轮胎发电装置制造方法
【专利摘要】轮胎发电装置，涉及一种轮胎发电装置，尤其用于汽车轮胎发电装置。所述的轮胎发电装置包括主轴、滑环、导电装置、压电元件、外轮胎、弹性支撑体、内腔、橡胶胎、蓄电池和电能转换器。在外轮胎的内部设有橡胶胎，TPU发泡弹性颗粒充满橡胶胎的空间，在外轮胎的截面位置设置2个以上的压电元件，并且沿着外轮胎的内部圆周方向设置2个以上压电元件，将压电元件串联或并联产生的电能量输送到电能转换器中，将电能量输送到蓄电池中，实现了利用压电元件产生的电能量驱动汽车行驶，或者为汽车空调、循环风、照明、音响以及充电等提供电能。可以显著地降低石油资源等能源消耗，节能减排，保护环境，造福人类。
【专利说明】轮胎发电装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种轮胎发电装置，尤其用于汽车轮胎发电装置。
【背景技术】
[0002]目前国内外汽车的保有量已经超过11亿辆，随着人们的生活水平的提高，汽车的数量也快速增长，能源消耗也快速增长，汽车大多使用汽油、柴油发动机驱动，汽油、柴油等是从石油中提炼的，石油是不可再生资源，石油资源越来越少，资源面临枯竭，人类对石油的依赖度愈来愈强，如果能将汽车转动时轮胎产生的能量利用起来，可以节约大量的石油资源，减少污染物排放，有利于保护环境，其意义是不可估量的。为了降低石油资源的消耗，将不可再生的石油资源多留给子孙后代，人们进行了大量的研究和积极的探索，其中关于轮胎发电的专利也有很多，但是真正可以实际应用的专利技术还需要很长的路才能成为现实。人们普遍采用的轮胎发电技术是利用压电元件形变产生的能量，把能量收集起来，但是轮胎中的压电元件的形变小，产生的电压是毫伏级的，收集的电压低，功率小，收集方式相对困难，收集的能量不足以推动汽车行驶。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决上述问题，提供一种轮胎发电装置，在外轮胎的截面位置设置2个以上的压电元件，并且沿着外轮胎的内部圆周方向设置2个以上压电元件，压电元件沿着轮胎圆周内部布置，利用压电元件形变产生的电能量，把能量收集起来，压电元件形变大，产生的电压高，收集的方式合理，能量收集的效率高，功率大。
[0004]本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0005]所述的轮胎发电装置包括主轴、滑环、导电装置、压电元件、外轮胎、弹性支撑体、内腔、橡胶胎、轮辋、导线A、导线B、导线C、导线D、蓄电池、车架和电能转换器。
[0006]在外轮胎的内部设有橡胶胎，橡胶胎截面是封闭的不规则环形，将TPU制成TPU发泡弹性颗粒，放入外轮胎里面的橡胶胎里面，将无数个TPU发泡弹性颗粒采用胶粘剂或表面热熔的工艺将其粘合在一起，TPU发泡弹性颗粒充满橡胶胎的空间，TPU发泡弹性颗粒之间有空隙，经过加压或加热消除空隙，或保留少量空隙，形成弹性支撑体，压电元件、橡胶胎、弹性支撑体和外轮胎形成一个整体轮胎，在内腔内部充气。
[0007]在外轮胎的截面位置设置2个以上的压电元件，并且沿着外轮胎的内部圆周方向设置2个以上压电元件，压电元件位于外轮胎和橡胶胎之间，压电元件粘贴在外轮胎内部表面上，位置处于水平位置和两个侧面，外轮胎和地面的接触时，汽车自重施加在外轮胎上，外轮胎受到外力的作用有变形，压电元件也同时受到外力的作用产生变形并产生电能量，外轮胎套装在轮辋上，导电装置中设有电刷，滑环包括左盘和右盘，左盘和右盘之间有绝缘层，两个电刷分别和滑环的左盘、右盘接触，导电装置固定在车架上；4个以上的压电元件串联或并联组成压电模块，将压电模块产生的电能量输送到电能转换器中，滑环和主轴同轴装配并随主轴同步旋转，导线A、导线B分别与电能转换器、滑环的左盘和右盘电连接，电刷通过导线C、导线D和蓄电池电连接，将电能量输送到蓄电池中，压电元件的形变越大，产生的能量越高，压电元件数量越多，产生的能量越大，压电元件材料特性越好，产生的能量越大。
