CN116507510A - 发电装置、悬架、车辆、制备发电装置的设备及方法 - Google Patents

发电装置、悬架、车辆、制备发电装置的设备及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116507510A
CN116507510A CN202080106766.1A CN202080106766A CN116507510A CN 116507510 A CN116507510 A CN 116507510A CN 202080106766 A CN202080106766 A CN 202080106766A CN 116507510 A CN116507510 A CN 116507510A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conversion unit
cylinder
piezoelectric conversion
power generation
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080106766.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王志超
姜利文
曹荣
方伍梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Publication of CN116507510A publication Critical patent/CN116507510A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H02N2/186—Vibration harvesters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/005—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion using electro- or magnetostrictive actuation means
    • F16F15/007—Piezoelectric elements being placed under pre-constraint, e.g. placed under compression
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00—Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/001—Suspension arms, e.g. constructional features
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G13/00—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers
    • B60G13/14—Resilient suspensions characterised by arrangement, location or type of vibration dampers having dampers accumulating utilisable energy, e.g. compressing air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
    • B60G2202/40—Type of actuator
    • B60G2202/42—Electric actuator
    • B60G2202/424—Electric actuator electrostrictive materials, e.g. piezoelectric actuator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F16F2224/0283—Materials; Material properties solids piezoelectric; electro- or magnetostrictive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/0209—Telescopic
    • F16F9/0218—Mono-tubular units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

一种发电装置，包括缸体(11)、活动件(12)和压电转换单元(13)。活动件(12)与缸体(11)共同限定可变腔(14)。压电转换单元(13)位于可变腔(14)内，压电转换单元(13)被配置为在活动件(12)与缸体(11)发生相对运动并改变可变腔(14)的大小时变形，以产生电能。由于可变腔(14)内设有压电转换单元(13)，活动件(12)与缸体(11)发生相对运动并改变可变腔(14)的大小时，压电转换单元(13)将发生变形，以产生电能，从而将活动件(12)与缸体(11)发生相对运动所产生的机械能转变为电能。缸体(11)和活动件(12)分别连接于两个目标件后，目标件振动时，活动件(12)与缸体(11)将发生相对运动，使压电转换单元(13)产生电能，以有效利用目标件在振动过程中所产生的能量。还公开了一种悬架、一种车辆、一种制备发电装置的设备及方法。

