[发明专利]重力控制自行车发电补充飞轮电池能量的装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明是关于飞轮电池（或称飞轮储能装置）领域，特别是涉及一种飞轮电池补充能量的装置。

背景技术

在众多储能装置中，飞轮电池突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能。当飞轮以一定角速度旋转时，就具有一定的动能，飞轮电池以其动能转换成电能。飞轮电池与化学电池相比，以其高效率，充电时间短、相对尺寸小、清洁无污染等突出优势有望成为最具前景的储能电池。

飞轮电池的工作原理：飞轮电池中有一个电机（电动/发电一体机），充电时，该电机以电动机形式运转，将外界输入的电能通过电动机转化为飞轮的动能储存起来，即飞轮电池“充电”；当外界需要电能时，该电机以发电机形式转动，通过发电机将飞轮的动能转化为电能，输出给外部负载，即飞轮电池“放电”。 为了减少风阻损耗，摩擦等能量损失，飞轮电池设置在真空盒内，并使用磁悬浮轴承支撑转动部件。 

飞轮电池的储能密度大、相对尺寸小的特点，尤其适合携带于野外无电源场合，特别是对于骑自行车旅行的车友，在野外宿营时，非常需要有一个能给手提电脑、收音机，较大功率的灯光支持电力的飞轮电池。然而，飞轮电池目前只能用通电的方式驱动真空盒内的电动机/发电机带动飞轮转动，使飞轮储存动能，而在野外却没有可以给飞轮电池充电的电源。

发明内容

本发明的目的是提供一种在自行车行驶中，利用自行车轮的转动发电给飞轮电池补充动能的装置及方法。

本发明主要技术思路：

1、为减少人力负载，装置最好是在自行车下坡时自动给飞轮电池补充能量。而在上地坡时，装置自动与自行车分离。

2、飞轮电池必须是在真空盒内运作，可以用自行车发的电输入到飞轮电池真空盒内的电动机/发电机，用电动机/发电机驱动飞轮转动储存动能。

本发明的具体技术方案：包括自行车及其后架和后轮、飞轮电池的真空盒和真空盒内的飞轮及电动机/发电机，其特征在于，还包括：

重力离合装置：其包括安装架及夹子、自锁机构、顶杆和重锤杆；所述安装架通过夹子与自行车的后架固连；自锁机构固定于安装架上；所述顶杆的一端与自锁机构间断性接触，另一端与重锤杆间断性接触；所述重锤杆与安装架上的第二支轴铰接；

动力总成：其包括外驱动装置、支架和飞轮电池；

其中，外驱动装置设置在所述真空盒外，它包括摩擦轮、调速器和发电机，摩擦轮与自行车的后轮间断性接触；摩擦轮通过调速器与发电机连接；发电机通过导线与真空盒内的电动机/发电机连接；

其中，所述支架上部与安装架上的第一支轴铰接；支架下部的一部分与外驱动装置的调速器固连，支架下部另一部分与真空盒固连；支架还与自锁机构连接；

上述装置的使用方法：

当自行车进行上坡行驶期间，动力总成在重力作用下自由垂直，其支架与安装架的夹子的夹角大于90°，其摩擦轮与自行车的后轮处于分离状态；

当自行车进行下坡行驶期间，动力总成在重力作用下绕第一支轴转动，其支架与安装架的夹子的夹角小于90°，其摩擦轮与自行车的后轮接触，并被自行车的后轮带动；当自行车的后轮行驶中产生抖动时，与支架连接的自锁机构自动锁住支架，阻止摩擦轮与自行车的后轮分离；转动的摩擦轮驱动调速器，调速器的输出轴驱动发电机转动发电，发电机发出的电通过导线输入到真空盒内的电动机/发电机，电动机/发电机驱动飞轮转动储存能量；

当自行车进行平地行驶时，重锤杆在重力作用下，绕第二支轴朝后轮的相反方向转动，重锤杆与安装架的夹子的夹角呈直角状，重锤杆的上部推动顶杆，顶杆推动自锁机构，使自锁机构释放支架，于是支架在重力作用下，绕第一支轴朝后轮的相反方向转动，支架与安装架的夹子的夹角呈直角状，动力总成的摩擦轮与自行车的后轮分离；发电机停止发电；飞轮依靠储存的动能继续在真空盒内转动；

当外界需要电能时，飞轮的动能通过电动机/发电机转化为电能，输出给外部负载。

本发明与现有技术相比的特点是：

一、  在无电源场合，可以用自行车给飞轮电池补充动能。

二、 利用重力和自锁机构自动控制给飞轮电池补充能量的时间，以减轻人力负载。即当自行车下坡时，装置与自行车自动结合，向飞轮提供动能。当自行车上坡或平地行驶时，装置与自行车自动分离，以减轻人力负载。

三、 给飞轮电池输入动能过程中，飞轮电池可以同时向外部负载输出电能。

附图说明

图1是本发明的立体示意图。

图2是图1另一个角度的立体示意图。

图3是图2的部分零件的分解图。