自动储能和释能装置以及具有其的车辆的制作方法

1.本发明涉及车辆技术领域，具体地涉及自动储能和释能装置以及具有其的车辆。


背景技术：

2.随着社会经济的发展，汽车已经成为人们外出代步必不可少的交通工具。城市道路车辆、红绿灯较多，造成人们在驾驶车辆时需要频繁控制车辆启停，而在重新启动车辆时，需要发动机再次提供动力，实现车辆的启动，这无疑增加了车辆燃油或电池的使用量。
3.为了节省车辆的能耗，现有技术中已经发展出具有储能和释能功能的装置。当车辆刹车时，储能和释能装置能够对车辆制动产生的惯性动能进行回收，待车辆再次启动时，能够通过释放回收的能量以辅助驱动车辆前行。
4.现有技术中存在三种能量转换形式不同的储能和释能装置。一种是将车辆制动产生的惯性动能转化为电能；一种是将惯性动能转化为气体内能；还有一种是将惯性动能转化为飞轮的转动动能。将惯性动能转化为电能或气体内能的储能和释能装置往往存在能量回收效率低下的问题，而将惯性动能转化为飞轮的转动动能的储能和释能装置又存在储能较少并且无法实现长期储能的问题。因此，现有的储能和释能装置无法同时保证高效率、大储量和长期储能。
5.相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中储能和释能装置无法同时保证高效率、大储量和长期储能的技术问题，本发明提供一种自动储能和释能装置。该自动储能和释能装置包括中轴，其具有相对的第一轴端和第二轴端；套筒，其可活动地套在所述中轴上并具有相对的第一套筒端和第二套筒端；弹性储能件，其被容纳在所述套筒内并具有固定在所述中轴上的第一端和固定所述套筒上的第二端；摩擦力切换器，其包括外壳和布置在所述外壳的空腔内的第一施力件和第二施力件，所述第二轴端和所述第二套筒端可转动地延伸到所述空腔中，所述第一施力件向所述第二轴端施加力以将所述第二轴端锁定地抵靠在所述空腔的第一内壁上，并且所述第二施力件向所述第二套筒端施加力以将所述第二套筒端锁定地抵靠在所述空腔的第一内壁上；和传力离合器，其具有径向同步转动且轴向上可相对移动的内圈和外圈，所述内圈被致动相对于所述外圈朝向所述中轴移动时，通过所述第一轴端促动所述中轴克服所述第一施力件施加的力解锁地移离所述第一内壁以使所述弹性储能件储存弹性势能；所述外圈被致动相对于所述内圈朝向所述套筒移动时，通过所述第一套筒端促动所述套筒解锁地移离所述第一内壁以使所述弹性储能件释放存储的弹性势能。
7.通过上述的设置，当车辆刹车制动时，本发明自动储能和释能装置通过传力离合器的内圈相对外圈向中轴移动并对中轴的第一轴端施加力，以使中轴的第二轴端与摩擦力切换器的第一内壁分离，从而使中轴解锁旋转并带动弹性储能件使其收紧，进而将车辆刹
车时产生的惯性动能转化为弹性势能并储存起来；当车辆解除制动并再次启动时，传力离合器的内圈与中轴分离，同时外圈向套筒移动并对套筒的第一套筒端施加力，以使套筒的第二套筒端与摩擦力切换器的第一内壁分离，从而使套筒解锁，弹性储能件释放弹性势能使套筒带动传力离合器转动，以实现将制动时储存的弹性势能转化成动能并驱动车辆前行。本发明自动储能和释能装置使用弹性件作为储能部件，并结合传力离合器作为储能和释能的传力部件，不仅结构简单、能量回收高效，而且能够储存大量能量，并实现长时间储存。
8.在上述自动储能和释能装置的优选技术方案中，在所述第二套筒端上设有套筒磁性件，并且在所述第二轴端上设有中轴磁性件；所述第一施力件和所述第二施力件分别为第一磁铁和第二磁铁，在所述第一磁铁与所述中轴磁性件之间产生磁斥力以将所述第二轴端锁定地抵靠在所述第一内壁上，并且在所述第二磁铁和所述套筒磁性件之间产生磁斥力以将所述第二套筒端锁定地抵靠在所述第一内壁上，其中，所述第一磁铁和所述第二磁铁分别通过弹性件固定在所述空腔的与所述第一内壁相对的第二内壁上。通过上述的设置，第二轴端和第二套筒端能够在空腔中实现移动以控制套筒和中轴的锁定或解锁，并且第二轴端与第二磁铁、第二套筒端与第一磁铁之间由于磁斥力而存在一定的间隙，有利于减小中轴或套筒解锁转动时与摩擦力切换器内部接触产生的转动摩擦力，进而降低能量损耗，提高能量利用率。