Description

发电装置、悬架、车辆、制备发电装置的设备及方法 技术领域
本申请涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种发电装置、悬架、车辆、制备发电装置的设备及方法。
背景技术
在减震结构中，一般是在两个目标件之间设置减震件(如避震器)，目标件在振动过程中，减震件吸收能量，以达到减震的目的，然而，目标件在振动过程中产生的能量将被浪费掉，无法有效地将振动所产生的能量利用起来。比如，在车辆中，在利用悬架中的避震器对车架进行减震时，车架在振动过程中所产生的能量将被浪费掉。
发明内容
本申请实施例提供一种发电装置、悬架、车辆、制备发电装置的设备及方法，以改善减震结构中无法有效地利用振动物件在振动过程中产生的能量的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种发电装置，包括：
缸体；
活动件，所述活动件与所述缸体共同限定可变腔；
压电转换单元，所述压电转换单元位于所述可变腔内，所述压电转换单元被配置为在所述活动件与所述缸体发生相对运动并改变所述可变腔的大小时变形，以产生电能。
上述方案中，由于活动件与缸体共同限定的可变腔内设有压电转换单元，在活动件与缸体发生相对运动并改变可变腔的大小时，压电转换单元将发生变形，以产生电能，从而将活动件与缸体发生相对运动所产生的机械能转变为电能。缸体和活动件分别连接于两个目标件后，两个目标件发生相对位移而振动时，活动件与缸体将发生相对运动，使压电转换单元产生电能，从而有效利用目标件在振动过程中所产生的能量。
另外，本申请实施例提供的发电装置还具有如下附加的技术特征：
在一些实施例中，所述压电转换单元被配置为在所述可变腔内的介质的作用下受压变形。
上述方案中，压电转换单元在可变腔内的介质的作用下受力变形，也就是说，可变腔内的介质起到传递力的作用，在活动件与缸体发生相对运动使可变腔减小时，可变腔内的介质将活动件或缸体受到的外力传递给压电转换单元，压电转换单元受介质所施加压力变形产生电能。
在一些实施例中，所述发电装置还包括：
介质输送装置，所述介质输送装置与所述可变腔连通，所述介质输送装置用于在所述可变腔变大时为所述可变腔提供介质，并用于在所述可变腔变小时收纳从所述可变腔内流出的介质。
上述方案中，介质输送装置既可在可变腔变大时为可变腔提供介质，又可在可变腔变小时收纳可变腔内流出的介质，也就是说，活动件或缸体在因目标件振动而往复运动的过程中，可变腔变大时，介质输送装置将向可变腔内输入介质；可变腔减小时，从可变腔流出介质将进入介质输送装置中。这种结构可保证活动件与缸体之间能够发生较大的位移。
在一些实施例中，所述介质输送装置为内部空间可膨胀的弹性体；
所述弹性体的内部空间与所述可变腔连通。
上述方案中，介质输送装置为内部空间可以膨胀的弹性体，当可变腔减小时，从可变腔流出的介质将进入到弹性体内，弹性体膨胀；当可变腔增大时，弹性体将向可变腔内输入介质，弹性体缩小。这种结构的介质输送装置结构简单，可自行适应可变腔的变化。
在一些实施例中，所述活动件具有可移动地设置于所述缸体内的延伸端；
所述压电转换单元安装于缸体并面向所述延伸端。
上述方案中，由于压电转换单元面向活动件位于缸体内的延伸端，在活动件与缸体发生相对运动使可变腔减小时，延伸端向可变腔内的介质施加的挤压力可通过介质更有效地传递给压电转换单元，使得压电转换单元更容易变形，提高活动件与缸体发生相对运动所产生的机械能转变为电能的转变效率。
在一些实施例中，所述缸体包括：
缸本体，所述缸本体内部形成具有一端开口的容纳空间，所述延伸端位于所述容纳空间内；以及
盖体，所述盖体用于盖合于所述开口，所述压电转换单元用于安装于所述盖体面向所述延伸端的一侧。
上述方案中，缸体包括两部分，即缸本体和盖体，盖体用于盖合于缸本体的开口上，缸体为分体式结构，便于安装拆卸压电转换单元。
在一些实施例中，所述缸体还包括：
锁紧件，所述锁紧件用于将所述盖体与所述缸本体锁紧。
上述方案中，盖体与缸本体通过锁紧件锁紧，增强盖体盖合于缸本 体的开口上后的牢固性。
在一些实施例中，缸体具有限位部；
所述压电转换单元安装于所述缸体，所述压电转换单元与所述限位部存在间隙，所述压电转换单元向靠近所述限位部的方向变形时能够与所述限位部相抵。
上述方案中，缸本体具有限位部，限位部与压电转换单元存在间隙，保证压电转换单元在活动件与缸体发生相对运动的过程中能够向靠近限位部的方向发生一定程度的变形，以产生电能。限位部对压电转换单元的变形起到一定的约束作用，当压电转换单元向靠近限位部的方向发生变形并与限位部相抵时，压电转换单元不再继续变形，压电转换单元不易因变形过大而被损坏。
在一些实施例中，所述缸体的内壁上设有凹槽；
所述压电转换单元遮盖于所述凹槽的开口端；
所述限位部为所述凹槽的槽底壁，所述压电转换单元向所述凹槽内凹陷变形时能够与所述槽底壁相抵。
上述方案中，缸体的内壁上设有凹槽，压电转换单元遮盖于凹槽的开口端，缸体的凹槽让出了压电转换单元变形所需空间，使得压电转换单元能够向凹槽内凹陷变形。压电转换单元向凹槽内凹陷变形的过程中，压电转换单元可与凹槽的槽底壁相抵，压电转换单元不易因变形过大而被损坏。
在一些实施例中，所述压电转换单元包括：
