一种基于车轮转动为电动汽车前备舱设备供电的装置及方法

1.本发明涉及一种基于车轮转动为电动汽车前备舱设备供电的装置及方法，属于电动汽车能量回收设备领域。


背景技术：

2.由于环境污染、能源紧缺等问题的日益严重、人们的环保意识的不断提升和油价的上涨等因素，新能源电动汽车得到了迅速的发展。但电动汽车是以车载电源为动力的，一般电动汽车的蓄电池是汽车驱动系统的唯一动力源，如果需要电动汽车自身电源为前备舱中制冷设备供电，会加剧车辆电耗，减少续航里程，降低车辆的驾驶性及安全性。所以充分运用电动汽车本身无法利用而损耗的能量进行回收，对于减轻汽车电池的负荷，保证车辆驾驶性和安全性是十分必要的。
3.目前，针对电动汽车的能量回收的相关技术仍然存在不足。例如cn202210524979.7一种利用制动动能的电动汽车自动充电装置，其通过发电装置和充电控制装置，使电动汽车在制动时电机以发电机状态工作，将汽车的制动能量转变为电能回收储存在动力电池内，对汽车电池辅助充电，但其只能收集制动时产生的动能，其他时间没有可回收的汽车的能量，对车内能源的回收利用率较低；又如cn202111343341.5一种复合式电动汽车能量回收装置，通过液压的作用，当汽车在凹凸不平的路面上行驶车轮产生跳动时，能够将动力势能转换成机械能，从而能够使发电机发电，存储电能，但其也受汽车开车地形限制，若汽车平缓行驶，则无法产生能量回收。
4.而本发明设计了一种基于车轮转动为电动汽车前备舱设备供电的装置及方法，当车辆启动时，车轴转动，通过齿轮的啮合，将车轴转动的机械能传递给直流发电机，发电机利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理，向蓄电池输送电能，蓄电池储存电能后再向前备舱内的设备供电。本发明不受地形等因素限制，只要车辆行驶，车轴转动，便可将机械能转化为电能，为前备舱所需设备供电。相比上述技术，本发明可使用范围更广，可产能时间更长，进一步提高了能量的回收率，提升了车内能源利用率。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种基于车轮转动为电动汽车前备舱设备供电的装置，由结构系统和电路系统整合而成；
6.其中结构系统由右车轮1、一号齿轮2、二号齿轮3、左车轮8、轴15、车轴22组成；右车轮1和左车轮8之间由车轴22相连接，车轴22分别穿过右车轮1和左车轮8的中心，二号齿轮3套在车轴22上固定，一号齿轮2套在轴15上固定，一号齿轮2和二号齿轮3的具体位置根据不同车型的车轴布置确定，且一号齿轮2和二号齿轮3能够相互啮合并转动；
7.电路系统由蓄电池负极柱4、蓄电池正极柱5、蓄电池6、充电保护装置7、车架9、直流发电机10、一号线路11、直流发电机正极接线柱12、直流发电机负极接线柱13、二号线路14、三号线路16、四号线路17、稳压器18、车载制冷设备19、前备舱20、压缩机21、五号线路
23、六号线路24组成；直流发电机10固定在车架9上，直流发电机正极接线柱12与充电保护装置7通过一号线路11相连接，充电保护装置7另一端通过一号线路11与蓄电池正极柱5相连接，直流发电机负极接线柱13与蓄电池负极柱4通过二号线路14相连接，稳压器18一侧通过三号线路16和四号线路17与蓄电池6相连，另一侧通过五号线路23和六号线路24与车载制冷设备19中的压缩机21相连，车载制冷设备19置于前备舱20中。
8.直流发电机10为220v550瓦轴直径10毫米大功率永磁直流发电机。
9.蓄电池6为220v便携大容量移动电源。
10.二号齿轮3齿轮内孔的直径为车辆车轴的直径长度，一号齿轮2的齿轮内孔的直径为10毫米，二号齿轮3和一号齿轮2皆为直齿圆柱齿轮，且能互相啮合。
