CN107070084A - 小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，包括外圈截面为Y形的轮毂；轮毂两个侧面对称设置两个靠轮，靠轮和轮毂在非制动状态下存在间隙，在制动状态下紧密接触产生摩擦力；两个靠轮分别通过连接轴连接齿锥，齿锥啮合发电机转子，左右两个齿锥与发电机转子存在的两个啮合面；靠轮、连接轴和齿锥绕旋转轴旋转，当对左右两边靠轮钳形用力，两个靠轮同时接触轮毂两侧，左右两个靠轮将制动摩擦力矩通过左右两个齿锥传递给发电机转子，控制靠轮与轮毂的接触力，以控制制动力大小，改变发电机发电电量。本发明结构的制动发电机，制动力大，发电功率大，不损伤轮胎；提高电动自行车、电动三轮车续航里程，在坡道多山区使用优势更加明显。

Description

小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统
技术领域
本发明涉及本发明涉及制动摩擦力发电技术领域，具体是小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统。
背景技术
制动摩擦力发电是将制动摩擦力转化为发电机的电磁力进行发电，将制动能量转化为电能。车辆速度通过控制制动摩擦力大小来进行控制，摩擦力与摩擦面正压力相关；当制动摩擦力传递到发电机转子时，制动摩擦力与发电机转矩成正比。
制动功率＝制动摩擦力*运行速度。
制动摩擦力与载重、坡度、速度减量等因素相关。
对于电动汽车，假设所需制动摩擦力为2000牛顿，车辆行驶速度为30米/秒(108公里/小时)，其制动摩擦力产生的机械功约为60KW，相当于该车辆行驶所需电机的额定功率，该功率并不连续产生的。根据估算，电动汽车在下坡时平均连续制动功率约为10KW。
电动自行车、电动三轮车、电动滑板车、电动代步车等车辆，简称小功率电动车辆。假设小功率电动车辆所需制动摩擦力为200牛顿，车辆行驶速度为5米/秒(18公里/小时)，其制动摩擦力产生的机械功约为1KW。考虑机械能传递效率和机械能转换电能的效率，发电功率约为800W，该功率大约是行驶所需电机额定功率的两倍。目前车辆的制动发电系统是通过轮胎摩擦传递机械能，提供照明和手机充电，功率为数瓦，能产生小部分制动力。当尝试利用制动摩 擦力进行更大功率发电机时，若仍然采用摩擦轮与轮胎的摩擦来传递制动能量，车辆的轮胎会产生严重磨损，轮胎使用寿命大大缩短。
如何将制动摩擦力变为机械转动，并控制制动摩擦力的大小，推动发电机转子发电，是亟需解决的问题。
发明内容
本发明为了解决背景技术中提出的问题，提供了一种小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，采用采用靠轮和制动片摩擦产生的制动摩擦力使得靠轮旋转，由与靠轮同轴的齿锥带动发电机转子旋转发电。
本发明提出的一种小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，包括外圈截面为Y形的轮毂；轮毂两个侧面对称设置两个靠轮，所述靠轮和轮毂在非制动状态下存在间隙，在制动状态下紧密接触产生摩擦力；两个靠轮分别通过连接轴连接齿锥，齿锥啮合发电机转子，左右两个齿锥与发电机转子存在的两个啮合面；靠轮、连接轴和齿锥绕旋转轴旋转，当对左右两边靠轮钳形用力，使两个靠轮同时接触轮毂两侧，左右两个靠轮将制动摩擦力矩通过左右两个齿锥传递给发电机转子，控制靠轮与轮毂的接触力，以控制制动力大小，从而改变发电机发电电量。
所述靠轮外轮廓曲面适应轮毂内凹弧面以增大接触面积，增大靠轮与轮毂的接触面积以增大摩擦力，也使靠轮与轮毂摩擦磨损均匀。
在上述技术方案中，所述靠轮外表面采用耐磨涂层。
在上述技术方案中，所述轮毂与靠轮接触外表面采用耐磨涂层。
在上述技术方案中，所述靠轮外面包覆有多块摩擦片。
在上述技术方案中，所述摩擦片采用现有技术的耐磨金属材料或复合材料。
