阅读说明：本技术 储能车 (Energy storage vehicle ) 是由 何国庆 于 2021-01-11 设计创作，主要内容包括：随着科技的不断进步,各式交通工具在给人类带来便利的同时能源危机和安全风险突显。原因是当车辆需要减速或者下坡时只能开启刹车系统,既浪费动能,又磨损刹车系统。本发明专利-储能车,是在传统交通工具的基础之上增加“储能轮”和“转动动能传输箱”,当车辆需要减速或者下坡时,通过“转动动能传输箱”把运动中车辆轮胎的转动动能传输给“储能轮”储存起来,以使车辆达到减速之目的；当车辆需要加速或者爬坡时,再通过“转动动能传输箱”将储蓄在“储能轮”中的转动动能重新释放出来推动车辆运行。既节省了能源,又达到了减速、加速之目的,一举两得。本专利技术不仅适合于自行车、摩托车,还适合于小汽车、大卡车、公交车等一切交通工具。(With the continuous progress of science and technology, various vehicles bring convenience to human beings and simultaneously have obvious energy crisis and safety risk. The reason is that the braking system can only be started when the vehicle needs to decelerate or go downhill, which wastes kinetic energy and wears the braking system. The invention relates to an energy storage vehicle, which is characterized in that an energy storage wheel and a rotational kinetic energy transmission box are added on the basis of the traditional vehicle, when the vehicle needs to decelerate or go downhill, the rotational kinetic energy of the tire of the vehicle in motion is transmitted to the energy storage wheel through the rotational kinetic energy transmission box to be stored, so that the vehicle can decelerate; when the vehicle needs to accelerate or climb a slope, the rotational kinetic energy stored in the energy storage wheel is released again through the rotational kinetic energy transmission box to push the vehicle to run. The energy is saved, and the purposes of speed reduction and acceleration are achieved, thereby achieving two purposes. The technology of the patent is not only suitable for bicycles and motorcycles, but also suitable for all vehicles such as cars, trucks, buses and the like.)

储能车

技术领域：该发明主要涉及交通领域，也涉及其他需要储蓄多余转动能量的任何技术领域。

技术背景：

交通工具是现代生活中不可或缺的工具之一，随着科技的不断进步，自行车、摩托车、小汽车、大卡车、公交车应运而生，给人类的生活和工作带来了绝大便利。

但现阶段的交通工具都没有储能的功能，比如车辆在下坡时需要通过刹车来减速，以达到安全行驶之目的，高速行驶中的车辆需要减速时也只能通过刹车来完成减速。从能量的角度而言，就是通过刹车系统的摩擦力做负功使得车辆的运动动能降下来，这就导致原有运动动能的浪费和刹车系统长年累月的磨损以致发生安全事故。

本发明专利---储能车，是在传统交通工具的基础之上增加“储能轮”和“转动动能传输箱”，当车辆需要减速或者下坡时，通过“转动动能传输箱”把运动中车辆轮胎的转动动能传输给“储能轮”储存起来，以使车辆达到减速之目的；当车辆需要加速或者爬坡时，再通过“转动动能传输箱”将储蓄在“储能轮”中的转动动能重新释放出来推动车辆运行。既节省了能源，又达到了减速、加速之目的，一举两得。本专利技术不仅适合于自行车、摩托车，还适合于小汽车、大卡车、公交车等一切交通工具。

发明内容

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本发明专利具有四大优势；

1、节能

本专利采用“储能轮”技术，当运动中的车辆需要减速或车辆从坡顶下坡时，“储能轮”能将不需要的动能储存起来以达到整车减速之目的。当车辆需要加速或爬坡时，可以再将储蓄在“储能轮”中的转动动能重新释放出来推动车辆运行，以达到节能之目的。

2、安全性高

本专利采用“储能轮”技术，当车辆在非紧急状态下需要减速或下坡时，可通过“转动动能传输箱”将车轮的转动动能传输到“储能轮”上，以达到整车减速之目的，减少刹车系统的磨损，从而达到安全行驶之目的。

