CN203293807U

CN203293807U - 一种馈能轮胎

Info

Publication number: CN203293807U
Application number: CN2013202500826U
Authority: CN
Inventors: 施德华; 汪若尘; 陈龙; 孟祥鹏
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2023-05-10

Abstract

本实用新型涉及汽车轮胎，特指一种馈能轮胎，属于汽车节能技术领域。该种新型馈能轮胎主要是在车轮中集成了一个发电馈能机构，能够在车辆行驶过程或制动过程中回收车轮转动所产生的能量，利用电磁感应原理将车轮旋转的一部分动能转化为电能储存起来，以供给其他耗能部件。馈能轮胎中发电馈能机构结构简单，适用性强，普遍适用于旋转类机械运动结构的能量回收。

Description

一种馈能轮胎

技术领域

本实用新型涉及汽车轮胎，特指一种馈能轮胎，属于汽车节能技术领域。

背景技术

众所周知，我国已成为汽车产销第一大国，截止2011年8月底，全国机动车保有量达到2.19亿辆，其中，汽车保有量首次突破1亿辆，占机动车总量的45.88%；随着国内对汽车保有量的不断攀高，汽车的节能减排压力巨大，节能减排已成为中国汽车发展的重中之重；混合动力车辆已经证明其在节能减排领域起到的良好效果，是发展新能源汽车的一个重要选择；对于混合动力车辆来说,因为其总功率消耗相对较低,而且对于效率的要求很严格；混合动力车辆最关键的技术就是电池动力技术；对电池管理系统进行合适的能量管理能大大提高整车性能；汽车运行过程中，轮胎转动，会产生旋转地动能，利用回收能量，将发动机的一部分动力转化为电能给蓄电池进行预充电能够提高电池的效率，所以需要一种能够回收能量的系统，可以直接利用回收的能量,从而减轻电池的质量、降低百公里燃油消耗量。

另一方面，在汽车制动过程中，面临着汽车动能以热能的形式白白耗散掉，若能回收这部分制动能量并加以利用，亦可减少对传统化石燃料的依赖。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：在车辆行驶过程或制动过程中，回收一部分车轮旋转运动所产生的动能，并依据电磁感应原理将动能转化为电能储存起来，供给车辆上的其他耗能部件。

本实用新型通过以下技术方案解决所提出的技术问题：针对车辆在行驶过程或制动过程中车轮转动产生动能的特点，在车轮中集成了一个发电馈能机构，得到了一种能够回收车轮旋转动能的馈能轮胎；在车轮转动时，利用电磁感应原理在相对运动的两个部件之间产生电能，并将这部分电能通过馈能回路储存起来。

该新型馈能轮胎包括轮胎、轮辋、发电馈能机构、螺母和螺栓；

发电馈能机构包括动子铁芯、三相绕组、固定板、定子摆和滚珠；动子铁芯沿周向均匀开设有齿槽，齿槽中嵌有三相绕组，且开有四个轴向的光孔，用以与轮辋固定；固定板为环形圆柱结构，沿轴向开有四个光孔，四个光孔均布于固定板的圆周，与动子铁芯上四个轴向的光孔位置对应，孔径与动子铁芯上的轴向光孔孔径大小相同，用于与轮辋固定；固定板沿圆周开有环形的T型槽，用于放置定子摆，T型槽中有四条滚道，分别为滚道A、滚道B、滚道C和滚道D，滚道中沿圆周装满了滚珠；定子摆由弧形的T型钢和弧形永磁体焊接而成，弧形永磁体径向充磁，N、S极交错布置，弧形的T型钢通过滚珠空套在固定板的T型槽中。此时，定子摆由于空套在固定板中，受到自身重力的作用，不会随着车轮的转动而沿圆周转动。

附图说明

图1是馈能轮胎结构示意图；

图2是发电馈能机构结构图；

图3是固定板结构图；

图4是动子摆结构图；

图中：1-轮胎 2-轮辋 3-发点馈能机构 31-动子铁芯 32-三相绕组 33-固定板 34-定子摆 341-弧形T型钢 342-弧形永磁体 35-滚珠 4-螺母 5-螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

将一种新型的发电馈能机构3集成到车轮中，得到一种馈能轮胎；该馈能轮胎包括：轮胎1、轮辋2、发电馈能机构3、螺母4和螺栓5。

发电馈能机构3包括动子铁芯31、三相绕组32、固定板33、定子摆34和滚珠35；动子铁芯31沿周向均匀开设有齿槽，齿槽中嵌有三相绕组32，且开有四个轴向的光孔，用以与轮辋2固定；固定板33为环形圆柱结构，沿轴向开有四个光孔，孔径与动子铁芯31上的轴向光孔孔径大小相同，四个光孔均布于固定板33的圆周，动子铁芯31、固定板33通过螺母4和螺栓5与轮辋2固定，在车辆运行过程中，动子铁芯31、固定板33随车轮一起转动；固定板33沿圆周开有环形的T型槽，用于放置定子摆34；T型槽中有四条滚道，分别为滚道A、滚道B、滚道C和滚道D，滚道中沿圆周装满了滚珠35，主要目的是减小定子摆34与固定板33之间的摩擦。

