产生的磁场范围内，并与汽车传动轴同轴固定安装，第一滚动轴承安装到汽车传动轴上，第二滚动轴承安装在传动轴两边边缘位置，第一滚动轴承和第二滚动轴承的外圈通过导线分别连接到电能存储装置的正负电极中的一个电极，所述磁感线切割装置采用圆盘形金属器件，所述感应线圈设置在所述磁感线切割装置的上方，所述感应线圈的轴线与所述汽车传动轴的轴线垂直。本发明旨在回收汽车刹车时的动能，并将其转化为电能，从而避免了刹车过程中的动能浪费，同时还避免了传统的使用电刷导致的磨损。

Description

车轴动能回收装置
技术领域
本发明涉及一种汽车车轴刹车能量回收装置，尤其是利用电磁感应实现的刹车能量回收装置。
背景技术
目前，汽车的发动机普遍采用盘式及鼓式制动，汽车的动能转化为热能损失，造成能量的浪费。
发明内容
为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种车轴动能回收装置，旨在回收汽车刹车时的动能，并将其转化为电能，从而避免了刹车过程中的动能浪费。
本发明的主要技术方案有：
一种车轴动能回收装置，包括感应线圈、磁感线切割装置、第一滚动轴承、第二滚动轴承和电能存储装置，所述磁感线切割装置置于所述感应线圈所产生的磁场范围内，并与汽车传动轴同轴固定安装，所述第一滚动轴承安装到汽车传动轴上，所述第二滚动轴承安装在汽车传动轴上，所述第一滚动轴承和第二滚动轴承的外圈通过导线分别连接到所述电能存储装置的正负电极中的一个电极。
所述车轴动能回收装置还包括铁芯，所述铁芯设置在底盘下方，所述感应线圈优选在靠近磁感线切割装置或靠近传动轴的地方的线圈数多于其他位置。
所述磁感线切割装置采用盘状金属器件。
所述磁感线切割装置采用圆盘形金属器件。
所述电能存储装置可以为电池，进一步地，可以是飞轮电池、锂电池或铅酸蓄电池。
所述感应线圈可以设置在所述磁感线切割装置的上方，所述感应线圈的轴线优选与所述汽车传动轴的轴线垂直。
所述感应线圈和第二滚动轴承各有两套，均对称布置于所述第一滚动轴承的左右两边，这样的结构可以认为是有两套回收装置。所述感应线圈采用U形的线圈绕组。
所述车轴动能回收装置还可以设有用于与所述汽车传动轴同轴连接的主轴，相应地，所述车轴动能回收装置的各部分的设置方式可以有以下两种：(1)所述磁感线切割装置和第一、第二滚动轴承固定安装在所述主轴上，所述磁感线切割装置与所述主轴同轴固定连接；(2)采用与所述汽车传动轴同轴连接的主轴充当所述磁感线切割装置，第一、第二滚动轴承固定安装在所述主轴上。
所述感应线圈与为所述感应线圈施加电压的电源之间可以设有开关，所述开关的开合与汽车刹车操作机构联动。
本发明的有益效果是：本发明将汽车制动时的能量进行搜集重新转化为电能，回收了原本普遍被浪费了的动能，减少了热量损失。由于采用滚动轴承将转动的磁感线圈切割装置与静止的电极相连，相比传统的电刷，极大地减少了磨损。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种车轴动能回收装置，设置的底盘6的下方，如图1所示，包括位置固定的感应线圈1、磁感线切割装置2、第一滚动轴承3、第二滚动轴承4和电能存储装置5，所述磁感线切割装置置于所述感应线圈所产生的磁场范围内，并与汽车传动轴同轴固定安装，所述第一滚动轴承安装到汽车传动轴上，所述第二滚动轴承安装在汽车传动轴的边缘位置上，所述第一滚动轴承和第二滚动轴承的外圈通过导线分别连接到所述电能存储装置的正负电极中的一个电极，用于向所述电能存储装置充电。汽车制动时，给所述感应线圈施加电压，所述感应线圈产生磁场。所述磁感线切割装置随汽车传动轴同步转动的过程中，做切割磁力线的运动，由此产生感应电动势。所述第一滚动轴承、第二滚动轴承、磁感线切割装置和所述电能存储装置形成闭合的电回路。所述磁感线切割装置切割磁力线的过程中，穿过所述电回路的磁通量发生变化，根据电磁感应原理，所述电回路中产生电流，由此实现动能到电能的转化。通过所述电能存储装置，电能被收集并存储于其中，用于被适时的输出、使用，例如可以回馈给汽车的发动机或者给汽车的某些用电装置供电。
所述车轴动能回收装置还包括铁芯，所述铁芯设置在底盘下方、靠近所述感应线圈处，用于提高所述感应线圈产生的磁场的强度。所述感应线圈不同位置处的匝数可以设置成不同，例如在靠近磁感线切割装置或传动轴的地方的线圈数多于其他位置。
所述磁感线切割装置采用盘状金属器件，进一步地，所述磁感线切割装置优选采用圆盘形金属器件。
所述电能存储装置可以为电池、电容、充电电容等，进一步地，所述电池可以是飞轮电池、锂电池或铅酸蓄电池。
所述感应线圈可以设置在所述磁感线切割装置的上方，所述感应线圈的轴线优选与所述汽车传动轴的轴线垂直。
所述感应线圈和第二滚动轴承各有两套，均对称布置于所述第一滚动轴承的左右两边，相当于有两套动能回收装置，两个第二滚动轴承的外圈各自通过导线连接到电能存储装置的同一个电极上，两套动能回收装置共用一个第一滚动轴承。当然，所述电能存储装置也可以设置两个，分别作为两套回收装置的电能存储装置。当设置两套回收装置时，所述第二滚动轴承优选安装在传动轴的两边边缘处。
所述感应线圈优选采用U形的线圈绕组，U形开口朝下，上端固定在底盘上。所述磁感线切割装置或者所述传动轴从所述U形的线圈绕组的U形开口处穿过。
所述车轴动能回收装置还可以设有用于与所述汽车传动轴同轴连接的主轴，相应地，所述车轴动能回收装置的各部分的设置方式可以有以下两种：(1)所述磁感线切割装置和第一、第二滚动轴承固定安装在所述主轴上，所述磁感线切割装置与所述主轴同轴固定连接。使用时，直接将所述主轴与汽车传动轴进行同轴固定安装即可。(2)采用与所述汽车传动轴同轴连接的主轴充当所述磁感线切割装置，第一、第二滚动轴承固定安装在所述主轴上。附图1所示即为该设置方式。对于上述两种设置方式，各部分与主轴的连接方式等同于前述相应部分与传动轴的连接方式。
所述感应线圈与为所述感应线圈施加电压的电源之间设有开关，所述开关的开合与汽车刹车操作机构联动，特别是一执行刹车操作，所述开关就被闭合，所述电源立即给所述感应线圈施加电压，使所述感应线圈产生磁场。随后因为所述磁感线切割装置切割磁力线，所以所述电回路中有电流流过。
所述车轴动能回收装置还可以设有轴承支架，所述轴承支架、电池与汽车底盘相对固定，所述轴承支架与所述第一滚动轴承和第二滚动轴承的外圈固定连接，由此利用滚动轴承来连接运动的磁感线切割装置与静止的电极，既解决了静、动接触点间的连接问题，又减小了摩擦，避免了传统采用电刷时的电刷阻力磨损。