压力传导片，所述压力传导片遮盖于所述凹槽的开口端，所述压力传导片被配置为在所述活动件与所述缸体发生相对运动并改变所述可变腔 的大小时变形；以及
压电片，所述压电片安装于所述压力传导片面向所述凹槽的一侧，所述压电片远离所述压力传导片的端面与所述槽底壁形成所述间隙，所述压电片被配置为在随着所述压力传导片变形而变形时产生电能。
上述方案中，压电片为发电元件，压力传导片可带动压电片变形，以产生电能。由于压力传导片遮盖于凹槽的开口端，压电片安装于压力传导片面向凹槽的一侧，压力传导片将压电片封堵在凹槽内，压力传导片可对压电片起到很好的保护作用，提高压电片的使用寿命。
在一些实施例中，所述缸体上设有与所述凹槽连通的穿线孔，所述穿线孔用于供所述压电片的导线从所述缸体的内部穿出。
上述方案中，缸体上设有与凹槽连通的穿线孔，穿线孔的设置，便于压电片的导线穿出，以便于将压电片变形所产生的电能导出。
在一些实施例中，所述间隙为1mm-5mm。
上述方案中，限位部与压电转换单元之间的间隙为1mm-5mm，既保证压电转换单元具有较好的发电能力，压电转换单元又不易因变形过大而被损坏。
第二方面，本申请实施例提供一种悬架，所述悬架用于连接于车架与车轮之间，包括：
连接臂，用于安装车轮；以及
上述的发电装置，所述缸体和所述活动件两者中的一者连接于所述连接臂，两者中的另一者用于连接于所述车架。
上述方案中，发电装置的缸体和活动件两者中的一者连接于连接臂，两者中的另一者用于连接于车架，发电装置在连接臂与车架之间可起 到减震作用。车架在振动过程中，活动件与缸体将发生相对运动，可变腔的大小发生改变，压电转换单元发生变形，以产生电能，从而有效利用车架在振动过程中所产生的能量。
第三方面，本申请实施例提供一种车辆，包括上述的悬架。
上述方案中，车辆的悬架中的发电装置可在车架振动过程中进行发电，以充分利用车架在振动过程中所产生的能量。
第四方面，本申请实施例提供一种制备发电装置的设备，包括：
提供装置，用于提供缸体、活动件和压电转换单元；以及
安装装置，用于将所述缸体、所述活动件和所述压电转换单元进行安装，以使所述压电转换单元位于由所述活动件与所述缸体共同限定的可变腔内，其中，所述压电转换单元被配置为在所述活动件与所述缸体发生相对运动并改变所述可变腔的大小时变形，以产生电能。
第五方面，本申请实施例提供一种制备发电装置的方法，包括：
提供缸体、活动件和压电转换单元；
将所述缸体、所述活动件和所述压电转换单元安装在一起，以使所述压电转换单元位于由所述活动件与所述缸体共同限定的可变腔内，其中，所述压电转换单元被配置为在所述活动件与所述缸体发生相对运动并改变所述可变腔的大小时变形，以产生电能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；
图2为本申请一些实施例提供的悬架的结构示意图；
图3为本申请一些实施例提供的发电装置的结构示意图；
图4为本申请一些实施例提供的发电装置的工作示意图；
图5为本申请的又一些实施例提供的发电装置的结构示意图；
图6为本申请的再一些实施例提供的发电装置的结构示意图；
图7为图3所示的发电装置的A处局部放大图；
图8为图3所示的发电装置的爆炸图；
图9为本申请其他实施例提供的发电装置的局部视图；
图10为本申请一些实施例提供的制备发电装置的设备的示意性框图；
图11为本申请实施例提供的制备发电装置的方法的流程图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明：10-发电装置；11-缸体；111-缸本体；1111-开口；1112-容纳空间；1113-穿出端；1114-通孔；112-盖体；1121-穿线孔；113-锁紧件；114-限位部；115-间隙；116-凹槽；12-活动件；121-延伸端；122-自由端；123-杆部；124-头部；13-压电转换单元；131-压力传导片；132-压电片；133-导线；14-可变腔；15-介质输送装置；151-连通管；16-传力件；20-连接臂；100-悬架；200-车架；300-车轮；400-电池；500-控制器；600-马达；1000-车辆；1100-提供装置；1200-安装装置；2000-制备发电装置的设备。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
目前，在减震结构中，一般是在两个目标件之间设置减震件(如避震器)，目标件在振动过程中，减震件吸收能量，以达到减震的目的，然而，目标件在振动过程中产生的能量将被浪费掉，无法有效地将振动所产生的能量利用起来。
鉴于此，本申请提供一种技术方案，在活动件与缸体限定的可变腔内设置压电转换单元，利用压电转换单元在活动件与缸体发生相对运动时变形，以产生电能，将机械能转变为电能，实现对振动物件在振动过程中产生的能量(机械能)充分利用。
需要说明的是，本申请实施例描述的技术方案均适用于车辆，车辆可以是燃油汽车、燃气汽车、新能源汽车、自行车、摩托车等，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。本申请实施例对上述车辆不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明，以车辆为新能源汽车为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图，本申请实施例提供的车辆1000包括悬架100、车架200和车轮300， 悬架100连接于车架200与车轮300之间，悬架100的主要作用是传递作用在车轮300和车架200之间的力和力矩。
