1.本发明属于储能技术领域，更具体地，本发明涉及储能装置。
背景技术：2.在工业中普遍地运用储能装置，以在电力供应正常时将电能转化为其他易于储存的能量形式储存起来，在电力供应中断时利用所储存的能量发电而使设备能够继续工作或者保证对关键设备的持续供电。在储能技术中，代表性的一种是惯性储能。
3.惯性储能是利用物体运动时具有的动能来进行能量存储。目前，作为惯性储能的方法，常见的是采用飞轮进行储能。其基本原理是在电力供应正常的时候，利用与飞轮机械连接的电动机带动飞轮加速旋转，将电能转换成飞轮的旋转动能进行存储，在例如电力供应中断而需要电力供应时，利用旋转的飞轮驱动与飞轮机械连接的发电机进行发电，在这个过程中飞轮被减速，由此将飞轮存储的动能转换为电能对外输出能量。在这个过程中飞轮的加速和减速实现了能量的存储和利用。
4.这样的利用飞轮进行惯性储能的技术所存在的问题在于，由于飞轮是实心固体结构，在飞轮的加速和减速过程中都无法对能量转换的效率进行调节和控制，无法进一步提高储存能量或释放能量时的效率。
技术实现要素：5.鉴于传统的惯性储能技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种能够提高能量转化效率的储能装置。
6.在本发明的一个方面，提供了一种储能装置，该储能装置包括：
7.活动液压缸，该活动液压缸具有固定的固定缸体，以及能够相对于所述固定缸体在轴向上移动的伸缩缸体，在该固定缸体与伸缩缸体所限定的腔室内具有液压流体；
8.第一气缸，该第一气缸位于所述活动液压缸的轴向一侧，该第一气缸的活塞杆的一端指向所述活动液压缸的伸缩缸体；
9.第一横置液压缸，其固定于所述活动液压缸的所述伸缩缸体的一侧，且与所述活动液压缸的腔室连通；
10.第二横置液压缸，其内部设有能够在所述第二横置液压缸内伸缩的活塞连接杆，该活塞连接杆与所述第一横置液压缸内的活塞连接；
11.第一高压容器，其与所述第二横置液压缸连通；
12.第一液压马达，其与所述第一高压容器相连而能够由所述第一高压容器内的高压流体驱动；
13.第一发电机，其与所述第一液压马达相连，能够由所述第一液压马达驱动而发电。
14.根据一个实施例，所述第一气缸的活塞杆的指向所述活动液压缸的伸缩缸体的一端与所述活动液压缸的伸缩缸体连接或接触。
15.根据一个实施例，该储能装置还具有与所述第一气缸相连的第一高压气源。
16.根据一个实施例，该储能装置还具有第二气缸，该第二气缸位于所述活动液压缸的与所述第一气缸相反的轴向另一侧，该第二气缸的活塞杆的一端能够与所述活动液压缸的伸缩缸体接触或分离。
17.根据一个实施例，该储能装置还具有第二气缸，该第二气缸位于所述活动液压缸的与所述第一气缸相反的轴向另一侧，该第二气缸的活塞杆的一端能够与所述活动液压缸的伸缩缸体连接。
18.根据一个实施例，该储能装置还具有：
19.第三横置液压缸，其固定于所述活动液压缸的所述伸缩缸体的与所述第一横置液压缸相反的另一侧，且与所述活动液压缸的腔室连通，
20.第四横置液压缸，其内部设有能够在所述第四横置液压缸内伸缩的活塞连接杆，该活塞连接杆与所述第三横置液压缸内的活塞连接；
21.第二高压容器，其与所述第四横置液压缸连通；
22.第二液压马达，其与所述第二高压容器相连而能够由所述第二高压容器内的高压流体驱动；
23.第二发电机，其与所述第二液压马达相连，能够由所述第二液压马达驱动而发电。
24.根据一个实施例，该储能装置还具有与所述第二气缸相连的第二高压气源。
25.根据一个实施例，所述伸缩缸体包括对置的第一伸缩缸体和第二伸缩缸体，该第一伸缩缸体和第二伸缩缸体被连接成一体。
26.根据一个实施例，该储能装置还具有用于复位所述第二气缸的活塞的位置的复位机构。
27.根据一个实施例，所述第二横置液压缸与所述第一高压容器经由第一单向阀而连通；并且所述第四横置液压缸与所述第二高压容器经由第二单向阀而连通。
28.根据一个实施例，该储能装置还具有：经由所述第一液压马达与所述第一高压容器连通的第一低压容器，该第一低压容器经由第三单向阀而与所述第二横置液压缸连通。
29.根据一个实施例，该储能装置还具有：经由所述第二液压马达与所述第二高压容器连通的第二低压容器，该第二低压容器经由第四单向阀而与所述第四横置液压缸连通。
30.根据一个实施例，所述第二气缸的活塞杆的一端能够通过折叠连接机构与所述活动液压缸的伸缩缸体连接。
附图说明
31.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
32.图1是根据本发明的一个实施例的储能装置的结构示意图。
33.图2至图6是根据本发明的一个实施例的储能装置的工作状态的示意图。
34.图7和图8是根据本发明的另一实施例的储能装置的第二气缸的内部结构示意图。
35.图9是根据本发明的一个实施例的储能装置的锁定机构和复位机构的示意图。
36.图10是根据本发明的另一实施例的储能装置的固定缸体的截面结构和冷却系统的示意图。
37.图11是根据本发明的另一实施例的储能装置的冷却液散热器和散热风扇的示意图。
38.图12是折叠连接机构处于折叠状态时的俯视结构示意图。
39.图13是折叠连接机构处于展开状态时的俯视结构示意图。
40.图14是折叠连接机构处于展开状态时的侧视结构示意图。
41.图15是刚性活动管路的结构示意图。
42.图16是刚性活动管路的侧视结构示意图。
43.图17至图19是根据本发明的另一实施例的储能装置的固定缸体的内部结构示意图。
44.主要附图标记说明：
45.1.