9.在上述自动储能和释能装置的优选技术方案中，沿着朝向所述第一内壁延伸的方向，所述空腔具有逐渐缩小的横截面，并且所述第二轴端和所述第二套筒端均具有分别与所述空腔的所述横截面相配的逐渐缩小的横截面。通过上述的设置，有利于增大第二轴端与摩擦力切换器内壁之间的接触面面积以及第二套筒端与摩擦力切换器内壁之间的接触面面积，从而当中轴或套筒锁定时，增大其与摩擦力切换器内壁之间的静摩擦力，进而保证其锁定的牢靠。
10.在上述自动储能和释能装置的优选技术方案中，所述空腔包括彼此隔开的第一空腔和第二空腔，所述第二空腔环绕所述第一空腔，所述第一施力件和所述第二轴端位于所述第一空腔内，并且所述第二施力件和所述第二套筒端位于所述第二空腔内。通过上述的设置，能够将第一施力件与第二施力件隔开，有利于避免二者发生干涉进而影响零件的使用寿命。
11.在上述自动储能和释能装置的优选技术方案中，所述弹性储能件为弹性钢片卷。通过上述的设置，能够实现动能与弹性势能之间的转化，并且弹性钢具有高抗拉强度、高弹性极限以及高疲劳强度，不仅有利于简化装置，保证能量回收高效，而且有利于实现储存大量势能和长时间储能。
12.在上述自动储能和释能装置的优选技术方案中，在所述外圈和所述内圈之间沿着周向布置有多个彼此均匀间隔开的圆柱形滚轮，每个滚轮沿着所述外圈和所述内圈的共同中心线延伸，在所述外圈的内壁上和所述内圈的外壁上分别形成多个彼此相对的半圆柱形凹槽以用于容纳每个滚轮。通过上述的设置，传力离合器的外圈和内圈能够保持同轴同角度旋转，并且使用滚轮有利于减少外圈和内圈之间的相对摩擦，从而减少能量的损耗。
13.在上述自动储能和释能装置的优选技术方案中，所述第一轴端具有直径大于所述中轴的直径的直径扩大部。通过上述的设置，能够增大中轴与内圈的接触面积，有利于推动
中轴以使中轴在摩擦力切换器中的解锁。
14.在上述自动储能和释能装置的优选技术方案中，所述套筒由磁性材料制成。通过上述的设置，省去了套筒的第二套筒端上另设的磁性材料，进一步简化了整体结构。
15.在上述自动储能和释能装置的优选技术方案中，所述中轴由磁性材料制成。通过上述的设置，省去了中轴的第二轴端上另设的磁性材料，进一步简化了整体结构。
16.为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中储能和释能装置无法同时保证高效率、大储量和长期储能的技术问题，本发明还提供一种车辆，该车辆包括：发动机离合器；根据前面任一项所述的自动储能和释能装置，所述自动储能和释能装置的传力离合器的内圈通过变速装置与所述发动机离合器相连；和控制装置，所述控制装置配置成在所述发动机离合器被制动时致动所述内圈以解锁中轴，使得制动动能被转换为弹性储能件的弹性势能，并且在所述车辆启动时致动所述传力离合器的外圈以解锁套筒，使得所述弹性储能件的弹性势能被转换为驱动所述车辆的动能。通过上述的设置，本发明车辆能够通过控制装置控制传力离合器的内圈和外圈，能够实现在车辆刹车时将制动动能转化为弹性势能并储存起来，并当车辆启动时将弹性势能转化为动能以驱动车辆，有利于能量的高效回收与再利用。
17.在上述车辆的优选技术方案中，所述控制装置包括可通电的电磁体，所述电磁体配置成当所述发动机离合器被制动时，所述电磁体被通电并向所述内圈施加磁斥力以解锁所述中轴，并且当所述车辆启动时，所述电磁体被通电并向所述外圈施加磁斥力以解锁所述套筒。电磁控制具有精准、快速、便捷等优点。
18.在上述车辆的优选技术方案中，所述控制装置包括致动杆和可驱动所述致动杆的电机，当所述发动机离合器被制动时，所述电机被通电以驱动所述致动杆解锁所述中轴，并且当所述车辆启动时，所述电机被通电以驱动所述致动杆解锁所述套筒。电机控制具有工作效率高、运行可靠、结构简单、成本低廉等优点。
19.方案1.一种自动储能和释能装置，其特征在于，所述自动储能和释能装置包括：