在一些实施例中，车辆1000还包括电池400，电池400可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池400可以用于车辆1000的供电，例如，电池400可以作为车辆1000的操作电源。电池400可以安装于车架200上。
车辆1000还可以包括控制器500和马达600，控制器500用来控制电池400为马达600供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。控制器500和马达600均可安装于车架200上。
在一些实施例中，电池400不仅仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
本申请实施例提供的电池400是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池400可以包括电池模块或电池包等。电池400一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体，箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负 极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔膜的材质可以为PP或PE等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的悬架100的结构示意图，本申请实施例提供的悬架100包括发电装置10和连接臂20。车轮300用于安装于连接臂20上，连接臂20用于可摆动地连接于车架200(图2未示出)。发电装置10连接于连接臂20，并用于与车架200连接。
发电装置10连接于连接臂20与车架200之间，一方面，发电装置10可起到吸振减震的作用，另一方面，发电装置10可将车架200振动过程中产生的机械能转变为电能，从而有效利用车架200振动过程中所产生的能量。以下结合附图对发电装置10的具体结构进行详细阐述。
请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的发电装置10的结构示意图，本申请实施例提供的发电装置10包括缸体11、活动件12和压电转换单元13，活动件12与缸体11共同限定出可变腔14，压电转换单元13位于可变腔14内，压电转换单元13被配置为在活动件12与缸体11发生相对运动并改变可变腔14的大小时变形，以产生电能。
由于活动件12与缸体11共同限定的可变腔14内设有压电转换单元13，一方面可对压电转换单元13起到很好的保护作用，另一方面，在活动件12与缸体11发生相对运动并改变可变腔14的大小时，压电转换单元13件将发生变形，以产生电能，从而将活动件12与缸体11发生相对运动所产生的机械能转变为电能。
活动件12与缸体11发生相对运动可理解为，可以是活动件12相对缸体11运动，也可以是缸体11相对活动件12移动。
请参照图4，图4为本申请一些实施例提供的发电装置10的安装示 意图，发电装置10中的缸体11和活动件12中的一者可以与连接臂20连接，另一者可以与车架200连接。车架200在振动过程中，活动件12与缸体11将发生相对运动，使压电转换单元13产生电能，从而有效利用车架200在振动过程中产生的能量。
示例性的，在图4中，缸体11安装于车架200，活动件12安装于连接臂20。
压电转换单元13所产生的电能可以储存在车辆1000的电池400(图1示出)中。压电转换单元13与电池400之间可以设置换能器(图未示出)，压电转换单元13与换能器电连接，换能器与电池400电连接。换能器负责将压电转换单元13产生的不稳定的电压和电流处理后传递给电池400作为能量储存起来。当然，压电转换单元13产生的电能也可以直接供给车辆1000的用电设备，比如，通过换能器将压电转换单元13产生的不稳定的电压和电流处理后直接供给车辆1000的用电设备。
其中，缸体11可以是整体式结构；缸体11也可以是分体式结构，比如缸体11包括几个可相互拆分的多个部分。缸体11可以是圆柱形、方形等。
活动件12可以是杆件，比如活塞杆。活动件12轴向的两端分别为延伸端121和自由端122，活动件12的延伸端121可移动地设置于缸体11内，自由端122位于缸体11外。活动件12的延伸端121的端面与缸体11的内表壁限定出可变腔14。
压电转换装置可以是安装在缸体11上，也可以是安装在活动件12上。
在一些实施例中，压电转换单元13可以在可变腔14内的介质的作用下受压变形，以产生电能。
也就是说，可变腔14内的介质起到传递力的作用，在活动件12与缸体11发生相对运动使可变腔14减小时，可变腔14内的介质将活动件12或缸体11受到的外力传递给压电转换单元13，压电转换单元13受介质所施加压力变形产生电能。
需要说明的是，可变腔14内的介质可以是气体，比如空气，活动 件12与缸体11发生相对运动使可变腔14变小时，可变腔14内的气体将被压缩，从而使压电转换受压变形，以产生电能；当可变腔14内的介质也可以是液体，比如液压油。
在一些实施例中，请参照图5，图5为本申请的又一些实施例提供的发电装置10的结构示意图，发电装置10还包括介质输送装置15，介质输送装置15与可变腔14连通，介质输送装置15用于在可变腔14变大时为可变腔14提供介质，并用于在可变腔14变小时收纳从可变腔14内流出的介质。
