[實用新型]一種汽車軸承熱發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320682385.5
• 申請日: 2013-11-01
• 公開（公告）號: CN203589777U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 耿穎;朱峰;魯子愛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02N11/00;F16C41/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 虞希光

技術領域

本發(fā)明是涉及一種?基于汽車軸承熱直接轉(zhuǎn)化為電能的混合動力系統(tǒng)?，具體地說是涉及一種?汽車軸承熱發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用汽車運動時軸承滾動摩擦產(chǎn)生的熱量，通過熱電轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的穩(wěn)定電能，以提供混合動力系統(tǒng)中的電動力源。?

背景技術

?目前，燃油發(fā)動機仍是普遍使用的汽車發(fā)動機形式，其燃油能量僅約三分之一實際用以驅(qū)動車輛，其余能量以其他形式耗散，不僅效率低造成能量的巨大浪費，增添使用者的經(jīng)濟負擔，更為嚴重的是?燃油汽車所產(chǎn)生的尾氣排放問題，污染了環(huán)境，也影響人的身體健康。??

?在此背景下，混合動力汽車應運而生，即指同時裝備兩種動力來源——熱動力源（由傳統(tǒng)的汽油機或柴油機產(chǎn)生）和電動力源（電池與電動機）的汽車。混合動力系統(tǒng)可以使得整車按照實際的運行工況要求靈活調(diào)控，使發(fā)動機保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作，通過熱源和電源的協(xié)調(diào)使用，大大提高能源效率，從而降低油耗與污染物排放。?

?眾所周知，汽車軸承是汽車中的重要結構，由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成，外圈與車身固定，內(nèi)圈與軸承通過與外圈之間滾動體的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，在推動汽車運行的過程中由于滾動摩擦而產(chǎn)生大量的熱量，這部分熱量與轉(zhuǎn)速有關，當汽車平穩(wěn)行駛時，該熱量源能保持穩(wěn)定。?

?近年來，由于熱電材料性能的不斷提升，利用熱電轉(zhuǎn)換技術將大量廢熱回收轉(zhuǎn)為電能的研究正得到越來越多的重視。如果能將軸承摩擦熱通過熱電轉(zhuǎn)換技術進行有效利用，并與混合動力技術相結合，可以進一步增加混合動力汽車的推廣，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。?

?目前，混合動力系統(tǒng)中的電動力源大部分由內(nèi)燃機直接帶動發(fā)電機發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過控制單元傳給電池，還未出現(xiàn)過將汽車軸承熱直接轉(zhuǎn)化為電能的相關研究。另外，許多熱電轉(zhuǎn)換裝置由于冷熱端溫差不穩(wěn)定使得裝置難以發(fā)揮最大作用，因此，制作溫差穩(wěn)定的熱電轉(zhuǎn)換裝置十分必要。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術中的不足，提供一種?基于汽車軸承熱發(fā)電的混合動力系統(tǒng)，利用汽車運動時軸承滾動摩擦產(chǎn)生的熱量，通過熱電轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的穩(wěn)定電能，以提供混合動力系統(tǒng)中的電動力源部分。?

為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)：

本發(fā)明??一種汽車軸承熱發(fā)電系統(tǒng)?，其由?軸承、軸承座、軸承內(nèi)圈、滾動體、軸承外圈，熱電偶、散熱裝置、導線組成的熱電轉(zhuǎn)換單元，DC/DC轉(zhuǎn)換器和蓄電池?組成。其特征是：

所述?軸承與軸承內(nèi)圈固定，滾動體位于軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間，軸承外圈與車身固定，軸承通過軸承座與車身相連?；

所述?熱電偶均勻的環(huán)繞布置于軸承外圈上，散熱片貼于熱電偶暴露于空氣的冷源端，散熱片間為散熱凹槽?；

所述?熱電偶的熱源端和冷源端分別連接導線，經(jīng)導線傳給DC/DC轉(zhuǎn)換器，再連入蓄電池，蓄電池連接汽車負載?。

?軸承部分包括軸承、軸承座、軸承內(nèi)圈、滾動體和軸承外圈，其中，軸承外圈與車身固定，軸承內(nèi)圈與軸承通過與外圈之間滾動體的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，推動汽車運行。?

?熱電轉(zhuǎn)換單元包括熱電偶、散熱裝置和導線，其中，熱電偶均勻的環(huán)繞布置于軸承外圈上，熱源端貼于軸承外圈表面，冷源端暴露于空氣中，并貼有高品質(zhì)鋁合金散熱片。軸承內(nèi)圈滾動摩擦時，軸承外圈溫度升高，利用其與空氣間的溫度差進行溫差發(fā)電。熱源端溫度與軸承的負載和轉(zhuǎn)速有關，一般能保持穩(wěn)定，冷源端通過散熱片保持溫度穩(wěn)定，從而熱電偶兩側(cè)可以保持穩(wěn)定的溫差發(fā)電。?

?熱電偶結構采用壓緊螺釘壓緊的方式安裝，安裝簡單方便，不影響軸承外圈的正常工作。可根據(jù)所需電量的大小設計熱電偶包裹的層數(shù)，一般小于三層以保證溫差的范圍。散熱裝置于基座上設多個散熱片，散熱片間為散熱凹槽，其散熱效果最佳。?

?熱電轉(zhuǎn)換單元輸出的直流電能通過導線傳給DC/DC轉(zhuǎn)換器，進行電壓或電流變換后對蓄電池進行充電實現(xiàn)電能回收儲存，蓄電池連接汽車負載，以電動力源的形式配合混合動力系統(tǒng)中的熱動力源協(xié)同工作，達到汽車的節(jié)能減排目的。?

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：