CN110154770A - 一种电动汽车压电陶瓷再生制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车压电陶瓷再生制动装置，压电元件上设有同轴的第一孔，第一孔的内壁上设有沿圆周方向均匀分布的条形凸起，条形凸起由压电陶瓷制成；压电元件的外周与壳体的内壁固定连接，传动轴穿过第一孔；连接块为圆筒状，固定套设在传动轴上；连接杆的一端均与连接块铰接，另一端位于第一孔内，连接杆的中部均设有收紧孔；橡胶块固定设置在连接杆远离连接块的一端；弹性绳的一端依次穿过收紧孔后与另一端连接；制动推杆可滑动地安装在传动轴上，且位于压电元件远离连接块的一侧；制动推杆沿靠近连接块的方向外径逐渐变小；连接杆远离连接块的一端抵靠在制动推杆的外周上。本发明能够实现汽车制动的能量再生。

Description

一种电动汽车压电陶瓷再生制动装置

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压电陶瓷再生制动装置。

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压电陶瓷再生制动装置，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，能够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。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种电动汽车压电陶瓷再生制动装置，包括车轮、与所述车轮传动连接的传动轴和套设在所述传动轴上的壳体，其中，还包括：

压电元件，所述压电元件上设有同轴的第一孔，所述第一孔的内壁上设有沿圆周方向均匀分布的条形凸起，所述条形凸起由压电陶瓷制成；所述压电元件的外周与所述壳体的内壁固定连接，所述传动轴穿过所述第一孔；

连接块，所述连接块为圆筒状，其固定套设在所述传动轴上；

多个连接杆，所述连接杆的一端均与所述连接块铰接，另一端位于所述第一孔内，所述连接杆的中部均设有收紧孔；

多个橡胶块，所述橡胶块与所述连接杆一一对应，所述橡胶块固定设置在所述连接杆远离所述连接块的一端；

弹性绳，所述弹性绳的一端依次穿过所述收紧孔后与另一端连接；

制动推杆，所述制动推杆可滑动地安装在所述传动轴上，且位于所述压电元件远离所述连接块的一侧；所述制动推杆沿靠近所述连接块的方向外径逐渐变小；所述连接杆远离所述连接块的一端抵靠在所述制动推杆的外周上。

如上所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其中，优选的是，还包括逆变器和蓄电池，所述压电元件通过所述逆变器与所述蓄电池电连接。

如上所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其中，优选的是，所述制动推杆的外周上设有滑槽，所述滑槽的底部到所述制动推杆中心线之间的距离沿远离所述连接块的方向逐渐变大；

所述滑槽与所述连接杆一一对应，所述连接杆远离所述连接块的一端可滑动地位于所述滑槽内。

如上所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其中，优选的是，所述连接杆远离所述连接块的一端设有支撑部，所述支撑部为弧面结构。

如上所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其中，优选的是，所述支撑部靠近所述制动推杆的一侧设有凹槽，所述凹槽内设有转轴，所述转轴上可转动地设置有滚轮；所述滚轮与所述滑槽之间滚动连接。

如上所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其中，优选的是，所述壳体与所述传动轴之间通过轴承连接。

如上所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其中，优选的是，所述制动推杆远离所述连接块的一端设有压紧件；

所述压紧件包括第一压紧环、第二压紧环、滚珠和压紧壳；所述第一压紧环和所述第二压紧环的中心线位于同一直线上，所述第一压紧环靠近所述第二压紧环的一侧设有环形槽，所述第二压紧环靠近所述第一压紧环的一侧设有多个半球形槽；所述滚珠可转动地安装在所述半球形槽与所述环形槽配合形成的空间内；

所述压紧壳可滑动地套设在所述第一压紧环和所述第二压紧环的外周上；且所述第二压紧环与所述压紧壳之间可滑动地连接。

如上所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其中，优选的是，还包括保持架，所述保持架为环状，且所述保持架上设有多个用于滚动设置所述滚珠的通孔；

所述保持架安装在所述第一压紧环和所述第二压紧环之间。

如上所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其中，优选的是，所述保持架的厚度、所述环形槽的深度和所述半球形槽的深度之和小于所述滚珠的直径。

