新型自行車儲能裝置

摘要：該文旨在設計一種區(qū)別于電動車，但可安裝在自行車上的輕便式的新型儲能裝置來儲存電能，然后通過裝置內變壓器的作用達到能夠對外輸出電能，供手機，筆記本等隨身攜帶的小功率電子設備使用的效果。

關鍵詞：儲能 輕便 變壓

中圖分類號：B62 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（a）-0021-02

在我國，自行車和電動車相當普通。雖然電動車可以儲存電能，但是過于笨重，而且電能只能供給本身使用。我們在騎自行車時很多能量被浪費掉，尤其是在我國地勢不平，存在坡路的地方，能量浪費更加嚴重。針對于這一狀況，我們考慮設計一種新型的輕便式的儲能裝置安裝在自行車上，利用儲能裝置將動能和勢能轉化為電能儲存起來，然后經過裝置中的變壓器等裝置轉換成高電壓，通過電力輸出裝置為手機，手電筒，筆記本電腦等電子設備充電。之前，有很多人都往儲能自行車方向研究，并且已經研究出了儲能器、儲能變速裝置等裝置。但是現(xiàn)在這樣的儲能裝置在市場上并不常見，更不用說在自行車上進一步推廣使用。因此，我們將這些成果進一步進行整合利用研究出新型輕便式儲能裝置，并且這種儲能裝置適合絕大多數(shù)自行車使用。這樣的設計不但能夠將部分浪費的能量進行利用，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的主題，而且不至于使自行車變笨重。這樣的產品尤其適合經常使用自行車進行戶外運動的人和在校學生。

1 儲能簡介

1.1 儲能定義

儲能技術主要分為儲電與儲熱，而儲能主要是之電能的儲存。儲存的方法主要有電池儲能，電感器儲能，電容器儲能等方法。儲能主要基于以下兩點：

風電光伏產業(yè)的迅猛發(fā)展將推動大容量儲能產業(yè)的發(fā)展。

新能源汽車特別是電動汽車的良好發(fā)展利好動力電池儲能產業(yè)發(fā)展。

1.2 儲能的重要性

面對氣候變暖，化石能源日漸減少，可再生能源開發(fā)的數(shù)量還遠遠不足，面臨能源和環(huán)境雙重危機，如何充分利用有限的能源，并使能源的生產和有效使用得到較好銜接，應當引起重視。而在這方面，儲能技術和儲能管理將扮演越來越重要的角色。儲能問題實際上是如何處理能源供應和能源利用關系的問題。因為，在我們有效利用能源中遇到的一個難題是，能源使用與能源生產的步伐往往不一致，能源的儲存或緩沖是我們在利用各種能源中必須解決的關鍵。

儲能技術可以說是新能源產業(yè)革命的核心。儲能產業(yè)巨大的發(fā)展?jié)摿Ρ貙е逻@一市場的激烈競爭。如果政策到位，我國儲能產業(yè)既可快速成長為在全球有重要性的新興戰(zhàn)略性產業(yè)，也將極大促進國內新能源的規(guī)模化發(fā)展。而在儲能技術的應用中最常見的就是電動車的儲能。在下文中，我們根據(jù)我們的思路中設計了一種新型的自行車發(fā)電儲能裝置。

2 動能的提供

通過對自行車研究發(fā)現(xiàn)，自行車對外提供動能有兩種方式：一種是靠自行車輪圈轉動摩擦帶動外部設備轉軸的轉動提供動能，一種是靠自行車鏈條帶動外部設備的齒輪轉達到對外輸出動能的目的。通過我們的實驗發(fā)現(xiàn)，這兩種方式各存在自己的利弊。方式一設計簡單，但是輪圈轉速過快容易損壞發(fā)電機的轉軸，且時間久后對自行車輪圉損傷較大。而方式二是利用鏈條和齒輪來控制，傳動速度容易把握，且對自行車基本不產生損害，比方式一耐用。但是這倆種方式在原理上是一樣的，都是通過發(fā)電機輸出電能，唯一區(qū)別就是傳輸動能的介質不同。我們可以根據(jù)自己的需要，合理采用這兩種方式，設計便于攜帶和安裝的新型儲能裝置。

3 自行車儲能裝置設計

3.1 儲能裝置原理

通過研究發(fā)現(xiàn)，動能轉換成電能的裝置的工作原理主要是：轉軸轉動帶動發(fā)電機轉動，然后通過變壓器，儲能器等裝置對外輸出電能。如圖1所示。

3.2 儲能裝置結構設計

主要是由齒輪1、輪軸2、二級變速器3、離合器4、直流發(fā)電機5、交流變壓器6、電量顯示器7、電能存儲器（設有電量顯示器）8、照明燈9、變壓輸出接口10組成，通過在后車輪1的輪軸2上連接二級變速器3，所述的二級變速器3通過離合器4連接直流發(fā)電機5，直流發(fā)電機5通過交流變壓器6連接電能存儲器8，電能存儲器8連接變壓輸出接口10；所述的電能存儲器8上設有電量顯示器7；所述的變壓輸出接口10連按照明燈9；所述的變壓輸出接口10設有3.7V和11.5V電壓輸出端。結構圖如圖2所示，

3.3 儲能的實現(xiàn)

3.3.1 工作過程

在騎行時，鏈條的轉動帶動齒輪1轉動，從而帶動輪軸2轉動。此時，我們利用二級變速器3將速度改變（避免轉速過快損壞轉軸），輸出給直流發(fā)電機，帶動直流發(fā)電機工作，并通過交流變壓器6將直流電轉換成交流低壓電，儲存在電能存儲器8中。當需要使用這部分電能時，我們可以通過變壓輸出接口，先將電能轉換成高壓電，再為手機、筆記本電腦、自行車前燈等供電，另外，我們安置的電量顯示裝置會提示我們剩余電量。

3.3.2 有益效果

該自行車儲能裝置實用、方便，通過將運行時的電能進行存儲，為手機、筆記本電腦等供電實現(xiàn)了低碳環(huán)保的要求，晚上騎自行車往往因為照明問題而不方便，我們在自行車上安置了前燈，并利用儲存的電能為其供電，實現(xiàn)了讓其在晚上為使用者照明的構想，并且該裝置利用齒輪傳動動力，避免了對自行車摩擦的損害，設計體現(xiàn)了實用、方便、環(huán)保的特點。

4 結語

本作品設計的自行車儲能裝置合理地利用了多余的能量，體現(xiàn)了節(jié)能、環(huán)保的要求，同時具有原理簡單、有效實用和人性化的特點，能夠為我們的日常生活帶來極大便利。更重要的是，該裝置易于攜帶，且成本低廉，具有很大的市場潛力。

參考文獻

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