專利名稱：基于壓電發(fā)電的電動汽車座椅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電動汽車座椅和壓電發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于壓電發(fā)電的電動汽車座椅。
背景技術(shù)：
能源危機(jī)與環(huán)境保護(hù)問題的日益突出，使得電動汽車技術(shù)方興未艾。電池管理系統(tǒng)作為電動汽車的核心技術(shù)，圍繞能量管理、電池檢測以及保護(hù)等方面展開，主要的任務(wù)是實現(xiàn)對現(xiàn)有電池系統(tǒng)的能源合理的分配，盡可能多的回收各種可加利用的能量回充電給電池，以及維持電池的健康狀態(tài)和盡可能延長電池的壽命。目前，電動汽車的動力源一般普遍采用鉛酸電池，其極性鈍化現(xiàn)象引起電池的容量下降，導(dǎo)致車輛續(xù)駛里程縮短。現(xiàn)有技術(shù)中，利用壓電陶瓷的正壓電效應(yīng)，即壓電陶瓷的振動來實現(xiàn)機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)換，已經(jīng)非常成熟。實現(xiàn)反充電給蓄電池達(dá)到回收能量的目的。電動汽車，尤其是電動大巴車上座椅數(shù)目眾多，能夠回收較大的能量。利用壓電材料發(fā)出的電信號具有高電壓、低電流的特性，電荷生成是瞬態(tài)和變化的，這種脈沖電流有利于消除鉛酸蓄電池的極性鈍化，起到保護(hù)電池延長電池壽命的作用。利用瞬時峰值高壓的脈沖充電技術(shù)來激活電池極板的活性物質(zhì)，以恢復(fù)電池容量就是可行方案。怎樣實現(xiàn)汽車座椅、壓電發(fā)電裝置與電動汽車蓄電池的有機(jī)結(jié)合是本實用新型要解決的技術(shù)關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種基于壓電發(fā)電的電動汽車座椅，采用壓電陶瓷技術(shù)，針對電動大巴車上客流量較大的特點，利用特殊座椅，在車輛行駛過程中將大量的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏好}沖電能反充給蓄電池，起到了回收能源與保護(hù)電池兩個效果。充分克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實用新型解決現(xiàn)有技術(shù)問題的方案是本實用新型的座椅自上而下設(shè)置有外層、彈簧層、基板、絕緣層和壓電發(fā)電裝置層以及穩(wěn)壓控制電路，其特征是壓電發(fā)電裝置層的設(shè)置及其中3個以上單體壓電發(fā)電裝置的層狀鋪設(shè)，壓電發(fā)電裝置采用并聯(lián)的方式連接，壓電發(fā)電裝置每次激勵所產(chǎn)生的電能通過L44組成的整流橋和D475濾波電路之后，在 7130-1穩(wěn)壓芯片的輸出端產(chǎn)生3V的供電電壓并通過P3端接電池的充電電路。本實用新型的積極效果1、通過多片壓電振子并聯(lián)的方式產(chǎn)生更多的壓電脈沖以及電源控制電路反沖給電池，將能有效的消除電池的極性鈍化效果，消除極板的惰性，起到有效的保證電池的容量，延長電池的使用壽命的效果。2、汽車行駛過程中座椅的機(jī)械振動能量有效地轉(zhuǎn)化為電能，并得到回收在利用。3、控制電路的設(shè)計，使不穩(wěn)定的電脈沖信號的集合形成了穩(wěn)定的3V電壓回沖蓄電池。

圖1、為本實用新型電動汽車座椅結(jié)構(gòu)構(gòu)造示意圖；[0007]圖2、為本實用新型簡支支撐方式的壓電發(fā)電振子示意圖；圖3、為單體按壓式壓電發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4、為本實用新型電路原理圖。圖中 1、外層，2、彈簧層，3、基板，4、絕緣層，5、壓電發(fā)電裝置層，10、上殼體， 20、圓環(huán)支撐，30、按壓鍵，40、壓電振子，50、下殼體。圖標(biāo)的進(jìn)一步解釋外層1為皮質(zhì)外層以及海綿層，基板3為安裝彈簧的基板，絕緣層4是起到防水防電作用的隔離層，壓電發(fā)電裝置層5可以鋪設(shè)多個壓電發(fā)電裝置，類似 “麻將涼席狀”，以更好的吸收機(jī)械振動的能量。
具體實施方式
