[發明專利]用于收集汽車制動能量的摩擦電能收集系統

有效

• 申請號: 202011193040.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112277901B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 李弘愷;韓京伯;付天博
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B60T1/10
• 分類號: B60T1/10;H02N1/04;B60R16/03;B60T17/22
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 白雪靜

本發明公開了一種用于收集汽車制動能量的摩擦電能收集系統，包括：摩擦電發生模塊和無源電源管理電路；摩擦電發生模塊包括轉子和定子，轉子安裝在卡鉗和剎車片上，定子安裝在剎車盤上，用于在車輛運行中，將剎車盤與剎車片之間的機械能轉化為電能；無源電源管理模塊與摩擦電發生模塊連接，用于收集并存儲摩擦電發生模塊轉化的電能。該系統可應用于汽車制動結構，收集剎車片與剎車盤之間的制動能量并產生電能，進而為車載傳感器等小型電子設備供能，并且可以作為自供電傳感器實現剎車片磨損深度的實時監測。

技術領域

本發明涉及能量收集技術領域，特別涉及一種用于收集汽車制動能量的摩擦電能收集系統。

背景技術

現階段已有能量收集技術方案采用水平滑動式摩擦納米發電機收集汽車制動能量，尚處于模型階段，能量轉化效率有待進一步提高，并且，剎車片與剎車盤直接接觸，易于磨損，同時沒有配套電源管理電路進行電能儲存，無法在低阻抗下使用，此外，水平滑動式摩擦納米發電機電荷轉移發生在兩個相對旋轉的電極之間，工作過程中容易引起導線纏繞，布線困難

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種用于收集汽車制動能量的摩擦電能收集系統，該系統可應用于汽車制動結構，收集剎車片與剎車盤之間的制動能量并產生電能，進而為車載傳感器等小型電子設備供能，并且可以作為自供電傳感器實現剎車片磨損深度的實時監測。

為達到上述目的，本發明實施例提出了一種用于收集汽車制動能量的摩擦電能收集系統，包括：摩擦電發生模塊和無源電源管理電路；

所述摩擦電發生模塊包括轉子和定子，所述轉子安裝在卡鉗和剎車片上，所述定子安裝在剎車盤上，在車輛運行中，將剎車盤與剎車片之間的機械能轉化為電能；

所述無源電源管理模塊與所述摩擦電發生模塊連接，用于收集并存儲所述摩擦電發生模塊轉化的電能。

本發明實施例的用于收集汽車制動能量的摩擦電能收集系統，具有以下有益效果：

(1)基于摩擦納米發電機原理，采用獨立層模式，設計一種摩擦電能收集系統，可應用于汽車制動時機械能的收集，并利用雙觸點碳纖維電刷作為脈沖開關，實現單向脈沖輸出，降低負載阻抗要求；

(2)無源電源管理電路，可在小負載下工作，實現了電能儲存；

(3)摩擦電能收集系統可作為自供能傳感器來用于檢測剎車片的磨損深度，具備良好的應用潛力；

(4)解決了水平滑動式摩擦納米發電機布線難的問題，避免了工作過程中導線之間相互纏繞的問題。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據本發明一個實施例的用于收集汽車制動能量的摩擦電能收集系統結構示意圖；

圖2為根據本發明一個實施例的摩擦電發生模塊與卡鉗，剎車片和剎車盤位置關系示意圖；

圖3為根據本發明一個實施例的摩擦電發生模塊多層結構示意圖；

圖4為根據本發明一個實施例的電極層互補圖案示意圖；

圖5為根據本發明一個實施例的碳纖維電刷作為脈沖開關示意圖；

圖6為根據本發明一個實施例的碳纖維電刷與電極連接順序示意圖；

圖7為根據本發明一個實施例的摩擦電發生模塊單向工作過程示意圖；