Claims (10)

1.一种车轴动能回收装置，其特征在于：包括感应线圈、磁感线切割装置、第一滚动轴承、第二滚动轴承和电能存储装置，所述磁感线切割装置置于所述感应线圈所产生的磁场范围内，并与汽车传动轴同轴固定安装，所述第一滚动轴承安装到汽车传动轴上，所述第二滚动轴承安装在汽车传动轴上，所述第一滚动轴承和第二滚动轴承的外圈通过导线分别连接到所述电能存储装置的两个电极。
2.如权利要求1所述的车轴动能回收装置，其特征在于：还包括铁芯，所述铁芯设置在底盘下方，所述感应线圈在靠近磁感线切割装置的地方的线圈数多于其他位置。
3.如权利要求2所述的车轴动能回收装置，其特征在于：所述磁感线切割装置采用盘状金属器件。
4.如权利要求3所述的车轴动能回收装置，其特征在于：所述磁感线切割装置采用圆盘形金属器件。
5.如权利要求4所述的车轴动能回收装置，其特征在于：所述电能存储装置为电池。
6.如权利要求5所述的车轴动能回收装置，其特征在于：所述感应线圈设置在所述磁感线切割装置的上方，所述感应线圈的轴线与所述汽车传动轴的轴线垂直。
7.如权利要求6所述的车轴动能回收装置，其特征在于：所述感应线圈和第二滚动轴承各有两套，均对称布置于所述第一滚动轴承的左右两边，所述感应线圈采用U形的线圈绕组。
8.如权利要求7所述的车轴动能回收装置，其特征在于：还设有用于与所述汽车传动轴同轴连接的主轴，所述磁感线切割装置和第一、第二滚动轴承固定安装在所述主轴上，所述磁感线切割装置与所述主轴同轴固定连接，或者，采用与所述汽车传动轴同轴连接的主轴充当所述磁感线切割装置，第一、第二滚动轴承固定安装在所述主轴上。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的车轴动能回收装置，其特征在于：所述感应线圈与为所述感应线圈施加电压的电源之间设有开关，所述开关的开合与汽车刹车操作机构联动。
10.如权利要求9所述的车轴动能回收装置，其特征在于：还设有轴承支架，所述轴承支架与所述第一滚动轴承和第二滚动轴承的外圈固定连接。
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