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固定缸体
46.2.
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第三横置液压缸
47.3.
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第一横置液压缸
48.4.
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第二活塞连接杆
49.5.
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第三活塞
50.6.
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第四活塞
51.7.
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第四单向阀
52.8.
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第二单向阀
53.9.
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第二液压马达
54.10.
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第二发电机
55.11.
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第二低压容器
56.12.
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第二高压容器
57.13.
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滑块
58.14.
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滑轨
59.15.
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底座
60.16.
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第二气缸
61.17.
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第一气缸
62.18.
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第二气动活塞
63.19.
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第二活塞杆
64.20.
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第一活塞杆
65.21.
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真空容腔
66.22.
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导杆
67.23.
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曲轴连杆
68.24.
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电机
69.25.
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曲轴
70.26.
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第二储气容器
71.27.
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第一储气容器
72.28.
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第二电动空气压缩机
73.29.
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阀门
74.30.
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密封环
75.31.
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第二伸缩缸体
76.32.
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固定杆
77.33.
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第一伸缩缸体
78.34.
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液压流体
79.35.
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第四横置液压缸
80.36.
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第二横置液压缸
81.37.
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第一活塞
82.38.
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第二活塞
83.39.
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第三单向阀
84.40.
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第一单向阀
85.41.
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第一低压容器
86.42.
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第一高压容器
87.43.
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第一液压马达
88.44.
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第一发电机
89.45.