[0008]所述的轮胎发电装置还包括制动盘、制动器、轮毂，在制动盘一侧的滑环和导电装置，将上述轮胎中电能转换器的电能量输送到蓄电池中，为汽车提供补充能源，上述轮胎是所述汽车轮胎中的任意一个或其中的几个或全部，采用一个蓄电池，将每个轮胎发出的电能量通过导线C、导线D和蓄电池并联，同时为蓄电池充电。
[0009]电能转换器包括依次电连接的整流模块、蓄能模块、DC-DC升压模块和稳压模块，压电模块在外界压力作用下，产生电能量，其电压和电流都呈交变特性，蓄电池充电需要稳定的直流电源，因此需要整流模块将其转化为直流电能量。由于压电元件产生的电量过小，且电量不稳，所以使用蓄能模块将其电能暂时收集起来，使电能趋于稳定，之后通过DC-DC升压模块将直流电压升高，功率放大，通过稳压模块实现直流稳压输出，实现对蓄电池充电。
[0010]将蓄电池里的电能提供给电动机，控制器控制电动机带动变速器驱动汽车行驶，或者为汽车空调、循环风、照明、音响以及充电等提供电能。
[0011]所述的无数个是指I万个以上。
[0012]本发明的有益效果是:
[0013]本发明不需要对汽车结构进行太大改动，只是设置滑环、压电元件、导电装置、电能转换器、蓄电池等部件，即能实现轮胎发电，简单可行，结构合理，制造成本低廉。
[0014]本发明实现了利用压电元件产生的电能量驱动汽车行驶，或者为汽车空调、循环风、照明、音响以及充电等提供电能。
[0015]可以显著地降低石油资源等能源消耗，节省能源大约20%以上，节能减排，保护环境，将不可再生的石油资源多留给子孙后代，造福人类。
[0016]本发明和现有电动汽车、混合动力车等技术相比较，最大优势是，不论是上坡还是下坡，只要汽车行驶，轮胎就可以发电，都可以将白白浪费掉的轮胎转动能量合理回收利用，同时减轻了汽车发动机工作负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明【具体实施方式】一的结构示意图。
[0018]图2是本发明【具体实施方式】二的结构示意图。
[0019]图3是本发明【具体实施方式】三的结构示意图。
[0020]图4是本发明【具体实施方式】四的结构示意图。
[0021]图5是本发明【具体实施方式】五的结构示意图。
[0022]图6是本发明【具体实施方式】六的结构示意图。
[0023]图7是本发明【具体实施方式】七的结构示意图。
[0024]图8是图1的W局部放大图。
[0025]图9是本发明的电气流程图。
[0026]图10是本发明的控制器控制蓄电池给电动机供电原理图。
[0027]图中:1、主轴，2、滑环，2-1、左盘，2-2、右盘，3、电刷，4、导电装置，5、制动盘，6、制动器，7、轮毂，8、压电元件，9、外轮胎，9-1、TPU发泡弹性颗粒，9-2、空隙，9-3、橡胶胎A，9-4、内腔A，9-5、内腔B，9-6、橡胶胎B，9-7、内腔C，9-8、橡胶胎C，9-9、内腔，9-10、橡胶胎，9-11、内腔E，9-12、内腔F，9-13、弹性支撑体，9_14、橡胶胎D，9_15、橡胶胎E，9_16、橡胶胎F，9-17、内腔G，9-18、弹性支撑体A，9-19、弹性支撑体B，9-20、弹性支撑体C，9-21、弹性支撑体D，10、轮辋，12、蓄电池，13、车架，14、电能转换器，15、导线A，16、导线B，17、导线C，18、导线D，19、压电模块，20、整流模块，21、蓄能模块，22、DC-DC升压模块，23、稳压模块，24、控制器,25、电动机。
【具体实施方式】
[0028]【具体实施方式】一:如图1、8、9、10所示，所述的轮胎发电装置包括主轴1、滑环2、导电装置4、压电元件8、外轮胎9、弹性支撑体9-13、内腔9-9、橡胶胎9-10、轮辋10、导线A15、导线B16、导线C17、导线D18、蓄电池12、车架13和电能转换器14。