20.中轴，其具有相对的第一轴端和第二轴端；
21.套筒，其可活动地套在所述中轴上并具有相对的第一套筒端和第二套筒端；
22.弹性储能件，其被容纳在所述套筒内并具有固定在所述中轴上的第一端和固定所述套筒上的第二端；
23.摩擦力切换器，其包括外壳和布置在所述外壳的空腔内的第一施力件和第二施力件，所述第二轴端和所述第二套筒端可转动地延伸到所述空腔中，所述第一施力件向所述第二轴端施加力以将所述第二轴端锁定地抵靠在所述空腔的第一内壁上，并且所述第二施力件向所述第二套筒端施加力以将所述第二套筒端锁定地抵靠在所述空腔的第一内壁上；和
24.传力离合器，其具有径向同步转动且轴向上可相对移动的内圈和外圈，所述内圈被致动相对于所述外圈朝向所述中轴移动时，通过所述第一轴端促动所述中轴克服所述第一施力件施加的力解锁地移离所述第一内壁以使所述弹性储能件储存弹性势能；所述外圈被致动相对于所述内圈朝向所述套筒移动时，通过所述第一套筒端促动所述套筒解锁地移离所述第一内壁以使所述弹性储能件释放存储的弹性势能。
25.方案2.根据方案1所述的自动储能和释能装置，其特征在于，
26.在所述第二套筒端上设有套筒磁性件，并且在所述第二轴端上设有中轴磁性件；
27.所述第一施力件和所述第二施力件分别为第一磁铁和第二磁铁，在所述第一磁铁与所述中轴磁性件之间产生磁斥力以将所述第二轴端锁定地抵靠在所述第一内壁上，并且在所述第二磁铁和所述套筒磁性件之间产生磁斥力以将所述第二套筒端锁定地抵靠在所述第一内壁上，
28.其中，所述第一磁铁和所述第二磁铁分别通过弹性件固定在所述空腔的与所述第一内壁相对的第二内壁上。
29.方案3.根据方案2所述的自动储能和释能装置，其特征在于，沿着朝向所述第一内壁延伸的方向，所述空腔具有逐渐缩小的横截面，并且所述第二轴端和所述第二套筒端均具有分别与所述空腔的所述横截面相配的逐渐缩小的横截面。
30.方案4.根据方案1-3任一项所述的自动储能和释能装置，其特征在于，所述空腔包括彼此隔开的第一空腔和第二空腔，所述第二空腔环绕所述第一空腔，所述第一施力件和所述第二轴端位于所述第一空腔内，并且所述第二施力件和所述第二套筒端位于所述第二空腔内。
31.方案5.根据方案1所述的自动储能和释能装置，其特征在于，所述弹性储能件为弹性钢片卷。
32.方案6.根据方案1所述的自动储能和释能装置，其特征在于，在所述外圈和所述内圈之间沿着周向布置有多个彼此均匀间隔开的圆柱形滚轮，每个滚轮沿着所述外圈和所述内圈的共同中心线延伸，在所述外圈的内壁上和所述内圈的外壁上分别形成多个彼此相对的半圆柱形凹槽以用于容纳每个滚轮。
33.方案7.根据方案1所述的自动储能和释能装置，其特征在于，所述第一轴端具有直径大于所述中轴的直径的直径扩大部。
34.方案8.根据方案1所述的自动储能和释能装置，其特征在于，所述套筒由磁性材料制成。
35.方案9.根据方案1所述的自动储能和释能装置，其特征在于，所述中轴由磁性材料制成。
36.方案10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：
37.发动机离合器；
38.根据方案1-9任一项所述的自动储能和释能装置，所述自动储能和释能装置的传力离合器的内圈通过变速装置与所述发动机离合器相连；和
39.控制装置，所述控制装置配置成在所述发动机离合器被制动时致动所述内圈以解锁中轴，使得制动动能被转换为弹性储能件的弹性势能，并且在所述车辆启动时致动所述传力离合器的外圈以解锁套筒，使得所述弹性储能件的弹性势能被转换为驱动所述车辆的动能。
40.方案11.根据方案10所述的车辆，所述控制装置包括可通电的电磁体，所述电磁体配置成当所述发动机离合器被制动时，所述电磁体被通电并向所述内圈施加磁斥力以解锁所述中轴，并且当所述车辆启动时，所述电磁体被通电并向所述外圈施加磁斥力以解锁所述套筒。
41.方案12.根据方案10所述的车辆，所述控制装置包括致动杆和可驱动所述致动杆
