专利名称：一种无能耗的自发电技术与装置的制作方法
技术领域：
本创新发明涉及对交通运输工具提供电能保障的无能耗自发电技术，特别是对电动自行 车、电动汽车提供电能的技术装置，采用该装置能够对电动自行车、电动汽车行驶提供足够 的动力，达到节约能源保护环境之目的。
背景技术：
汽车尾气中含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、 一氧化碳、二氧 化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。尾气在直接危害人体健康的同时，还 会对人类生活的环境产生深远影响。尾气中的二氧化硫具有强烈的剌激气味，达到一定浓度
时容易导致"酸雨"的发生，造成土壤和水源酸化，影响农作物和森林的生长。近ioo年来， 气候变暖己成为人类的一大祸患。冰川融化、水位上涨、厄尔尼诺现象、拉尼娜现象等都对 人类的生存带来了严峻的挑战。而二氧化碳则是地球变暖的罪魁祸首。
据资料显示，截止到2004年底，我国石油剩余可采储量23亿吨，占世界总量的1.4%; 天然气剩余可采储量2.23万亿立方米，占世界天然气可采储量总量的1.2%;煤炭剩余可采 储量1145亿吨，占世界总量的12.6%等。就可采储量而言，有关专家估计，若按目前的开采 水平，我国石油资源和东部的煤炭资源将在2030年耗尽，水力资源的开发也将达到极致。就 质量而言，我国能源资源以煤炭为主，按各种燃料的热值计算，在目前的探明储量下，世界 能源资源中，固体燃料和液体、气体燃料的比例为4: 1，而我国则远远落后于这一比值。目 前，在世界能源产量中，高质量的液、气体能源所占比例为60.8%，而我国仅为19. 1%。
2004年，中国一次能源消费总量19.7亿吨标准煤，比上年增长15.2%。其中，煤炭消费 量18.7亿吨，原油2.9亿吨，天然气415亿立方米。从人均水平来看，2004年中国人均一 次能源消费量1.08吨油当量，为世界平均水平1.63吨油当量的66%，是美国人均8.02吨油 当量的13. 4%，日本人均3. 82吨油当量的28. 1%。从能源结构来看，2004年一次能源消费中， 煤炭占67.7%，石油占22.7%，天然气占2.6%，水电等占7.0%。这些只是部分能源消费情况， 其形势不容乐观。
本发明人通过利用小分子自组装技术制备的压电材料，针对现有技术市场的实际情况， 研究开发了高效、无能耗并具有连续发电能力的工作系统，对发动机进行连续供电工作，杜 绝了燃油发动机因尾气排放而造成对生态环境和人类身体健康的危害，为洁净能源的开发、 利用提供了新的发展方向。
创新发明内容本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种利用小分子自组装技术制备高比表 面面积的压电材料来对发动机提供电能，达到高效、洁净、无污染、无能耗的目的。 本发明的技术方案如下
一种无能耗的自发电技术与装置，包括一个柔性压电外套毛刷和一个钢性压电内刷，稳 压电源和电容组成。在柔性压电外套毛刷上有导线连接在电源上，电源直接给超级电容供电， 超级电容负担给电动机启动供给电能。
机动车初始启动时，由超级电容供给电动机足够的电能，电动机带动齿轮箱工作，通过 传动轴带动车轮滚动，在行使中安装在车轮钢圈上钢性压电内刷随车论滚动，钢性压电内刷 和固定在车轴上柔性压电外套毛刷进行摩擦，产生电位差形成高频电流，形成的高频电流通
过导线传输给稳压电源整流后对超级电容进行充电，另部分电能通过稳压电源直接对电动机 提供电力，电动机的工作带动齿轮箱进行工作使车轮滚动行驶。
所述的柔性压电外套毛刷为在紧固钢性轴套上焊接了耐磨的合金毛刷，在毛刷的每根细 小的合金丝上涂覆烧结了纳米尺度的稀土压电合金材料，在外加压力下形成高频电流。
所述的钢性压电内刷为在紧固件上焊接高硬度的合金毛刷，紧固件被牢固地安装在车轮 的钢圈内侧，当车轮滚动时毛刷随之滚动旋转，对柔性压电外套毛刷进行摩擦传递压力，使 柔性压电外套毛刷形成高频电流而达到持续供电的效果。
所述的稳压电源为将高频电流转化成稳定的电压而配置的专用电源，稳压电源分为两级。 一级稳压电源直接对电动机进行供电工作，部分电能通过二级稳压电源对超级电容进行充电。
所述的超级电容为大功率快冲快放10000法拉的圆形电池。 本发明的技术效果如下
