[发明专利]基于单串联式液压振动回路的共振发电分布式架构

说明书

本发明涉及基于液压振动回路的共振发电分布式架构，属于汽车新能源领域。将带有液压控制阀的一驱四串联式液压振动回路中的单个主动液压缸，作为振动输入端设置在以车轴为支撑且在车身抑振位置处，通过单活塞杆承接车身的振动力和对车身振动进行抑振，将主动液压缸所串联驱动的四个从动液压缸作为车身振动力的振动输出端，垂直设置于振动导向框架顶部，通过下方单活塞杆联结的齿条啮合至共振发电装置转轴上四个内套有单向轴承的齿轮处驱动发电机旋转，通过将振动输入端分散设置于不同车轮处的车身抑振位置处，以及通过将对应的所有振动输出端，都集中设置于同一个共振发电装置，搭建能够高效率共振发电和均衡性车身抑振所需要的分布式架构。

技术领域

本发明涉及汽车动能发电系统和方法，尤其涉及单串联式液压振动回路的共振发电分布式架构。

背景技术

众所周知，汽车减振器通过节流阻尼做功和摩擦散热，耗散了车身振动的大部分能量，现有的汽车振动发电技术，都是针对车身振动能量被减振器耗散后的残余振动能量而开发利用的，也就是在减振器上附加一个小功率发电机，利用车身减振器抑振后的随机振动力进行驱动发电，而利用随机振动发电的缺点也很明显，主要是：1)由于车身振动能量大部分被减振器节流阻尼做功所分流耗散，驱动小功率发电机的剩余振动力很低且车身振幅很小，致使影响发电机发电效率的关键要素转矩和转速都很低，导致了分散设置在车身各减振器上小功率发电机的效率很低，进而导致对车身残余振动能量的整体回收效率也很低，缺乏应用前景；2)同时，也导致了利用振动能量发电而产生的电磁阻尼很小，无法仅利用电磁阻尼进行车身的有效抑振，因此现有振动能量的随机振动发电技术无法有效代替现有的减振器，而且能量回收发电效果差，车身抑振均衡性也很差。

申请人从2010年开始一直在研究利用频率共振，实现新能源汽车的车身振动能量回收发电的前沿技术研究，并持续进行了改进，希望能够将这一有利于大幅提高振动能量利用效率的技术完美地在汽车产业上实现应用，从而节省能源，能够真正实现颠覆性能量再生技术的落地应用。

从2012年提出一种应用于电动汽车动能发电的频率共振实现方法(专利号：CN201210114577.6),到2013年时，进一步提出将频率共振应用于汽车动能发电的方法和结构(专利号：CN201310132727.0)，并在此基础上研发了第一代的共振发电装置和系统。但鉴于对车身振动的控制，既需要高效利用振动能量，又需要控制振动对车身颠簸的影响，申请人在2016年又提出了基于杠杆原理的电动汽车共振发电优化方法和结构(专利号：CN201610496171.7)，研发了第二代的共振发电装置和系统。

但刚性杠杆对于车辆实际上的安装与兼容性较差，且刚性杠杆无法控制振动力的大小，因此在2018年提出第三代的基于杠杆效应的电动汽车共振发电液压驱动方法和装置，利用液压装置不仅实现杠杆效应，而且改善兼容性和振动力大小的控制。

但是第二代的杠杆驱动方法和第三代的液压驱动方法，虽然在抑制车身振动和利用振动力进行共振发电方面具有一定的效果，但由于这两种结构和方法都是基于单组的三驱三刚性杠杆单元驱动和单组的三驱三液压单元驱动，都受到与底盘区域推力杆、稳定杆及代替减振器设置的兼容性限制，难于以每根车轴为支撑而设置多组振动传导单元，在车身抑振的均衡性方面和振动发电的高效性方面仍有不足。

发明内容

本发明提供了一种基于单串联式液压振动回路的共振发电分布式架构，解决的技术问题之一是提高装置与整车的集成兼容性和提高共振发电的效率，能够有效实现车身抑振的均衡性，从而在工程化集成应用方面非常容易地匹配现有的减振设计的车身和车身底盘；

解决的技术问题之二是解决原有的三条液压油路中的每个主动液压缸活塞在车身振动的冲击和反弹行程中，都是单行程做功发电，存在着发电效率较低的问题，且三个从动液压缸在共振弹性系统的反弹行程中，缺少对车身振动力的导入助力，存在着这段行程中仅靠共振弹性系统反弹力无法有效抑制共振发电装置系统阻尼对共振振幅衰减所致的发电机转速下降的问题，本发明进一步提高了振动能量转化发电的效率且实现驱动系统在底盘区域兼容性的优化。