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第一气动活塞
90.46.
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第一活塞连接杆
91.47.
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第二油路
92.48.
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第一油路
93.49.
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第二管路
94.50.
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第一管路
95.51.
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第一电动空气压缩机
96.52.
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第三阀门
97.53.
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第二阀门
98.54.
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挡圈
99.55.
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环形活塞
100.56.
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制动盘
101.57.
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制动卡钳
102.58.
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固定缸体的外壁
103.59.
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固定缸体的内壁
104.60.
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夹层
105.61.
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隔离壁
106.62.
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冷却液出口
107.63.
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冷却液入口
108.64.
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循环冷却泵
109.65.
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冷却液循环管路
110.66.
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冷却液散热器
111.67.
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散热风扇
112.68.
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横向支撑臂
113.69.
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第一摆臂
114.70.
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第二摆臂
115.71.
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连接件
116.72.
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第一连接轴承
117.73.
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第二连接轴承
118.74.
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第三连接轴承
119.75.
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触碰开关
120.76.
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扭簧
121.77.
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第一刚性管路
122.78.
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第二刚性管路
123.79.
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第一接口
124.80.
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第一旋转密封接口
125.81.
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第二旋转密封接口
126.82.
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第三旋转密封接口
127.83.
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第二接口
128.84.
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支撑壁
129.85.
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孔口
130.86.
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曲面凸起结构
具体实施方式
131.下面结合附图和一些具体的实施例对本发明做进一步说明。
