一种供电系统的制作方法

本发明涉及供电技术领域，特别涉及一种供电系统。

背景技术：

随着科技的飞速发展，越来越多的设备都会有耗电模块，使得这些设备需要供电装置。

例如共享单车，其电子锁内部主要存在以下耗电模块：一是给gsm与gps模块供电，另外是给减速电机供电(扫码开锁，就是由减速电机转动完成自动开锁动作)。这两个模块所需的电源是由可充电锂电池进行供电。

目前给锂电池充电的方式有两种：

一是使用ibc太阳能面板供电，利用太阳能板将光能转化为电能。另外一种是骑行发电。

利用太阳能板供电的方式局限性比较大，如果设备所在的位置没有阳光或者环境光不强，其热斑效应和发电量会急剧可能下降。同时热斑效应可能会缩短太阳能板的使用寿命。

骑行发电方式骑会增加骑行的阻力。

综上所述，目前的供电装置受位置影响比较大，并且会增加骑行的阻力。

技术实现要素：

本发明提供一种供电系统，用以解决现有技术中存在的供电装置受位置影响比较大，并且会增加骑行阻力的问题。

本发明实施例提供的一种供电系统，该供电系统包括：至少一个机电转换模块、电源管理模块和储能模块；

其中，所述机电转换模块包括至少一个能量转换区域，每个所述能量转换区域包括：导体电极以及与所述导体电极相对的摩擦电极；所述摩擦电极和所述导体电极两个相对面中至少有一个面上设置有至少一个微纳凹凸结构；

在外力作用下所述导体电极和所述摩擦电极接触后，所述导体电极产生电信号；

所述电源管理模块，用于将所述机电转换模块生成的电信号转换成直流电压，并存储到所述储能模块中。

可选的，所述导体电极的材质包括下列中的部分或全部：

金属、石墨烯、金属氧化物和金属合金；

所述摩擦电极的材质为高分子聚合物。

可选的，所述微纳凹凸结构的凸起部分高度为10纳米～100微米和/或宽度为10纳米～100微米。

可选的，所述导体电极以及所述摩擦电极通过气体形成界面分离。

可选的，所述机电转换模块外层包覆用于防水和/或防尘的保护层。

可选的，所述微纳凹凸结构包括下列中的部分或全部：

条状、叉指状、线状、锥状和点状。

可选的，若述摩擦电极和所述导体电极两个相对面上都设置有多个微纳凹凸结构，则两个相对面上设置的微纳凹凸结构全部相同或部分相同。

可选的，所述电源管理模块包括接口电路、稳压电路和控制器；

所述接口电路，用于将所述电信号转换成直流电；

所述稳压电路，用于在控制器的控制下稳定所述接口电路转换后的直流电的电压；

所述控制器，用于对所述储能模块进行检测，并根据检测结果控制所述稳压电路的输出。

可选的，所述储能模块与耗电设备连接，为所述耗电设备供电。

可选的，若所述供电系统位于自行车上，则所述机电转换模块位于所述自行车的车座中和/或位于所述自行车的踏板中。

本发明实施例供电系统中的机电转换模块中的所述摩擦电极和所述导体电极两个相对面中至少有一个面上设置有至少一个微纳凹凸结构，在外力作用下所述导体电极和所述摩擦电极接触后，所述导体电极产生电信号，供电系统中的电源管理模块将所述机电转换模块生成的电信号转换成直流电压并存储到所述储能模块中。由于供电系统可以通过外力作用产生直流电压，从而不受位置影响，并且不会增加骑行阻力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例供电系统的结构示意图；

图2为本发明实施例机电转换模块的结构示意图；

图3为本发明实施例电源管理模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所述，本发明实施例供电系统包括：至少一个机电转换模块100、电源管理模块101和储能模块102。

其中，所述机电转换模块包括至少一个能量转换区域，每个所述能量转换区域包括：导体电极以及与所述导体电极相对的摩擦电极；所述摩擦电极和所述导体电极两个相对面中至少有一个面上设置有至少一个微纳凹凸结构；

在外力作用下所述导体电极和所述摩擦电极接触后，所述导体电极产生电信号；

所述电源管理模块101，用于将所述机电转换模块生成的电信号转换成直流电压，并存储到所述储能模块102中。

本发明实施例供电系统中的机电转换模块中的所述摩擦电极和所述导体电极两个相对面中至少有一个面上设置有至少一个微纳凹凸结构，在外力作用下所述导体电极和所述摩擦电极接触后，所述导体电极产生电信号，供电系统中的电源管理模块将所述机电转换模块生成的电信号转换成直流电压并存储到所述储能模块中。由于供电系统可以通过外力作用产生直流电压，从而不受位置影响，并且不会增加骑行阻力。

本发明实施例的机电转换模块100可以基于接触分离式纳米摩擦发电技术生成电信号。

本发明实施例每个所述能量转换区域包括的导体电极200以及与所述导体电极相对的摩擦电极201，可以参见图2。

图2中所示的是一个能量转换区域中的结构，每个能量转化区域结构类似，不在图中展示。

每个能量转换区域收到外力作用时会产生应变，使得导体电极200和所述摩擦电极201发生接触，并在导体电极200的表面摩擦，从而使导体电极200产生电能。

能量转换区域也是按压区域，每个能量转换区域可以是封闭的区域，通过注入气体使导体电极200以及摩擦电极201形成界面分离，这里在有外力作用后可以使导体电极200以及摩擦电极201接触并摩擦。

为了提高能量转换效率，所述摩擦电极201和所述导体电极200两个相对面中至少有一个面上设置有至少一个微纳凹凸结构。

如果摩擦电极201和所述导体电极200两个相对面都有微纳凹凸结构，能量转换效率会提升更多，并且微纳凹凸结构的数量越多能量转换效率提升也会越高。

在实施中，可以通过光刻技术在所述导体电极200的表面形成微纳凹凸结构。

通过衬底转移技术在所述摩擦电极201的表面形成微纳凹凸结构。

微纳凹凸结构可以为条状、叉指状、线状、锥状、点状等形状。

一个表面上的微纳凹凸结构的形状可以都是同一种，也可以包括多个不同的形状。

比如摩擦电极201表面上如果有微纳凹凸结构，可以都为条状；也可以一部分为条状，一部分为点状。

可选的，所述微纳凹凸结构的凸起部分高度为10纳米～100微米和/或宽度为10纳米～100微米。

如果摩擦电极201表面和导体电极200的表面都有微纳凹凸结构，两个表面的微纳凹凸结构可以相同，也可以部分相同，也可以全不相同。

比如摩擦电极201表面的微纳凹凸结构有条状和点状，则导体电极200表面的微纳凹凸结构可以有条状和点状，也可以只有条状，也可以有叉指状和线状。

如果摩擦电极201表面和导体电极200的表面都有微纳凹凸结构，两个表面的微纳凹凸结构的数量可以相同，也可以不同。

可选的，所述导体电极200的材质包括下列中的部分或全部：

金属、石墨烯、金属氧化物和金属合金。

比如锡氧化物(ito)、石墨烯、金、银、铬、铂、铝、镍、锡、铁、钯、铜、钒、钛、钼、锰、钨、铝合金、钛合金、镉合金、镁合金、铍合金、锰合金、铜合金、锌合金、铌合金、铅合金、锡合金、镓合金、铋合金、铟合金、钨合金、钼合金、镍合金和钽合金等。

可选的，所述摩擦电极201的材质可以是高分子聚合物，比如聚二甲基硅氧烷、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、纤维素乙酸酯薄膜、聚偏氟乙烯、聚己二酸乙二醇酯薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、纤维再生海绵薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、聚异丁烯薄膜、聚丙烯腈薄膜、聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、天然橡胶薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、氯丁橡胶薄膜、甲醛苯酚薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜等。

本发明实施例机电转换模块100受到外力作用时，导体电极200与摩擦电极201产生机械变形并发生接触，使导体电极20产生电荷，输出电信号。

在实施中，所述机电转换模块100外层包覆用于防水和/或防尘的保护层，这样可以起到密封作用，保护机电转换模块100，从而延长机电转换模块100正常使用的时间，并且可以使本发明实施例的供电系统适用更多的设备。

可选的，如图3所示，本发明实施例的所述电源管理模块101包括接口电路300、稳压电路301和控制器302；

所述接口电路300，用于将所述电信号转换成直流电；

所述稳压电路301，用于在控制器302的控制下稳定所述接口电路转换后的直流电的电压；

所述控制器302，用于对所述储能模块102进行检测，并根据前馈或后馈的电压信号控制所述稳压电路的输出。

其中，本发明实施例的接口电路300可以是ac/dc(交流/直流变换器)模块；本发明实施例的稳压电路301可以是dc/dc(直流斩波器)模块

本发明实施例的所述储能模块102可以与耗电设备连接，为所述耗电设备供电。

应用场景不同对应的耗电设备也不相同，比如耗电设备可以是滑板(比如为滑板提供电力)、轮滑(比如为轮滑提供电力)、自行车(比如为自行车提供电力、为自行车的照明提供电力、为自行车的电子锁提供电力、为自行车的gsm与gps模块提供电力)等。

不管耗电设备是哪个，本发明实施例的机电转换模块需要置于在耗电设备使用过程中容易受到外力的位置。

以所述供电系统位于自行车上为例，若所述供电系统位于自行车上，则所述机电转换模块位于所述自行车的车座中和/或位于所述自行车的踏板中。

本发明实施例的储能模块102可以是可充电锂电池。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。