一種饋能輪胎的製作方法
2023-05-12 23:13:01 3
專利名稱：一種饋能輪胎的製作方法
技術領域：
本發明涉及汽車輪胎，特指一種饋能輪胎，屬於汽車節能技術領域。
背景技術：
眾所周知，我國已成為汽車產銷第一大國，截止2011年8月底，全國機動車保有量達到2.19億輛，其中，汽車保有量首次突破I億輛，佔機動車總量的45.88% ;隨著國內對汽車保有量的不斷攀高，汽車的節能減排壓力巨大，節能減排已成為中國汽車發展的重中之重；混合動力車輛已經證明其在節能減排領域起到的良好效果，是發展新能源汽車的一個重要選擇；對於混合動力車輛來說，因為其總功率消耗相對較低，而且對於效率的要求很嚴格；混合動力車輛最關鍵的技術就是電池動力技術；對電池管理系統進行合適的能量管理能大大提高整車性能；汽車運行過程中，輪胎轉動，會產生旋轉地動能，利用回收能量，將發動機的一部分動力轉化為電能給蓄電池進行預充電能夠提高電池的效率，所以需要一種能夠回收能量的系統，可以直接利用回收的能量，從而減輕電池的質量、降低百公裡燃油消耗量。另一方面，在汽車制動過程中，面臨著汽車動能以熱能的形式白白耗散掉，若能回收這部分制動能量並加以利用，亦可減少對傳統化石燃料的依賴。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是:在車輛行駛過程或制動過程中，回收一部分車輪旋轉運動所產生的動能，並依據電磁感應原理將動能轉化為電能儲存起來，供給車輛上的其他耗能部件。本發明通過以下技術方案解決所提出的技術問題:針對車輛在行駛過程或制動過程中車輪轉動產生動能的特點，在車輪中集成了一個發電饋能機構，得到了一種能夠回收車輪旋轉動能的饋能輪胎；在車輪轉動時，利用電磁感應原理在相對運動的兩個部件之間產生電能，並將這部分電能通過饋能迴路儲存起來。該新型饋能輪胎包括輪胎、輪輞、發電饋能機構、螺母和螺栓；
發電饋能機構包括動子鐵芯、三相繞組、固定板、定子擺和滾珠；動子鐵芯沿周向均勻開設有齒槽，齒槽中嵌有三相繞組，且開有四個軸向的光孔，用以與輪輞固定；固定板為環形圓柱結構，沿軸向開有四個光孔，四個光孔均布於固定板的圓周，與動子鐵芯上四個軸向的光孔位置對應，孔徑與動子鐵芯上的軸向光孔孔徑大小相同，用於與輪輞固定；固定板沿圓周開有環形的T型槽，用於放置定子擺，T型槽中有四條滾道，分別為滾道A、滾道B、滾道C和滾道D，滾道中沿圓周裝滿了滾珠；定子擺由弧形的T型鋼和弧形永磁體焊接而成，弧形永磁體徑向充磁，N、S極交錯布置，弧形的T型鋼通過滾珠空套在固定板的T型槽中。此時，定子擺由於空套在固定板中 ，受到自身重力的作用，不會隨著車輪的轉動而沿圓周轉動。
圖1是饋能輪胎結構示意 圖2是發電饋能機構結構 圖3是固定板結構 圖4是動子擺結構 圖中:1-輪胎 2-輪輞 3-發點饋能機構 31-動子鐵芯 32-三相繞組33-固定板34-定子擺 341-弧形T型鋼 342-弧形永磁體 35-滾珠 4-螺母5-螺栓。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。將一種新型的發電饋能機構3集成到車輪中，得到一種饋能輪胎；該饋能輪胎包括:輪胎1、輪輞2、發電饋能機構3、螺母4和螺栓5。發電饋能機構3包括動子鐵芯31、三相繞組32、固定板33、定子擺34和滾珠35 ；動子鐵芯31沿周向均勻開設有齒槽，齒槽中嵌有三相繞組32，且開有四個軸向的光孔，用以與輪輞2固定；固定板33為環形圓柱結構，沿軸向開有四個光孔，孔徑與動子鐵芯31上的軸向光孔孔徑大小相同，四個光孔均布於固定板33的圓周，動子鐵芯31、固定板33通過螺母4和螺栓5與輪輞2固定，在車輛運行過程中，動子鐵芯31、固定板33隨車輪一起轉動；固定板33沿圓周開有環形的T型槽，用於放置定子擺34 ；T型槽中有四條滾道，分別為滾道Α、滾道B、滾道C和滾道D，滾道中沿圓周裝滿了滾珠35，主要目的是減小定子擺34與固定板33之間的摩擦。定子擺34是由弧形的T型鋼341和弧形永磁體342焊接而成，弧形永磁體342徑向充磁，N、S極交錯布置；弧形的T型鋼341通過滾珠35空套在固定板33的T型槽中；定子擺34由於受到自身重力的作用，在車輛運動過程中，不與動子鐵芯31同步轉動。