132.本发明的一个实施例提供了一种储能装置。参考图1，该储能装置包括活动液压缸。活动液压缸包括固定缸体1以及能够相对于固定缸体1在轴向上移动的伸缩缸体。固定缸体1可以是两端开口的筒状，第一伸缩缸体33及第二伸缩缸体31分别是一端封闭而另一端开口的筒状，第一伸缩缸体33及第二伸缩缸体31分别从一端插入到固定缸体1中并能够在轴向上移动。以下在不区分第一伸缩缸体33及第二伸缩缸体31的时候有时也会将二者统称为伸缩缸体。在固定缸体1与伸缩缸体所限定的腔室内具有液压流体。也就是说，在固定缸体1的两端的端口内分别设有可向水平方向伸缩的第一伸缩缸体33及第二伸缩缸体31，固定缸体1位于第一伸缩缸体33与第二伸缩缸体31之间，并且第一伸缩缸体33及第二伸缩缸体31的封闭端位于固定缸体1的端口外。第一伸缩缸体33与第二伸缩缸体31通过固定杆32相连接。固定缸体1水平地固定在底座15上，并且第一伸缩缸体33及第二伸缩缸体31的下方设有滑块13，滑块13通过滑轨14安装于底座15上。在固定缸体1的内壁与第一伸缩缸体33的外壁之间可以设有密封环30，并且在固定缸体1的内壁与第二伸缩缸体31的外壁之间也可以设有密封环30。
133.在第一伸缩缸体33上设有与第一伸缩缸体33相平行的第一横置液压缸3，第一横置液压缸3与第一伸缩缸体33相连通，在第二伸缩缸体31上设有与第二伸缩缸体31相平行的第三横置液压缸2，第三横置液压缸2与第二伸缩缸体31相连通。
134.在第一横置液压缸3上设有与第一伸缩缸体33相平行的第二横置液压缸36，在第三横置液压缸2上设有与第二伸缩缸体31相平行的第四横置液压缸35，第二横置液压缸36及第四横置液压缸35位于第一横置液压缸3与第三横置液压缸2之间。
135.在第一横置液压缸3内设有第一活塞37，在第二横置液压缸36内设有第二活塞38，
第一活塞37通过第一活塞连接杆46与第二活塞38相连接；在第三横置液压缸2内设有第三活塞5，在第四横置液压缸35内设有第四活塞6，第三活塞5通过第二活塞连接杆4与第四活塞6相连接。
136.在第二横置液压缸36上设有第一单向阀40及第三单向阀39，第三单向阀39通过低压柔性管路与第一低压容器41相连接，第一单向阀40通过高压柔性管路与第一高压容器42相连接，第一低压容器41通过第一油路48与第一高压容器42相连接，在第一油路48上设有第一液压马达43，第一液压马达43与第一发电机44驱动连接。
137.在第四横置液压缸35上设有第二单向阀8及第四单向阀7，第四单向阀7通过低压柔性管路与第二低压容器11相连接，第二单向阀8通过高压柔性管路与第二高压容器12相连接，第二低压容器11通过第二油路47与第二高压容器12相连接，在第二油路47上设有第二液压马达9，第二液压马达9与第二发电机10驱动连接。
138.在第一伸缩缸体33的封闭端的一侧设有第一气缸17，第一伸缩缸体33的封闭端位于第一气缸17与固定缸体1之间，第一气缸17固定在底座15上，第一气缸17通过第一管路50与第一高压气源连接。第一高压气源用于提供高压空气，如图所示，第一高压气源可以包括第一电动空气压缩机51和第一储气容器27。第一气缸17的容积可以小于第一储气容器27的容积，例如第一气缸17的容积可以小于第一储气容器27的容积的1％。
139.在第一气缸17内设有第一气动活塞45，在第一气动活塞45的活塞面上设有指向第一伸缩缸体33的封闭端的第一活塞杆20，第一活塞杆20与第一伸缩缸体33的封闭端相连接或接触。
140.在第二伸缩缸体31的封闭端的一侧设有第二气缸16，第二伸缩缸体31的封闭端位于第二气缸16与固定缸体1之间，第二气缸16固定在底座15上，第二气缸16通过第二管路49与第二高压气源连接。第二高压气源用于提供高压空气，如图所示，第二高压气源可以包括第二电动空气压缩机28和第二储气容器26。第二气缸16的容积可以小于第二储气容器26的容积，例如第二气缸16的容积可以小于第二储气容器26的容积的1％。
141.在第二气缸16内设有第二气动活塞18，在第二气动活塞18的活塞面上设有指向第二伸缩缸体31的封闭端的第二活塞杆19，第二活塞杆19的一端能够与第二伸缩缸体31的封闭端接触或分离，第二活塞杆19伸出第二气缸16。
142.第一气缸17的长度可以大于第二气缸16，且第一活塞杆20的长度可以大于第二活塞杆19。第一气缸17的缸径可以与第二气缸16的缸径相等。
143.可选地，在第二伸缩缸体31的封闭端的外壁上可设有具有孔口的真空容腔21，第二活塞杆19通过真空容腔21的孔口插入真空容腔21内，并且在真空容腔21的内壁上可以覆盖有隔音棉。
144.在由第一伸缩缸体33、固定缸体1、第二伸缩缸体31、第一横置液压缸3以及第三横置液压缸2限定的容腔内装有液压流体34。
145.在第一高压容器42与第一液压马达43之间的第一油路48上设有第二阀门53。
146.在第二高压容器12与第二液压马达9之间的第二油路47上设有第三阀门52。
147.在第一储气容器27、第一管路50、第一气缸17内充满压缩空气。
148.在第一低压容器41内装有低压气体及液压流体34。
149.在第二低压容器11内装有低压气体及液压流体34。
150.在第一高压容器42内装有高压气体及液压流体34。
151.在第二高压容器12内装有高压气体及液压流体34。
152.液压流体34可以是机油或液压油。
153.第一低压容器41、第二低压容器11、第一高压容器42以及第二高压容器12内分别可设有用于分隔气体及液压流体34的橡胶隔膜。
154.可选地，该储能装置还可以具有用于复位第二气缸16内的第二气动活塞18的位置的复位机构。该复位机构通过导杆22与第二气动活塞18相连。作为例示性示例，该复位机构可以包括曲轴连杆23、电机24和曲轴25。电机24可以是根据应用情况选择的任何适当的电机，例如交流电机、步进电机、伺服电机等。在工作中，该复位机构也可以锁定第二气缸16内的第二气动活塞18的位置。
155.导杆22可以设置在第二气动活塞18的另一活塞面上，导杆22通过第二气缸16端部的孔口向与固定缸体1的所在方向的相反方向伸出第二气缸16。电机24设置在第二气缸16的一侧，第二气缸16位于电机24与第二伸缩缸体31的封闭端之间，电机24的输出轴通过单向轴承与曲轴25相连接，曲轴25通过曲轴连杆23与导杆22活动连接。
156.下面将参考图2至图6详细描述根据本发明的上述实施例的储能装置的使用方法及其工作原理。
157.参考图2，在有电力供应时，关闭阀门29、第二阀门53以及第三阀门52。当关闭阀门29、第二阀门53以及第三阀门52后，开启第二电动空气压缩机28，以使第二电动空气压缩机28向第二储气容器26内充气。当第二储气容器26内的气压达到规定的压力时，例如当第二储气容器26内的气压达到第一气缸17内的气压的2倍以上时，关闭第二电动空气压缩机28。
