專利名稱：自行車車載便攜式智能儲能裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于自行車特有的發電機的配置或其驅動裝置技術領域，具體涉及一種自行車車載便攜式智能儲能裝置。
背景技術：
在交通極其發達的今天，各種交通工具在人們的出行過程中起到了不可替代的作用，方便了人們的出行。但是，由于交通工具所造成的燃料需求，化石燃料被大量地開采，對生態環境造成了極大的破壞，所以，迫切需要一種節能環保的交通工具。自行車無疑是一個很好的選擇，它不需要任何的化石燃料，節能環保并且健身。高鐵、汽車中的再生制動技術已經成熟。在制動時將高鐵、汽車行駛的慣性能量通過傳動系統傳遞給電機，電機以發電方式工作，為動力電池充電，實現制動能量的再生利用。與此同時，產生的電機制動力矩又可通過傳動系統對驅動輪施加制動，產生制動力。由于再生制動利用了原本被消耗于摩擦制動的能量，可降低電動汽車的能耗，改善汽車的經濟性能。因此，在目前的電動汽車技術研究中，回饋制動已成為一種降低能耗、提高續駛里程的重要技術手段。但是對于自行車，由于能量比較少，市面上并沒有一種能夠很好地收集在騎行過程中產生的能量并且加以合理利用的裝置。
發明內容針對上述問題， 本實用新型提供一種自行車車載便攜式智能儲能裝置，其能夠收集自行車騎行過程中下坡時候浪費的機械能并存儲于二次電池中的同時，還能夠收集太陽能直接進行光電轉化，最后通過USB接口給絕大多數的電子產品充電。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:—種自行車車載便攜式智能儲能裝置，其特征在于:所述智能儲能裝置安裝在自行車上，其包括:太陽能發電裝置，機械發電裝置，儲能裝置3，控制裝置以及USB設備2，其中，USB設備2包括第一 USB接口供電端13、第二 USB接口供電端14，以及一端與第一 USB接口供電端13連接、另一端與外部設備相連接的第一 USB接口 15 ;以及一端與第二USB接口供電端14連接、另一端與外部設備相連接的第二 USB接口 16 ；太陽能發電裝置包括至少一個太陽能電池板1，且太陽能電池板I通過第一穩壓模塊4與第一 USB接口供電端13連接；機械發電裝置包括電機5、離合控制裝置以及第二穩壓模塊12，電機軸承上安裝有電機齒輪，電機齒輪與自行車的后輪齒輪之間設置有離合控制裝置，第二穩壓模塊12的第一端子依次串聯有開關三極管9和第一二極管10，并通過第一二極管10與儲能裝置3的正極電連接，第二穩壓模塊12的第二端子通過第二二極管11與儲能裝置3的負極電連接；控制裝置包括單片機7以及數模轉換芯片6，其中，數模轉換芯片6的正極與儲能裝置3的正極連接，輸出端與單片機7連接，負極接地；單片機7連接開關三極管9，并且還連接至少5個發光二極管；儲能裝置3為二次電池，與第二 USB接口供電端14相連接。所述太陽能發電裝置包括兩塊并聯的太陽能電池板I。所述單片機7連接超級電容8。所述儲能裝置為鎳氫電池或鋰離子電池。所述智能儲能裝置還包括接線盒，其中，機械發電裝置的第二穩壓模塊12、開關三極管9、第一二極管10和第二二極管11，儲能裝置3，控制裝置以及USB設備2均布置于接線盒中。所述太陽能電池板I為多晶硅太陽能電池板。所述第一二極管10和第二二極管11為肖特基二極管。所述單片機7為51單片機。所述數模轉換芯片6為PCF8591。所述離合控制裝置包括設置在自行車車把上的控件。與現有技術相比，本實用新型的有益效果在于:1、便利性:除太陽能板、電機以外的部件都集中在一個接線盒中，可以安裝在自行車的車梁上面，美觀實用、便于攜帶，隨時提供一定的電能給人們帶來便利。2、實用性:本發明的裝置可以給所有使用USB 口進行充電的小型電器進行充電，并且還可以接上5V的LED燈，方便夜間騎行，滿足人們的日常需要。3、通用性:每一輛自行車上都可以使用，只需要通過固定裝置固定在自行車上并且讓電機齒輪和后輪齒輪進行嚙合，就能夠完成整個的安裝過程。4、互補性:通過太陽能發電裝置進行光電轉換直接供電的同時，機械發電裝置收集騎行時浪費的機械能存儲在二次電池中，兩個USB接口的設置可以保證在有光照和無光照的條件下(任何時候)都可以使用。