下面結合附圖對本發明具體實施過程作進一步說明。在車輛運動過程中，動子鐵芯31、固定板33與輪輞2通過螺栓5固定連接，動子鐵芯31和固定板33 會隨車輪同步轉動；定子擺34的弧形T型鋼341通過滾珠35空套在固定板33的T型槽中，由於受到自身重力的作用，定子擺34轉速與固定板33不同，此時可以看作定子擺34固定不動，固定板33沿著定子擺34轉動；由於固定板33與動子鐵芯31轉速相同，則定子擺34與動子鐵芯31產生相對運動，動子鐵芯31中的三相繞組32切割定子擺34中徑向充磁的弧形永磁體342的磁力線，在三相繞組32中感應出三相交流電動勢。新能源汽車中，蓄電池是關鍵，發動機啟動和燈光照明，需要蓄電池提供強大的電力，因而必須保證蓄電池電量充足。若蓄電池電量不足，可以忽略發動機的負載性能，此時將蓄電池作為發動機的負載，使得一部分車輪動能通過發電饋能機構3被轉化為電能給蓄電池充電，通過接通饋能迴路，使發電饋能機構3工作在負載狀態，三相繞組32中感應出反電勢，由於饋能迴路閉合，車輪的一部分動能被轉化為電能，電能經過三相PWM整流器和DC-DC升壓變換電路後，給新能源汽車上由蓄電池和超級電容組成的複合儲能系統充電，車輪動能被轉化為電能儲存起來，以供汽車啟動或加速時使用；若蓄電池電量已充滿，則可在車輛正常運行過程中斷開饋能迴路，此時發電饋能機構3工作在空載狀態，三相繞組32中雖然感應出三相電動勢，但由於饋能迴路斷開，三相繞組32中不存在電流，沒有動能轉化為電能，減輕了發動機的負載；在蓄電池電量不足時，可以重新接通饋能迴路，則發電饋能機構3再次將一部分車輪旋轉動能轉化為電能給蓄電池進行充電，如此循環往復。在車輛制動過程中，若不對制動能量進行回收，則這部分能量會轉化為熱能耗散在空氣中，此時，可以接通饋能迴路，使發電饋能機構3工作在負載狀態，定子擺34與動子鐵芯31由於相對運動而在動子鐵芯31的三相繞組32中感應出交流電，交流電經過三相PWM整流器和DC-DC升壓變換電路轉化為直流電給蓄電池充電，制動能量轉化為電能儲存起來，達到對制動能量進行回收的目的。對於這種饋能輪胎，可以通過接通或斷開饋能迴路來控制是否回收車輪轉動產生的能量，操作方便，靈活性強，提高了蓄電池的壽命和工作效率；與此同時，這種發電饋能機構3本身由於機構的特殊性，可以移植到其他旋轉類運動工程機械中進行能量回收，可移植性較強，因而有很強的 實用性和適用性。
權利要求
1.一種饋能輪胎，包括輪胎和輪輞，其特徵在於設有發電饋能機構，發電饋能機構包括動子鐵芯、三相繞組、固定板、定子擺和滾珠；發電饋能機構通過動子鐵芯和固定板採用螺母螺栓固定在輪輞上，動子鐵芯沿周向均勻開設有齒槽，齒槽中嵌有三相繞組；固定板為環形圓柱結構，位於動子鐵芯中部，固定板沿圓周開有環形的T型槽，用於放置定子擺；定子擺由弧形的T型鋼和弧形永磁體焊接而成，弧形永磁體徑向充磁，N、S極交錯布置，弧形的T型鋼空套在固定板的T型槽中；在車輛運動過程中，動子鐵芯、固定板與輪輞通過螺母螺栓固定連接，動子鐵芯和固定板會隨車輪同步轉動；定子擺由於空套在固定板中，受到自身重力的作用，不會隨著車輪的轉動而沿圓周轉動。
2.如權利要求I所述的一種饋能輪胎，其特徵在於動子鐵芯開有四個軸向的光孔，用以與輪輞固定；固定板為環形圓柱結構，沿軸向開有四個光孔，四個光孔均布於固定板的圓周，與動子鐵芯上四個軸向的光孔位置對應，孔徑與動子鐵芯上的軸向光孔孔徑大小相同，用於與輪輞固定。
3.如權利要求I所述的一種饋能輪胎，其特徵在於所述T型槽中有四條滾道，分別為滾道A、滾道B、滾道C和滾道D，上下兩兩對稱布置，滾道中沿圓周裝滿了滾珠，減小定子擺與固定板之間的摩擦。
全文摘要
本發明涉及汽車輪胎，特指一種饋能輪胎，屬於汽車節能技術領域。該種新型饋能輪胎主要是在車輪中集成了一個發電饋能機構，能夠在車輛行駛過程或制動過程中回收車輪轉動所產生的能量，利用電磁感應原理將車輪旋轉的一部分動能轉化為電能儲存起來，以供給其他耗能部件。饋能輪胎中發電饋能機構結構簡單，適用性強，普遍適用於旋轉類機械運動結構的能量回收。
文檔編號B60C19/00GK103253091SQ20131017014
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月10日 優先權日2013年5月10日
發明者汪若塵, 施德華, 陳龍, 孟祥鵬 申請人:江蘇大學