[0029]在外轮胎9的内部设有橡胶胎9-10，橡胶胎9-10截面是封闭的不规则环形，将TPU制成TPU发泡弹性颗粒9-1，放入外轮胎9里面的橡胶胎9-10里面，将无数个TPU发泡弹性颗粒9-1采用胶粘剂或表面热熔的工艺将其粘合在一起，TPU发泡弹性颗粒9-1充满橡胶胎9-10的空间，TPU发泡弹性颗粒9-1之间有空隙9-2，经过加压或加热消除空隙9_2，或保留少量空隙9-2，形成弹性支撑体9-13，压电元件8、橡胶胎9-10、弹性支撑体9_13和外轮胎9形成一个整体轮胎；弹性支撑体9-13可以起到辅助支撑外轮胎9的作用，当压电元件8处于受力状态时，和内部没有填充弹性支撑体9-13的充气轮胎相比较，压电元件8的形变大，产生的电压更高，能量转换效率更高，并且可以保护压电元件8，设置内腔9-9的目的是便于和轮辋10安装以及为轮胎充气，在内腔9-9内部充气，轮胎可以承受更大的载荷，这种轮胎弹性好、抗暴、耐刺穿，路面的钉子、石子等锋利器物不容易损伤轮胎，内腔9-9气压不容易降低，制成的轮胎是一种几乎不用充气的发电轮胎。
[0030]在外轮胎9的截面位置设置2个以上的压电元件8，并且沿着外轮胎9的内部圆周方向设置2个以上压电元件8，压电元件8位于外轮胎9和橡胶胎9-10之间，压电元件8粘贴在外轮胎9内部表面的水平位置和两个侧面，外轮胎9和地面的接触时，汽车自重施加在外轮胎9上，外轮胎9受到外力的作用有变形，压电元件8也同时受到外力的作用产生变形并产生电能量，压电元件8具有压电效应:当电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电能量，当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应；外轮胎9套装在轮辋10上，导电装置4中设有电刷3，滑环2包括左盘2-1和右盘2-2，左盘2-1和右盘2-2之间有绝缘层，两个电刷3分别和滑环2的左盘2-1、右盘2-2接触，导电装置4固定在车架13上；4个以上的压电元件8串联或并联组成压电模块19，将压电模块19产生的电能量输送到电能转换器14中，滑环2和主轴I同轴装配并随主轴I同步旋转，导线A15、导线B16分别与电能转换器14、滑环2的左盘2-1和右盘2-2电连接，电刷3通过导线C17、导线D18和蓄电池12电连接，将电能量输送到蓄电池12中，压电元件8的形变越大，产生的能量越高，压电元件8数量越多,产生的能量越大,压电元件8材料特性越好,产生的能量越大。
[0031]所述的轮胎发电装置还包括制动盘5、制动器6、轮毂7，以上部件的结构形式、连接方式和现有常规汽车相同，不需要对汽车结构进行太大改动，只是需要在制动盘5的一侧布置滑环2和导电装置4，将上述轮胎中电能转换器14的电能量输送到蓄电池12中，为汽车提供补充能源，上述轮胎是所述汽车轮胎中的任意一个或其中的几个或全部，采用一个蓄电池12，将每个轮胎发出的电能量通过导线C17、导线D18和蓄电池12并联，同时为蓄电池12充电。
[0032]电能转换器14包括依次电连接的压电模块19、整流模块20、蓄能模块21、DC-DC升压模块22和稳压模块23，压电模块19在外界压力作用下，产生电能量，其电压和电流都呈交变特性，蓄电池12充电需要稳定的直流电源，因此需要整流模块20将其转化为直流电能量。由于压电元件8产生的电量过小，且电量不稳，所以使用蓄能模块21将其电能暂时收集起来，使电能趋于稳定，之后通过DC-DC升压模块22将直流电压升高，功率放大，通过稳压模块23实现直流稳压输出，实现对蓄电池12充电。
[0033]将蓄电池12里的电能提供给电动机25，控制器24控制电动机25带动变速器驱动汽车行驶，或者为汽车空调、循环风、照明、音响以及充电等提供电能。
[0034]所述轮胎发电装置用于轿车、客车、货车、工程机械、矿山机械等机动车，在行驶初期，蓄电池12里的电能不足以驱动汽车行驶，这时汽油或柴油发动机工作，当行驶一定距离后，蓄电池12里的电能可以驱动汽车时，电路控制系统自动将将蓄电池12里的电能提供给电动机25，电动机25驱动汽车行驶，汽油或柴油发动机停止，停止了汽油或柴油的消耗，当蓄电池12的电能小于额定值时，重新启动汽油或柴油发动机，消耗汽油或柴油，发动机单独或者发动机和电动机25共同驱动汽车，周而复始进行以上的转换。
