CN108215804B - 一种电动汽车制动能量再生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车制动能量再生装置，其中，包括：传动组件，包括一可转动地设置在桥壳内的传动轴；压电组件，包括一由压电陶瓷材料制成的筒状压电元件和若干设置在压电元件内壁上的条形凸起，条形凸起由压电陶瓷材料制成；压电元件安装在桥壳内，传动轴穿过压电元件上的孔；传动轴与压电元件同轴安装，且传动轴的外周与条形凸起之间按预定距离值间隙设置；执行组件，包括柔性块，柔性块设置在传动轴的外周上并与传动轴一起转动，且位于压电元件的内部；柔性块在制动时沿传动轴的径向向外移动不断与条形凸起产生碰撞，柔性块在非制动时紧靠传动轴的外周，且与条形凸起之间存在间隙。能够实现电动汽车的制动再生制动。
Description
技术领域
本发明涉及纯电动汽车再生制动技术，尤其涉及一种电动汽车制动能量再生装置。
背景技术
现行的电动汽车，其动力电池深度放电的循环寿命短，充电时间长，比功率低，比能量低，续驶里程短，而续航里程的提高对电动汽车的发展有着深远的影响。电动汽车在减速制动过程中，大量动能转化为热能耗散掉，在现有动力电池性能水平下，通过再生制动可以将这些动能回收利用，提高汽车的续驶里程。
再生制动是电动汽车在减速或刹车时，将汽车行驶的惯性能量通过传动系统传递给电机，电机以发电方式工作，为蓄电池充电，实现惯性能量回收利用。同时，产生的电机制动力矩通过传动系统对驱动轮起到制动作用。这种方式不仅需要大幅增加电动汽车的质量，而且效果有限，能量回收的效果较差。
如何对电动汽车的制动能量进行有效回收是本领域亟待解决的重要问题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动汽车制动能量再生装置，以解决现有技术中的问题，期望在能够替代传统汽车的盘式或者毂式制动方式，在不增加汽车总质量的前提下，实现电动汽车有效制动，并进行制动能量最大限度的回收和利用。
本发明提出了一种电动汽车制动能量再生装置，其中，包括：传动组件，包括一可转动地设置在桥壳内的传动轴；
压电组件，包括一由压电陶瓷材料制成的筒状压电元件和若干设置在所述压电元件内壁上的条形凸起，所述条形凸起由压电陶瓷材料制成；所述压电元件安装在桥壳内，所述传动轴穿过所述压电元件上的孔；所述传动轴与所述压电元件同轴安装，且所述传动轴的外周与所述条形凸起之间按预定距离值间隙设置；
执行组件，包括柔性块，所述柔性块设置在所述传动轴的外周上并与所述传动轴一起转动，且位于所述压电元件的内部；所述柔性块在制动时沿传动轴的径向向外移动不断与所述条形凸起产生碰撞，所述柔性块在非制动时紧靠所述传动轴的外周，且与所述条形凸起之间存在间隙。
如上所述的电动汽车制动能量再生装置，其中，优选的是，所述传动组件还包括车轮和差速器；
所述传动轴的一端与所述差速器传动连接，另一端与所述车轮传动连接；所述传动轴与所述桥壳之间通过轴承连接。
如上所述的电动汽车制动能量再生装置，其中，优选的是，所述条形凸起为多个，且多个所述条形凸起沿所述压电元件的内壁的周向均匀分布。
如上所述的电动汽车制动能量再生装置，其中，优选的是，所述执行组件还包括固定连接块、连接杆、驱动杆和驱动滑块；