將壓電發(fā)電裝置安裝在座椅的下層，座椅表面的塑性或者彈性材料實現(xiàn)和壓電陶瓷材料的緊密接觸，保證座椅的密封防水防腐蝕等性能，以免引起電路故障。電源控制電路引出的電流脈沖最大幅值為3V，可根據(jù)車輛的使用不同電池類型具有不同的額定電池電壓，進(jìn)行額外的電路設(shè)計，滿足電池的充電要求。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步敘述如圖1所示，本實用新型的座椅自上而下設(shè)置有外層1、彈簧層2、基板3、絕緣層4 和壓電發(fā)電裝置層5以及穩(wěn)壓控制電路，其特征是壓電發(fā)電裝置層5的設(shè)置及其中3個以上單體壓電發(fā)電裝置的層狀鋪設(shè)，單體壓電發(fā)電裝置采用并聯(lián)的方式連接。壓電發(fā)電裝置每次激勵所產(chǎn)生的電能通過L44組成的整流橋和D475濾波電路之后，在7130-1穩(wěn)壓芯片的輸出端產(chǎn)生3V的供電電壓并通過P3端接電池的充電電路。如圖2所示，為了更加有效的吸收振動的能量，壓電陶瓷的形狀采用圓片形壓電振子，利用簡支支撐方式將座椅的機(jī)械振動能量轉(zhuǎn)化為電脈沖，這是本實用新型單體按壓式發(fā)電裝置的基本原理。如圖3所示，按壓式壓電發(fā)電裝置的單體是由上殼體10、下殼體50、圓片形壓電發(fā)電振子40、圓環(huán)支撐20和按鍵30組成。圓環(huán)支撐20在圓片形壓電振子40的下面緊密連接，按鍵30下端與圓片形壓電振子40的中部連接另一端伸出上殼體外，上下殼體10、50將壓電振子和圓環(huán)支撐20密封。3個以上的單體壓電發(fā)電裝置并聯(lián)層狀連接即是一個座椅內(nèi)的壓電發(fā)電裝置層5。根據(jù)圓片形壓電振子40有關(guān)實驗分析可知，隨著激勵載荷的增大，壓電振子40的輸出功率也隨之增大，然而過大的激勵載荷容易損壞壓電振子，在操作上也十分的不方便，而且小激勵載荷又無法輸出較大的能量，為解決這個矛盾采取了多片壓電振子并聯(lián)的方式來提高壓電振子發(fā)電能力。車輛行駛過程中，隨著座椅的振動變形，壓電振子產(chǎn)生彎曲變形并產(chǎn)生電量。只要能夠產(chǎn)生0. 3 0. 5mm的振動，便能使每個壓電振子產(chǎn)生0. 3 0. 5mm的變形。其最大的優(yōu)點是體積小、可以完全密封、可靠性比較高。如圖4所示，為電源控制電路的原理圖。為了利用由于壓電發(fā)電裝置所產(chǎn)生的短暫的脈沖形式的電能，設(shè)計了控制電路以解決其實際利用問題，為使功耗降到最低，所有器件均采用貼片式。理論上壓電發(fā)電裝置每次激勵所產(chǎn)生的電能通過L44組成的整流橋和 D475濾波電路之后，在7130-1穩(wěn)壓芯片的輸出端產(chǎn)生3V的供電電壓并通過P3端接電池的充電電路。
權(quán)利要求1.一種基于壓電發(fā)電的電動汽車座椅，自上而下設(shè)置有外層(1)、彈簧層(2)、基板 (3)、絕緣層(4)和壓電發(fā)電裝置層(5)以及穩(wěn)壓控制電路，其特征是壓電發(fā)電裝置層(5) 的設(shè)置及其中3個以上單體壓電發(fā)電裝置的層狀鋪設(shè)，壓電發(fā)電裝置采用并聯(lián)的方式連接，壓電發(fā)電裝置每次激勵所產(chǎn)生的電能通過L44組成的整流橋和D475濾波電路之后，在 7130-1穩(wěn)壓芯片的輸出端產(chǎn)生3V的供電電壓并通過P3端接電池的充電電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電發(fā)電的電動汽車座椅，其中單體壓電發(fā)電裝置的特征是圓環(huán)支撐(20)在圓片形壓電振子(40)的下面緊密連接，按鍵(30)下端與圓片形壓電振子 (40)的中部連接另一端伸出上殼體(10)外，上下殼體(10、50)將壓電振子和圓環(huán)支撐(20) 密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電發(fā)電的電動汽車座椅，其特征是3個以上的單體壓電發(fā)電裝置并聯(lián)層狀連接即是一個座椅內(nèi)的壓電發(fā)電裝置層(5)。
專利摘要本實用新型公開了一種基于壓電發(fā)電的電動汽車座椅，涉及電動汽車座椅和壓電發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。其技術(shù)關(guān)鍵是在電動汽車座椅下層設(shè)置壓電發(fā)電裝置層及其中3個以上壓電發(fā)電裝置的層狀鋪設(shè)，壓電發(fā)電裝置采用并聯(lián)的方式連接。壓電發(fā)電裝置每次激勵所產(chǎn)生的電能通過L44組成的整流橋和D475濾波電路之后，在7130-1穩(wěn)壓芯片的輸出端產(chǎn)生3V的供電電壓并通過P3端接電池的充電電路。本裝置通過多片壓電振子并聯(lián)的方式產(chǎn)生的壓電脈沖以及電源控制電路反沖給電池，既能有效回收電能，又具有消除電池的極性鈍化效果，消除極板的惰性，起到有效的保證電池的容量，延長電池的使用壽命。
文檔編號H02N2/18GK201998853SQ201120002678
公開日2011年10月5日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者周彥麓, 張接信, 程博 申請人:長安大學(xué)