一種能量收集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種能量收集裝置，包括能量收集器和蓄電裝置，所述能量收集器通過導(dǎo)線與所述蓄電裝置電連接；所述能量收集器包括2n層從上至下依次疊加的單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片和材料為壓電陶瓷的壓電板，其中第1層到第n層所述單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向與第n+1層到第2n層所述單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向之間具有夾角θ；所述壓電板包括第一壓電板和第二壓電板，所述第一壓電板粘接于第1層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的外接觸面上，所述第二壓電板粘接于第2n層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的外接觸面上。本實(shí)用新型提供的能量收集裝置不受振動形式、幅度以及頻率的限制，可以大大提高能量轉(zhuǎn)化率。
【專利說明】一種能量收集裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種能量收集裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]能源危機(jī)已成為世界性問題，清潔能源、新能源和可再生能源是現(xiàn)今關(guān)注的焦點(diǎn)。車輛在行駛過程中的振動是一種能量的耗散形式，如果能將振動能高效利用，車輛系統(tǒng)內(nèi)的能量便形成一種循環(huán)。這種循環(huán)充分體現(xiàn)了能量再生的主旨，有利于節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)。而傳統(tǒng)振動能收集能量的裝置對振動幅度，頻率等要求較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供了一種能量收集裝置，可以不受振動形式，幅度以及頻率的限制，從而提高能量轉(zhuǎn)化率。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種能量收集裝置，包括能量收集器和蓄電裝置，所述能量收集器通過導(dǎo)線與所述蓄電裝置電連接；
[0006]所述能量收集器包括2η層從上至下依次疊加的單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片和材料為壓電陶瓷的壓電板，其中第I層到第η層所述單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向與第η+1層到第2η層所述單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向之間具有夾角Θ ；
[0007]所述壓電板包括第一壓電板和第二壓電板，所述第一壓電板粘接于第I層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的外接觸面上，所述第二壓電板粘接于第2η層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的外接觸面上。
[0008]優(yōu)選的，所述夾角Θ為90度。
[0009]優(yōu)選的，所述第一壓電板的纖維方向和所述第I層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向一致，所述第二壓電板的纖維方向和所述第2η層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向一致。
[0010]優(yōu)選的，所述蓄電裝置為一儲電器或蓄電池。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提供的能量收集裝置利用陶瓷壓電板將外界的振動能轉(zhuǎn)化為電能，并將電能存儲在蓄電裝置中，為機(jī)車內(nèi)各種電子設(shè)備提供電能，從而減少燃油的消耗，環(huán)保節(jié)能。由于陶瓷壓電板的材料特性，使其不拘泥于機(jī)械能的振動形式、幅度以及頻率，任何輕微振動或無規(guī)律振動都可以轉(zhuǎn)化為電能，但受本身形變量小的限制，本實(shí)用新型提供的壓電板還需由大于O的偶數(shù)層的單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片形成的復(fù)合材料板進(jìn)行配合，此復(fù)合材料板在增大陶瓷壓電板形變的同時將振動能傳遞給陶瓷壓電板，提高了本實(shí)用新型能量收集裝置的能量轉(zhuǎn)化率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1表示本實(shí)用新型實(shí)施例提供的能量收集裝置整體示意圖；
[0013]圖2表示本實(shí)用新型實(shí)施例提供的能量收集器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3表示本實(shí)用新型實(shí)施例提供的復(fù)合材料板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4表示本實(shí)用新型實(shí)施例提供的復(fù)合材料板兩種形狀示意圖。
[0016]其中圖中:1、能量收集裝置；2、蓄電裝置；3、電子設(shè)備；4、導(dǎo)線；5、能量收集器；6、復(fù)合材料板；7、第一壓電板；8、第二壓電板；9、第1層至第η層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片；10、第η+1層至第2η層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0018]如圖1所示，一種能量收集裝置1包括能量收集器5和蓄電裝置2，能量收集器5通過導(dǎo)線4與蓄電裝置2電連接，能量收集器5收集的電能將存儲在蓄電裝置2中，可為機(jī)車內(nèi)各種電子設(shè)備3提供電能，從而減少燃油的消耗，更環(huán)保節(jié)能。
[0019]如圖2和圖3所示，能量收集器5包括2η層從上至下依次疊加的單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片，所述2η層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片疊加而成復(fù)合材料板6和材料為壓電陶瓷的壓電板。
[0020]如圖3和圖4所示，其中第1層至第η層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片9的纖維方向與第η+1層至第2η層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片10的纖維方向之間具有夾角Θ (其中Θ >0)，根據(jù)單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的材料特性，當(dāng)相互疊加的兩片單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向之間存在大于0的夾角Θ時，通過高溫加熱可形成兩種形狀，即疊加后的單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片可發(fā)生形變，當(dāng)夾角Θ為90度時，可實(shí)現(xiàn)的形變量最大，同時疊加的層數(shù)越多，可實(shí)現(xiàn)的形變量越大。
[0021]如圖2所示，壓電板包括第一壓電板7和第二壓電板8，所述壓電板的材質(zhì)為壓電陶瓷，可以不拘泥于機(jī)械能的振動形式，幅度和頻率，任何輕微振動或無規(guī)律振動都可以轉(zhuǎn)化為電能，但由于壓電板本身的材料特性，使其在振動時的形變量比較小，能量轉(zhuǎn)化率比較低，為增大形變量，提高能量轉(zhuǎn)化率，可借助于復(fù)合材料板6的形變特性，將第一壓電板7粘接于第1層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的外接觸面上，第二壓電板8粘接于第2η層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的外接觸面上，為使形變量最大，在粘接時，使第一壓電板7的纖維方向和第1層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向一致，第二壓電板8的纖維方向和第2η層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向一致。
[0022]優(yōu)選的，蓄電裝置2為一儲電器或蓄電池等可蓄電裝置，可根據(jù)需要進(jìn)行選擇。
[0023]以上所述的是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通人員來說，在不脫離本實(shí)用新型所述的原理前提下還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種能量收集裝置，其特征在于，包括能量收集器和蓄電裝置，所述能量收集器通過導(dǎo)線與所述蓄電裝置電連接； 所述能量收集器包括2η層從上至下依次疊加的單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片和材料為壓電陶瓷的壓電板，其中第I層到第η層所述單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向與第η+1層到第2η層所述單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向之間具有夾角Θ ； 所述壓電板包括第一壓電板和第二壓電板，所述第一壓電板粘接于第I層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的外接觸面上，所述第二壓電板粘接于第2η層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的外接觸面上。
2.如權(quán)利要求1所述的能量收集裝置，其特征在于，所述夾角Θ為90度。
3.如權(quán)利要求1所述的能量收集裝置，其特征在于，所述第一壓電板的纖維方向和所述第I層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向一致，所述第二壓電板的纖維方向和所述第2η層單向碳纖維樹脂復(fù)合材料片的纖維方向一致。
4.如權(quán)利要求1所述的能量收集裝置，其特征在于，所述蓄電裝置為一儲電器或蓄電池。
【文檔編號】H02N2/18GK204103800SQ201420507016
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】王春曉, 馬忠民, 肖介平 申請人:北京汽車研究總院有限公司