[0035]【具体实施方式】二:如图2、9、10所示，本实施方式中，所述的轮胎发电装置包括主轴1、滑环2、导电装置4、压电元件8、外轮胎9、弹性支撑体A9-18、橡胶胎D9-14、内腔G9-17、轮辋10、导线A15、导线B16、导线C17、导线D18、蓄电池12、电能转换器14，橡胶胎D9-14和外轮胎9用胶粘剂或热熔为一体。
[0036]将TPU制成TPU发泡弹性颗粒9-1，放入外轮胎9和橡胶胎D9-14围成封闭不规则环形的内部里，将无数个TPU发泡弹性颗粒9-1采用胶粘剂或表面热熔的工艺将其粘合在一起，TPU发泡弹性颗粒9-1充满外轮胎9和橡胶胎D9-14围成封闭不规则环形的内部，TPU发泡弹性颗粒9-1之间有空隙9-2，TPU发泡弹性颗粒9-1之间经过加压或加热消除空隙9-2，或保留少量空隙9-2，形成环形弹性支撑体A9-18，弹性支撑体A9-18、外轮胎9、压电元件8、橡胶胎D9-14形成一个整体轮胎，内腔G9-17内部充气。
[0037]在外轮胎9的截面位置设置2个以上的压电元件8，并且沿着外轮胎9的内部圆周方向设置2个以上，压电元件8位于外轮胎9和弹性支撑体A9-18之间，压电元件8粘贴在外轮胎9内部表面的水平位置或两个侧面。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0038]【具体实施方式】三:如图3、9、10所示，本实施方式中，所述的轮胎发电装置包括主轴1、滑环2、导电装置4、压电元件8、外轮胎9、弹性支撑体B9-19、橡胶胎B9-6、内腔B9-5、轮辋10、导线A15、导线B16、导线C17、导线D18、蓄电池12、电能转换器14，橡胶胎B9-6和外轮胎9用胶粘剂或热熔为一体。
[0039]将TPU制成TPU发泡弹性颗粒9-1，放入外轮胎9和橡胶胎B9-6围成封闭环形的内部里，将无数个TPU发泡弹性颗粒9-1采用胶粘剂或表面热熔的工艺将其粘合在一起，TPU发泡弹性颗粒9-1充满外轮胎9和橡胶胎B9-6围成的封闭环形里，TPU发泡弹性颗粒9-1之间有空隙9-2，TPU发泡弹性颗粒9-1之间经过加压或加热消除空隙9-2，或保留少量空隙9-2，形成环形的弹性支撑体B9-19，压电元件8、弹性支撑体B9-19、外轮胎9和橡胶胎B9-6形成一个整体轮胎，内腔B9-5内部充气。
[0040]在外轮胎9的截面位置设置2个以上的压电元件8，并且沿着外轮胎9的内部圆周方向设置2个以上，压电元件8位于外轮胎9和弹性支撑体B9-19之间，压电元件8粘贴在外轮胎9内部表面的水平位置或两个侧面。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0041]【具体实施方式】四:如图4、9、10所示，本实施方式中，所述的轮胎发电装置包括主轴1、滑环2、导电装置4、压电元件8、外轮胎9、弹性支撑体C9-20、橡胶胎A9-3、内腔A9-4、轮辋10、导线A15、导线B16、导线C17、导线D18、蓄电池12、电能转换器14，橡胶胎A9-3装在外轮胎9里面，橡胶胎A9-3和外轮胎9之间固定或者不固定。
[0042]将TPU制成TPU发泡弹性颗粒9-1，放入外轮胎9和橡胶胎A9-3围成封闭环形的内部里，将无数个TPU发泡弹性颗粒9-1采用胶粘剂或表面热熔的工艺将其粘合在一起，TPU发泡弹性颗粒9-1充满外轮胎9和橡胶胎A9-3围成封闭环形的空间，TPU发泡弹性颗粒9-1之间有空隙9-2，TPU发泡弹性颗粒9-1之间经过加压或加热消除空隙9-2，或保留少量空隙9-2，形成弹性支撑体C9-20，压电元件8、弹性支撑体C9-20、外轮胎9和橡胶胎A9-3形成一个整体轮胎，内腔A9-4内部充气。
[0043]在外轮胎9的截面位置设置2个以上的压电元件8，并且沿着外轮胎9的内部圆周方向设置2个以上，压电元件8位于外轮胎9和弹性支撑体C9-20之间，压电元件8粘贴在外轮胎9内部表面的水平位置或两个侧面。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0044]【具体实施方式】五:如图5、9、10所示，本实施方式中，所述的轮胎发电装置包括主轴1、滑环2、导电装置4、压电元件8、外轮胎9、弹性支撑体D9-21、空隙9-2、两个橡胶胎C9-8、两个内腔C9-7、轮辋10、导线A15、导线B16、导线C17、导线D18、蓄电池12、电能转换器14，橡胶胎C9-8位于外轮胎9的里侧，橡胶胎C9-8的截面形状为腰子形。