定子摆34是由弧形的T型钢341和弧形永磁体342焊接而成，弧形永磁体342径向充磁，N、S极交错布置；弧形的T型钢341通过滚珠35空套在固定板33的T型槽中；定子摆34由于受到自身重力的作用，在车辆运动过程中，不与动子铁芯31同步转动。

下面结合附图对本实用新型具体实施过程作进一步说明。

在车辆运动过程中，动子铁芯31、固定板33与轮辋2通过螺栓5固定连接，动子铁芯31和固定板33会随车轮同步转动；定子摆34的弧形T型钢341通过滚珠35空套在固定板33的T型槽中，由于受到自身重力的作用，定子摆34转速与固定板33不同，此时可以看作定子摆34固定不动，固定板33沿着定子摆34转动；由于固定板33与动子铁芯31转速相同，则定子摆34与动子铁芯31产生相对运动，动子铁芯31中的三相绕组32切割定子摆34中径向充磁的弧形永磁体342的磁力线，在三相绕组32中感应出三相交流电动势。

新能源汽车中，蓄电池是关键，发动机启动和灯光照明，需要蓄电池提供强大的电力，因而必须保证蓄电池电量充足。若蓄电池电量不足，可以忽略发动机的负载性能，此时将蓄电池作为发动机的负载，使得一部分车轮动能通过发电馈能机构3被转化为电能给蓄电池充电，通过接通馈能回路，使发电馈能机构3工作在负载状态，三相绕组32中感应出反电势，由于馈能回路闭合，车轮的一部分动能被转化为电能，电能经过三相PWM整流器和DC-DC升压变换电路后，给新能源汽车上由蓄电池和超级电容组成的复合储能系统充电，车轮动能被转化为电能储存起来，以供汽车启动或加速时使用；若蓄电池电量已充满，则可在车辆正常运行过程中断开馈能回路，此时发电馈能机构3工作在空载状态，三相绕组32中虽然感应出三相电动势，但由于馈能回路断开，三相绕组32中不存在电流，没有动能转化为电能，减轻了发动机的负载；在蓄电池电量不足时，可以重新接通馈能回路，则发电馈能机构3再次将一部分车轮旋转动能转化为电能给蓄电池进行充电，如此循环往复。

在车辆制动过程中，若不对制动能量进行回收，则这部分能量会转化为热能耗散在空气中，此时，可以接通馈能回路，使发电馈能机构3工作在负载状态，定子摆34与动子铁芯31由于相对运动而在动子铁芯31的三相绕组32中感应出交流电，交流电经过三相PWM整流器和DC-DC升压变换电路转化为直流电给蓄电池充电，制动能量转化为电能储存起来，达到对制动能量进行回收的目的。

对于这种馈能轮胎，可以通过接通或断开馈能回路来控制是否回收车轮转动产生的能量，操作方便，灵活性强，提高了蓄电池的寿命和工作效率；与此同时，这种发电馈能机构3本身由于机构的特殊性，可以移植到其他旋转类运动工程机械中进行能量回收，可移植性较强，因而有很强的实用性和适用性。

Claims

1.一种馈能轮胎，包括轮胎和轮辋，其特征在于：设有发电馈能机构，发电馈能机构包括动子铁芯、三相绕组、固定板、定子摆和滚珠；发电馈能机构通过动子铁芯和固定板采用螺母螺栓固定在轮辋上，动子铁芯沿周向均匀开设有齿槽，齿槽中嵌有三相绕组；固定板为环形圆柱结构，位于动子铁芯中部，固定板沿圆周开有环形的T型槽，用于放置定子摆；定子摆由弧形的T型钢和弧形永磁体焊接而成，弧形永磁体径向充磁，N、S极交错布置，弧形的T型钢空套在固定板的T型槽中；在车辆运动过程中，动子铁芯、固定板与轮辋通过螺母螺栓固定连接，动子铁芯和固定板会随车轮同步转动；定子摆由于空套在固定板中，受到自身重力的作用，不会随着车轮的转动而沿圆周转动。

2.如权利要求1所述的一种馈能轮胎，其特征在于：动子铁芯开有四个轴向的光孔，用以与轮辋固定；固定板为环形圆柱结构，沿轴向开有四个光孔，四个光孔均布于固定板的圆周，与动子铁芯上四个轴向的光孔位置对应，孔径与动子铁芯上的轴向光孔孔径大小相同，用于与轮辋固定。

3.如权利要求1所述的一种馈能轮胎，其特征在于：所述T型槽中有四条滚道，分别为滚道A、滚道B、滚道C和滚道D，上下两两对称布置，滚道中沿圆周装满了滚珠，减小定子摆与固定板之间的摩擦。