[發明專利]一種基于列車動能轉化的零碳發電裝置

有效

• 申請號: 202110900331.0
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113644802B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 彭樂樂;關博;鄭樹彬;周炯;林建輝;丁亞琦;鐘倩文;柴曉冬;李立明
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: H02K35/02
• 分類號: H02K35/02;H02J7/32;H02J7/14;F03G7/08
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于列車動能轉化的零碳發電裝置，安裝在列車車廂底部，用以實現對列車二次加裝傳感器功能，其特征在于，該裝置包括用以隔絕灰塵和水汽影響的保護殼(2)以及設置在長方體保護殼(2)內的動能發電結構，所述的保護殼(2)通過阻尼彈簧固定在列車車廂底部并保持水平狀態，所述的動能發電結構包括圓柱形的中空柱體(4)、繞設在中空柱體(4)外部的線圈(7)以及在中空柱體(4)內隨列車運行狀態進行擺動的磁制振動單元，所述的磁制振動單元包括安裝在中空柱體(4)內腔的兩條滑軌(5)以及通過限位支架(17)在滑軌(5)上實現擺動的磁制滑塊(8)，所述的磁制滑塊(8)呈長方體狀，其上表面和下表面的極性相反，所述的限位支架(17)固定在磁制滑塊(8)的兩個側面上，限位支架(17)通過磁制滑塊在滑軌(5)上運動，保證磁制 滑塊的運動方向處于水平方向，所述的保護殼(2)頂面上還設有一長條磁鐵(16)，該長條磁鐵(16)的下表面極性與磁制滑塊(8)上表面極性相反，用以提供抵消重力的磁吸力以及產生電能的磁場，從而減小或消除磁制滑塊(8)的限位支架(17)在滑軌(5)內水平運動的摩擦力，減少能量的損耗，增加發電效率，所述的線圈(7)通過導線(9)連接平波整流器整流后將電能存儲到電池組中，所述的電池組用以為ECU、列車二次加裝傳感器和天線供電，所述的ECU采集線圈(7)生成的電壓波動信號并通過天線發送到云端，所述的云端在接收電壓波動信號后進而獲取列車加速度的變化，并根據列車加速度的變化情況判斷列車是否運行正常；

在地鐵列車日常運營過程中，出現高頻加減速狀態，磁制滑塊(8)隨著列車的走停，實現與長條磁鐵(16)的相對運動，從而產生變化的磁場，磁制滑塊(8)上部分對應長條磁鐵(16)的下部分，兩者之間產生磁吸效應，使磁制滑塊(8)近似懸浮在保護殼(2)內部，滑軌(5)對磁制滑塊(8)起到限位和導向的作用，僅允許磁制滑塊(8)左右運用，產生相對變化磁場并減小或消除磁制滑塊(8)與滑軌(5)之間接觸的摩擦力，降低摩擦力帶來的發電損耗，線圈(7)產生的一部分電能通過導線(9)傳入平波整流器后，接入電池組中對電能進行儲存，為給ECU以及列車的二次加裝傳感器進行持續有效的長時間供電，另一部分電能傳入ECU中，對發電量進行記錄通過天線將信號傳輸到云端并分析得到列車的加減速度的變化；

根據列車的加減速度數據對列車的運行狀態進行實時監測，具體為，通過對列車的行駛加減速度、發電電壓以及裝置的各項參數進行數據集處理，通過LSTM-bp神經網絡對數據集進行訓練，推導出列車的加減速度與發電電壓和各項參數之間的內在關系，將訓練好的神經網絡對實際安裝后獲取的數據進行判斷，從而實現對列車運行狀態的監測。

2.根據權利要求1所述的一種基于列車動能轉化的零碳發電裝置，其特征在于，所述的中空柱體(4)兩端分別通過固定支點固定在保護殼(2)內部。

3.根據權利要求2所述的一種基于列車動能轉化的零碳發電裝置，其特征在于，所述的中空柱體(4)的左右連個端面分別通過兩個固定支點與保護殼(2)內部固定連接。

4.根據權利要求1所述的一種基于列車動能轉化的零碳發電裝置，其特征在于，所述的線圈(7)采用銅制線圈。

5.根據權利要求1所述的一種基于列車動能轉化的零碳發電裝置，其特征在于，所述的保護殼(2)頂面通過兩個并排設置的阻尼彈簧與列車車廂底部連接，列車運行方向上的前后兩面各通過一個阻尼彈簧與列車車廂底部連接。