如上所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其中，优选的是，所述条形凸起的个数不少于4个。

本发明具有的优点和积极效果是：本发明通过可转动地设置在壳体内的转动轴，并在壳体内壁上设置压电元件，且压电元件的内壁上设置条形凸起。在转动轴的上外周上设置连接块、连接杆及橡胶块，行车的过程中，连接块、连接杆、橡胶块均随转动轴一起转动，在制动时，通过制动推杆推动连接杆远离连接块的一端向外移动，使橡胶块向外移动并与条形凸起不断碰撞，由于条形凸起由压电陶瓷制成，从而能够产生电能达到制动能量再生的目的。

附图说明

图1为本发明实施例1提出的电动汽车压电陶瓷再生制动装置在工作状态下的结构示意图；

图2为本发明实施例1提出的电动汽车压电陶瓷再生制动装置在非工作状态下的结构示意图；

图3为本发明实施例2提出的电动汽车压电陶瓷再生制动装置在工作状态下的结构示意图；

图4为本发明实施例2提出的电动汽车压电陶瓷再生制动装置在工作状态下的结构示意图；

图5为本发明公开的压电元件的轴测图；

图6为本发明公开的压电元件在另一视角下的轴测图；

图7为本发明公开的制动推杆的轴测图；

图8为本发明公开的制动推杆在另一视角下的轴测图；

图9为本发明公开的第一压紧环的结构示意图；

图10为本发明公开的第二压紧环的结构示意图；

图11为本发明公开的压紧件的结构示意图；

图12为本发明公开的电路连接示意图。

附图标记说明：

1-车轮，2-传动轴，3-壳体，4-压电元件，5-第一孔，6-条形凸起，7-连接块，8-连接杆，9-收紧孔，10-橡胶块，11-弹性绳，12-制动推杆，13-逆变器，14-蓄电池，15-滑槽，16-支撑部，17-凹槽，18-转轴，19-滚轮，20-压紧件，21-第一压紧环，22-第二压紧环，23-滚珠，24-压紧壳，25-环形槽，26-半球形槽，27-保持架，28-推动装置，29-环形液压缸，30-环形活塞，31-环形活塞杆，32-环形液压腔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实发明，而不能解释为对本发明的限制。

实施例1

请参照图1和图2，本发明具体实施方式提出了一种电动汽车压电陶瓷再生制动装置，包括车轮1、与所述车轮1传动连接的传动轴2和套设在所述传动轴2上的壳体3，其中，还包括：

请参照图5和图6，所述压电元件4上设有同轴的第一孔5，所述第一孔5的内壁上设有沿圆周方向均匀分布的条形凸起6，所述条形凸起6由压电陶瓷制成；所述压电元件4的外周与所述壳体3的内壁固定连接，所述传动轴2穿过所述第一孔5；

所述连接块7为圆筒状，其固定套设在所述传动轴2上；

每个所述连接杆8的一端均与所述连接块7铰接，另一端位于所述第一孔5内，所述连接杆8的中部均设有收紧孔9；

所述橡胶块10与所述连接杆8一一对应，所述橡胶块10固定设置在所述连接杆8远离所述连接块7的一端；

所述弹性绳11的一端依次穿过所述收紧孔9后与另一端连接；

请参照图7和图8，所述制动推杆12可滑动地安装在所述传动轴2上，且位于所述压电元件4远离所述连接块7的一侧；所述制动推杆12沿靠近所述连接块7的方向外径逐渐变小；所述连接杆8远离所述连接块7的一端抵靠在所述制动推杆12的外周上。

具体装配时，先将压电原件4固定在壳体3内部，将传动轴2可转动地穿过压电原件4，在传动轴2上固定设置连接块7，可滑动地设置制动推杆12，并且使制动推杆12和连接块7分别位于压电元件4的两侧，并且设置一端与连接块7固定连接的连接杆8，连接杆8的另一端与橡胶块10连接，且橡胶块10位于正对压电元件4的内孔处，如此，能够保证橡胶块10与压电元件4上的条形凸起6对正。连接件8远离连接块7的一端抵靠在制动推杆12上。制动推杆12与电动汽车的制动系统连接。

本装置的具体工作过程如下：请参照图1，制动时，通过电动汽车的制动系统推动制动推杆12向靠近连接块7的方向移动，由于制动推杆12的外径沿靠近所述连接块7的方向逐渐减小，在制动推杆12向靠近连接块7的方向移动的过程中，会对橡胶块10产生一个向外的推力并克服弹性绳11的弹力，从而使橡胶块10不断地与条形凸起6产生碰撞，由于条形凸起6均由压电陶瓷制成，受压后会产生电能，从而能够达到制动能量回收的目的；当制动完成时，请参照图2，制动推杆12在制动系统的作用下复位，从而使橡胶块10向内运动，如此，能够避免在制动完成后橡胶块10与条形凸起6产生碰撞。