158.参考图3，关闭第二电动空气压缩机28后，将阀门29打开，当阀门29打开后，第二储气容器26内的压缩空气瞬时进入第二气缸16内。由于第二储气容器26内的气压大于第一气缸17内的气压，因此第二气动活塞18在第二储气容器26内的气压驱动作用下通过第二活塞杆19推动第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图3中的箭头所指方向加速运动，以使由第二伸缩缸体31、固定缸体1、第一伸缩缸体33、第一横置液压缸3以及第三横置液压缸2所限定的容腔内的液压流体34加速运动。如图3所示，在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图3中的箭头所指方向加速运动的过程中，第二伸缩缸体31内的液压流体34的压强在加速度的作用下增大，因此，在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图3中的箭头所指方向加速运动的过程中依靠第二伸缩缸体31内的液压流体34的压力向图3中的箭头所指方向推动第三活塞5，第三活塞5通过第二活塞连接杆4及第四活塞6将第四横置液压缸35内的液压流体34通过第二单向阀8及高压柔性管路压入第二高压容器12内，在第四横置液压缸35内的液压流体34被压入第二高压容器12的过程中，第四单向阀7关闭。在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图3中的箭头所指方向加速运动的过程中，第一低压容器41内的液压流体34在第一低压容器41内的低压气体的压力驱动作用下通过低压柔性管路及第三单向阀39进入第二横置液压缸36内，进入第二横置液压缸36内的液压流体34向图3中的箭头所指方向推动第二活塞38、第一活塞连接杆46以及第一活塞37。
159.如图3所示，当第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第
一气动活塞45向图3中的箭头所指方向加速运动至图3中的所示位置时，第二气动活塞18到达加速止点。如图4所示，当第二气动活塞18到达加速止点后，第二活塞杆19与第二伸缩缸体31的封闭端分离。如图4所示，当第二活塞杆19与第二伸缩缸体31的封闭端分离后，第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45在第一气缸17的气压阻力下向图4中的箭头所指方向减速，当减速停止后，如图5所示，又依靠第一气缸17内的气压驱动第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图5中的箭头所指方向加速。
160.在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图4中的箭头所指方向减速的过程中以及在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图5中的箭头所指方向加速的过程中，第一伸缩缸33内的液压流体34的压强在加速度的作用下增大。因此，在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图4中的箭头所指方向减速的过程中以及在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图5中的箭头所指方向加速的过程中，依靠第一伸缩缸体33内的液压流体34的压力向图5中的箭头所指方向推动第一活塞37，第一活塞37通过第一活塞连接杆46及第二活塞38将第二横置液压缸36内的液压流体34通过第一单向阀40及高压柔性管路压入第一高压容器42内，在第二横置液压缸36内的液压流体34被压入第一高压容器42的过程中，第三单向阀39关闭。其中，在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图4中的箭头所指方向减速的过程中以及在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图5中的箭头所指方向加速的过程中，第二低压容器11内的液压流体34在第二低压容器11内的低压气体的压力驱动作用下通过低压柔性管路及第四单向阀7进入第四横置液压缸35内，进入第四横置液压缸35内的液压流体34向图5中的箭头所指方向推动第四活塞6、第二活塞连接杆4以及第三活塞5。
161.参考图5，当第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图5中的箭头所指方向加速运动至图5中的所示位置时，第二伸缩缸体31的封闭端与第二活塞杆19相接触。此时，第二气缸16还可以起到减小第二活塞杆19受到的冲击力的作用，这将在下面详细说明。
162.参考图6，当第二伸缩缸体31的封闭端与第二活塞杆19相接触后，第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45在第二气缸16的气压阻力下向图6中的箭头所指方向减速。如图6所示，在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图6中的箭头所指方向减速运动的过程中，第二伸缩缸体31内的液压流体34的压强又在加速度的作用下增大，因此，在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图6中的箭头所指方向减速运动的过程中依靠第二伸缩缸体31内的液压流体34压力向图6中的箭头的所指方向的相反方向推动第三活塞5，第三活塞5通过第二活塞连接杆4及第四活塞6再次将第四横置液压缸35内的液压流体34通过第二单向阀8及高压柔性管路压入第二高压容器12内，在第四横置液压缸35内的液压流体34被再次压入第二高压容器12的过程中，第四单向阀7关闭。在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图6中的箭头所指方向减速运动的过程中，第一低压容器41内的液压流体34在第一低压容器41内低压
气体的压力驱动作用下通过低压柔性管路及第三单向阀39进入第二横置液压缸36内，进入第二横置液压缸36内的液压流体34向图6中的箭头所指方向的相反方向推动第二活塞38、第一活塞连接杆46以及第一活塞37。
163.在第二伸缩缸体31向图3中的箭头所指方向加速运动的过程中，第二气动活塞18通过导杆22及曲轴连杆23带动曲轴25顺时针旋转，此时曲轴25与单向轴承呈非锁定状态。当第二伸缩缸体31向图6中的箭头所指方向减速运动时，开启电机24，该电机24驱动曲轴25顺时针旋转，此时曲轴25与单向轴承呈锁定状态。第二气动活塞18在电机24、曲轴25、曲轴连杆23以及导杆22的驱动作用下朝着图6中的箭头所指方向移动，当第二气动活塞18在电机24、曲轴25、曲轴连杆23以及导杆22的驱动作用下到达图6中的所示位置后，关闭电机24。第二气动活塞18在电机24、曲轴25、曲轴连杆23以及导杆22的驱动作用下移动的上述过程可以称为第二气动活塞18的复位过程。可以理解，除曲轴连杆23、电机24和曲轴25之外，复位机构还可以包括锁定机构。在上述复位过程完成后，还可以利用锁定机构将第二气动活塞18锁定在图6中的所示位置。