在上述技术方案中，所述发电机功率在20W至2KW之间。
在上述技术方案中，所述Y形的轮毂两边的的弧形曲面上贴装制动片，制动片由多块拼接，沿轮毂围成完整一圈。
在上述技术方案中，所述制动片上设置有孔，用沉头螺丝固定在轮毂上。
在上述技术方案中，所述制动片采用耐磨金属材料或复合材料，或制动片表面有耐磨涂层。
本发明的制动发电系统，制动力大，发电功率大，靠轮和制动片采用现有技术中汽车制动材料能用较小的磨损提供足够摩擦力，这种摩擦力也就是制动力。采用靠轮和制动片摩擦产生的制动摩擦力使得靠轮旋转，由与靠轮同轴的齿锥带动发电机转子旋转发电。将制动摩擦力变为机械转动，推动发电机转子发电。若制动产生静摩擦力，则控制发电机转矩就可以控制制动力。
是本发明的制动摩擦力发电系统包括外圈截面为Y形的Y形轮毂；轮毂平面的两面对称安放两个靠轮，靠轮和轮毂在非制动状态下存在间隙，在制动状态下紧密接触产生摩擦力；两个靠轮分别通过连接轴连接齿锥，齿锥啮合发电机转子，左右两个齿锥与发电机转子存在的两个啮合面；靠轮、连接轴和齿锥绕旋转轴旋转，当对左右两边靠轮钳形用力，使两个靠轮同时接触轮毂两侧，左右两个靠轮将制动摩擦力矩通过左右两个齿锥传递给发电机转子。控制靠轮与轮毂的接触力，可以控制制动力大小，从而改变发电机发电电量。采用本发明结构和方法的制动发电机，制动力大，发电功率大，不损伤轮胎；制动能量利用充分，能提高电动自行车、电动三轮车续航里程，在坡道多山区使用优势更加明显。
附图说明
图1是本发明中制动盘制动摩擦力发电机械传动剖面示意图。
图2是本发明轮毂结构示意图。
图中编号说明：3、靠轮；4、摩擦片；5、连接轴；6、齿锥；7、啮合面；8、发电机转子；9、旋转轴；10、轮毂；21、制动片；22、孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1所示的小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，包括外圈截面为Y形的轮毂10；轮毂10两个侧面对称设置两个靠轮3，靠轮3和轮毂10在非制动状态下存在间隙，在制动状态下紧密接触产生摩擦力；两个靠轮3分别通过连接轴5连接齿锥6，齿锥6啮合发电机转子8，左右两个齿锥6与发电机转子8存在的两个啮合面7；靠轮3、连接轴5和齿锥6绕旋转轴9旋转，当对左右两边靠轮钳形用力，使两个靠轮3同时接触轮毂10两侧，左右两个靠轮3将制动摩擦力矩通过左右两个齿锥6传递给发电机转子8，控制靠轮3与轮毂10的接触力，以控制制动力大小，从而改变发电机发电电量。靠轮3外轮廓曲面适应轮毂10内凹弧面以增大接触面积，增大靠轮3与轮毂10的接触面积以增大摩擦力，也使靠轮3与轮毂10摩擦磨损均匀；靠轮3外表面采用耐磨涂层，轮毂10与靠轮3接触外表面采用耐磨涂层；靠轮3外面包覆有多块摩擦片4，摩擦片4采用现有技术的耐磨金属材料或复合材料，发电机功率在20W至2KW之间，Y形的轮毂10两边的的弧形曲面上贴装制动片21，制动片21由多块拼接，沿轮毂10围成完整一圈。
制动片21上设置有孔22，用沉头螺丝固定在轮毂10上。制动片21采用耐磨金属材料或复合材料，或制动片表面有耐磨涂层。
包括外圈截面为Y形的Y形轮毂10；轮毂平面的两面对称安放两个靠轮，靠轮3和轮毂10在非制动状态下存在间隙，在制动状态下紧密接触产生摩擦力；两个靠轮分别通过连接轴5连接齿锥6，齿锥6啮合发电机转子8，左右两个齿锥与发电机转子8存在的两个啮合面7；靠轮3、连接轴5和齿锥6绕旋转轴9旋转，当对左右两边靠轮钳形用力，使两个靠轮同时接触轮毂两侧，左右两个靠轮将制动摩擦力矩通过左右两个齿锥传递给发电机转子8。控制靠轮3与轮毂10的接触力，可以控制制动力大小，从而改变发电机发电电量。，靠轮3外轮廓曲面适应轮毂10内凹弧面以增大接触面积。增大靠轮3与轮毂10的接触面积能增大摩擦力，也使两者摩擦磨损均匀。靠轮3外表面和/或轮毂1与靠轮3接触外表面采用耐磨涂层。靠轮3外包有多块摩擦片4。摩擦片4是易损件，便于更换。摩擦片4采用现有技术的耐磨金属材料或复合材料。发电机功率在20W至2KW之间。
