CN101087070A - 可将机械能转换成电能的电池装置 - Google Patents
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Abstract
一种电池装置,其包含有一壳体,其上设有一正极端以及一负极端,一能量转换模块,安装于该壳体内,用来将机械能转换成电能,一储能模块,安装于该壳体内,其用来储存电能,该储能模块具有一正极端,耦合于该壳体的该正极端,以及一负极端,耦合于该壳体的该负极端,以及一控制电路,安装于该壳体内且耦合于该能量转换模块与该储能模块,用来将该能量转换模块所产生的电能储存至该储能模块,该控制电路包含有一整流器,用来对该能量转换模块所产生的电力加以整流。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池装置,尤其涉及一种可将机械能转换成电能的电池装置。
背景技术
一般来说,化学能电池是一种将化学能转换成电能的装置,因具有可携带、多种组合、高能量密度,以及无排放噪音与废气的优点,所以应用范围很广,如笔记本电脑或各种便携式电子装置,如手机、数码相机等。而电池大抵上可分为一次电池与二次电池,一次电池仅能使用一次,无法通过充电的方式再补充已被转化掉的化学能,此类电池常见的有干电池、水银电池与碱性电池等,一次电池的应用最早也最广泛,市面上贩售的不可充电电池几乎皆属此类;二次电池所指的就是可以重复使用的电池,通过充电的过程,使得电池内的活性物质再度回复到原来的状态,因而能再度提供电力。这类电池有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和高分子锂电池等。然而不论一次电池或二次电池,当电池电量耗尽时均无法继续使用,如此一来便造成电子产品使用上的不便。
发明内容
本发明的权利要求揭示一种可将机械能转换成电能的电池装置,其包含有一壳体,其上设有一正极端以及一负极端,一能量转换模块,安装于该壳体内,用来将机械能转换成电能,一储能模块,安装于该壳体内,其用来储存电能,该储能模块具有一正极端,耦合于该壳体的该正极端,以及一负极端,耦合于该壳体的该负极端,以及一控制电路,安装于该壳体内且耦合于该能量转换模块与该储能模块,用来将该能量转换模块所产生的电能储存至该储能模块,该控制电路包含有一整流器,用来对该能量转换模块所产生的电力加以整流。
附图说明
图1是本发明可将机械能转换成电能的电池装置的功能方块示意图。
图2是本发明电池装置的内部元件示意图。
图3是本发明电池装置的电路示意图。
具体实施方式
请参阅图1,图1为本发明可将机械能转换成电能的一电池装置10的功能方块示意图,电池装置10包含有一壳体12,一能量转换模块14,安装于壳体12内,用来将机械能转换成电能,以及一储能模块16,安装于壳体12内,其用来储存电能,储能模块16可为一充电电池、一电容器等储存电能装置。电池装置10还包含有一控制电路18,安装于壳体12内且耦合于能量转换模块14与储能模块16,用来将能量转换模块14所产生的电能储存至储能模块16。
请参阅图2,图2为本发明电池装置10的内部元件示意图,电池装置10的壳体12上设有一正极端20以及一负极端22,且储能模块16具有一正极端24,耦合于壳体12上的正极端20,以及一负极端26,耦合于壳体12上的负极端22。控制电路18可设置于一电路板上,电池装置10还包含一连接端口28,耦合于控制电路18,用来接收一外部电源所提供的电力,以对储能模块16进行充电。此外,电池装置10还包含一开合机构30,设置于壳体12上,其可结合于壳体12上的负极端22,当开合机构30被打开时,使用者可由壳体12内取出储能模块16,故若储能模块16为标准型充电电池(如2号、3号、4号电池等)且被充电完毕后,则可被取出当成另一尺寸的电池提供电源给电子装置使用。至于能量转换模块14将机械能转换成电能的机制则介绍如下,能量转换模块包含有一线圈32,其安装于壳体12内,以及一磁铁34,也安装于壳体12内。线圈32与磁铁34间可进行相对运动,意即线圈32可为一固定线圈,而磁铁34可为一活动磁铁,其可相对于线圈32移动;或磁铁34可为一固定磁铁,而线圈32可为一活动线圈,其可相对于磁铁34移动。由楞次定律可知当线圈32与磁铁34间产生相对运动时,线圈32会产生相对应的感应电流,故能量转换模块14可将磁铁34的动能或线圈32的动能(机械能)转换成电能,该感应电流可传导至控制电路18,控制电路18会处理能量转换模块14所传来的电能,并将处理过后的电能存储至储能模块16。举例来说,当电池装置10的储能模块16所存储的电量耗尽时,使用者可手动摇晃电池装置10,以使线圈32与磁铁34间产生相对运动,藉以让能量转换模块14将线圈32与磁铁34间相对运动的动能(机械能)转换成电能,并将所产生的电能储存于储能模块16中,而达到充电的效果。此外,能量转换模块14的线圈32的正极端耦合于储能模块16的正极端24与壳体12上的正极端20,且能量转换模块14的线圈32的负极端耦合于储能模块16的负极端26与壳体12上的负极端22,故电池装置10还包含一金属导体36,作为线圈32的负极端、控制电路18、储能模块16的负极端26,以及壳体12上的负极端22共同接地的导电结构。
