CN105359392A - 能快速分离的飞轮电池能量机动补充装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种能快速分离的飞轮电池能量机动补充装置及使用方法。其特别之处是飞轮电池(1)的飞轮(11)上设置多块磁铁(12)；在飞轮电池外设置一含有多块磁铁(21)的驱动装置(2)，并设有使飞轮电池与驱动装置快速离合的自锁机构(3)。使用方法：锁紧自锁机构，使飞轮电池与驱动装置连接；发动机通过皮带(23)驱动主动轮(24)，主动轮带动驱动套(22)转动，驱动套中的磁铁与飞轮上的磁铁通过磁场的耦合作用，带动飞轮转动，使飞轮储存能量；当飞轮达到一定的转速，松开自锁机构，将驱动装置和飞轮电池快速分离，飞轮依靠储存的动能继续转动；有益之处：在无电源场合，可以用发动机给飞轮电池输入动能。而现有的飞轮电池只能通过充电方式给飞轮电池输入能量。

Description

能快速分离的飞轮电池能量机动补充装置及使用方法 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， 可以给 手提电脑、 收音机， 较大功率的灯光支持电力。 但由于飞轮电池设置在真空盒内， 目前只能 用通电的方式驱动真空盒内的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野外， 或者在无电源的场合， 用发动机给飞轮电池补充动能 的装置及方法。
本发明主要技术思路： 由于飞轮电池必须是在真空盒内运作的， 由此推出如下技术思路: 在飞轮电池的真空盒内的飞轮上设置多块第一磁铁， 相对应在真空盒外设置一个含有多块第 二磁铁的驱动装置， 转动该驱动装置， 依靠磁铁间的磁力耦合， 使真空盒内的飞轮转动， 以 此在飞轮中储存动能。 当飞轮储能完成后， 含有多块所述第二磁铁的驱动装置可快速脱离飞 轮电池， 以避免飞轮不必要的动能损耗。
本发明的具体技术方案： 包括发动机及皮带， 飞轮电池的真空盒及真空盒内的飞轮和发 电机， 其特征在于， 在所述飞轮上设置多块所述第二磁铁； 在所述真空盒外设置一驱动装置， 该驱动装置包括主动轮和含有多块第一磁铁的驱动套， 所述发动机通过皮带与主动轮连接， 主动轮与驱动套连接； 驱动套设置在所述真空盒的外围， 且与飞轮同轴心； 驱动套中的所述 第一磁铁与所述飞轮上的第二磁铁数量相等， 且一一对应；
在所述驱动装置下部设置机架和导轨，
在所述真空盒下部设置台架， 台架上设置自锁机构， 台架上还设置与所述导轨配合的导 向孔；
使用方法： 飞轮电池与驱动装置通过导轨的导向连接， 锁紧自锁机构， 使飞轮电池与驱 动装置固连； 发动机通过皮带驱动主动轮， 主动轮带动驱动套转动， 驱动套中的所述第一磁 铁与飞轮上的所述第二磁铁通过磁场的耦合作用， 带动飞轮转动， 使飞轮储存能量； 当飞轮 达到一定的转速， 松开自锁机构， 将驱动装置和飞轮电池快速分离， 飞轮依靠储存的动能继 续转动；
当外界需要电能时， 飞轮的动能通过发电机转化为电能， 输出给外部负载。
本发明的有益之处是：
1、 在无电源场合， 可以用发动机给飞轮电池输入动能。 而现有的飞轮电池只能通过充 电方式给飞轮电池输入能量。
2、 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的侧面示意图。
图 3是本发明操作时的状态图。
图 4是图 2中的 A-A剖视图， 图中显示了自锁机构。
图 5是图 3中的 B-B剖视图。
图 6是本发明中皮带与主动轮配合的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
参见图 5和图 6， 本发明包括了现有技术的发动机 （末画出） 及皮带 23， 飞轮电池 1的 真空盒 13及真空盒内的飞轮 11和发电机 14， 在飞轮 11上设置多块第二磁铁 12; 在真空盒 13外设置一驱动装置 2， 该驱动装置包括主动轮 24和含有多块第二磁铁 21的驱动套 22， 发 动机（末画出）通过皮带 23与主动轮 24连接， 主动轮 24与驱动套 22连接； 驱动套 22设置 在真空盒 13的外围， 且与飞轮 11同轴心； 驱动套 22中的所述第一磁铁 21与飞轮 11上的所 述第二磁铁 12数量相等， 且一一对应；
在所述驱动装置 2下部设置机架 26和导轨 27，
在真空盒 13下部设置台架 15， 台架 15上设置自锁机构 3， 台架 15上还设置与导轨 27 配合的导向孔 16 (见图 4);
自锁机构 3主要零件是偏心盘 31， 参见图 4， 当按图 4所示状况绕支轴 33顺时针扳动手 柄 32， 偏心盘 31的压紧导轨 27， 造成自锁状态， 使得驱动装置 2与飞轮电池 1快速连接在 一起， 没有外力作用于手柄 32， 偏心盘 31就不会松开。 当飞轮电池 1储能完成后， 停止驱 动装置 2的运作， 逆时针扳动手柄 32， 偏心盘 31与导轨 27快速分离， 飞轮电池 1就可以快 速离开驱动装置 2， 从而驱动装置中的驱动套 22中的所述第一磁铁 21不会干扰飞轮 11在真 空盒 13内的转动， 以避免飞轮 11的能量损耗。
综上所述， 上述装置使用方法： 飞轮电池 1与驱动装置 2通过导轨 27的导向连接， 锁紧 自锁机构 3， 使飞轮电池 1与驱动装置 2连接； 发动机 （末画出） 通过皮带 23驱动主动轮 24， 主动轮 24带动驱动套 22转动， 驱动套 22中的所述第一磁铁 21与飞轮 11上的所述第二 磁铁 12通过磁场的耦合作用， 带动飞轮 13转动， 使飞轮 13储存能量； 当飞轮 13达到一定 的转速， 松开自锁机构 3， 将驱动装置 2和飞轮电池 1快速分离， 飞轮 13依靠储存的动能继 续转动。
当外界需要电能时， 飞轮 13的动能通过发电机 14转化为电能， 输出给外部负载。

