新型自行车储能装置

摘要：该文旨在设计一种区别于电动车，但可安装在自行车上的轻便式的新型储能装置来储存电能，然后通过装置内变压器的作用达到能够对外输出电能，供手机，笔记本等随身携带的小功率电子设备使用的效果。

关键词：储能 轻便 变压

中图分类号：B62 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（a）-0021-02

在我国，自行车和电动车相当普通。虽然电动车可以储存电能，但是过于笨重，而且电能只能供给本身使用。我们在骑自行车时很多能量被浪费掉，尤其是在我国地势不平，存在坡路的地方，能量浪费更加严重。针对于这一状况，我们考虑设计一种新型的轻便式的储能装置安装在自行车上，利用储能装置将动能和势能转化为电能储存起来，然后经过装置中的变压器等装置转换成高电压，通过电力输出装置为手机，手电筒，笔记本电脑等电子设备充电。之前，有很多人都往储能自行车方向研究，并且已经研究出了储能器、储能变速装置等装置。但是现在这样的储能装置在市场上并不常见，更不用说在自行车上进一步推广使用。因此，我们将这些成果进一步进行整合利用研究出新型轻便式储能装置，并且这种储能装置适合绝大多数自行车使用。这样的设计不但能够将部分浪费的能量进行利用，体现节能环保的主题，而且不至于使自行车变笨重。这样的产品尤其适合经常使用自行车进行户外运动的人和在校学生。

1 储能简介

1.1 储能定义

储能技术主要分为储电与储热，而储能主要是之电能的储存。储存的方法主要有电池储能，电感器储能，电容器储能等方法。储能主要基于以下两点：

风电光伏产业的迅猛发展将推动大容量储能产业的发展。

新能源汽车特别是电动汽车的良好发展利好动力电池储能产业发展。

1.2 储能的重要性

面对气候变暖，化石能源日渐减少，可再生能源开发的数量还远远不足，面临能源和环境双重危机，如何充分利用有限的能源，并使能源的生产和有效使用得到较好衔接，应当引起重视。而在这方面，储能技术和储能管理将扮演越来越重要的角色。储能问题实际上是如何处理能源供应和能源利用关系的问题。因为，在我们有效利用能源中遇到的一个难题是，能源使用与能源生产的步伐往往不一致，能源的储存或缓冲是我们在利用各种能源中必须解决的关键。

储能技术可以说是新能源产业革命的核心。储能产业巨大的发展潜力必将导致这一市场的激烈竞争。如果政策到位，我国储能产业既可快速成长为在全球有重要性的新兴战略性产业，也将极大促进国内新能源的规模化发展。而在储能技术的应用中最常见的就是电动车的储能。在下文中，我们根据我们的思路中设计了一种新型的自行车发电储能装置。

2 动能的提供

通过对自行车研究发现，自行车对外提供动能有两种方式：一种是靠自行车轮圈转动摩擦带动外部设备转轴的转动提供动能，一种是靠自行车链条带动外部设备的齿轮转达到对外输出动能的目的。通过我们的实验发现，这两种方式各存在自己的利弊。方式一设计简单，但是轮圈转速过快容易损坏发电机的转轴，且时间久后对自行车轮圉损伤较大。而方式二是利用链条和齿轮来控制，传动速度容易把握，且对自行车基本不产生损害，比方式一耐用。但是这俩种方式在原理上是一样的，都是通过发电机输出电能，唯一区别就是传输动能的介质不同。我们可以根据自己的需要，合理采用这两种方式，设计便于携带和安装的新型储能装置。

3 自行车储能装置设计

3.1 储能装置原理

通过研究发现，动能转换成电能的装置的工作原理主要是：转轴转动带动发电机转动，然后通过变压器，储能器等装置对外输出电能。如图1所示。

3.2 储能装置结构设计

主要是由齿轮1、轮轴2、二级变速器3、离合器4、直流发电机5、交流变压器6、电量显示器7、电能存储器（设有电量显示器）8、照明灯9、变压输出接口10组成，通过在后车轮1的轮轴2上连接二级变速器3，所述的二级变速器3通过离合器4连接直流发电机5，直流发电机5通过交流变压器6连接电能存储器8，电能存储器8连接变压输出接口10；所述的电能存储器8上设有电量显示器7；所述的变压输出接口10连按照明灯9；所述的变压输出接口10设有3.7V和11.5V电压输出端。结构图如图2所示，

3.3 储能的实现

3.3.1 工作过程

在骑行时，链条的转动带动齿轮1转动，从而带动轮轴2转动。此时，我们利用二级变速器3将速度改变（避免转速过快损坏转轴），输出给直流发电机，带动直流发电机工作，并通过交流变压器6将直流电转换成交流低压电，储存在电能存储器8中。当需要使用这部分电能时，我们可以通过变压输出接口，先将电能转换成高压电，再为手机、笔记本电脑、自行车前灯等供电，另外，我们安置的电量显示装置会提示我们剩余电量。

3.3.2 有益效果

该自行车储能装置实用、方便，通过将运行时的电能进行存储，为手机、笔记本电脑等供电实现了低碳环保的要求，晚上骑自行车往往因为照明问题而不方便，我们在自行车上安置了前灯，并利用储存的电能为其供电，实现了让其在晚上为使用者照明的构想，并且该装置利用齿轮传动动力，避免了对自行车摩擦的损害，设计体现了实用、方便、环保的特点。

4 结语

本作品设计的自行车储能装置合理地利用了多余的能量，体现了节能、环保的要求，同时具有原理简单、有效实用和人性化的特点，能够为我们的日常生活带来极大便利。更重要的是，该装置易于携带，且成本低廉，具有很大的市场潜力。

参考文献

[1]夏武祥.浅谈储能[J].产业，2011（11）：40-43.

[2]段波，蔡明明.自行车发电系统的动态分析[J].科技创新导报，2009（4）：18.

[3]江世军.自行车储能器：中国，200620121820.7[P].2008-01-09.