另外一种轮毂结构是，Y形轮毂两边的的弧形曲面上贴装制动片，制动片由多块拼接，沿轮毂围成完整一圈。如图2所示，制动片21上有孔22，用沉头螺丝固定在轮毂11上。制动片21有多快，沿轮毂11围成完整一圈。制动片21采用耐磨金属材料或复合材料，或制动片表面有耐磨涂层。
采用该结构和方法的制动发电机，制动力大，发电功率大，不损伤轮胎；制动能量利用充分，能提高电动自行车、电动三轮车续航里程，在坡道多山区使用优势更加明显。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，其特征在于：包括外圈截面为Y形的轮毂(10)；轮毂(10)两个侧面对称设置两个靠轮(3)，所述靠轮(3)和轮毂(10)在非制动状态下存在间隙，在制动状态下紧密接触产生摩擦力；两个靠轮(3)分别通过连接轴(5)连接齿锥(6)，齿锥(6)啮合发电机转子(8)，左右两个齿锥(6)与发电机转子(8)存在的两个啮合面(7)；靠轮(3)、连接轴(5)和齿锥(6)绕旋转轴(9)旋转，当对左右两边靠轮钳形用力，使两个靠轮(3)同时接触轮毂(10)两侧，左右两个靠轮(3)将制动摩擦力矩通过左右两个齿锥(6)传递给发电机转子(8)，控制靠轮(3)与轮毂(10)的接触力，以控制制动力大小，从而改变发电机发电电量。
2.根据权利要求1所述的小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，其特征在于：所述靠轮(3)外轮廓曲面适应轮毂(10)内凹弧面以增大接触面积，增大靠轮(3)与轮毂(10)的接触面积以增大摩擦力，也使靠轮(3)与轮毂(10)摩擦磨损均匀。
3.根据权利要求1所述的小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，其特征在于：所述靠轮(3)外表面采用耐磨涂层。
4.根据权利要求1所述的小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，其特征在于：所述轮毂(10)与靠轮(3)接触外表面采用耐磨涂层。
5.根据权利要求1所述的小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，其特征在于：所述靠轮(3)外面包覆有多块摩擦片(4)。
6.根据权利要求5所述的小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，其特征在于：所述摩擦片(4)采用现有技术的耐磨金属材料或复合材料。
7.根据权利要求1所述的小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，其特征在于：所述发电机功率在20W至2KW之间。
8.根据权利要求1所述的小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，其特征在于：所述Y形的轮毂(10)两边的的弧形曲面上贴装制动片(21)，制动片(21)由多块拼接，沿轮毂(10)围成完整一圈。
9.根据权利要求8所述的小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，其特征在于：所述制动片(21)上设置有孔(22)，用沉头螺丝固定在轮毂(10)上。
10.根据权利要求8所述的小功率电动车辆上的制动摩擦力发电系统，其特征在于：所述制动片(21)采用耐磨金属材料或复合材料，或制动片表面有耐磨涂层。
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