所述固定连接块固定设置在所述传动轴上，所述驱动滑块可滑动地安装在所述传动轴上；所述驱动杆的第一端与所述驱动滑块铰接，所述驱动杆的第二端与所述连接杆的第一端铰接，所述连接杆的第二端与所述固定连接块铰接；所述驱动杆与所述驱动滑块之间的铰接点、所述驱动杆与所述连接杆之间的铰接点和所述连接杆与所述固定连接块之间的铰接点位于一个三角形的三个顶点处；
所述驱动杆与所述连接杆的连接处位于所述压电元件内，且所述柔性块设置在所述连接杆或所述驱动杆上，且所述柔性块位于所述连接杆与所述驱动杆的铰接处。
如上所述的电动汽车制动能量再生装置，其中，优选的是，所述柔性块、所述连接杆和所述驱动杆均为多个，且三者数量相等。
如上所述的电动汽车制动能量再生装置，其中，优选的是，还包括支撑环，所述支撑环固定设置在所述传动轴上，且位于正对所述连接杆与所述驱动杆的铰接点处；当所述连接杆或所述驱动杆抵靠在所述支撑环的外周上时，所述驱动杆与所述驱动滑块之间的铰接点到所述传动轴中心线的距离和所述连接杆与所述固定连接块之间的距离均小于所述连接杆与所述驱动杆之间的铰接点到所述传动轴中心线之间的距离。
如上所述的电动汽车制动能量再生装置，其中，优选的是，所述驱动滑块与制动系统传动连接，制动时，所述驱动滑块在制动系统的作用下向靠近所述固定连接块的一端滑动，并推动所述柔性块向外移动并与所述条形凸起不断碰撞；非制动时，所述驱动滑块在制动系统的作用下向远离所述固定连接块的一端滑动，直到所述连接杆或所述驱动杆抵靠在所述支撑环的外周上。
如上所述的电动汽车制动能量再生装置，其中，优选的是，所述支撑环的外周上设有多个凹槽，非制动时，所述连接杆与所述驱动杆的铰接处位于对应的所述凹槽内且抵靠在所述凹槽的底部。
如上所述的电动汽车制动能量再生装置，其中，优选的是，所述凹槽的数量为9个。
如上所述的电动汽车制动能量再生装置，其中，优选的是，所述柔性块为橡胶块。
本发明提出的一种电动汽车制动能量再生装置，将筒状的电压元件安装在桥壳内，将执行组件安装在传动轴上，然后将传动轴穿过压电元件上的孔并可转动地安装在桥壳内，使执行组件上的柔性块位于压电元件内，以保证在制动时，通过将柔性块沿传动轴的轴线方向移动，能够使柔性块与压电元件上的条形凸起产生碰撞进而使条形凸起在柔性块的压力下产生电能，从而达到制动能量再生的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式提出的电动汽车制动能量再生装置在制动状态下的结构示意图；
图2为本发明具体实施方式提出的电动汽车制动能量再生装置在非制动状态下的结构示意图；
图3为本发明具体实施方式提出的压电组件的结构示意图；；
图4为本发明具体实施方式提出的滑动组件的结构示意图；
图5为本发明具体实施方式提出的支撑环的结构示意图。
附图标记说明：
1-传动组件，2-桥壳，3-传动轴，4-压电组件，5-压电元件，6-条形凸起，7-执行组件，8-柔性块，9-车轮，10-差速器，11-连接块，12-连接杆，13-驱动杆，14-驱动滑块，15-支撑环，16-凹槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参照图1和图2，图1为本发明具体实施方式提出的电动汽车制动能量再生装置在制动状态下的结构示意图；图2为本发明具体实施方式提出的电动汽车制动能量再生装置在非制动状态下的结构示意图，本发明具体实施方式提出了一种电动汽车制动能量再生装置，其中，包括：传动组件1，包括一可转动地设置在桥壳2内的传动轴3；