作为一种优选方式，请参照图12，还进一步包括逆变器13和蓄电池14，所述压电元件4通过所述逆变器13与所述蓄电池14电连接。具体地，每个压电元件4上的条形凸起6均与所述逆变器13电连接，如此，能够通过逆变器13将条形凸起6产生的电能储存到逆变器13中。

作为一种优选方式，请参照图7和图8，所述制动推杆12的外周上设有滑槽15，所述滑槽15的底部到所述制动推杆12中心线之间的距离沿远离所述连接块7的方向逐渐变大；所述滑槽15与所述连接杆8一一对应，所述连接杆8远离所述连接块7的一端可滑动地位于所述滑槽15内。如此，通过设置滑槽15，使橡胶块10位于对应的滑槽15内，具体地，滑槽15的深度小于橡胶块10在传动轴2径向上的尺寸，如此，能够使橡胶块10部分位于滑槽15内，部分位于滑槽15之外，具体工作时，橡胶块10位于滑槽外的部分与条形凸起6发生碰撞。如此，能够对橡胶块10进行限位，保证橡胶块10与条形凸起6产生碰撞后位置不会沿传动轴2的周向发生变化，从而保证工作的可靠性。进一步地，所述连接杆8远离所述连接块7的一端设有支撑部16，所述支撑部16为弧面结构。如此，能够保证在制动时，制动推杆12在移动时，连接杆8与制动推杆12之间容易滑动。作为一种优选方式，所述壳体3与所述传动轴2之间通过轴承连接。如此，能够保证传动轴2与壳体3之间的稳定连接。

请参照图9、图10和图11，作为一种优选方式，所述制动推杆12远离所述连接块7的一端设有压紧件20；

所述压紧件20包括第一压紧环21、第二压紧环22、滚珠23和压紧壳24；所述第一压紧环21和所述第二压紧环22的中心线位于同一直线上，所述第一压紧环21靠近所述第二压紧环22的一侧设有环形槽25，所述第二压紧环22靠近所述第一压紧环21的一侧设有多个半球形槽26；所述滚珠23可转动地安装在所述半球形槽26与所述环形槽25配合形成的空间内；

所述压紧壳24可滑动地套设在所述第一压紧环21和所述第二压紧环22的外周上；且所述第二压紧环22与所述压紧壳24之间可滑动地连接。由于汽车的制动系统不会转动，而制动推杆12随传动轴2转动，如此，通过设置压紧件，能够便于对转动件制动推杆12推动。进一步地，还包括保持架27，所述保持架27为环状，且所述保持架27上设有多个用于滚动设置所述滚珠23的通孔；所述保持架27安装在所述第一压紧环21和所述第二压紧环22之间。如此，能够防止滚珠23从第一压紧环21与第二压紧环22之间脱落。进一步地，所述保持架27的厚度、所述环形槽25的深度和所述半球形槽26的深度之和小于所述滚珠23的直径。如此，能够保证第一压紧环21与第二压紧环22之间通过滚珠23传递动力，从而使第一压紧环21与第二压紧环22之间可以存在相对转动，如此，便于设置在具有相对转动关系的汽车制动系统与制动推杆12上。

作为一种优选方式，所述条形凸起6的个数不少于4个。具体实施时，优选8个，如此，能够保证制动能量再生的效率。

具体实施时，请参照图1和图2，还进一步包括推动装置28，所述推动装置28包括环形液压缸29、环形活塞30和环形活塞杆31；

具体地，所述环形液压缸29设置在所述壳体3的内壁上，且所述环形液压缸29的外周固定在所述壳体3的内壁上，所述传动轴2可转动地穿过所述环形液压缸29的内孔，所述环形液压缸29上设有环形液压腔32，所述环形活塞30可滑动地安装在所述环形液压腔32内，所述环形活塞30一端与所述环形活塞30连接，另一端与压紧件20传动连接。制动时向环形液压腔32内充入液压体，使环形活塞杆31推动制动推杆12向靠近连接块7的方向移动。

实施例2

与实施例1相比，本实施例2的区别仅在于如下所述内容，其余部分均相同，在此不再赘述。

请参照图3和图4，图3为本发明实施例2提出的电动汽车压电陶瓷再生制动装置在工作状态下的结构示意图；图4为本发明实施例2提出的电动汽车压电陶瓷再生制动装置在工作状态下的结构示意图；在本实施例中，在所述支撑部16靠近所述制动推杆12的一侧设置凹槽17，所述凹槽17内设有转轴18，所述转轴18上可转动地设置有滚轮19；所述滚轮19与所述滑槽15之间滚动连接。如此，能够保证制动推杆12与连接杆8之间的相对移动。