上述结构中，介质输送装置15既可在可变腔14变大时为可变腔14提供介质，又可在可变腔14变小时收纳可变腔14内流出的介质，也就是说，活动件12或缸体11在因车架200振动而往复运动的过程中，可变腔14变大时，介质输送装置15将向可变腔14内输入介质；可变腔14减小时，从可变腔14流出介质将进入介质输送装置15中。这种结构可保证活动件12与缸体11之间能够发生较大的位移。
可选地，介质输送装置15为内部空间可膨胀的弹性体，弹性体的内部空间与可变腔14连通。
弹性体的内部空间也是可以变化，弹性体的内部空间与可变腔14可以相互补偿。当可变腔14减小时，从可变腔14流出的介质将进入到弹性体内，弹性体膨胀；当可变腔14增大时，弹性体将向可变腔14内输入介质，弹性体缩小。这种结构的介质输送装置15结构简单，可自行适应可变腔14的变化。
示例性的，弹性体与缸体11通过连通管151相连，可变腔14与弹性体的内部空间通过连通管151连通。
弹性体可以是橡胶材质的可膨胀囊体。
本实施例中，介质输送装置15提供的介质可以是液体，也可以是气体。
在其他实施例中，介质输送装置15也可以是其他结构，比如，介质输送装置15为用于为可变腔14提供液体的液压系统，再如，介质输送装置15为用于为可变腔14提供气体的气压系统。
在本申请实施例中，除了可通过可变腔14内的介质向压电转换单元13施加压力，使压电转换单元13变形以外，也可通过其他的方式使压电转换单元13变形。
在一些实施例中，请参照图6，图6为本申请的再一些实施例提供的发电装置10的结构示意图，活动件12与压电转换单元13或缸体11与压电转换单元13通过传力件16连接，活动件12与缸体11相对运动的过程中，活动件12或缸体11所受到的外力可通过传力件16传递给压电转换单元13，从而使压电转换单元13受力变形。
当压电转换单元13安装在活动件12上时，传力件16连接于压电转换单元13与缸体11之间；如图6所示，当压电转换单元13安装在缸体11上时，传力件16连接于活动件12与压电转换单元13之间。
示例性的，传力件16可以是弹性件，弹性件的一端与压电转换单元13连接，弹性件的另一端与活动件12连接。弹性件可以是弹簧、弹性橡胶等。图6示出了弹性件为弹簧的情况。
传力件16起到连接压电转换单元13和活动件12的作用，压电转换单元13可以是在可变腔14增大时在活动件12的拉动作用下变形，也可以是在可变腔14减小时在活动件12的推动作用下变形。
在一些实施例中，如图3、图5和图6所示，压电转换单元13安装于缸体11并面向活动件12的延伸端121。
如图3和图5所示，在通过可变腔14内的介质进行传力的结构中，由于压电转换单元13面向活动件12的延伸端121，在活动件12与缸体11发生相对运动使可变腔14减小时，延伸端121向可变腔14内的介质施加的挤压力可通过介质更有效地传递给压电转换单元13，使得压电转换单元13更容易变形，提高活动件12与缸体11发生相对运动所产生的机械能转变为电能的转变效率。
如图6所示，在通过传力件16进行传力的结构中，由于压电转换单元13面向活动件12的延伸端121，使得传力件16的传力效果更佳，压电转换单元13在传力件16的作用下更容易变形，提高活动件12与缸体11发生相对运动所产生的机械能转变为电能的转变效率。
可选地，继续参照如图3、图5和图6所示，缸体11包括缸本体111和盖体112。缸本体111内部形成具有一端开口1111的容纳空间1112，延伸端121位于容纳空间1112内。盖体112用于盖合于开口1111，压电转换单元13用于安装于盖体112面向延伸端121的一侧。
上述结构中，缸体11包括两部分，即缸本体111和盖体112，盖体112用于盖合于缸本体111的开口1111上，缸体11为分体式结构，便于安装拆卸压电转换单元13。
其中，缸本体111远离开口1111的一端为穿出端1113，穿出端1113设有与容纳空间1112连通的通孔1114。活动件12包括杆部123和头部124，头部124设于杆部123轴向的一端，头部124与杆部123同轴设置，头部124远离杆部123的一端为延伸端121，杆部123远离头部124的一端为自由端122。头部124位于缸本体111内，头部124与缸体11形成滑动密封，杆部123从缸本体111的通孔1114中穿出，以使自由端122位于缸体11外。
可选地，缸体11还包括锁紧件113，锁紧件113用于将盖体112与缸体11锁紧，以增强盖体112盖合于缸体11的开口1111上后的牢固性。锁紧件113可以是螺栓、螺钉等。
在其他实施例中，缸体11也可通过其他方式与盖体112实现可拆卸，比如，盖体112螺纹连接于缸体11；再如，盖体112与缸体11通过卡扣连接。
在一些实施例中，请参照图7，图7为图3所示的发电装置10的A处局部放大图，缸体11具有限位部114，压电转换单元13安装于缸体11，压电转换单元13与限位部114存在间隙115，压电转换单元13向靠近限位部114的方向变形时能够与限位部114相抵。
由于限位部114与压电转换单元13存在间隙115压，保证压电转换单元13在活动件12(图3中示出)与缸体11发生相对运动的过程中能够向靠近限位部114的方向发生一定程度的变形，以产生电能。限位部114对压电转换单元13的变形起到一定的约束作用，当压电转换单元13向靠近限位部114的方向发生变形并与限位部114相抵时，压电转换单元 13不再继续变形，压电转换单元13不易因变形过大而被损坏。
