CN205489968U - 一种电动自行车刹车能量收集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动自行车刹车能量收集装置，包括锥齿轮、谐波齿轮、电磁离合器、无刷永磁直流电机、超级电容器；所述锥齿轮安装在电动自行车轮轴上，所述谐波齿轮通过电磁离合器控制与锥齿轮啮合或分离，所述谐波齿轮连接无刷永磁直流电机的转轴，所述无刷永磁直流电机的电能输出端连接到所述超级电容器的电能输入端。该装置结构简单，不对原电动自行车的结构做出大的改变，仅通过增加少量结构即能够实现刹车的部分能量的回收，实现能源的节约。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动自行车刹车能量收集装置。
背景技术
电动自行车，是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具；2013年“中国电动自行车产业创新高峰论坛”数据显示，中国电动自行车截止2013年保有量突破2亿辆。电动自行车作为主要以电能驱动的一种代步车，在我国具有广大的使用基础，因此在现如今能源消耗加剧的情况下，有理由和基础从电动自行车入手，实现一定的能量回收。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，提出一种电动自行车刹车能量收集装置，实现制动能量回收。
技术方案：一种电动自行车刹车能量收集装置，包括锥齿轮、谐波齿轮、电磁离合器、无刷永磁直流电机、超级电容器；所述锥齿轮安装在电动自行车轮轴上，所述谐波齿轮通过电磁离合器控制与锥齿轮啮合或分离，所述谐波齿轮连接无刷永磁直流电机的转轴，所述无刷永磁直流电机的电能输出端连接到所述超级电容器的电能输入端。
进一步的，还包括安装在闸把上的压力传感器，所述压力传感器连接一个控制器，所述控制器输出信号端连接所述电磁离合器和无刷永磁直流电机的控制端。
进一步的，所述超级电容器通过整流电路连接到电动自行车的蓄电池。
有益效果：本实用新型的一种电动自行车刹车能量收集装置结构简单，不对原电动自行车的结构做出大的改变，仅通过增加少量结构即能够实现刹车的部分能量的回收，实现能源的节约，还能够起到一定的制动效果。
附图说明
图1为本实用新型的电动自行车刹车能量收集装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
如图1所示，一种电动自行车刹车能量收集装置，包括锥齿轮、谐波齿轮、电磁离合器、无刷永磁直流电机、超级电容器、压力传感器、整流电路以及控制器。由于目前的电动自行车基本为后轮驱动，因此，本装置中的锥齿轮安装在电动自行车轮轴上。谐波齿轮通过电磁离合器控制与锥齿轮啮合或分离，谐波齿轮连接无刷永磁直流电机的转轴，无刷永磁直流电机的电能输出端连接到超级电容器的电能输入端。
由于电动自行车的车速一般在30公里每小时，刹车到制动时间也比较短，因此为了提高刹车能量回收的效率，本实用新型中，通过谐波齿轮这一结构来实现增加轴的转速，从而提高发电效率。该谐波齿轮的特点是在柔性结构中设有一个波发生器，通过该波发生器的作用能够产生一个移动变形波，从而提高传动效率。
上述电动自行车刹车能量收集装置中，作为能量转换的核心部件的电机选用无刷永磁直流电机，这是因为电机的发电能量直接决定了能量回收的效率，无刷永磁直流电机相较于其他电机省去了电刷和换向器，结构的减少必然带来了装置运行的稳定性；其次，无刷永磁直流电机在矩波电流和矩波磁场的作用下能够产生很大的电磁转矩，故其功率密度较大，适用于本实用新型所应用的场合。
在闸把上安装有压力传感器，压力传感器连接一个控制器，控制器输出信号端连接所述电磁离合器和无刷永磁直流电机的控制端。在刹车时，压力传感器检测到刹车动作后，控制器向电磁离合器发出信号来控制谐波齿轮与锥齿轮啮合，此时车轴的动能通过谐波齿轮传递至无刷永磁直流电机的转轴，带动电机的旋转实现发电，电容存储到超级电容器。选择超级电容器作为储能元件是因为，相较蓄电池等储能方式，超级电容器能够较快的收集电能。
作为跟进一步的改进，超级电容器通过整流电路连接到电动自行车的蓄电池。这是因为超级电容器虽然储能较快，但其容量较小价格高，因此可将其能力再转移到蓄电池，为蓄电池充电。当刹车动作停止时，由于传感器的作用，控制器控制谐波齿轮与锥齿轮分离，从而避免影响电动自行车的正常行驶。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种电动自行车刹车能量收集装置，其特征在于：包括锥齿轮、谐波齿轮、电磁离合器、无刷永磁直流电机、超级电容器；所述锥齿轮安装在电动自行车轮轴上，所述谐波齿轮通过电磁离合器控制与锥齿轮啮合或分离，所述谐波齿轮连接无刷永磁直流电机的转轴，所述无刷永磁直流电机的电能输出端连接到所述超级电容器的电能输入端。
2.根据权利要求1所述的一种电动自行车刹车能量收集装置，其特征在于：还包括安装在闸把上的压力传感器，所述压力传感器连接一个控制器，所述控制器输出信号端连接所述电磁离合器和无刷永磁直流电机的控制端。
3.根据权利要求2所述的一种电动自行车刹车能量收集装置，其特征在于：所述超级电容器通过整流电路连接到电动自行车的蓄电池。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107487189A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-12-19 | 芜湖迈特电子科技有限公司 | 电动自行车刹车能量回收装置 |
| CN110341488A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-10-18 | 太原理工大学 | 一种制动能量回收装置 |
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2016
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