[0045]将TPU制成TPU发泡弹性颗粒9-1，放入外轮胎9、轮辋10和橡胶胎C9-8围成封闭环形的内部里，将无数个TPU发泡弹性颗粒9-1采用胶粘剂或表面热熔的工艺将其粘合在一起，TPU发泡弹性颗粒9-1充满外轮胎9和橡胶胎C9-8围成封闭环空间里，TPU发泡弹性颗粒9-1之间有空隙9-2，TPU发泡弹性颗粒9-1之间经过加压或加热消除空隙9-2，或保留少量空隙9-2，形成环形弹性支撑体D9-21，压电元件8、弹性支撑体D9-21、外轮胎9、橡胶胎C9-8形成一个整体轮胎，内腔C9-7内部充气。
[0046]在外轮胎9的截面位置设置2个以上的压电元件8，并且沿着外轮胎9的内部圆周方向设置2个以上，压电元件8位于外轮胎9和弹性支撑体D9-21之间，压电元件8粘贴在外轮胎9内部表面的水平位置或两个侧面。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0047]【具体实施方式】六:如图6、9、10所示，本实施方式中，所述的轮胎发电装置包括主轴1、滑环2、导电装置4、压电元件8、外轮胎9、橡胶胎E9-15、内腔E9-11、轮辋10、导线A15、导线B16、导线C17、导线D18、蓄电池12、电能转换器14，橡胶胎E9-15和外轮胎9用胶粘剂或热熔为一体，橡胶胎E9-15的截面形状为C形，橡胶胎E9-15贴在外轮胎9里面，压电元件8、外轮胎9、橡胶胎E9-15形成一个整体轮胎，内腔E9-11内部充气，橡胶胎E9-15的作用是使压电元件8变形更大，产生的能量更大，同时起到保护压电元件8的作用。本实施方式和【具体实施方式】一的最大区别是外轮胎9中没有弹性支撑体。
[0048]在外轮胎9的截面位置设置2个以上的压电元件8，并且沿着外轮胎9的内部圆周方向设置2个以上，压电元件8位于外轮胎9和橡胶胎E9-15之间，压电元件8粘贴在外轮胎9内部表面的水平位置和两个侧面。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0049]【具体实施方式】七:如图7、9、10所示，本实施方式中，所述的轮胎发电装置包括主轴1、滑环2、导电装置4、压电元件8、外轮胎9、橡胶胎F9-16、内腔F9-12、轮辋10、导线A15、导线B16、导线C17、导线D18、蓄电池12、电能转换器14，橡胶胎F9-16和外轮胎9用胶粘剂或热熔为一体，橡胶胎F9-16的截面形状为一字形，橡胶胎F9-16贴服在外轮胎9里，压电元件8、外轮胎9、橡胶胎F9-16形成一个整体轮胎，内腔F9-12内部充气，橡胶胎F9-16的作用是使压电元件8变形更大，产生的能量更大，同时起到保护压电元件8的作用。本实施方式和【具体实施方式】一的最大区别是外轮胎9中没有弹性支撑体。
[0050]在外轮胎9的截面位置设置2个以上的压电元件8，并且沿着外轮胎9的内部圆周方向设置2个以上，压电元件8位于外轮胎9和橡胶胎F9-16之间，压电元件8粘贴在外轮胎9内部表面的水平位置或两个侧面。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0051]【具体实施方式】八:如图1-10所示，本实施方式中，所述的电能转换器14固定在轮辋10上，压电元件8和电能转换器14之间用导线电连接。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四、五、六或七相同。
[0052]【具体实施方式】九:如图1-8所示，本实施方式中，所述的外轮胎9为子午线轮胎或斜交线轮胎或现有技术的机动车轮胎，所述的轮辋10与外轮胎9相匹配。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四、五、六、七或八相同。
