[發明專利]一種無污染低衰減的彈力電池

有效

• 申請號: 201810603407.1
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108678912B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 屈銀虎;梅超;劉曉妮
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;F03G1/00;F03G5/06;H02K55/00;H02K7/18;F16C32/04;F16C32/06
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務所
• 代理人: 王奇

本發明公開了一種無污染低衰減的彈力電池，包括鋼制的真空容器，在真空容器的內腔中，豎直設置有轉軸，轉軸上端同軸安裝有手動充電把手，轉軸上端外圓周套裝在軸承二中，轉軸下端外圓周套裝在軸承一中；轉軸上半部分同軸安裝有超導電動機，超導電動機通過電力電子變換電路對外連接；轉軸下半部分套裝有彈簧組，彈簧組統一設置在裝載輔助彈簧組運動組件中，彈簧組的一端固定在轉軸上，彈簧組的另一端固定于真空容器底部；轉軸上另外還通過離合器連接有剎車機構。本發明還公開了一種彈力儲能方法。本發明的裝置及方法，工作可靠，轉換效率高。

技術領域

本發明屬于電能儲存技術領域，涉及一種無污染低衰減的彈力電池，本發明還涉及一種彈力儲能方法。

背景技術

可再生能源發電的波動性、間歇性和不可準確預測性，風電光伏等新能源大規模集中并網，給現有的電子系統規劃、運行帶來巨大的挑戰，儲能技術作為解決這一類大規模可再生能源的一種有效技術受到了越來越多的重視。根據電能轉換方式的不同，儲能技術分為機械、電磁和化學儲能三大類，其中電池儲能系統具有動態吸收能量并適時釋放的特點，且系統安裝靈活、建設周期短、功率大、效率高，已在電子系統中有許多成功的應用。

不同類型電池在功率、能量方面的性能各有側重。隨著技術革新和新型電池的研制成功，電池的效率、能量和循環壽命均得到顯著提高。在多種電池中，鋰電池儲能具有能量密度高、循環壽命長、效率高等優勢，但鋰離子電池缺點是安全性差，成本高，鋰礦資源有限和重量太大且價格占據電池儲能成本的大部分，隨著未來幾年國內電動汽車的推廣與應用，鋰電池已不能滿足大量的使用需求。太陽能電池主要問題是光電轉換效率低，成本高。超級電容器的比功率大，充放電快，主要缺點是比能量低。因此研發具有低成本、高壽命、效率高、無任何廢棄污染的儲能電池越來越受到研究者的廣泛關注。

發明內容

本發明的目的是提供一種無污染低衰減的彈力電池，解決了現有技術整體能量的使用效率低，對環境造成污染，能量單一使用以及過程能量損耗的問題。

本發明的另一目的是提供一種彈力儲能方法。

本發明采用的技術方案是，一種無污染低衰減的彈力電池，包括鋼制的真空容器，在真空容器的內腔中，豎直設置有轉軸，轉軸上端同軸安裝有手動充電把手，轉軸上端外圓周套裝在軸承二中，轉軸下端外圓周套裝在軸承一中；轉軸上半部分同軸安裝有超導電動機，超導電動機通過電力電子變換電路對外連接；轉軸下半部分套裝有彈簧組，彈簧組統一設置在裝載輔助彈簧組運動組件中，彈簧組的一端固定在轉軸上，彈簧組的另一端固定于真空容器底部；轉軸上另外還通過離合器連接有剎車機構。

本發明采用的另一技術方案是，一種彈力儲能方法，利用上述的無污染低衰減的彈力電池，按照以下步驟實施：

步驟1)當需要存儲能量時，從外界輸入初始電能，通過電力電子變換電路給超導電動機供電，帶動超導電動機轉動，然后超導電動機及轉軸輸出動能，帶動彈簧組運動，通過壓力傳感器和位移傳感器實時檢測，當彈簧組運動到所需壓力值對應的位置狀態時，控制器給剎車機構啟動信號，剎車機構開始工作，通過離合器定住轉軸，超導電動機停止運動，然后切斷外部初始能量輸入，彈簧組就獲得了一定勢能的存儲；

步驟2)當需要向外部輸出能量時，控制器給剎車機構停止信號，剎車機構停止工作，離合器松開轉軸，此時彈簧組開始工作，釋放先前存儲的彈性勢能，將獲得的彈性勢能轉換為動能，通過超導電動機和電力電子變換電路向外輸出電能；

步驟3)如果沒有外界電力進行充電時，用手搖動手搖充電把手產生動能，使得超導電動機運轉并拉緊彈簧組產生勢能，當需要向外部輸出能量時，參照上述的步驟2)轉變為電能。

本發明的有益效果是：

1)系統軸承采用高溫超導磁懸浮軸承或氣懸浮軸承，沒有或極小的機械摩擦，功耗低，儲存效率較高。核心裝置安裝于真空室中，用于減少風阻帶來的能量損耗，隨時間變化，儲存能量不消耗或消耗極少，利用率好。