基于压电橡胶的无源压力发电装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107819411A(43)申请公布日2018.03.20(21)申请号201711087246.7(22)申请日2017.11.07(71)申请人上海京明环境科技有限公司地址200120上海市浦东新区富特北路269号2幢二层2-28室(72)发明人伊学农付彩霞(51)Int.Cl.H02N2/18(2006.01)H01R39/34(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称基于压电橡胶的无源压力发电装置(57)摘要本发明提供一种基于压电橡胶的无源压力发电装置，所述的基于压电橡胶的无源压力发电装置包括轮胎、压电橡胶膜、金属极板、轮胎驱动轴以及电力输出器。该发电装置利用轮胎运行过程产生的压力和振动使复合于轮胎内的柔性压电橡胶产生脉冲电压，通过交直流转换电路将脉冲电压产生的脉冲电流转化为直流电流，并对蓄电池进行充电，实现机电能量转换。本发明实现了利用压电橡胶来获得能源，可用于制造汽车轮胎压力发电系统以提高燃油利用率，本发电装置制造简单、成本低、使用寿命长，不会造成二次污染。CN107819411ACN107819411A权利要求书1/1页1.一种基于压电橡胶的无源压力发电装置，其特征在于，包括轮胎（1）、压电橡胶膜（2）、金属极板（3）、导线A（4）、导线B（5）、轮辋（6）、电刷滑环（7）、轮胎驱动轴（8）、滚珠（9）、电刷（10）、电刷支架（11）、压簧（12）、导线C（13）和电力输出器（14）；压电橡胶膜（2）复合在靠近轮胎（1）内的近地侧，金属极板（3）置于压电橡胶膜（2）上；压电橡胶膜（2）作为发电单元，其内侧的金属极板（3）连接导线A（4）和导线B（5），导线A（4）与轮辋（6）相连接，利用轮胎驱动轴（8）形成电极，导线B（5）与电刷滑环（7）相衔接，电刷滑环（7）安装在轮胎驱动轴（8）上，组成整个轮胎发电单元；电刷（10）在轮胎驱动轴（8）运转过程与电刷滑环（7）持续接触，最后通过导线C（13）实现电力输出。2.根据权利要求1所述的一种基于压电橡胶的无源压力发电装置，其特征在于：所述的压电橡胶膜（2）可根据发电要求以及轮胎（1）的受力情况在同一受力面进行机械结构上的叠加，在电路连接方式上串联组成发电单元，达到合适压力发电水平；压电橡胶膜（2）的形状采用正多边形，大小可调。3.根据权利要求1所述的一种基于压电橡胶的无源压力发电装置，其特征在于：所述的轮胎（1）的机电能量转换单元设有相互独立的电流回路，以防止不同轮胎（1）内的压电橡胶膜（2）相互放电而影响电能效率。4.根据权利要求1所述的一种基于压电橡胶的无源轮胎7发电装置，其特征在于：所述的金属极板（3）置于压电橡胶膜（2）上，但不完全覆盖在压电橡胶膜（2）。5.根据权利要求1所述的一种基于压电橡胶的无源轮胎7发电装置，其特征在于：所述导线A（4）和导线B（5）分别与金属极板（3）与相连接，为避免在轮胎（1）反复受压下变形而折断，导线A（4）和导线B（5）应采用优质柔性绞丝线。6.根据权利要求1所述的一种基于压电橡胶的无源压力发电装置，其特征在于：所述电力输出器（14）由电刷（10）、滚珠（9）、电刷滑环（7）和电刷支架（11）组成。7.根据权利要求1所述的一种基于压电橡胶的无源压力发电装置，其特征在于：所述电刷滑环（7）安装在轮胎驱动轴（8）上，其金属膜片通过绝缘材料与轮胎驱动轴（8）隔离。8.根据权利要求1所述的一种基于压电橡胶的无源压力发电装置，其特征在于：所述电刷（10）下部内嵌金属滚珠（9），以减小电刷（10）与电刷滑环（7）间的摩擦，增加电力输出器的寿命；电刷（10）由电刷支架（11）固定，通过其上方的压簧（12）使滚珠（9）与电刷滑环（7）紧密接触。2CN107819411A说明书1/3页基于压电橡胶的无源压力发电装置技术领域[0001]本发明涉及一种无源压力发电装置，特别涉及一种基于压电橡胶的无源压力发电装置。背景技术[0002]目前国内外汽车保有量急剧上升，但汽车行驶时的能量利用率都很低，燃油汽车对热能的利用率普遍不高，柴油机仅30%～40%，汽油机仅20%～35%，其余大部分热能未被利用。另外，柴油和汽油均是从石油中提炼的，石油是一种不可再生来源，若持续采用低效率的燃油汽车，石油资源将面临枯竭。[0003]轮胎作为汽车的关键承载部件之一，具有承受车辆负荷，向路面传递驱动力和制动力等作用，通过采用节油轮胎，最多仅降低约5%的汽车燃油量。若能将轮胎转动过程的能量加以利用，可节约大量石油用量。[0004]基于轮胎转动能量来提高汽车的燃油利用率的有关措施很多，较多利用挡泥板和轮毂上安装的线圈进行无线传能，也存在利用轮胎内部设置的振动发电装置进行旁路电路供