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。

Claims (10)

1.一种电动汽车压电陶瓷再生制动装置，包括车轮（1）、与所述车轮（1）传动连接的传动轴（2）和套设在所述传动轴（2）上的壳体（3），其特征在于，还包括：

压电元件（4），所述压电元件（4）上设有同轴的第一孔（5），所述第一孔（5）的内壁上设有沿圆周方向均匀分布的条形凸起（6），所述条形凸起（6）由压电陶瓷制成；所述压电元件（4）的外周与所述壳体（3）的内壁固定连接，所述传动轴（2）穿过所述第一孔（5）；

连接块（7），所述连接块（7）为圆筒状，其固定套设在所述传动轴（2）上；

多个连接杆（8），所述连接杆（8）的一端均与所述连接块（7）铰接，另一端位于所述第一孔（5）内，所述连接杆（8）的中部均设有收紧孔（9）；

多个橡胶块（10），所述橡胶块（10）与所述连接杆（8）一一对应，所述橡胶块（10）固定设置在所述连接杆（8）远离所述连接块（7）的一端；

弹性绳（11），所述弹性绳（11）的一端依次穿过所述收紧孔（9）后与另一端连接；

制动推杆（12），所述制动推杆（12）可滑动地安装在所述传动轴（2）上，且位于所述压电元件（4）远离所述连接块（7）的一侧；所述制动推杆（12）沿靠近所述连接块（7）的方向外径逐渐变小；所述连接杆（8）远离所述连接块（7）的一端抵靠在所述制动推杆（12）的外周上。

2.根据权利要求1所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其特征在于，还包括逆变器（13）和蓄电池（14），所述压电元件（4）通过所述逆变器（13）与所述蓄电池（14）电连接。

3.根据权利要求1所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其特征在于，所述制动推杆（12）的外周上设有滑槽（15），所述滑槽（15）的底部到所述制动推杆（12）中心线之间的距离沿远离所述连接块（7）的方向逐渐变大；

所述滑槽（15）与所述连接杆（8）一一对应，所述连接杆（8）远离所述连接块（7）的一端可滑动地位于所述滑槽（15）内。

4.根据权利要求3所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其特征在于，所述连接杆（8）远离所述连接块（7）的一端设有支撑部（16），所述支撑部（16）为弧面结构。

5.根据权利要求4所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其特征在于，所述支撑部（16）靠近所述制动推杆（12）的一侧设有凹槽（17），所述凹槽（17）内设有转轴（18），所述转轴（18）上可转动地设置有滚轮（19）；所述滚轮（19）与所述滑槽（15）之间滚动连接。

6.根据权利要求1所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其特征在于，所述壳体（3）与所述传动轴（2）之间通过轴承连接。

7.根据权利要求1所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其特征在于，所述制动推杆（12）远离所述连接块（7）的一端设有压紧件（20）；

所述压紧件（20）包括第一压紧环（21）、第二压紧环（22）、滚珠（23）和压紧壳（24）；所述第一压紧环（21）和所述第二压紧环（22）的中心线位于同一直线上，所述第一压紧环（21）靠近所述第二压紧环（22）的一侧设有环形槽（25），所述第二压紧环（22）靠近所述第一压紧环（21）的一侧设有多个半球形槽（26）；所述滚珠（23）可转动地安装在所述半球形槽（26）与所述环形槽（25）配合形成的空间内；

所述压紧壳（24）可滑动地套设在所述第一压紧环（21）和所述第二压紧环（22）的外周上；且所述第二压紧环（22）与所述压紧壳（24）之间可滑动地连接。

8.根据权利要求7所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其特征在于，还包括保持架（27），所述保持架（27）为环状，且所述保持架（27）上设有多个用于滚动设置所述滚珠（23）的通孔；

所述保持架（27）安装在所述第一压紧环（21）和所述第二压紧环（22）之间。

9.根据权利要求8所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其特征在于，所述保持架（27）的厚度、所述环形槽（25）的深度和所述半球形槽（26）的深度之和小于所述滚珠（23）的直径。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电动汽车压电陶瓷再生制动装置，其特征在于，所述条形凸起（6）的个数不少于4个。