11.一号线路11、二号线路14、三号线路16、四号线路17、五号线路23和六号线路24都为铜芯聚乙绝缘独芯电线。
12.本发明通过转矩的传递，实现将机械能转化为电能，为所需设备进行发电供电；当车启动时，右车轮1和左车轮8开始转动，带动了车轴22以及固定在车轴上的二号齿轮3的转动，传递了转矩，通过齿轮啮合转动，带动了一号齿轮2的转动，也就是将转矩传递给了固定着一号齿轮的轴15，轴转动，向直流发电机10输入了机械能，利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理，直流发电机10将输入的机械能变为电能输出，电能储存在了蓄电池6中。
附图说明
13.图1为本发明的原理图。
14.图1中的标号名称：1.右车轮、2.一号齿轮、3.二号齿轮、4.蓄电池负极柱、5.蓄电池正极柱、6.蓄电池、7.充电保护装置、8.左车轮、9.车架、10.直流发电机、11.一号线路、12.直流发电机正极接线柱、13.直流发电机负极接线柱、14.二号线路、15.轴、16.三号线路、17.四号线路、18.稳压器、19.车载制冷设备、20.前备舱、21.压缩机、22.车轴、23.五号线路、24.六号线路。
具体实施方式
15.一种基于车轮转动的为电动汽车前备舱设备供电的装置，主要包括结构系统和电路系统两个系统。结构系统包括右车轮1、一号齿轮2、二号齿轮3、左车轮8、轴15、车轴22；电路系统包括蓄电池负极柱4、蓄电池正极柱5、蓄电池6、充电保护装置7、车架9、直流发电机10、一号线路11、直流发电机正极接线柱12、直流发电机负极接线柱13、二号线路14、三号线路16、四号线路17、稳压器18、车载制冷设备19、前备舱20、压缩机21、五号线路23、六号线路24。
16.电动汽车启动时，右车轮1和左车轮8开始转动，车轴22以及固定在车轴上的二号齿轮3也随之转动，通过齿轮啮合传动，传递转矩，带动了一号齿轮2的转动，同时带动了固定着一号齿轮的轴15转动，轴15转动，向直流发电机10输入了机械能，利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理，直流发电机10将输入的机械能变为电能输出，电流通过直流发电机正极接线柱12输出，经过一号线路11和充电保护装置7，流经蓄电池正极柱5，将电能储存在蓄电池6中。
17.当置于前备舱20中的车载制冷设备19中的压缩机21启动时，电流由蓄电池6输出，通过三号线路16到稳压器18，经过稳压器18稳定后，通过六号线路24为车载制冷设备19中的压缩机21供电，之后电流从设备中流出，通过五号线路23到稳压器，之后经过稳压器18稳定，电流经过四号线路17回流到蓄电池6中，再由蓄电池负极柱4输出，经过二号线路14回流到直流发电机10中，形成闭合回路。
18.当置于前备舱20中的车载制冷设备19中的压缩机21不工作时，电能将持续储存在蓄电池6中，发电机以设定好的充电电流值对蓄电池6进行恒流充电，当蓄电池充满时，充电保护装置7将自动断掉线路主充状态，改为小电流继续给蓄电池充电，此时充电就进入浮充状态。
19.本发明利用了车轮转动的动能，通过齿轮的啮合和转矩的传递，将车轮转动的动能传递给了直流发电机，发电机利用电磁感应原理，向蓄电池输送电能，电能储存在蓄电池中，为前备舱内的制冷设备供电。本发明避免了电动汽车动力电池需要为前备舱设备供电的情况，减轻了电动汽车主电池的负荷，保证了其续航能力。且本发明产电有效回收利用了电动汽车的无效动能，避免其得不到充分利用而损耗，使其产电供电，节约了能源，同时也提升了车内能源利用率。只要汽车在行驶时，便可产生电能储存，产能效率高，所受限制小。