3、短暂停车后启动快

对刚刚从短暂停车状态启动的车辆而言，可以直接利用“储能轮”已有的转动动能，通过“转动动能传输箱”直接释放给车辆动力轮启动整车运行，速度快。

4、运行平稳

水平安装的“储能轮”在高速运行时能产生有一个竖向的角动量，就像运行中的陀螺一样能绝大提高车辆的平稳性，既可克服马路上坑坑洼洼的颠簸，还可抵消车辆过大桥时横风的影响。

本发明专利结构

本发明分为四大部件；“转动动能传输箱A”、“储能轮B”、“动力轮C”、“车架D”

“转动动能传输箱A”工作原理上和车辆的变速箱一样，变速箱是安装在车辆动力源和轮胎主轴之间通过相互啮合的齿轮半径大小调节来产生变速的效果。而“转动动能传输箱A”是安装在轮胎主轴和“储能轮B”之间通过相互啮合的齿轮半径大小调节来控制“储能轮B”吸收或输出转动动能的。它有若干“传动齿轮E”、“传动齿轮F”、以及“动能传输轴G”、“同步器H”、“伞齿轮J”组成；若干“传动齿轮F”圆心处紧固套装在“轮胎主轴I”上和“动力轮C”同角速度运转，若干“传动齿轮E”圆心处活动式套装在“动能传输轴G”上，再用“同步器H”有选择地将其紧固其上并通过“伞齿轮J”和“储能轮B”同角速度运转。“动能传输轴G”和“轮胎主轴I”相互平行，而且其上的若干“传动齿轮E”、“传动齿轮F”两两紧密啮合，构成若干档位，“同步器H”间隔分布其间。当“同步器H”将“传动齿轮E1”紧固在“动能传输轴G”时，转动动能通过“传动齿轮F1、E1”啮合的传输，称之为一档，以此类推，称之为二档、三档、四档、五档。。。。。。当“同步器H”处于中间位置时，所有“传动齿轮E”处于非紧固状态，称之为空档。

“储能轮B”用于储蓄和释放转动动能，也可将车辆备胎兼用作为“储能轮B”。水平安装，通过“伞齿轮J”直角转弯和“动能传输轴G”末端相连。当转动动能从“动力轮C”输入时，“传动齿轮E”通过“伞齿轮J”带动“储能轮B”旋转；当转动动能从“储能轮B”输出时，“储能轮B”通过“伞齿轮J”带动“传动齿轮E”旋转；当“转动动能传输箱A”处于空档时，“传动齿轮E”和“储能轮B之间脱钩”没有任何转动动能的传输。

“动力轮C”连接车辆动力源(动力源可以是自行车的脚力做功，也可以是马达转动做功)，对普通车辆而言，它是从动力源吸收转动动能再将其释放推动整车平移的中间桥梁。本专利将开辟其另一个动能释放的通道---“储能轮B”，当车辆非紧急状态下需要减速或者下坡时，可以将“动力轮C”上的转动动能通过“转动动能传输箱A”输送给“储能轮B”储存起来；当车辆需要加速或者上坡时，再将储存在“储能轮B”上的转动动能重新释放出来给“动力轮C”，既省去了不必要的刹车操作，又节省了能量。

“车架D”是将整车整合在一起的装置，包括座位、方向盘、刹车系统等等一系列设施，非本专利所要求保护范围。

附图说明

图1是储能车结构示意图

小汽车和大卡车的备胎都是水平固定在后车厢或者拖车箱下面的，如果直接把备胎作为“储能轮B”的话，只需在备胎和车轮主轴之间加装“转动动能传输箱A”，再将其通过“伞齿轮J”和“动能传输轴G”相连。此时的“备胎”具有储蓄和释放转动动能之功能。

图2是“转动动能传输箱A”工作原理示意图

假设“动力轮C”以w1的角速度带动半径为r1的“传动齿轮F”同步旋转，那么由于“传动齿轮E”和“传动齿轮F”的啮合作用，半径为r2的“传动齿轮E”将以w2的角速度带动“储能轮B”同步旋转。两者之间成立等式w1*r1＝w2*r2，得出w2＝(r1/r2)*w1，E2＝1/2*J2*(w2)²＝1/2*J2*(r1/r2)²*(w1)²。显然，“储能轮B”的转动动能大小和自身转动惯量12成正比、和“动力轮C”的角速度的平方成正比，还和“传动齿轮E、F”的半径比的平方成正比。