164.在另一实施例中，当第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图3中的箭头所指方向加速运动时，也可以开启电机24。这使得电机24能够对第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45产生推力，进而提高第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45的动能。当第二气动活塞18在电机24、曲轴25、曲轴连杆23以及导杆22的驱动作用下到达图6中的所示位置后，关闭电机24。
165.如图9所示，锁定机构可以是制动器，该制动器可以包括安装于与曲轴25驱动连接的电机24的输出轴上的制动盘56以及与底座15相固定连接的内部安装有制动片的制动卡钳57。当第二气动活塞18在电机24、曲轴25、曲轴连杆23以及导杆22的驱动作用下到达图6中的所示位置后，可以通过制动卡钳57及制动片对制动盘56施加制动力，以使得将第二气动活塞18锁定在图6中的所示位置。当然，锁定机构还可以包括除图9所示的制动盘56和制动卡钳57之外的其它部件。
166.如上所述，在图6所示操作之后，可以利用复位机构和锁定机构将第二气动活塞18复位并锁定在图6所示位置。当然，在完成一次图3至图6的操作之后，第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45可以根据需要重复图3至图6的操作，在需要多次重复图3至图6的操作的情况下，电机24始终处于打开状态，此时，锁定机构不对第二气动活塞18进行锁定，而是只在最后一次重复操作结束时将第二气动活塞18锁定在图6所示位置。随着第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45的多次往复运动，液压流体34会在高速流动作用下产生热量。在这种情况下，可以在储能装置中设置冷却系统。
167.图10示出了根据本发明的另一实施例的储能装置的固定缸体的截面结构和冷却系统。固定缸体1的外壁58与固定缸体1的内壁59之间形成夹层60，在该夹层60中还设有隔离壁61，以促进冷却液在夹层60内均匀流动。固定缸体1的外壁58上设有冷却液出口62和冷却液入口63，上述隔离壁61位于冷却液出口62与冷却液入口63之间。冷却液经由冷却液入口63进入夹层60，并经由冷却液出口62从夹层60流出。冷却液出口62通过冷却液循环管路65与冷却液入口63连接，在该冷却液循环管路65上设有循环冷却泵64和冷却液散热器66。
在对液压流体34进行冷却时，循环冷却泵64驱动冷却液流动。当冷却液在冷却液循环管路65中流动时，冷却液散热器66可以对冷却液进行散热。冷却液散热器66周围还可以设有采用任何布置的任何数量的用于对该冷却液散热器66进行散热的散热风扇。作为示例，图11示出了设置在冷却液散热器66附近的用于对该冷却液散热器66进行散热的一个散热风扇67。
168.作为图1所示的结构的另一实施例，不需要真空容腔21，并且第二活塞杆19可以与第二伸缩缸体31连接。作为示例，第二活塞杆19可以通过折叠连接机构与第二伸缩缸体31连接。折叠连接机构包括横向支撑臂68、第二连接轴承73、第一摆臂69、第一连接轴承72、第二摆臂70、第三连接轴承74、连接件71和触碰开关75。横向支撑臂68与第二活塞杆19固定连接，第一摆臂69通过第二连接轴承73与横向支撑臂68活动连接，并且第一摆臂69通过第一连接轴承72与第二摆臂70活动连接，第二摆臂70通过第三连接轴承74与连接件71活动连接，连接件71与第二伸缩缸体31固定连接。第二连接轴承73处设置有扭簧76，该扭簧可以促进第一摆臂69顺时针旋转。触碰开关75设在横向支撑臂68的下方，并且触碰开关75可以通过电线与电机24连接。在使用折叠连接机构的情况下，电机24的开启和关闭可以由外部开关和触碰开关75共同控制。当折叠连接机构处于折叠状态时，第二伸缩缸体31与第二活塞杆19之间的间距小于折叠连接机构处于展开状态时，第二伸缩缸体31与第二活塞杆19之间的间距。
169.图12示出了折叠连接机构处于折叠状态时的俯视结构示意图。在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图6中的箭头所指方向减速运动的过程中，折叠连接机构处于折叠状态，并且在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图6中的箭头所指方向的相反方向加速运动的过程中，折叠连接机构也处于折叠状态。当折叠连接机构处于折叠状态时，第一摆臂69下压触碰开关75，此时，由于外部开关处于打开状态，所以此时在外部开关与触碰开关75的共同控制下，电机24处于开启状态。
170.图13示出了折叠连接机构处于展开状态时的俯视结构示意图，并且图14示出了折叠连接机构处于展开状态时的侧视结构示意图。在折叠连接机构展开的过程中，第一摆臂69释放触碰开关75，此时，电机24关闭。在折叠连接机构展开的过程中，扭簧76可以促使第一摆臂69顺时针旋转。图14所示的展开状态是折叠连接机构能够实现的最大展开状态。
171.下面针对两种场景来描述外部开关和触碰开关75对电机24的开启和关闭的控制。
172.在仅需要第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45完成一次往复运动(类似于图3至图6的操作)的情况下，当第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图3中的箭头所指方向加速运动时，开启外部开关，此时，折叠连接机构处于折叠状态，并且第一摆臂69压在触碰开关75上，因此在外部开关和触碰开关75的共同控制下，使电机24开启。这使得电机24能够对第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45产生推力，进而提高第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45的动能。随着第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45的运动，折叠连接机构展开，第一摆臂69释放触碰开关75，因此使得电机24关闭。当第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图6中的箭