本创新发明的无能耗的自发电技术与装置，采用了小分子自组装技术制备的压电材料对 机动车直接提供电能，使机动车在行驶中杜绝了尾气的排放，特别是无需消耗能源为新能源 的发展提供了新的途径。利用该装置装备在机动车车上可以达到节约能源、保护生态环境之 目的。
本创新发明的无能耗的自发电技术与装置，可广泛用于电动自行车、电动汽车、电动铁 路机车，为新能源的开发利用提供典范。
附图无能耗的自发电技术与装置图示说明
1、车轮2、刚性压电内刷3、柔性压电外套毛刷 4、车轴5、 一级稳压电源 6、 二级稳压电源 7、超级电容
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一歩说明。
将钢性压电内刷2固定安装在车轮的钢圈上，柔性压电外套毛刷3固定安装在车轴4上， 使柔性压电外套毛刷3和钢性压电内刷2紧密地结合在一起，柔性压电外套毛刷3由导线连 接在一级稳压电源5上， 一级稳压电源5输出分两个端口， 一个端口直接连接在电动机上， 另一个端口和二级稳压电源6连接，二级稳压电源6的输出端和超级电容7连接，超级电容 7的输出端和电动机连接。
当电动机初始工作时由超级电容7对其直接供电，车辆行驶中由于钢性压电内刷2和柔 性压电外套毛刷3的摩擦形成高频电流，所产生的电位差由导线传输进入一级稳压电源5, 经过稳压后分配给电动机进行持续工作，另一路电能经过二级稳压电源6对超级电容7实施 充电。
应当指出，以上所述具体实施方式
可以使本领域的技术人员更全面地理解本创新发明， 但不以任何方式限制本创新发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本创新发明已进 行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替 换；而一切不脱离本创新发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本创新发明 专利的保护范围当中。
权利要求
1.一种无能耗的自发电技术与装置，其特征在于所述的自发电装置分为三大部分，利用压电原理制备的刚性压电内刷和柔性压电外套毛刷组成的自发电系统。自发电系统的高频电流由导线传输给一级稳压电源和二级稳压电源组成的稳压系统，供电储存使用的超级电容储存系统。
2. 根据权利要求l所述的一种无能耗的自发电技术与装置，其特征在于所述的自发电系统 为刚性压电内刷和柔性压电外套毛刷组成，钢性压电内刷被牢固安装在车轮的钢圈上，柔性 压电外套毛刷被牢固安装在车轴上，刚性压电内刷和柔性压电外套毛刷被密封在一个轴套内。 所述的稳压电源为高频电流转换稳流电源。所述的超级电容为大功率10000法拉的储存快充 快放电池。
3. 根据权利要求2所述的一种无能耗的自发电技术与装置，其特征在于所述的刚性压电毛 刷的结构为在刚性套圈上焊接了高硬度的合金金属丝，合金金属丝的材料为稀土混合金属参 杂高硬度的钨制备成耐摩擦的接触面。
4. 根据权利要求2所述的一种无能耗的自发电技术与装置，其特征在于所述的柔性压电外 套毛刷的结构为在刚性的套圈上焊接了柔性的稀土合金金属制备的软性金属丝，在金属丝上 涂覆烧结了纳米尺度的陶瓷稀土合金压电材料，在柔性压电外套毛刷的轴套上设置了最佳导 电性能金属导线。金属导线和稳压电源相连接。
5. 根据权利要求2所述的一种无能耗的自发电技术与装置，其特征在于所述的超级电容为10000法拉的快充快放储存电池。超级电容的输出端和电动机相连接，稳压电源的输出端和超级电容的输入端连接形成一个循环回路。
6. 根据权利要求2所述的一种无能耗的自发电技术与装置，其特征在于所述的一级稳压电源由两个输出端， 一个输出端直接对电动机供电，另一个输出端和二级稳压电源连接对超级 电容实施充电。
全文摘要
一种无能耗的自发电技术与装置，包括一个柔性压电外套毛刷和一个钢性压电内刷，稳压电源和电容组成。在柔性压电外套毛刷上有导线连接在电源上，电源直接给超级电容供电，超级电容负担给电动机启动供给电能。
文档编号H02N2/00GK101599716SQ20091007893
公开日2009年12月9日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者高章玉 申请人:高章玉