圖1為本實用新型的自行車車載便攜式智能儲能裝置的結構示意圖。附圖標記I太陽能電池板2USB設備3儲能裝置4第一穩壓模塊5電機6數模轉換芯片7單片機8超級電容9開關三極管10第一二極管11第二二極管12第二穩壓模塊13 第一 USB接口供電端 14 第二 USB接口供電端15第一 USB 接口16第二 USB 接口
具體實施方式
以下結合附圖及實施例，進一步詳細解釋本實用新型。[0038]如圖1所示，本實用新型的自行車車載便攜式智能儲能裝置，包括:太陽能發電裝置，機械發電裝置，儲能裝置3，控制裝置以及USB設備2。本實用新型的自行車車載便攜式智能儲能裝置還包括接線盒，其中，機械發電裝置的第二穩壓模塊12、開關三極管9、第一二極管10和第二二極管11，儲能裝置3，控制裝置以及USB設備2均布置于接線盒中。USB設備2包括第一 USB接口供電端13、第二 USB接口供電端14，以及一端與第一 USB接口供電端13連接、另一端與外部設備相連接的第一 USB接口 15 ;以及一端與第二USB接口供電端14連接、另一端與外部設備相連接的第二 USB接口 16。太陽能發電裝置至少包括一塊太陽能電池板1，可以包括兩個相互并聯的太陽能電池板I，其通過第一穩壓模塊4與第一 USB接口供電端13連接。在晴天通過太陽能電池板I進行光電轉換，經過第一穩壓模塊4，在光強充足的條件下輸出穩定的5V電能，直接為連接第一 USB接口 15的外部設備供電。其中，太陽能電池板I為多晶硅太陽能電池板。機械發電裝置包括電機5、離合控制裝置以及第二穩壓模塊12，電機5軸承上安裝有電機齒輪，電機齒輪與自行車的后輪齒輪之間設置有離合控制裝置，通過離合控制裝置調節電機齒輪與自行車的后輪齒輪之間的距離，使電機齒輪與后輪齒輪相互嚙合或分離，第二穩壓模塊12的第一端子依次串聯有開關三極管9和第一二極管10，并通過第一二極管10與儲能裝置3的正極電連接，第二穩壓模塊12的第二端子通過第二二極管11與儲能裝置3的負極電連接。其中，離合控制裝置可通過布置在自行車車把上的控件，方便控制齒輪的離合，且該控件可以是指撥、按鍵等。第一二極管10和第二二極管11為肖特基二極管，可以防止電流回流。控制裝置包括單片機7以及數模轉換芯片6，其中，數模轉換芯片6的正極與儲能裝置3的正極連接，輸出端與單片機7連接，負極接地；單片機7連接開關三極管9，對電路的通斷進行控制(脈沖寬度調制)，防止儲能裝置3過充，并且還連接至少5個發光二極管顯示儲能裝置3的電量。超級電容8連接單片機7，對其進行供電，其中，超級電容8可以為兩個2.5V、400F電容串聯成5V，200F的電容，經測算，可持續為單片機7供電10小時。單片機7為51單片機。數模轉換芯片6為PCF8591。儲能裝置3為二次電池，與第二 USB接口供電端14相連接，為連接第二 USB接口16的外部設備充電。并且儲能裝置3可以為鎳氫電池或鋰離子電池。在本實施例中，采用5V的鎳氫電池。工作過程:本實施例的自行車車載便攜式智能儲能裝置包括太陽能發電及機械發電兩種途徑，其中通過太陽能發電裝置進行光電轉換直接供電，機械發電裝置收集騎行時浪費的機械能存儲在二次電池中。(I)太陽能發電:在光強充足的條件下，通過固定在自行車車架上的兩個并聯的多晶硅太陽能電池板收集光能，進行光電轉化，并經過第一穩壓模塊4，使之發電電壓控制在5V,并且進行過流保護，與第一 USB接口供電端13連接，直接為與第一 USB接口 15連接的外部電子設備供電，如手機等。(2)機械發電:在自行車下坡的時候，撥動自行車車把上的離合控制裝置的控件(指撥)，使電機齒輪與自行車的后輪齒輪相互嚙合，帶動電機轉動發電，并通過第二穩壓模塊12的第一端子與第一二極管10連通鎳氫電池的正極、通過第二穩壓模塊12的第二端子與第二二極管11連通鎳氫電池的負極，為鎳氫電池充電。下坡結束后，反方向撥動離合控制裝置的控件(指撥)，電機齒輪與后輪齒輪分離，不再充電。要注意的是，在平路或上坡時，本實用新型的裝置也可以通過離合控制裝置，為電池充電，但是這時需要人力做功，比較費勁。在鎳氫電池充放電過程時，與鎳氫電池正極連接的數模轉換芯片6根據鎳氫電池的電量轉換成數值并傳輸至單片機7，單片機7通過軟件編程，一方面控制發光二極管的亮滅，從而顯示電池電量(全亮時電池充滿，全滅時電池耗盡)；另一方面，當鎳氫電池充滿時，單片機7還通過輸出高低電平，控制開關三極管的導通和截止(PWM控制)，防止持續充電或者過充對電池造成的損害。當鎳氫電池未充滿時，單片機7通過PWM控制開關三極管9連通，使電池可以繼續充電。鎳氫電池與第二 USB接口供電端14相連接，在有電的情況下，隨時通過第二 USB接口 16為外部電子設備充電，并且在夜間也可以接上5V的LED燈，方便夜間騎行。要注意的是，在鎳氫電池充電過程中，盡量不要使用第二 USB接口 16，以免影響電池的性能。