的电机，当所述发动机离合器被制动时，所述电机被通电以驱动所述致动杆解锁所述中轴，并且当所述车辆启动时，所述电机被通电以驱动所述致动杆解锁所述套筒。
附图说明
42.下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：
43.图1是本发明自动储能和释能装置的实施例的结构示意图；
44.图2是沿着图1的剖面线a-a截取的本发明自动储能和释能装置的实施例的剖面示意图；
45.图3是本发明自动储能和释能装置中中轴的实施例的结构示意图；
46.图4是本发明自动储能和释能装置中套筒的实施例的结构示意图；
47.图5是本发明自动储能和释能装置中弹性储能件的实施例的结构示意图；
48.图6是本发明自动储能和释能装置中摩擦力切换器的实施例沿中心轴线剖开后的结构示意图；
49.图7是本发明动储能和释能装置中第一、第二施力件的实施例的结构示意图；
50.图8是沿着图2的剖面线b-b截取的本发明自动储能和释能装置中传力离合器的实施例的剖面示意图；
51.图9是本发明自动储能和释能装置中传力离合器的实施例的爆炸图；
52.图10是本发明车辆的实施例中自动储能和释能装置的连接关系图。
53.附图标记列表：
54.1、自动储能和释能装置；10、中轴；11、第一轴端；111、直径扩大部；12、第二轴端；121、中轴制动部；122、中轴制动斜面；123、中轴磁性件；13、中轴主体；20、套筒；21、第一套筒端；22、第二套筒端；221、套筒制动部；222、套筒制动斜面；223、套筒磁性件；23、套筒通孔；24、套筒主体；241、套筒空腔；25、连接部；30、弹性储能件；31、第一端；32、第二端；40、摩擦力切换器；41、外壳；42、第一空腔；43、第二空腔；44、第一施力件；441、施力件通孔；45、第二施力件；46、弹簧；47、第一内壁；471、第一制动面；472、第二制动面；48、第二内壁；49、切换器通孔；50、传力离合器；51、内圈；511、内圈凹槽；52、外圈；521、外圈凹槽；53、滚轮；6、发动机离合器；7、变速齿轮组。
具体实施方式
55.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
56.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
57.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域
技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
58.为了解决现有技术中储能和释能装置无法同时保证高效率、大储量和长期储能的技术问题，本发明提供了一种自动储能和释能装置1。该自动储能和释能装置1包括中轴10，其具有相对的第一轴端11和第二轴端12；套筒20，其可活动地套在所述中轴10上并具有相对的第一套筒端21和第二套筒端22；弹性储能件30，其被容纳在所述套筒20内并具有固定在所述中轴10上的第一端31和固定所述套筒20上的第二端32；摩擦力切换器40，其包括外壳41和布置在所述外壳41的空腔内的第一施力件44和第二施力件45，所述第二轴端12和所述第二套筒端22可转动地延伸到所述空腔中，所述第一施力件44向所述第二轴端12施加力以将所述第二轴端12锁定地抵靠在所述空腔的第一内壁47上，并且所述第二施力件45向所述第二套筒端22施加力以将所述第二套筒端22锁定地抵靠在所述空腔的第一内壁47上；和传力离合器50，其具有径向同步转动且轴向上可相对移动的内圈51和外圈52，所述内圈51被致动相对于所述外圈52朝向所述中轴10移动时，通过所述第一轴端11促动所述中轴10克服所述第一施力件44施加的力解锁地移离所述第一内壁47以使所述弹性储能件30储存弹性势能，并且所述外圈52被致动相对于所述内圈51朝向所述套筒20移动时，通过所述第一套筒端21促动所述套筒20解锁地移离所述第一内壁47以使所述弹性储能件30释放存储的弹性势能。