Claims (5)

  1. 权 利 要 求 书
    WO 2015/039515 PCT/CN2014/084639
    1、 能快速分离的飞轮电池能量机动补充装置及使用方法， 其特征在于， 包括发动机及皮 带， 飞轮电池的真空盒及真空盒内的飞轮和发电机， 在所述飞轮上设置多块第二磁铁； 在所 述真空盒外设置一驱动装置， 该驱动装置包括主动轮和含有多块第一磁铁的驱动套， 所述发 动机通过皮带与主动轮连接， 主动轮与驱动套连接； 驱动套设置在所述真空盒的外围， 且与 飞轮同轴心； 驱动套中的所述第一磁铁与所述飞轮上的所述第二磁铁数量相等， 且一一对应; 在所述驱动装置下部设置机架和导轨；
    在所述真空盒下部设置台架， 台架上设置自锁机构， 所述的自锁机构包括偏心盘、 支轴 和手柄；
    能快速分离的飞轮电池能量机动补充装置的使用方法包括：
    所述飞轮电池与所述驱动装置通过所述导轨的导向连接， 锁紧所述自锁机构， 使所述飞 轮电池与所述驱动装置固连； 所述驱动装置带动所述飞轮转动， 所述飞轮储存能量；
    所述飞轮电池与所述驱动装置通过所述导轨的导向连接， 松开所述自锁机构， 所述驱动 装置和所述飞轮电池快速分离， 所述飞轮依靠储存的动能继续转动。
  2. 2、 根据权利要求 1所述的使用方法， 其特征在于， 所述的所述驱动装置带动所述飞轮转 动的具体方法包括：
    所述发动机通过所述皮带驱动所述主动轮， 所述主动轮带动所述驱动套转动， 所述驱动 套中的所述第一磁铁与所述飞轮上的所述第二磁铁通过磁场的耦合作用，带动所述飞轮转动。
  3. 3、 根据权利要求 1所述的使用方法， 其特征在于， 所述的锁紧所述自锁机构的具体方法 包括：
    所述手柄绕所述支轴被顺时针扳动， 所述偏心盘压紧所述导轨。
  4. 4、 根据权利要求 1所述的使用方法， 其特征在于， 所述的松开所述自锁机构的具体方法 包括：
    所述手柄绕所述支轴被逆时针扳动， 所述偏心盘与所述导轨快速分离。
  5. 5、 根据权利要求 1-4任一所述的使用方法， 其特征在于， 所述使用方法还包括： 当外界需要电能时， 所述飞轮的动能通过所述发电机转化为电能， 输出给外部负载。
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