[0053]【具体实施方式】十:如图1-10所示，本实施方式中，所述压电元件8为压电陶瓷、压电石英、压电晶体、多元单晶压电体、压电高分子、压电纤维或压电陶瓷/高聚物的复合材料。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
[0054]本发明不限于上述【具体实施方式】，凡是本领域技术根据本发明的技术启示而得到的等同变换或者是等效替换的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
【权利要求】
1.一种轮胎发电装置，其特征在于:所述装置包括主轴(I)、滑环(2)、导电装置(4)、压电元件(8)、外轮胎(9)、弹性支撑体(9-13)、内腔(9-9)、橡胶胎(9-10)、轮辋(10)、导线A(15)、导线B(16)、导线C(17)、导线D(18)、蓄电池(12)、车架(13)和电能转换器(14)； 在外轮胎(9)的内部设有橡胶胎(9-10)，橡胶胎(9-10)截面是封闭的不规则环形，将TPU制成TPU发泡弹性颗粒(9-1)，放入外轮胎(9)里面的橡胶胎(9-10)里面，将无数个!PU发泡弹性颗粒(9-1)采用胶粘剂或表面热熔的工艺将其粘合在一起，TPU发泡弹性颗粒(9-1)充满橡胶胎(9-10)的空间，TPU发泡弹性颗粒(9-1)之间有空隙(9-2)，经过加压或加热消除空隙(9-2)，或保留空隙(9-2)，形成弹性支撑体(9-13)，压电元件(8)、橡胶胎(9-10)、弹性支撑体(9-13)和外轮胎(9)形成一个整体轮胎，在内腔(9-9)内部充气； 在外轮胎(9)的截面位置设置2个以上的压电元件(8)，并且沿着外轮胎(9)的内部圆周方向设置2个以上压电元件(8)，压电元件(8)位于外轮胎(9)和橡胶胎(9-10)之间，压电元件(8)粘贴在外轮胎(9)内部表面上，位置处于水平位置和两个侧面，外轮胎(9)和地面的接触时，汽车自重施加在外轮胎(9)上，外轮胎(9)受到外力的作用有变形，压电元件(8)也同时受到外力的作用产生变形并产生电能量；外轮胎(9)套装在轮辋(10)上，导电装置(4)中设有电刷(3)，滑环(2)包括左盘(2-1)和右盘(2-2)，左盘(2-1)和右盘(2_2)之间有绝缘层，电刷⑶分别和滑环⑵的左盘(2-1)、右盘(2-2)接触，导电装置⑷固定在车架(13)上；4个以上的压电元件(8)串联或并联组成压电模块(19)，将压电模块(19)产生的电能量输送到电能转换器(14)中，滑环(2)和主轴(I)同轴装配并随主轴(I)同步旋转，导线A(15)、导线B(16)分别与电能转换器(14)、滑环⑵的左盘(2-1)和右盘(2_2)电连接，电刷⑶通过导线C(17)、导线D(IS)和蓄电池(12)电连接，将电能量输送到蓄电池(12)中； 所述装置还包括制动盘(5)、制动器￠)、轮毂(7)，在制动盘(5) —侧的滑环(2)和导电装置(4)，将上述轮胎中电能转换器(14)的电能量输送到蓄电池(12)中，为汽车提供补充能源，上述轮胎是所述汽车轮胎中的任意一个或其中的几个或全部，采用一个蓄电池(12)，将每个轮胎发出的电能量通过导线C(17)、导线D(IS)和蓄电池(12)并联，同时为蓄电池(12)充电； 电能转换器(14)包括依次电连接的压电模块(19)、整流模块(20)、蓄能模块(21)、DC-DC升压模块(22)和稳压模块(23)，压电模块(19)在外界压力作用下，产生电能量，其电压和电流都呈交变特性，蓄电池(12)充电需要稳定的直流电源，因此需要整流模块(20)将其转化为直流电能量，由于压电元件(8)产生的电量过小，且电量不稳，所以使用蓄能模块(21)将其电能收集起来，使电能趋于稳定，之后通过DC-DC升压模块(22)将直流电压升高，功率放大，通过稳压模块(23)实现直流稳压输出，实现对蓄电池(12)充电； 将蓄电池(12)里的电能提供给电动机(25)，控制器(24)控制电动机(25)带动变速器驱动汽车行驶，或者为汽车空调、循环风、照明、音响以及充电提供电能。