59.图1是本发明自动储能和释能装置的实施例的结构示意图；图2是沿着图1的剖面线a-a截取的本发明自动储能和释能装置的实施例的剖面示意图。如图1和图2所示，在一种或多种实施例中，本发明自动储能和释能装置1包括：中轴10、套筒20、弹性储能件30、摩擦力切换器40和传力离合器50。
60.图3是本发明自动储能和释能装置中中轴的实施例的结构示意图。如图3所示，在一种或多种实施中，中轴10包括中轴主体13和位于中轴主体13的相对两端的第一轴端11和第二轴端12。在一种或多种实施例中，中轴主体13为圆柱体形。如图3所示，第一轴端11位于中轴主体13的图示相对左侧。第一轴端11具有直径扩大部111。直径扩大部111为直径大于中轴主体13的直径的圆盘。在替代的实施例中，也可以取消直径扩大部111。如图3所示，第二轴端12位于中轴主体13的图示相对右侧。第二轴端12具有中轴制动部121。中轴制动部121为横截面沿着朝向第一轴端11方向逐渐减小的圆锥台结构，并且中轴制动部121的中心轴线与中轴主体13的中心轴线重合。中轴制动部121具有中轴制动斜面122。中轴制动斜面122即为圆锥台的锥形侧面。在替代的实施例中，中轴制动部121也可以是棱锥台结构、圆盘结构(即高度较小的圆柱体)或者立方体结构等，只要能够保证中轴制动部121在摩擦力切换器40的第一空腔42内随着中轴10转动，并且能够与摩擦力切换器40的第一内壁47接触配合并制动中轴10即可。在中轴制动部121上设有中轴磁性件123。中轴磁性件123固定在圆锥台的底面上，即固定在制动部121的图示右侧面上。在替代的实施例中，中轴制动部121可以采用磁性材料制成并取消中轴磁性件123。替代地，也可以使整个中轴10由磁性材料制成。
61.图4是本发明自动储能和释能装置中套筒的实施例的结构示意图。如图4所示，在一种或多种实施例中，套筒20包括套筒主体24和位于套筒主体24的相对两端的第一套筒端21和第二套筒端22。套筒主体24具有套筒空腔241(参见图2)。第一套筒端21位于套筒主体24的图示相对左侧。第二套筒端22位于套筒主体24的图示相对右侧。第二套筒端22包括套筒制动部221和连接部25。连接部25为直径小于套筒主体24的直径的空心圆柱，即圆筒状。
连接部25与套筒主体24相连并从套筒主体24向外延伸。套筒制动部221设于连接部25的图示右端上并与连接部25相连。套筒制动部221从连接部25向右延伸，并且其横截面沿着从左到右的方向逐渐增大。套筒制动部221具有位于其内外两侧上的套筒制动斜面222。在替代的实施例中，套筒制动部221的横截面也可以是不变的，并且其横截面可以与连接部25的横截面相同或大于连接部25的横截面，只要保证其能够与摩擦力切换器40配合制动套筒20即可。在套筒制动部221的右端面上设有套筒磁性件223。在替代的实施例中，也可以使套筒制动部221由磁性材料制成并取消套筒磁性件223。替代地，也可以使整个套筒20由磁性材料制成。
62.套筒20还具有套筒通孔23。套筒通孔23贯穿套筒20，并且其直径略大于中轴主体13的直径，以保证中轴10能够穿过套筒通孔23并从套筒20中伸出。
63.图5是本发明自动储能和释能装置中弹性储能件的实施例的结构示意图。如图5所示，在一种或多种实施例中，弹性储能件30为卷绕的弹性钢片。弹性储能件30被容纳在套筒空腔241内。弹性储能件30具有第一端31和第二端32。第一端31为卷绕在内部的端部，第二端32为卷绕在最外侧的端部。第一端31固定在中轴主体13上，而第二端32固定在套筒主体24的内壁上，例如通过焊接或其他合适的连接方式分别与中轴10和套筒20形成固定连接。