限位部114与压电转换单元13之间的间隙115可以是1mm-5mm，比如，限位部114与压电转换单元13之间的间隙115为1mm、2mm、3mm、4mm或5mm等。既保证压电转换单元13具有较好的发电能力，压电转换单元13又不易因变形过大而被损坏。
可选地，缸体11的内壁上设有凹槽116，压电转换单元13遮盖于凹槽116的开口端，限位部114为凹槽116的槽底壁，压电转换单元13向凹槽116内凹陷变形时能够与槽底壁相抵。凹槽116可让出压电转换单元13变形所需空间，使得压电转换单元13能够向凹槽116内凹陷变形。压电转换单元13向凹槽116内凹陷变形的过程中，压电转换单元13可与凹槽116的槽底壁相抵，压电转换单元13不易因变形过大而被损坏。
示例性的，凹槽116设于缸体11的盖体112上。压电转换单元13盖合于与凹槽116的开口端并与盖体112形成密封连接。可变腔14位于压电转换单元13与活动件12的延伸端121(图3中示出)的区域可用来容纳介质。
在一些实施例中，请参照图8，图8为图3所示的发电装置10的爆炸图，压电转换单元13包括压力传导片131和压电片132。
请继续参照图7，压力传导片131遮盖于凹槽116的开口端，压力传导片131被配置为在活动件12(图8中示出)与缸体11发生相对运动并改变可变腔14的大小时变形。压电片132安装于压力传导片131面向凹槽116的一侧，压电片132远离压力传导片131的端面与槽底壁形成间隙115，压电片132被配置为在随着压力传导片131变形而变形时产生电能。
压电片132为发电元件，压力传导片131可带动压电片132变形，以产生电能。由于压力传导片131遮盖于凹槽116的开口端，压电片132安装于压力传导片131面向凹槽116的一侧，使得压力传导片131将压电片132封堵在凹槽116内，压力传导片131可对压电片132起到很好的保护作用，提高压电片132的使用寿命。
其中，压力传导片131遮盖于凹槽116侧开口端，并与盖体112 形成密封连接，压力传导片131与盖体112之间可以设置密封圈，以提高两者的密封性。压力传导片131可通过螺栓、螺钉等连接件与盖体112连接，压力传导片131也可以通过粘接的方式与盖体112连接。压力传导片131可以是金属片、塑料片等能够发生弹性变形的片体。压电片132可以是压电陶瓷片。压电片132可以通过粘接的方式与压力传导片131连接。
可选地，缸体11上可以设有与凹槽116连通的穿线孔1121，穿线孔1121用于供压电片132的导线133从缸体11的内部穿出。
示例性，穿线孔1121设置于缸体11的盖体112上。
由上述实施例可知，压电转换单元13可以安装于缸体11的盖体112。在其他实施例中，压电转换单元13也可以安装于缸体11的缸本体111，比如，请参照图9，图9为本申请其他实施例提供的发电装置10的局部视图。压电转换单元13的压力传导片131安装于缸体11的缸本体111上，压电转换单元13的压电片132与缸体11的盖体112形成间隙115，盖体112的内表面可以作为限制压电转换单元13变形的限位部114。
需要说明的是，本申请实施例提供的发电装置10，并不仅仅适用于车辆1000减震结构中，发电装置10也可以适用于其他减震结构中，只要发电装置10的活动件12和缸体11分别连接在相对振动的两个目标件中，发电装置10则可将目标件产生的机械能转变为电能。
请参照图10，图10为本申请一些实施例提供的制备发电装置的设备2000的示意性框图，制备发电装置的设备2000包括提供装置1100和安装装置1200。
提供装置1100用于提供缸体11、活动件12和压电转换单元13。
安装装置1200用于将缸体11、活动件12和压电转换单元13进行安装，以使压电转换单元13位于由活动件12与缸体11共同限定的可变腔14内，其中，压电转换单元13被配置为在活动件12与缸体11发生相对运动并改变可变腔14的大小时变形，以产生电能。
请参照图11，图11为本申请实施例提供的制备发电装置10的方法的流程图，制备发电装置10的方法包括：
S100：提供缸体11、活动件12和压电转换单元13；
S200：将缸体11、活动件12和压电转换单元13安装在一起，以使压电转换单元13位于由活动件12与缸体11共同限定的可变腔14内，其中，压电转换单元13被配置为在活动件12与缸体11发生相对运动并改变可变腔14的大小时变形，以产生电能。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (16)

  1. 一种发电装置，其特征在于，包括：
    缸体；
    活动件，所述活动件与所述缸体共同限定可变腔；
    压电转换单元，所述压电转换单元位于所述可变腔内，所述压电转换单元被配置为在所述活动件与所述缸体发生相对运动并改变所述可变腔的大小时变形，以产生电能。
  2. 根据权利要求1所述的发电装置，其特征在于，所述压电转换单元被配置为在所述可变腔内的介质的作用下受压变形。
  3. 根据权利要求2所述的发电装置，其特征在于，所述发电装置还包括：
    介质输送装置，所述介质输送装置与所述可变腔连通，所述介质输送装置用于在所述可变腔变大时为所述可变腔提供介质，并用于在所述可变腔变小时收纳从所述可变腔内流出的介质。
  4. 根据权利要求3所述的发电装置，其特征在于，所述介质输送装置为内部空间可膨胀的弹性体；
    所述弹性体的内部空间与所述可变腔连通。