请参阅图3,图3为本发明电池装置10的电路示意图,控制电路18包含有一开关38,用来控制是否对储能模块16进行充电,一整流器40,用来对能量转换模块14所产生的电力加以整流,以避免交流现象发生,一电阻器42,用来限制对储能模块16的充电电流,以避免电流过大瞬间储能,一齐纳二极管44(Zener Diode),用来固定对储能模块16的充电电压,以及一电容器46,用来稳定对储能模块16的充电电压,连接端口28耦合于控制电路18,用来接收一外部电源所提供的电力,藉以对储能模块16进行充电。故若选择通过连接端口28接收外部电源所提供的电力以对储能模块16进行充电时,可将开关38切换至开路,以终止能量转换模块14对储能模块16的充电;若选择通过能量转换模块14对储能模块16进行充电时,可将开关38切换至导通,以使能量转换模块14所产生的感应电流可传导至储能模块16。
相较于现有的电池装置,本发明的电池装置可将机械能转换成电能,并将该电能存储于储能装置做为供电使用,故当电池电量耗尽时,可利用手动摇晃电池装置(机械能)以产生电能,以紧急提供电源给电子装置,或也可利用外接电源来对储能模块进行充电;此外,一般电池或充电电池也可放置于本发明的电池装置内,以提供电源给电子装置;再者,充好电的储能模块若为标准型充电电池,则可被取出当成另一尺寸的电池提供电源给电子装置使用,而提供更多不同电池规格的使用裕度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰,皆应属本发明专利的涵盖范围。
Claims (11)
1.一种可将机械能转换成电能的电池装置,其特征在于,包含有:
一壳体,其上设有一正极端以及一负极端;
一能量转换模块,安装于所述壳体内,用来将机械能转换成电能;
一储能模块,安装于所述壳体内,其用来储存电能,所述储能模块具有:
一正极端,耦合于所述壳体的所述正极端;以及
一负极端,耦合于所述壳体的所述负极端;以及
一控制电路,安装于所述壳体内且耦合于所述能量转换模块与所述储能模块,用来将所述能量转换模块所产生的电能储存至所述储能模块,所述控制电路包含有一整流器,用来对所述能量转换模块所产生的电力加以整流。
2.如权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述能量转换模块包含有:
一线圈,安装于所述壳体内;以及
一磁铁,以可相对于所述线圈移动的方式安装于所述壳体内;
其中当所述磁铁相对于所述线圈移动时,所述线圈产生感应电流,以使所述能量转换模块将所述磁铁的动能转换成电能。
3.如权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述能量转换模块包含有:
一磁铁,安装于所述壳体内;以及
一线圈,以可相对于所述磁铁移动的方式安装于所述壳体内;
其中当所述线圈相对于所述磁铁移动时,所述线圈产生感应电流,以使所述能量转换模块将所述线圈的动能转换成电能。
4.如权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述储能模块为一充电电池。
5.如权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述储能模块为一电容器。
6.如权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述控制电路还包含一电阻器,用来限制对所述储能模块的充电电流。
7.如权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述控制电路还包含一齐纳二极管,用来固定对所述储能模块的充电电压。
8.如权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述控制电路还包含一电容器,用来稳定对所述储能模块的充电电压。
9.如权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述控制电路还包含一开关,用来控制是否对所述储能模块进行充电。
10.如权利要求1所述的电池装置,其特征在于,其还包含一开合机构,设置于所述壳体上,用来提供使用者取出所述储能模块。
11.如权利要求1所述的电池装置,其特征在于,所述壳体上还设有一连接端口,耦合于所述控制电路,用来接收一外部电源所提供的电力,以对所述储能模块进行充电。
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