2.根据权利要求1所述的轮胎发电装置，其特征在于:所述装置包括主轴(I)、滑环⑵、导电装置(4)、压电元件(8)、外轮胎(9)、弹性支撑体A(9-18)、橡胶胎D (9-14)、内腔G(9-17)、轮辋(10)、导线A(15)、导线B(16)、导线C(17)、导线D(18)、蓄电池(12)、电能转换器(14)，橡胶胎D (9-14)和外轮胎(9)用胶粘剂或热熔为一体； 将TPU制成TPU发泡弹性颗粒(9-1)，放入外轮胎(9)和橡胶胎D (9-14)围成封闭不规则环形的内部里，将无数个TPU发泡弹性颗粒(9-1)采用胶粘剂或表面热熔的工艺将其粘合在一起，TPU发泡弹性颗粒(9-1)充满外轮胎(9)和橡胶胎D(9-14)围成封闭不规则环形的内部，TPU发泡弹性颗粒(9-1)之间有空隙(9-2)，TPU发泡弹性颗粒(9-1)之间经过加压或加热消除空隙(9-2)，或保留空隙(9-2)，形成环形弹性支撑体A (9-18)，弹性支撑体A(9-18)、外轮胎(9)、压电元件(8)、橡胶胎D(9-14)形成一个整体轮胎，内腔G(9_17)内部充气； 在外轮胎(9)的截面位置设置2个以上的压电元件(8)，并且沿着外轮胎(9)的内部圆周方向设置2个以上，压电元件(8)位于外轮胎(9)和弹性支撑体A(9-18)之间，压电元件(8)粘贴在外轮胎(9)内部表面的水平位置或两个侧面。
3.根据权利要求1所述的轮胎发电装置，其特征在于:所述装置包括主轴(I)、滑环⑵、导电装置(4)、压电元件(8)、外轮胎(9)、弹性支撑体B (9-19)、橡胶胎B (9-6)、内腔B(9-5)、轮辋(10)、导线A(15)、导线B(16)、导线C(17)、导线D(18)、蓄电池(12)、电能转换器(14)，橡胶胎B (9-6)和外轮胎(9)用胶粘剂或热熔为一体； 将TPU制成TPU发泡弹性颗粒(9-1)，放入外轮胎(9)和橡胶胎B (9-6)围成封闭环形的内部里，将无数个TPU发泡弹性颗粒(9-1)采用胶粘剂或表面热熔的工艺将其粘合在一起，TPU发泡弹性颗粒(9-1)充满外轮胎(9)和橡胶胎B (9-6)围成的封闭环形里，TPU发泡弹性颗粒(9-1)之间有空隙(9-2)，TPU发泡弹性颗粒(9-1)之间经过加压或加热消除空隙(9-2)，或保留空隙(9-2)，形成环形的弹性支撑体B(9-19)，压电元件(8)、弹性支撑体B(9-19)、外轮胎(9)和橡胶胎B(9-6)形成一个整体轮胎，内腔B(9_5)内部充气； 在外轮胎(9)的截面位置设置2个以上的压电元件(8)，并且沿着外轮胎(9)的内部圆周方向设置2个以上，压电元件(8)位于外轮胎(9)和弹性支撑体B(9-19)之间，压电元件(8)粘贴在外轮胎(9)内部表面的水平位置或两个侧面。
4.根据权利要求1所述的轮胎发电装置，其特征在于:所述装置包括主轴(I)、滑环(2)、导电装置(4)、压电元件(8)、外轮胎(9)、弹性支撑体C(9-20)、橡胶胎A(9-3)、内腔A(9-4)、轮辋(10)、导线A(15)、导线B(16)、导线C(17)、导线D(18)、蓄电池(12)、电能转换器(14)，橡胶胎A(9-3)装在外轮胎(9)里面，橡胶胎A(9-3)和外轮胎(9)之间固定或者不固定； 将TPU制成TPU发泡弹性颗粒(9-1)，放入外轮胎9和橡胶胎A (9-3)围成封闭环形的内部里，将无数个TPU发泡弹性颗粒(9-1)采用胶粘剂或表面热熔的工艺将其粘合在一起，!PU发泡弹性颗粒(9-1)充满外轮胎(9)和橡胶胎A(9-3)围成封闭环形的空间，TPU发泡弹性颗粒(9-1)之间有空隙(9-2)，TPU发泡弹性颗粒(9-1)之间经过加压或加热消除空隙(9-2)，或保留空隙(9-2)，形成弹性支撑体C (9-20)，压电元件(8)、弹性支撑体C (9_20)、夕卜轮胎(9)和橡胶胎A(9-3)形成一个整体轮胎，内腔A(9-4)内部充气； 在外轮胎(9)的截面位置设置2个以上的压电元件(8)，并且沿着外轮胎(9)的内部圆周方向设置2个以上，压电元件⑶位于外轮胎(9)和弹性支撑体C(9-20)之间，压电元件(8)粘贴在外轮胎(9)内部表面的水平位置或两个侧面。