压电组件4，包括一由压电陶瓷材料制成的筒状压电元件5和若干设置在所述压电元件5内壁上的条形凸起6，所述条形凸起6由压电陶瓷材料制成；所述压电元件5安装在桥壳2内，所述传动轴3穿过所述压电元件5上的孔；所述传动轴3与所述压电元件5同轴安装，且所述传动轴3的外周与所述条形凸起6之间按预定距离值间隙设置；
执行组件7，包括柔性块8，所述柔性块8设置在所述传动轴3的外周上并与所述传动轴3一起转动，且位于所述压电元件5的内部；所述柔性块8在制动时沿传动轴3的径向向外移动不断与所述条形凸起6产生碰撞，所述柔性块8在非制动时紧靠所述传动轴3的外周，且与所述条形凸起6之间存在间隙。
具体实施时，请参照图1和图2，电压元件5安装在桥壳2内，将执行组件7安装在传动轴3上，然后将传动轴3穿过压电元件5上的孔并可转动地安装在桥壳2内，使执行组件7上的柔性块8位于压电元件5内，以保证在制动时，通过将柔性块8沿传动轴3的轴线方向移动，能够使柔性块8与压电元件5上的条形凸起6产生碰撞进而使条形凸起6在柔性块8的压力下产生电能，从而达到制动能量再生的目的。具体地，还包括逆变器和蓄电池，条形凸起6通过逆变器与蓄电池电连接，通过逆变器，能够将条形凸起6上产生的电能存储到蓄电池中，使制动能量再生，从而达到节约能量、保护环境的目的。
具体使用时，当需要制动时，请参照图1，推动柔性块8使其沿传动轴3的轴线方向向外移动，同时，由于柔性块8随传动轴3一同转动，当柔性块8与条形凸起6接触后，就会对条形凸起6产生压力，从而使由压电陶瓷材料制成的条形凸起6产生电能，从而实现制动能量再生。请参照图2当制动结束后，收紧柔性块8，使柔性块8与条形凸起6之间存在一定的间隙，如此，防止在非制动情况下柔性块8与条形凸起6接触。
作为一种优选方式，请参照图1和图2，所述传动组件1还包括车轮9和差速器10；所述传动轴3的一端与所述差速器10传动连接，另一端与所述车轮9传动连接；所述传动轴3与所述桥壳2之间通过轴承连接。即，在使用的过程中，传动轴3相对于安装在桥壳2上的压电元件5转动。如何，便于在制动时通过移动柔性块8的位置使柔性块8与条形凸起6之间产生碰撞。
作为一种优选方式，请参照图3，图3为本发明具体实施方式提出的压电组件的结构示意图。所述条形凸起6为多个，且多个所述条形凸起6沿所述压电元件5的内壁的周向均匀分布。所述条形凸起6的个数为6-10个，其中，优选8个，每个所述条形凸起6靠近所述传动轴3的一侧均为半圆柱体结构。
作为一种优选方式，请参照图1、图2和图4，图4为本发明具体实施方式提出的滑动组件的结构示意图；所述执行组件7还进一步包括固定连接块11、连接杆12、驱动杆13和驱动滑块14；
所述固定连接块11固定设置在所述传动轴3上，所述驱动滑块14可滑动地安装在所述传动轴3上；所述驱动杆13的第一端与所述驱动滑块14铰接，所述驱动杆13的第二端与所述连接杆12的第一端铰接，所述连接杆12的第二端与所述固定连接块11铰接；所述驱动杆13与所述驱动滑块14之间的铰接点、所述驱动杆13与所述连接杆12之间的铰接点和所述连接杆12与所述固定连接块11之间的铰接点位于一个三角形的三个顶点处；如此，便于在制动时，通过推动驱动滑块14就能够实现驱动杆13与所述连接杆12之间的铰接点向外移动。具体实施时，所述驱动滑块14可以是圆筒状，也可以是T字形的套筒状。