头所指方向减速运动时，折叠连接机构又处于折叠状态，因此触碰开关75被第一摆臂69再次下压，进而使得电机24再次开启。当电机24再次开启后，当第二气动活塞18在电机24、曲轴25、曲轴连杆23以及导杆22的驱动作用下到达图6中的所示位置后，关闭外部开关，以使电机24关闭。
173.在需要第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45完成多次往复运动(类似于多次图3至图6的操作)的情况下，在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45进行第一次往复运动过程中，当第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图3中的箭头所指方向加速运动时，开启外部开关，此时，折叠连接机构处于折叠状态，并且第一摆臂69压在触碰开关75上，因此在外部开关和触碰开关75的共同控制下，使电机24开启。随着第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45的运动，折叠连接机构展开，第一摆臂69释放触碰开关75，因此使得电机24关闭。当第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图6中的箭头所指方向减速运动时，折叠连接机构又处于折叠状态，因此触碰开关75被第一摆臂69再次下压，进而使得电机24再次开启。在下一次往复运动过程中，折叠连接机构又再次展开，所以第一摆臂69因再次释放触碰开关75而导致电机24被再次关闭。因此，在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45多次往复运动期间，可以通过触碰开关75控制电机24的开启与关闭。
174.在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45开始进行下一次往复运动过程时，电机24处于开启状态，电机24会对第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45产生推力，从而增加第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45的动能。在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45的最后一次往复运动过程中，当第二气动活塞18在电机24、曲轴25、曲轴连杆23以及导杆22的驱动作用下到达图6中的所示位置后，关闭外部开关，以使电机24关闭。
175.在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45的往复运动过程中，当折叠连接机构处于折叠状态时，由该折叠连接机构锁定第二伸缩缸体31与第二活塞杆19的间距。
176.在第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45的往复运动过程中，当折叠连接机构处于展开状态时，该折叠连接机构不锁定第二伸缩缸体31与第二活塞杆19的间距。
177.第二活塞杆19通过折叠连接机构与第二伸缩缸体31连接的优点在于：可以避免第二伸缩缸体31与第二活塞杆19撞击，进而避免撞击噪音，并且减少能量损失，进一步提高储能装置的储能效率。
178.图1所示的结构采用了高压柔性管路及低压柔性管路，考虑到这些高压柔性管路及低压柔性管路在某些场合可能会因长期使用而损坏管路的柔性材料。因此，为避免因长期使用而损坏管路的柔性材料，也可以采用刚性活动管路来代替所述高压柔性管路及低压柔性管路。图15和图16分别示出了刚性活动管路的结构示意图和侧视结构示意图。
179.刚性活动管路包括第一接口79、第二旋转密封接口81、第一刚性管路77、第三旋转
密封接口82、第二刚性管路78、第一旋转密封接口80以及第二接口83。第一接口79和第二接口83可以通过各种连接方式与外部部件连接。第一刚性管路77通过第二旋转密封接口81与第一接口79活动连接，并且第一刚性管路77通过第三旋转密封接口82与第二刚性管路78活动连接，该第二刚性管路78通过第一旋转密封接口80与第二接口83活动连接。第一旋转密封接口80、第二旋转密封接口81和第三旋转密封接口82可以具有相似的结构，以第三旋转密封接口82为例，第三旋转密封接口82可以包括两个部分，所述两个部分中的一个部分可以与第一刚性管路77连接，所述两个部分中的另一部分可以与第二刚性管路78连接，并且所述两个部分可以通过本领域公知的旋转密封件活动连接。刚性活动管路的弯曲度可以通过第一旋转密封接口80、第二旋转密封接口81和第三旋转密封接口82的旋转来调节。在使用过程中，液压流体可以通过第一接口79和第二接口83进出刚性活动管路并且可以在该刚性活动管路内流动。
180.当失去电力供应而需要利用该储能装置中储存的能量进行发电时，开启第二阀门53及第三阀门52。当第三阀门52开启后，第二高压容器12内的液压流体34在第二高压容器12内的高压气体的压力作用下通过第二油路47及第二液压马达9流入第二低压容器11。在第二高压容器12内的液压流体34通过第二油路47及第二液压马达9流入第二低压容器11的过程中，依靠第二高压容器12内的液压流体34的压力驱动第二液压马达9旋转，并由第二液压马达9驱动第二发电机10发电。
181.当第二阀门53开启后，第一高压容器42内的液压流体34在第一高压容器42内的高压气体的压力作用下通过第一油路48及第一液压马达43流入第一低压容器41。在第一高压容器42内的液压流体34通过第一油路48及第一液压马达43流入第一低压容器41的过程中，依靠第一高压容器42内的液压流体34的压力驱动第一液压马达43旋转，并由第一液压马达43驱动第一发电机44发电。
182.以上参照本发明的示例性实施例对本发明的技术思想进行了说明，不过本领域技术人员可以理解，本发明并不限于以上说明书的具体实施例，而可以在以上说明的技术思想的范围内作出各种改变。
183.例如，本发明的储能装置未必需要具有上面说明的全部部件。在另一实施例中，本发明的储能装置可以不具有上面说明的第二气缸16、第三横置液压缸2、第四横置液压缸35等。具体而言，该实施例的储能装置包括：活动液压缸，该活动液压缸具有固定的固定缸体，以及能够相对于所述固定缸体在轴向上移动的伸缩缸体，在该固定缸体与伸缩缸体所限定的腔室内具有液压流体；第一气缸，该第一气缸位于所述活动液压缸的轴向一侧，该第一气缸的活塞杆的一端指向所述活动液压缸的伸缩缸体；第一横置液压缸，其固定于所述活动液压缸的所述伸缩缸体的一侧，且与所述活动液压缸的腔室连通；第二横置液压缸，其内部设有能够在所述第二横置液压缸内伸缩的活塞连接杆，该活塞连接杆与所述第一横置液压缸内的活塞连接；第一高压容器，其与所述第二横置液压缸连通；第一液压马达，其与所述第一高压容器相连而能够由所述第一高压容器内的高压流体驱动；第一发电机，其与所述第一液压马达相连，能够由所述第一液压马达驱动而发电。