假设r1/r2从1/5调节到5/1(一档到五档)，那么E2将从(1/50)*J2*(w1)²提升到12.5*J2*(w1)²，这就是储蓄动能的过程。假设r1/r2再从5/1调节到1/5(五档到一档)，那么E2将从(12.5)*J2*(w1)²下降到(1/50)*J2*(w1)²，这就是释放动能的过程。

总之，如果操作“同步器H”使之从一档(E1F1)啮合逐步调节到五档(E5F5)啮合，那么“动力轮C”上的转动动能将逐步传输到“储能轮B”上。反之，如果操作“同步器H”使之从五档(E5F5)啮合逐步调节到一档(E1F1)啮合，那么“储能轮B”上的转动动能将逐步释放到“动力轮C”上。

假如“储能轮B”的转动惯量J和“动力轮C”相同，那么它的动能E2＝1/2*J1*(r1/r2)²*(w1)²＝E1*(r1/r2)²。就是说在最大储能状态下(五档)，“储能轮B”可以吸收来自“动力轮C”的动能将是“动力轮C”自身保留下来的25倍E2＝25*E1，将能有效地降低脱离动力源后的整车速度达到减速之目的。同理，当“储能轮B”最大限度地释放动能时(一档)，“动力轮C”获得的来自“储能轮B”的动能将是其自身保留的25倍E1＝25*E2，将能有效地推动已脱离动力源的整车运行。

图3是储能式两轮自行车或摩托车示意图

由于两轮式自行车或摩托车没有足够的水平空间用来把“储能轮B”水平安装，本方案设计时将“储能轮B”离地固定安装在“动力轮C”和“方向轮”之间的“车架D”一侧，再将“转动动能传输箱A”固定安装在“车架D”的另一侧，脚踏板转轴和“传动齿轮E”、“储能轮B”同心同轴。“传动齿轮E、F”之间通过齿轮啮合，“传动齿轮F”和“动力轮C”之间采用轴承相连。

车辆平时运行时，来自于脚力或者摩托马达的动力驱使“传动齿轮E”转动，再通过齿轮间的啮合和轴承的转动推动“动力轮C”使得整车运行。调节“转动动能传输箱A”的档位，可以轻松完成变速。

当运行中的车辆需要减速或者下坡时，将动力源脱离，逐步提高“转动动能传输箱A”的档位，使得“储能轮B”逐步积蓄转动动能。

当运行中的车辆需要加速或者爬坡时，逐步降低“转动动能传输箱A”的档位，使得“储能轮B”逐步释放转动动能推动整车运行，当动能将近释放完之时再把动力源接上“传动齿轮E”。

具体实施方式

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一、动力源驱使

车辆平常行驶时，将“转动动能传输箱A”的档位打到“空档”位，此时“传动齿轮F”随着“轮胎主轴I”同步旋转，但“传动齿轮E”和“储能轮B”空置不动，车辆处于动力源驱使状态。

二、途中减速或下坡

如遇需缓慢减速时，先脱开“传动齿轮E”和动力源的连接，再将“转动动能传输箱A”的档位从一档逐步向五档变换，直至整车缓慢减速至所需速度。如还不达需要减速的目的，再启动刹车系统。

三、途中加速或爬坡

如遇需缓慢加速时，可将“转动动能传输箱A”的档位从五档逐步向一档变换，推动整车逐步加速，然后再适时将“传动齿轮E”和动力源相连，再把“转动动能传输箱A”置于空档位，车辆进入动力源驱动行驶状态。

四、途遇颠簸道路和大桥

首先，在行驶中将“转动动能传输箱A”从一档逐步变换到五档使“储能轮B”高速旋转，再将“转动动能传输箱A”置于空档。此时的“储能轮B”具有了一个竖向的角动量，能大大减缓道路的颠簸以及大桥上侧风的影响。