  5. 根据权利要求2-4任一项所述的发电装置，其特征在于，所述活动件具有可移动地设置于所述缸体内的延伸端；
    所述压电转换单元安装于缸体并面向所述延伸端。
  6. 根据权利要求5所述的发电装置，其特征在于，所述缸体包括：
    缸本体，所述缸本体内部形成具有一端开口的容纳空间，所述延伸端位于所述容纳空间内；以及
    盖体，所述盖体用于盖合于所述开口，所述压电转换单元用于安装于所述盖体面向所述延伸端的一侧。
  7. 根据权利要求6所述的发电装置，其特征在于，所述缸体还包括：
    锁紧件，所述锁紧件用于将所述盖体与所述缸本体锁紧。
  8. 根据权利要求1-7任一项所述的发电装置，其特征在于，缸体具有限位部；
    所述压电转换单元安装于所述缸体，所述压电转换单元与所述限位部存在间隙，所述压电转换单元向靠近所述限位部的方向变形时能够与所述限位部相抵。
  9. 根据权利要求8所述的发电装置，其特征在于，所述缸体的内壁上设有凹槽；
    所述压电转换单元遮盖于所述凹槽的开口端；
    所述限位部为所述凹槽的槽底壁，所述压电转换单元向所述凹槽内凹陷变形时能够与所述槽底壁相抵。
  10. 根据权利要求9所述的发电装置，其特征在于，所述压电转换单元包括：
    压力传导片，所述压力传导片遮盖于所述凹槽的开口端，所述压力传导片被配置为在所述活动件与所述缸体发生相对运动并改变所述可变腔的大小时变形；以及
    压电片，所述压电片安装于所述压力传导片面向所述凹槽的一侧，所述压电片远离所述压力传导片的端面与所述槽底壁形成所述间隙，所述压电片被配置为在随着所述压力传导片变形而变形时产生电能。
  11. 根据权利要求10所述的发电装置，其特征在于，所述缸体上设有与所述凹槽连通的穿线孔，所述穿线孔用于供所述压电片的导线从所述缸体的内部穿出。
  12. 根据权利要求8-11任一项所述的发电装置，其特征在于，所述间隙为1mm-5mm。
  13. 一种悬架，用于连接于车架与车轮之间，其特征在于，所述悬架包括：
    连接臂，用于安装车轮；以及
    根据权利要求1-12任一项所述的发电装置，所述缸体和所述活动件两者中的一者连接于所述连接臂，两者中的另一者用于连接于所述车架。
  14. 一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求13所述的悬架。
  15. 一种制备发电装置的设备，其特征在于，包括：
    提供装置，用于提供缸体、活动件和压电转换单元；以及
    安装装置，用于将所述缸体、所述活动件和所述压电转换单元进行安装，以使所述压电转换单元位于由所述活动件与所述缸体共同限定的可变腔内，其中，所述压电转换单元被配置为在所述活动件与所述缸体发生相对运动并改变所述可变腔的大小时变形，以产生电能。
  16. 一种制备发电装置的方法，其特征在于，包括：
    提供缸体、活动件和压电转换单元；
    将所述缸体、所述活动件和所述压电转换单元安装在一起，以使所述压电转换单元位于由所述活动件与所述缸体共同限定的可变腔内，其中，所述压电转换单元被配置为在所述活动件与所述缸体发生相对运动并改变所述可变腔的大小时变形，以产生电能。
CN202080106766.1A 2020-11-07 2020-11-07 发电装置、悬架、车辆、制备发电装置的设备及方法 Pending CN116507510A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2020/127374 WO2022094993A1 (zh) 2020-11-07 2020-11-07 发电装置、悬架、车辆、制备发电装置的设备及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116507510A true CN116507510A (zh) 2023-07-28

Family

ID=81453821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080106766.1A Pending CN116507510A (zh) 2020-11-07 2020-11-07 发电装置、悬架、车辆、制备发电装置的设备及方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11764706B2 (zh)
EP (1) EP4020605B1 (zh)
CN (1) CN116507510A (zh)
HU (1) HUE061708T2 (zh)
WO (1) WO2022094993A1 (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020121416A1 (en) * 2001-02-19 2002-09-05 Yohei Katayama Hydraulic cylinder apparatus
KR100947387B1 (ko) * 2008-08-06 2010-03-15 현대자동차주식회사 현가장치용 에너지 회생장치
FR2977411A1 (fr) * 2011-06-29 2013-01-04 Andre Moura Convertisseur electromecanique destine a produire de l'electricite et centrale de production d'energie electrique