64.图6是本发明自动储能和释能装置中摩擦力切换器的实施例沿中心轴线剖开后的结构示意图；图7是本发明动储能和释能装置中第一、第二施力件的实施例的结构示意图。如图6和图7所示，在一种或多种实施例中，摩擦力切换器40包括外壳41、第一施力件44、第二施力件45和弹簧46。外壳41内部具有第一空腔42、第二空腔43、相对的第一内壁47和第二内壁48。中轴制动部121被容纳在第一空腔42中，并且套筒制动部221被容纳在第二空腔43中。第二空腔43环绕着第一空腔42，并且在第一空腔42和第二空腔43中设有与外壳41相连的分隔壁(图中未标注)。在替代的实施例中，也可以取消第一空腔42与第二空腔43之间的分隔壁，即在外壳41中仅设置一个空腔。基于图6所示方位，第一空腔42和第二空腔43都具有从右往左横截面逐渐减小结构。在替代的实施例中，第一空腔42可以是横截面不变的结构。替代地，第二空腔43也可以是横截面不变的结构。
65.如图6所示，第一内壁47为第一空腔42和第二空腔43的图示左侧壁，第二内壁48为第一空腔42和第二空腔43的图示右侧壁。第一内壁47包括第一制动面471和第二制动面472。由于第一空腔42和第二空腔43具有横截面均匀变化的结构，所以第一制动面471和第二制动面472都为倾斜面，并且第一制动面471位于第一空腔42中，第二制动面472位于第二空腔43中。
66.在一种或多种实施例中，第一施力件44和第二施力件45为磁铁。第一施力件44设置在第一空腔42中，并且第一施力件44通过弹簧46与第一空腔42的第二内壁48相连。在弹簧46的弹性力的作用下，第一施力件44向中轴制动部121施加推力并使其中轴制动斜面122抵靠在第一制动面471上，从而将中轴锁定。第二施力件45设置在第二空腔43内，并且第二施力件45通过弹簧46与第二内壁48相连。在弹簧46的弹性力的作用下，第二施力件45向套筒制动部221施加推力并使其套筒制动斜面222抵靠在第二制动面472上，从而将套筒20锁定。如图7所示，第一施力件44为圆环结构，并且第一施力件44具有施力件通孔441。第二施力件45为圆环结构，并且第二施力件45的内圈直径大于第一施力件44的外圈直径。在替代的实施例中，第一施力件44与第二施力件45也可以是方形环或其他任意合适的环状。
67.如图6所示，摩擦力切换器40还具有切换器通孔49。切换器通孔49的直径与施力件通孔441的直径相同。在替代的实施例中，切换器通孔49的直径与施力件通孔441的直径也可不同，只要保证中轴10能够穿过切换器通孔49和施力件通孔441并在其中旋转即可。
68.图8是沿着图2的剖面线b-b截取的本发明自动储能和释能装置中传力离合器的实施例的剖面示意图；图9是本发明自动储能和释能装置中传力离合器的实施例的爆炸图。如图8和图9所示，在一种或多种实施例中，传力离合器50包括内圈51、外圈52和滚轮53。在内圈51的外周上设有多个内圈凹槽511。内圈凹槽511沿着内圈51的外周均匀分布。在外圈52的内周上设有多个外圈凹槽521。外圈凹槽521沿着外圈52的内周均匀分布。如图8所示，内圈凹槽511和外圈凹槽521的截面为直径相同的半圆形，并且在内圈凹槽511和外圈凹槽521之间设有直径相配的圆柱形滚轮53，以保证内圈51与外圈52能够同轴且同角度地同步旋转。传力离合器50位于套筒20的图示右侧，其中，外圈52与套筒20的第一套筒端21相靠近，内圈51则与中轴10的直径扩大部111相靠近。
69.如图2至图9所示，中轴10穿过套筒20的套筒通孔23，并且中轴10的第一轴端11从套筒通孔23的右端伸出，第一轴端11上的直径扩大部111位于第一套筒端21外侧。中轴10还穿过摩擦力切换器40的切换器通孔49和施力件通孔441。中轴10的第二轴端12伸入第一空腔42中，并且第二轴端12上的中轴制动部121设于第一内壁47与第一施力件44之间。中轴制动部121的中轴制动斜面122与第一内壁47上的第一制动面471相配。套筒20的第二套筒端22通过连接部25伸入摩擦力切换器40的第二空腔43中。第二套筒端22上的套筒制动部221设于第一内壁47与第二施力件45之间。套筒制动部221的套筒制动斜面222与第一内壁47上的第二制动面472相配。