184.另外，也可以对上面说明的构成部件作出各种变更设计。
185.例如，图7和图8例示了根据本发明的另一实施例的储能装置的第二气缸16的内部结构。第二气缸16内还设有挡圈54和中心具有凸起的环形活塞55。第二气动活塞18和环形
活塞55将第二气缸16内部分为三个部分，其中，第二气动活塞18与环形活塞55之间的部分不具有高压气体，其余两个部分具有高压气体。在该实施例中，第二管路49可以分为两个支路，所述两个支路可以通向上述其余两个部分。
186.当第二伸缩缸体31、固定杆32、第一伸缩缸体33、第一活塞杆20以及第一气动活塞45向图5中的箭头所指方向加速运动至图5中的所示位置时，第二伸缩缸体31的封闭端与第二活塞杆19相接触。当第二伸缩缸体31的封闭端与第二活塞杆19相接触后，环形活塞55在第二气缸16内高压气体的压力作用下开始向第二气动活塞18方向运动，直到环形活塞55运动到挡圈54的位置，环形活塞55停止运动，此时，第二活塞杆19继续推动第二气动活塞18。以这种方式，可以减小第二活塞杆19受到的冲击力，进而减少复位第二气动活塞18时产生的能量损耗。
187.图17至图19是根据本发明的另一实施例的储能装置的固定缸体1的内部结构示意图。在固定杆32的长度比较长的情况下，可以使用图17至图19所示的固定缸体1的内部结构。参考图17，固定缸体1的内壁59上设置有垂直的支撑壁84，在该支撑壁84上设置有孔口85。固定杆32可以贴合着孔口85的内壁穿过支撑壁84。参考图18和图19，支撑壁84还可以具有曲面凸起结构86。曲面凸起结构86可以减小支撑壁84的端面对往复运动的液压流体34产生的流动阻力。
188.在固定杆32的长度比较长的情况下，固定杆32的中间部位可能会在重力的作用下产生一定的弯折度，在这种情况下，可以使用图17至图19所示的固定缸体1的内部结构，以避免固定杆32的中间部位因重力作用而产生弯折度。在固定杆32往复运动的过程中，固定杆32可以在支撑壁84的孔口85内贴合着该孔口85的内壁做伸缩运动，因此，支撑壁84的孔口85的内壁可以防止固定杆32的中间部位产生弯折度。
189.另外，在使用本发明的储能装置之前，可以将本发明的储能装置的底座15通过多个固定螺钉固定在事先预埋在地下的固定基桩上。这样做的目的是防止本发明的储能装置在使用过程中产生晃动，进而减小该储能装置在运行期间因该储能装置的晃动而产生的能量损耗。
190.以上所述仅为本发明示意性的具体实施例，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。
技术特征：1.一种储能装置，所述储能装置包括：活动液压缸，该活动液压缸具有固定的固定缸体，以及能够相对于所述固定缸体在轴向上移动的伸缩缸体，在该固定缸体与伸缩缸体所限定的腔室内具有液压流体；第一气缸，该第一气缸位于所述活动液压缸的轴向一侧，该第一气缸的活塞杆的一端指向所述活动液压缸的伸缩缸体；第一横置液压缸，其固定于所述活动液压缸的所述伸缩缸体的一侧，且与所述活动液压缸的腔室连通；第二横置液压缸，其内部设有能够在所述第二横置液压缸内伸缩的活塞连接杆，该活塞连接杆与所述第一横置液压缸内的活塞连接；第一高压容器，其与所述第二横置液压缸连通；第一液压马达，其与所述第一高压容器相连而能够由所述第一高压容器内的高压流体驱动；第一发电机，其与所述第一液压马达相连，能够由所述第一液压马达驱动而发电。2.根据权利要求1所述的储能装置，其中，所述第一气缸的活塞杆的指向所述活动液压缸的伸缩缸体的一端与所述活动液压缸的伸缩缸体连接或接触。3.根据权利要求1所述的储能装置，其中，该储能装置还具有与所述第一气缸相连的第一高压气源。4.根据权利要求3所述的储能装置，其中，该储能装置还具有第二气缸，该第二气缸位于所述活动液压缸的与所述第一气缸相反的轴向另一侧，该第二气缸的活塞杆的一端能够与所述活动液压缸的伸缩缸体接触或分离。5.根据权利要求3所述的储能装置，其中，该储能装置还具有第二气缸，该第二气缸位于所述活动液压缸的与所述第一气缸相反的轴向另一侧，该第二气缸的活塞杆的一端能够与所述活动液压缸的伸缩缸体连接。6.根据权利要求4或5所述的储能装置，其中，该储能装置还具有：第三横置液压缸，其固定于所述活动液压缸的所述伸缩缸体的与所述第一横置液压缸相反的另一侧，且与所述活动液压缸的腔室连通，第四横置液压缸，其内部设有能够在所述第四横置液压缸内伸缩的活塞连接杆，该活塞连接杆与所述第三横置液压缸内的活塞连接；第二高压容器，其与所述第四横置液压缸连通；第二液压马达，其与所述第二高压容器相连而能够由所述第二高压容器内的高压流体驱动；第二发电机，其与所述第二液压马达相连，能够由所述第二液压马达驱动而发电。7.根据权利要求6所述的储能装置，其中，该储能装置还具有与所述第二气缸相连的第二高压气源。8.根据权利要求1所述的储能装置，其中，所述伸缩缸体包括对置的第一伸缩缸体和第二伸缩缸体，该第一伸缩缸体和第二伸缩缸体被连接成一体。9.根据权利要求4或5所述的储能装置，其中，该储能装置还具有用于复位所述第二气缸的活塞的位置的复位机构。
10.根据权利要求6所述的储能装置，其中，所述第二横置液压缸与所述第一高压容器经由第一单向阀而连通；并且所述第四横置液压缸与所述第二高压容器经由第二单向阀而连通。11.根据权利要求1所述的储能装置，其中，该储能装置还具有：经由所述第一液压马达与所述第一高压容器连通的第一低压容器，该第一低压容器经由第三单向阀而与所述第二横置液压缸连通。12.根据权利要求6所述的储能装置，其中，该储能装置还具有：经由所述第二液压马达与所述第二高压容器连通的第二低压容器，该第二低压容器经由第四单向阀而与所述第四横置液压缸连通。13.根据权利要求5所述的储能装置，其中，所述第二气缸的活塞杆的一端能够通过折叠连接机构与所述活动液压缸的伸缩缸体连接。
技术总结本发明提供了一种储能装置，其包括：活动液压缸，其具有固定的固定缸体以及能够相对于固定缸体在轴向上移动的伸缩缸体，在固定缸体与伸缩缸体所限定的腔室内具有液压流体；第一气缸，其位于活动液压缸的轴向一侧，第一气缸的活塞杆的一端与活动液压缸的伸缩缸体连接；第一横置液压缸，其固定于活动液压缸的伸缩缸体的一侧且与活动液压缸的腔室连通；第二横置液压缸，其内部设有能够在第二横置液压缸内伸缩的活塞连接杆，活塞连接杆与第一横置液压缸内的活塞连接；第一高压容器，其与第二横置液压缸连通；第一液压马达；以及第一发电机。以及第一发电机。以及第一发电机。
技术研发人员：皇甫欢宇
受保护的技术使用者：兰州美能世界能源科技有限公司
技术研发日：2022.04.21
技术公布日：2022/7/5
