CN204383196U - 一种汽车制动能量再利用装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种汽车制动能量再利用装置，包括底盘、车轮、轮轴和盘状磁体，所述底盘下方通过安装支架安装有微型发电机，微型发电机位于车轮的外侧，微型发电机的动力输入端安装有摩擦轮，车轮的外侧还安装有刹车盘；所述轮轴上套装有盘状磁体，底盘下部设有能量回收线圈；能量回收线圈与盘状磁体边缘的磁极相对应，其输出端经充电控制电路与蓄电池连接；本实用新型提高了汽车制动系统中的能量回收的效率，利用磁力对汽车进行制动，克服了传统摩擦刹车系统噪音大、易磨损的不足，设有汽车的辅助刹车系统，改善汽车的制动性能，消除事故隐患，降低车辆的维护成本。

Description

一种汽车制动能量再利用装置
技术领域
    本实用新型涉及汽车领域，具体是一种汽车制动能量再利用装置。
背景技术
随着各种能源危机的加剧，混合动力汽车和纯电动汽车已然成为新一代汽车的发展方向，而再生制动技术作为混合动力汽车和纯电动汽车的一项重要节能技术，已经得到越来越大的重视。再生制动技术使汽车在制动过程中将一部分动能转化为电能并储存在储能装置中，实现了制动减速时的能量再利用。
国内再生制动技术研究目前仍然处于起步阶段。各高校、汽车厂商、科研院所都在这一领域进行研究并取得了初步的结果，但是大部分研究都停留在理论分析和建模仿真阶段，实车应用并不多。现有的装置结构简单，功能单一，没有运用在汽车制动发电系统中，使用受到了一定的限制。现有的车辆几乎都是单一地采用机械摩擦原理来制动，这种刹车系统将车身动能全部转化为热量后散失掉，没有能量回收功能，造成了能源的浪费，缩短了汽车的续驶里程。此外，传统的摩擦刹车系统不仅会造成噪音污染，而且刹车部件在工作过程中会不断磨损，制动性能也会不断下降，如果得不到及时更换就有可能酿成安全事故，给人们的生命和财产造成巨大损失。而频繁更换刹车部件则会增加车辆的维护成本，给车主造成较大的经济负担。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种汽车制动能量再利用装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种汽车制动能量再利用装置，包括底盘、车轮、轮轴和盘状磁体，所述底盘下方通过安装支架安装有微型发电机，微型发电机位于车轮的外侧，微型发电机的动力输入端安装有摩擦轮，车轮的外侧还安装有刹车盘，刹车盘与车轮的抱合部位安装有压电陶瓷片，微型发电机和压电陶瓷片分别通过线路与电能转换模块相连接，电能转换模块与蓄电池相连接；所述轮轴上套装有盘状磁体，底盘下部设有能量回收线圈；能量回收线圈与盘状磁体边缘的磁极相对应，其输出端经充电控制电路与蓄电池连接；所述底盘上设有C型磁轭，轮轴上套装有涡流刹车盘，涡流刹车盘边缘插在C型磁轭的磁隙中，C型磁轭上绕接有刹车线圈，刹车线圈两端与控制电路连接；所述充电控制电路包括振荡控制器、制动开关、场效应管、电感、整流桥、储能电容和二极管，所述整流桥的交流输入端接能量回收线圈，直流输出端经制动开关给储能电容充电，所述电感的一端接储能电容的正极，一端经二极管给汽车的蓄电池充电并经场效应管接储能电容负极，所述振荡控制器采用8530C，其VOUT端接汽车蓄电池的正极，EXT端接场效应管的栅极，其GND端接储能电容和汽车蓄电池的负极。
进一步的，所述压电陶瓷片采用压电陶瓷钙钛矿结构。
进一步的，所述微型发电机为永磁直流发电机。
进一步的，所述蓄电池上还设置有为外界设备供电的供电接口。
进一步的，所述涡流刹车盘、C型磁轭和刹车线圈均设置两个，它们对称安装在轮轴的两端。
进一步的，所述盘状磁体和能量回收线圈均设置两个，它们对称安装在轮轴的两端。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在车轮的外侧通过安装支架安装有微型发电机，并且在刹车盘与车轮的抱合部位安装有压电陶瓷片，通过微型发电机和压电陶瓷片分别利用汽车的制动能量发电，大幅度提高了汽车制动系统中的能量回收的效率；本实用同时还设有相对独立运行的辅助刹车系统，不会与刹车盘与车轮的抱合刹车冲突，同时更加保险，也进一步的提高了汽车制动系统中的能量回收的效率；辅助刹车系统利用磁力对汽车进行制动，克服了传统摩擦刹车系统噪音大、易磨损的不足；将本实用新型设有汽车的辅助刹车系统，可以延长汽车的续驶里程，改善汽车的制动性能，消除事故隐患，降低车辆的维护成本。
附图说明
图1为汽车制动能量再利用装置的结构示意图。