所述驱动杆13与所述连接杆12的连接处位于所述压电元件5内，且所述柔性块8设置在所述连接杆12或所述驱动杆13上，且所述柔性块8位于所述连接杆12与所述驱动杆13的铰接处。具体地，所述柔性块8、所述连接杆12和所述驱动杆13均为多个，且三者数量相等。具体使用时，在制动开始时，通过推动驱动滑块14向靠近固定连接块11的方向移动，所述连接杆12与所述驱动杆13的连接处向外运动，即，柔性块8也向外移动，进而与条形凸起6碰撞并产生电能。当制动结束时，反制移动驱动滑块14，所述连接杆12与所述驱动杆13的连接处向靠近所述传动轴3的方向移动，即柔性块8向靠近传动轴3的方向移动，从而使柔性块8脱离条形凸起，防止在非制动状态下柔性块8与条形凸起6产生干涉。
更具体地，请参照图1、图2和图5，图5为本发明具体实施方式提出的支撑环的结构示意图。本发明具体实施方式还进一步包括支撑环15，所述支撑环15固定设置在所述传动轴3上，且位于正对所述连接杆12与所述驱动杆13的铰接点处；当所述连接杆12或所述驱动杆13抵靠在所述支撑环15的外周上时，所述驱动杆13与所述驱动滑块14之间的铰接点到所述传动轴3中心线的距离和所述连接杆12与所述固定连接块11之间的距离均小于所述连接杆12与所述驱动杆13之间的铰接点到所述传动轴3中心线之间的距离。如此，通过设置支撑环15，能够防止对应的驱动杆13与连接杆12共线，以保证驱动滑块14向靠近固定连接块11的方向移动时，驱动杆13与连接杆12的连接处向外移动，使得柔性块8与条形凸起6之间发生碰撞。更进一步地，所述驱动滑块14与制动系统传动连接，制动时，所述驱动滑块14在制动系统的作用下向靠近所述固定连接块11的一端滑动，并推动所述柔性块8向外移动并与所述条形凸起6不断碰撞；非制动时，所述驱动滑块14在制动系统的作用下向远离所述固定连接块11的一端滑动，直到所述连接杆12或所述驱动杆13抵靠在所述支撑环15的外周上。通过将驱动滑块14与制动系统之间的连接，能够保证在制动开始及结束时对驱动滑块14进行驱动。更进一步地，所述支撑环15的外周上设有多个凹槽16，非制动时，所述连接杆12与所述驱动杆13的铰接处位于对应的所述凹槽16内且抵靠在所述凹槽16的底部。具体实施时，所述凹槽16的个数、所述驱动杆13的个数、所述连接杆12的个数均相等，将连接杆12与驱动杆13的铰接处设置在凹槽16内，能够通过凹槽16的两侧壁进行限位，防止连接杆12与驱动杆13的铰接处发生偏转，有利于提高装置的可靠性。具体实施时，所述凹槽16的个数为9个，且沿所述支撑环15的外周均匀分布。
进一步地，所述柔性块8为橡胶块。具体实施时，柔性块8也可以是塑料块。具体地，所述柔性块8远离所述传动转的一侧为半圆柱体结构。
本领域技术人员能够理解的是，压电陶瓷材料在受到压力作用下能够产生电能。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种电动汽车制动能量再生装置，其特征在于，包括：传动组件(1)，包括一可转动地设置在桥壳(2)内的传动轴(3)；
压电组件(4)，包括一由压电陶瓷材料制成的筒状压电元件(5)和若干设置在所述压电元件(5)内壁上的条形凸起(6)，所述条形凸起(6)由压电陶瓷材料制成；所述压电元件(5)安装在桥壳(2)内，所述传动轴(3)穿过所述压电元件(5)上的孔；所述传动轴(3)与所述压电元件(5)同轴安装，且所述传动轴(3)的外周与所述条形凸起(6)之间按预定距离值间隙设置；
执行组件(7)，包括柔性块(8)，所述柔性块(8)设置在所述传动轴(3)的外周上并与所述传动轴(3)一起转动，且位于所述压电元件(5)的内部；所述柔性块(8)在制动时沿传动轴(3)的径向向外移动不断与所述条形凸起(6)产生碰撞，所述柔性块(8)在非制动时紧靠所述传动轴(3)的外周，且与所述条形凸起(6)之间存在间隙。