5.根据权利要求1所述的轮胎发电装置，其特征在于:所述装置包括主轴(I)、滑环(2)、导电装置(4)、压电元件(8)、外轮胎(9)、弹性支撑体D(9-21)、空隙(9_2)、两个橡胶胎C(9-8)、两个内腔C(9-7)、轮辋(10)、导线A(15)、导线B(16)、导线C(17)、导线D(18)、蓄电池(12)、电能转换器(14)，橡胶胎C(9-8)位于外轮胎(9)里侧，橡胶胎C(9-8)的截面形状为腰子形； 将TPU制成TPU发泡弹性颗粒(9-1)，放入外轮胎(9)、轮辋(10)和橡胶胎C(9-8)围成封闭环形的内部里，将无数个TPU发泡弹性颗粒(9-1)采用胶粘剂或表面热熔的工艺将其粘合在一起，TI3U发泡弹性颗粒(9-1)充满外轮胎(9)和橡胶胎C(9-8)围成封闭环空间里，TPU发泡弹性颗粒(9-1)之间有空隙(9-2)，TPU发泡弹性颗粒(9-1)之间经过加压或加热消除空隙(9-2)，或保留空隙(9-2)，形成环形弹性支撑体D(9-21)，压电元件(8)、弹性支撑体D(9-21)、外轮胎(9)、橡胶胎C(9-8)形成一个整体轮胎，内腔C(9_7)内部充气； 在外轮胎(9)的截面位置设置2个以上的压电元件(8)，并且沿着外轮胎(9)的内部圆周方向设置2个以上，压电元件⑶位于外轮胎(9)和弹性支撑体D(9-21)之间，压电元件(8)粘贴在外轮胎(9)内部表面的水平位置或两个侧面。
6.根据权利要求1所述的轮胎发电装置，其特征在于:所述装置包括主轴(I)、滑环⑵、导电装置(4)、压电元件(8)、外轮胎(9)、橡胶胎E (9-15)、内腔E (9-11)、轮辋(10)、导线A(15)、导线B(16)、导线C(17)、导线D(18)、蓄电池(12)、电能转换器(14)，橡胶胎E (9-15)和外轮胎(9)用胶粘剂或热熔为一体，橡胶胎E (9-15)的截面形状为C形，橡胶胎E(9-15)贴在外轮胎(9)里面，压电元件(8)、外轮胎(9)、橡胶胎E(9-15)形成一个整体轮胎，内腔E (9-11)内部充气； 在外轮胎(9)的截面位置设置2个以上的压电元件(8)，并且沿着外轮胎(9)的内部圆周方向设置2个以上，压电元件⑶位于外轮胎(9)和橡胶胎E(9-15)之间，压电元件(8)粘贴在外轮胎(9)内部表面的水平位置和两个侧面。
7.根据权利要求1所述的轮胎发电装置，其特征在于:所述装置包括主轴(I)、滑环⑵、导电装置(4)、压电元件(8)、外轮胎(9)、橡胶胎F(9-16)、内腔F(9-12)、轮辋(10)、导线A(15)、导线B(16)、导线C(17)、导线D(18)、蓄电池(12)、电能转换器(14)，橡胶胎F(9-16)和外轮胎(9)用胶粘剂或热熔为一体，橡胶胎F(9-16)的截面形状为一字形，橡胶胎F(9-16)贴服在外轮胎(9)里，压电元件(8)、外轮胎(9)、橡胶胎F(9-16)形成一个整体轮胎，内腔F (9-12)内部充气； 在外轮胎(9)的截面位置设置2个以上的压电元件(8)，并且沿着外轮胎(9)的内部圆周方向设置2个以上，压电元件⑶位于外轮胎(9)和橡胶胎F(9-16)之间，压电元件(8)粘贴在外轮胎(9)内部表面的水平位置或两个侧面。
8.根据权利要求1-7任一所述的轮胎发电装置，其特征在于:所述的电能转换器(14)固定在轮辋(10)上，压电元件⑶和电能转换器(14)之间用导线电连接。
9.根据权利要求1-8任一所述的轮胎发电装置，其特征在于:所述的外轮胎(9)为子午线轮胎或斜交线轮胎或机动车轮胎，所述的轮辋(10)与外轮胎(9)相匹配。
10.根据权利要求1-9任一所述的轮胎发电装置，其特征在于:所述压电元件(8)为压电陶瓷、压电石英、压电晶体、多元单晶压电体、压电高分子、压电纤维或压电陶瓷/高聚物的复合材料。
【文档编号】H02N2/18GK104377992SQ201410663244
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】韩毅军, 时丕林, 刘桂红 申请人:大连华工创新科技股份有限公司