70.在一种或多种实施例中，本发明车辆为纯电动汽车。在替代的实施例中，本发明车辆也可以是燃油汽车、混合动力汽车或者其他合适的车辆。
71.图10是本发明车辆的实施例中自动储能和释能装置的连接关系图。如图10所示，在一种或多种实施例中，该车辆包括但不限于发动机、发动机离合器6、cvt(无级变速器)、传动轴、驱动桥和自动储能和释能装置1。其中，发动机离合器6、cvt、传动轴、驱动桥共同组成车辆的传动系统。发动机发出的动力依次经过发动机离合器6、cvt、传动轴、驱动桥，最后传至驱动车轮。自动储能和释能装置1通过变速齿轮组7与发动机离合器6相连。该车辆还具有控制装置(图中未示出)。控制装置与自动储能和释能装置1相连，并且可以控制自动储能和释能装置1进行储能或释能。
72.在一种或多种实施例中，车辆在正常行驶时，自动储能和释能装置1处于图2所示的状态。此时，内圈51与第一轴端11之间存在一定的间隙，并且外圈52与第一套筒端21之间存在一定的间隙。由于第一施力件44与中轴磁性件123磁性相斥，因此，中轴10的中轴制动部121在磁斥力的作用下与第一内壁47紧贴。具体地，中轴制动斜面122与摩擦力切换器40的第一制动面471贴合在一起，从而使中轴10在静摩擦力的作用下被摩擦力切换器40锁定。同样地，第二施力件45与套筒磁性件223磁性相斥，因此，套筒20的套筒制动部221在磁斥力的作用下与第一内壁47紧贴。具体地，套筒制动斜面222与摩擦力切换器40的第二制动面472贴合在一起，从而使套筒20在静摩擦力的作用下被摩擦力切换器40锁定。
73.当车辆的发动机离合器6被制动时，控制装置的电磁体通电并向传力离合器50的内圈51施加磁斥力。内圈51在磁斥力的作用下向中轴10移动，并推动中轴10。中轴10在内圈
51施加的推力作用下发生位移，并使第一施力件44与弹簧46退缩。此时，中轴制动斜面122脱离摩擦力切换器40的第一制动面471，中轴制动斜面122与第一制动面471之间的静摩擦力消失，中轴10解锁。车辆制动产生的惯性动能通过变速装置，例如变速齿轮组7，传递给内圈51，使内圈51带动解锁的中轴10旋转，进而将该动能传递给弹性储能件30并转化为弹性势能储存起来。可以想到的是，由于在第一施力件44与中轴制动部121之间存在磁斥力，所以第一施力件44与中轴制动部121之间始终存在一定的间隙。当中轴10旋转时，这种设置能够有效避免第一施力件44与中轴制动部121产生转动摩擦消耗动能，进而保证能量回收率。
74.当车辆再次启动时，控制装置的电磁铁通电并向传力离合器50的外圈52施加磁斥力。外圈52在磁斥力的作用下向套筒20移动并推动套筒20。套筒20在外圈52施加的推力作用下发生位移，并使第二施力件45与弹簧46退缩。此时，套筒制动斜面222脱离摩擦力切换器40的第二制动面472，套筒制动斜面222与第二制动面472之间的静摩擦力消失，套筒20解锁，弹性储能件30将弹性势能释放并使套筒20转动。套筒20带动传力离合器50的外圈52转动，外圈52再通过变速齿轮组7将动能传递给传动系统以辅助驱动车辆前行。可以想到的是，由于在第二施力件45与套筒制动部221之间存在磁斥力，所以第二施力件45与套筒制动部221之间始终存在一定的间隙。当套筒20旋转时，这种设置能够有效避免第二施力件45与套筒制动部221产生转动摩擦消耗动能，进而保证能量的有效输出。
75.在替代的实施例中，控制装置包括致动杆和电机。当发动机离合器6被制动时，电机通电并驱动致动杆。致动杆控制传力离合器50的内圈51向中轴10施加外力，以使中轴10解锁，从而将制动动能转化为弹性势能并储存在弹性储能件30中；当车辆再次启动时，电机驱动致动杆以控制外圈52向套筒20施加外力，使套筒20解锁，从而将弹性储能件30储存的弹性势能释放并转化为动能驱使车辆前进。
76.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。