2.根据权利要求1所述的电动汽车制动能量再生装置，其特征在于，所述传动组件(1)还包括车轮(9)和差速器(10)；
所述传动轴(3)的一端与所述差速器(10)传动连接，另一端与所述车轮(9)传动连接；所述传动轴(3)与所述桥壳(2)之间通过轴承连接。
3.根据权利要求1所述的电动汽车制动能量再生装置，其特征在于，所述条形凸起(6)为多个，且多个所述条形凸起(6)沿所述压电元件(5)的内壁的周向均匀分布。
4.根据权利要求1所述的电动汽车制动能量再生装置，其特征在于，所述执行组件(7)还包括固定连接块(11)、连接杆(12)、驱动杆(13)和驱动滑块(14)；
所述固定连接块(11)固定设置在所述传动轴(3)上，所述驱动滑块(14)可滑动地安装在所述传动轴(3)上；所述驱动杆(13)的第一端与所述驱动滑块(14)铰接，所述驱动杆(13)的第二端与所述连接杆(12)的第一端铰接，所述连接杆(12)的第二端与所述固定连接块(11)铰接；所述驱动杆(13)与所述驱动滑块(14)之间的铰接点、所述驱动杆(13)与所述连接杆(12)之间的铰接点和所述连接杆(12)与所述固定连接块(11)之间的铰接点位于一个三角形的三个顶点处；
所述驱动杆(13)与所述连接杆(12)的连接处位于所述压电元件(5)内，且所述柔性块(8)设置在所述连接杆(12)或所述驱动杆(13)上，且所述柔性块(8)位于所述连接杆(12)与所述驱动杆(13)的铰接处。
5.根据权利要求4所述的电动汽车制动能量再生装置，其特征在于，所述柔性块(8)、所述连接杆(12)和所述驱动杆(13)均为多个，且三者数量相等。
6.根据权利要求5所述的电动汽车制动能量再生装置，其特征在于，还包括支撑环(15)，所述支撑环(15)固定设置在所述传动轴(3)上，且位于正对所述连接杆(12)与所述驱动杆(13)的铰接点处；当所述连接杆(12)或所述驱动杆(13)抵靠在所述支撑环(15)的外周上时，所述驱动杆(13)与所述驱动滑块(14)之间的铰接点到所述传动轴(3)中心线的距离和所述连接杆(12)与所述固定连接块(11)之间的铰接点到所述传动轴(3)中心线的距离均小于所述连接杆(12)与所述驱动杆(13)之间的铰接点到所述传动轴(3)中心线之间的距离。
7.根据权利要求6所述的电动汽车制动能量再生装置，其特征在于，所述驱动滑块(14)与制动系统传动连接，制动时，所述驱动滑块(14)在制动系统的作用下向靠近所述固定连接块(11)的一端滑动，并推动所述柔性块(8)向外移动并与所述条形凸起(6)不断碰撞；非制动时，所述驱动滑块(14)在制动系统的作用下向远离所述固定连接块(11)的一端滑动，直到所述连接杆(12)或所述驱动杆(13)抵靠在所述支撑环(15)的外周上。
8.根据权利要求6所述的电动汽车制动能量再生装置，其特征在于，所述支撑环(15)的外周上设有多个凹槽(16)，非制动时，所述连接杆(12)与所述驱动杆(13)的铰接处位于对应的所述凹槽(16)内且抵靠在所述凹槽(16)的底部。
9.根据权利要求8所述的电动汽车制动能量再生装置，其特征在于，所述凹槽(16)的数量为9个。
10.根据权利要求1-6任一项所述的电动汽车制动能量再生装置，其特征在于，所述柔性块(8)为橡胶块。
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