US9410527B2 (en) * 2011-07-18 2016-08-09 Sean N. Hsu Tunable apparatus for generating energy from a fluid flow induced movement of a surface structure relative to a frame with at least one adjustable frame portion
CN102673337A (zh) * 2012-05-23 2012-09-19 浙江工商大学 汽车震动颠簸机械能回收发电装置
CN102664556B (zh) * 2012-06-01 2014-10-15 浙江师范大学 用于液体压力脉动能量回收的压电俘能器
JP2014170926A (ja) * 2013-02-08 2014-09-18 Canon Inc 振動体、その製造方法、及び振動型駆動装置
CN103267081B (zh) * 2013-05-10 2016-01-27 河南理工大学 一种用于工程机械或农用机械的压电发电式阻尼可调油气悬架
CN104165204B (zh) * 2014-07-25 2016-05-18 华侨大学 压电陶瓷与磁流变液组合的馈能式阻尼器
CN205479089U (zh) * 2016-01-05 2016-08-17 武汉理工大学 一种基于振动发电的汽车废能收集减振器
CN206017546U (zh) * 2016-09-07 2017-03-15 西安科技大学 压电式自供能阻尼可调减振器

Also Published As

Publication number Publication date
US20220149755A1 (en) 2022-05-12
EP4020605B1 (en) 2023-02-22
HUE061708T2 (hu) 2023-08-28
WO2022094993A1 (zh) 2022-05-12
US11764706B2 (en) 2023-09-19
EP4020605A1 (en) 2022-06-29
EP4020605A4 (en) 2022-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8574750B2 (en) Sealed battery to withstand internal pressures and battery module using same
EP2421069A1 (en) Battery module
WO2022099932A1 (zh) 端盖组件、电池单体及排气方法、电池及用电装置
CN112635934B (zh) 用于密封通孔的密封组件、制备电池单体的方法和装置
CN216084979U (zh) 一种电池单体、电池以及用电装置
US20180261887A1 (en) Method for Producing Energy Storage Cells, Energy Storage Cells, Battery Module, and Motor Vehicle
WO2023060519A1 (zh) 容纳装置、电池、用电设备、电池的制造设备及方法
WO2020134747A1 (zh) 电池模组以及电池包
EP4329064A1 (en) Battery cell, battery, electrical device, and apparatus and method for manufacturing battery cell
EP4318740A1 (en) Battery cell, battery, electrical device, and battery cell manufacturing method
CN216413130U (zh) 一种电池单体、电池包及用电装置
CN116507510A (zh) 发电装置、悬架、车辆、制备发电装置的设备及方法
JP5372480B2 (ja) 安全弁
JP2023518373A (ja) 電池、電力消費装置及び電池製造方法
CN219658850U (zh) 电池以及用电装置
KR20220023224A (ko) 배터리 모듈
CN115425346B (zh) 端盖组件、电池单体、电池模组及用电设备
WO2024031418A1 (zh) 电池、用电装置以及电池的成型方法
CN218274975U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN217777871U (zh) 压力装置
CN219643091U (zh) 电池、电池模组及电动设备
CN218827545U (zh) 电池箱、电池及用电设备
CN113889697B (zh) 电池箱体及其侧板、电池模组、动力电池包、电动汽车
US20240194996A1 (en) Battery cell, battery, power consumption device, and manufacturing method for battery cell
CN116683116B (zh) 电池的排液阀、电池以及用电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination