共享单车能量回收系统

李沅泽

骑自行车的过程中存在能量转换，共享单车作为一种新的出行方式，使用人数多，可批量生产，结构简单。因此，我想在共享单车上设计一套能回收利用能量的系统，使其物尽所用。

经过探究分析，我找到了两种适用于共享单车的绿色能源和一些在骑行时可能会用到的功能，并以此为基础，设计了一套共享单车能量回收系统。

一、供能装置

1.太阳能电池板

系统安装了两块采用半柔性单晶硅的太阳能电池板。太阳能电池板的内环与车轮中心的非转动轴固定，不仅风阻较小，而且能增大受光面积。其安装位置在后车轮两侧，紧贴车身，既能保持外形美观，又不影响骑行。

2.自行车发电机

我设想将自行车发电机置于共享单车后轮旁的车杆上，骑行时，基于电磁感应定律和电磁力定律，车轮转动带动齿轮转动，进而使发电机转动产生电能。

借鉴自行车发电机的结构，我在此基础上将固定装置改为与车身固定的金属固定管，USB接口改成導线，在金属管的中空处连接蓄电池。装置外壳的材质也由塑料改为金属，头部的橡胶与发电机转轴连成一体，以防掉落。

二、耗能装置

1.充电装置

充电装置位于共享单车的把手上，骑行者在使用共享单车时还能为手机等小型电子设备充电。

2.照明灯

将普通照明灯与把手固定，可为夜间骑行的人提供光源。

3.广告投影

借鉴全息风扇广告机和Video bike上的广告投影装置，将全息风扇广告机的结构当作前车轮胎里的钢丝进行装备。当车轮转动时，LED开始运作，显示相应的影像。

三、蓄电池

采用带防过充保护板的聚合物锂电池，并将其置于共享单车中部的车杆上，不仅不影响骑行，还能节省空间。

每个供能、耗能装置都与蓄电池单独连接，以简化电路。为减轻共享单车的总体质量，同时节约成本，可选用电池容量为10Ah的蓄电池。

四、开关

由导线及金属弹簧片组成，被安装在蓝牙锁内部。两块金属弹簧片分别连接两根导线，将连接处固定。

蓝牙锁开启后，车锁顺时针转动，将两块金属弹簧片压在一起，系统通电;关闭时，车锁逆时针转动，金属弹簧片失去压力后恢复原状，系统断电。蓝牙锁关闭后，电能只能输入而不能输出，可防止系统被随意使用。

五、后期设想

我了解到压电能也是一种很有潜力的能源，而压电发电装置可以收集这种能量，但由于其性价比不高，暂不考虑将其加入作品，此处仅作设想。

压电发电装置在材料上采用锆钛酸铅压电陶瓷（PZT）或压电膜（PVDF），它们是目前应用最广泛的压电材料之一，有较高的压电系数和工作温度，是相对理想的材料。