權利要求1.一種自行車車載便攜式智能儲能裝置，所述自行車包括車把以及后輪，其特征在于:所述智能儲能裝置安裝在自行車上，其包括:太陽能發電裝置，機械發電裝置，儲能裝置(3)，控制裝置以及USB設備(2)，其中， USB設備(2 )包括第一 USB接口供電端(13 )、第二 USB接口供電端(14 )，以及一端與第一 USB接口供電端(13)連接、另一端與外部設備相連接的第一 USB接口(15);以及一端與第二 USB接口供電端(14)連接、另一端與外部設備相連接的第二 USB接口( 16); 太陽能發電裝置包括至少一個太陽能電池板(1)，且太陽能電池板(I)通過第一穩壓模塊(4)與第一 USB接口供電端(13)連接； 機械發電裝置包括電機(5)、離合控制裝置以及第二穩壓模塊(12)，電機軸承上安裝有電機齒輪，電機齒輪與自行車的后輪齒輪之間設置有離合控制裝置，第二穩壓模塊(12)的第一端子依次串聯有開關三極管(9)和第一二極管(10)，并通過第一二極管(10)與儲能裝置(3)的正極電連接，第二穩壓模塊(12)的第二端子通過第二二極管(11)與儲能裝置(3)的負極電連接； 控制裝置包括單片機(7)以及數模轉換芯片(6)，其中，數模轉換芯片(6)的正極與儲能裝置(3 )的正極連接，輸出端與單片機(7 )連接，負極接地；單片機(7 )連接開關三極管(9)，并且還連接至少5個發光二極管； 儲能裝置(3 )為二次電池，與第二 USB接口供電端(14 )相連接。
2.如權利要求1所述的智能儲能裝置，其特征在于:所述太陽能發電裝置包括兩塊并聯的太陽能電池板(I)。
3.如權利要求1所述的智能儲能裝置，其特征在于:所述單片機(7)連接超級電容(8)。
4.如權利要求1所述的智能儲能裝置，其特征在于:所述儲能裝置為鎳氫電池或鋰離子電池。
5.如權利要求1所述的智能儲能裝置，其特征在于:所述智能儲能裝置還包括接線盒，其中，機械發電裝置的第二穩壓模塊(12)、開關三極管(9)、第一二極管(10)和第二二極管(11)，儲能裝置(3 )，控制裝置以及USB設備(2 )均布置于接線盒中。
6.如權利要求1或2所述的智能儲能裝置，其特征在于:所述太陽能電池板(I)為多晶硅太陽能電池板。
7.如權利要求1所述的智能儲能裝置，其特征在于:所述第一二極管(10)和第二二極管(11)為肖特基二極管。
8.如權利要求1所述的智能儲能裝置，其特征在于:所述單片機(7)為51單片機。
9.如權利要求1所述的智能儲能裝置，其特征在于:所述數模轉換芯片(6)為PCF8591。
10.如權利要求1所述的智能儲能裝置，其特征在于:所述離合控制裝置包括設置在自行車車把上的控件。
專利摘要本實用新型屬于自行車特有的發電機的配置或其驅動裝置技術領域，涉及一種自行車車載便攜式智能儲能裝置。該智能儲能裝置包括太陽能發電裝置，機械發電裝置，儲能裝置(3)，控制裝置以及USB設備(2)。本實用新型的裝置大部分部件都集中在接線盒中，可以安裝在自行車的車梁上面，美觀實用、便于攜帶，隨時提供一定的電能給人們帶來便利；可以給所有用USB口充電的小型電器進行充電，還可以接上5V的LED燈，方便夜間騎行；每輛自行車上都可以使用，只需通過固定裝置固定在自行車上并讓電機齒輪和后輪齒輪進行咬合，就能完成整個安裝過程；通過太陽能發電裝置進行光電轉換直接供電的同時，機械發電裝置收集騎行時浪費的機械能存儲在電池中。
文檔編號H02J7/14GK203056673SQ201320068899
公開日2013年7月10日 申請日期2013年2月6日 優先權日2013年2月6日
發明者楊仁剛, 劉尚民, 孫國萌, 孫欽斐, 夏天威, 徐羅那 申請人:中國農業大學