图2为汽车制动能量再利用装置中充电控制电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-2，一种汽车制动能量再利用装置，包括底盘1、车轮2、轮轴3和盘状磁体11，所述底盘1下方通过安装支架4安装有微型发电机5，微型发电机5位于车轮2的外侧，微型发电机5的动力输入端安装有摩擦轮6，车轮2的外侧还安装有刹车盘7，刹车盘7与车轮2的抱合部位安装有压电陶瓷片8，微型发电机5和压电陶瓷片8分别通过线路与电能转换模块9相连接，电能转换模块9与蓄电池10相连接；所述轮轴3上套装有盘状磁体11，底盘1下部设有能量回收线圈L2；能量回收线圈L2与盘状磁体11边缘的磁极相对应，其输出端经充电控制电路与蓄电池10连接；所述底盘1上设有C型磁轭12，轮轴3上套装有涡流刹车盘13，涡流刹车盘13边缘插在C型磁轭12的磁隙中，C型磁轭12上绕接有刹车线圈14，刹车线圈14两端与控制电路连接；所述充电控制电路包括振荡控制器U、制动开关K、场效应管Q、电感L1、整流桥ZQ、储能电容C和二极管D，所述整流桥ZQ的交流输入端接能量回收线圈L2，直流输出端经制动开关K给储能电容C充电，所述电感L1的一端接储能电容C的正极，一端经二极管D给汽车的蓄电池10充电并经场效应管Q接储能电容C负极，所述振荡控制器U采用8530C，其VOUT端接汽车蓄电池10的正极，EXT端接场效应管Q的栅极，其GND端接储能电容C和汽车蓄电池10的负极。
本实用新型的车轮2的外侧还安装有刹车盘7，刹车盘7与车轮2的抱合部位安装有压电陶瓷片8，压电陶瓷片8采用压电陶瓷钙钛矿结构。当汽车制动系统启动时，压电陶瓷片8受挤压而发电。微型发电机5和压电陶瓷片8分别通过线路与电能转换模块9相连接，电能转换模块9与蓄电池10相连接，微型发电机5和压电陶瓷片8产生的电能通过电能转换模块9转化后储存在蓄电池10内。蓄电池10上还设置有为外界设备供电的供电接口，能够为整车提供电源。本实用新型结构紧凑，通过微型发电机5和压电陶瓷片8分别利用汽车的制动能量发电，大幅度提高了汽车制动系统中的能量回收的效率，通用性好，适用范围广泛。
本实用新型还设有辅助刹车系统，辅助刹车系统在汽车正常行驶时，能量回收线圈L2虽然切割磁力线，但由于充电控制电路切断了其电流输出回路，其内部没有感生电流，因而没有刹车作用，不影响汽车的正常行驶。当驾驶员踩下制动踏板时，充电控制电路接通其电流输出回路，能量回收线圈L2产生感生电流和制动力矩，从而实现非接触式的辅助刹车；汽车正常行驶时，刹车线圈14不通电，C型磁轭12的磁隙内没有磁场，涡流刹车盘13内不会产生涡流，涡流刹车单元单元不工作，不影响汽车的正常行驶。当驾驶员踩下制踏板时，刹车线圈14与电源接通，于是C型磁轭12的磁隙内产生磁场，涡流刹车盘13在该磁场内旋转产生涡流和制动力矩，从而实现非接触式的辅助刹车。
充电控制电路包括振荡控制器U、制动开关K、场效应管Q、电感L1、整流桥ZQ、储能电容C和二极管D，该电路可自动调节输出电压，为蓄电池10充电；振荡控制器U采用集成芯片8530C，其EXT端(第3引脚)为开关频率控制端，VOUT端(第4引脚)为输出电压的检测引脚，EXT端输出的频率开关信号控制N沟道的场效应管QST2300TA的通断,当场效应管Q的漏极与源极导通时电感L1导通；当场效应管Q的漏极与源极截止,电感L1瞬间截止,电感L1产生的浪涌电压经二极管D整流后输出。8530C的VOUT端检测二极管D的输出电压,当输出电压低时,8530C提高其EXT端的开关频率,从而提高输出电压；当输出电压高时,8530C降低场效应管Q的开关频率，使输出电压降低。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1. 一种汽车制动能量再利用装置，包括底盘、车轮、轮轴和盘状磁体，其特征在于，所述底盘下方通过安装支架安装有微型发电机，微型发电机位于车轮的外侧，微型发电机的动力输入端安装有摩擦轮，车轮的外侧还安装有刹车盘，刹车盘与车轮的抱合部位安装有压电陶瓷片，微型发电机和压电陶瓷片分别通过线路与电能转换模块相连接，电能转换模块与蓄电池相连接；所述轮轴上套装有盘状磁体，底盘下部设有能量回收线圈；能量回收线圈与盘状磁体边缘的磁极相对应，其输出端经充电控制电路与蓄电池连接；所述底盘上设有C型磁轭，轮轴上套装有涡流刹车盘，涡流刹车盘边缘插在C型磁轭的磁隙中，C型磁轭上绕接有刹车线圈，刹车线圈两端与控制电路连接；所述充电控制电路包括振荡控制器、制动开关、场效应管、电感、整流桥、储能电容和二极管，所述整流桥的交流输入端接能量回收线圈，直流输出端经制动开关给储能电容充电，所述电感的一端接储能电容的正极，一端经二极管给汽车的蓄电池充电并经场效应管接储能电容负极，所述振荡控制器采用8530C，其VOUT端接汽车蓄电池的正极，EXT端接场效应管的栅极，其GND端接储能电容和汽车蓄电池的负极。
2.根据权利要求1所述的汽车制动能量再利用装置，其特征在于，所述压电陶瓷片采用压电陶瓷钙钛矿结构。
3.根据权利要求1所述的汽车制动能量再利用装置，其特征在于，所述微型发电机为永磁直流发电机。
4.根据权利要求1所述的汽车制动能量再利用装置，其特征在于，所述蓄电池上还设置有为外界设备供电的供电接口。
5.根据权利要求1所述的汽车制动能量再利用装置，其特征在于，所述涡流刹车盘、C型磁轭和刹车线圈均设置两个，它们对称安装在轮轴的两端。
6.根据权利要求1所述的汽车制动能量再利用装置，其特征在于，所述盘状磁体和能量回收线圈均设置两个，它们对称安装在轮轴的两端。
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