專利名稱：一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車，具體地說是一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車。
背景技術(shù)：
在目前的節(jié)能減排倡導(dǎo)下，電動汽車由于其無污染、資源消耗低的優(yōu)點(diǎn)逐步受到人們的關(guān)注。電動汽車技術(shù)開始快速發(fā)展，但是仍然存在許多問題，其中，電動汽車行駛里程短、續(xù)航能力不高是制約電動汽車推廣使用的主要問題。雖然也提出了很多解決該問題的方案，但都存在缺陷，無法付諸于實際。利用汽車行駛中產(chǎn)生的風(fēng)力發(fā)電，然后回饋給汽車蓄電池是一種比較理想的方法。風(fēng)力作為一種清潔的可再生資源，如果能夠有效的利用，則可以有效降低電動汽車的電量消耗速度，提高最大行程。風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中的葉輪是接受風(fēng)能的最主要部件，也是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的部件。其良好的設(shè)計、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素。由于汽車本身的限制，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備由于風(fēng)阻大、安裝不便等問題無法適用于電動汽車。因此，設(shè)計一種適于使用的帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車，能夠在行駛過程中將風(fēng)力轉(zhuǎn)換為電能，給汽車補(bǔ)充電量，提供續(xù)航能力。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車，包括車架，在車架的前端對稱設(shè)有兩個固定軸，兩個固定軸之間水平設(shè)有風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組通過兩個固定軸懸掛在車架的前端，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組由葉輪和發(fā)電機(jī)構(gòu)成，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與葉輪連接，發(fā)電機(jī)的線圈繞組通過發(fā)電控制器與儲電系統(tǒng)連接，儲電系統(tǒng)通過驅(qū)動控制器與驅(qū)動電機(jī)連接，葉輪的底面與地平面的距離為20-40 Cm，在葉輪的上方設(shè)有擋風(fēng)板，擋風(fēng)板的下沿不低于葉輪的中軸線。所述的葉輪包括輪軸和葉片，葉片以輪軸為中心呈圓周分布，所述的葉片為瓦形結(jié)構(gòu)，葉片的四條側(cè)邊中兩條側(cè)邊為直線邊，另外兩條側(cè)邊為圓弧形，葉片的直線邊與輪軸平行。所述的葉片圓弧形側(cè)邊靠近輪軸的一端與相鄰風(fēng)葉的瓦形圓弧面相切；在葉片圓弧形邊另一端的端點(diǎn)處，該圓弧形邊的切線與該端點(diǎn)繞輪軸旋轉(zhuǎn)形成的圓形軌跡的切線重
口 o所述的葉片設(shè)置在兩個圓形的隔板之間，葉片的圓弧形側(cè)邊與隔板連接，且圓弧形側(cè)邊的一端與隔板的圓周相接。所述的發(fā)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子設(shè)置在葉輪一端的端面上，定子設(shè)置在與轉(zhuǎn)子相對的固定軸上。所述的擋風(fēng)板，其下緣的水平高度比葉輪的中軸線高3 — 8cm。所述的葉輪的一端設(shè)有飛輪。
本發(fā)明的有益效果是能夠在行駛過程中將風(fēng)力轉(zhuǎn)換為電能，給汽車補(bǔ)充電量，減緩汽車電量消耗，提供續(xù)航能力。風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組通過兩個固定軸懸掛在車架的前端，便于安裝。擋風(fēng)板的設(shè)置在不降低葉輪下部葉片受力的同時，有效阻擋了氣流對葉輪上部的葉片的沖擊，減少了葉輪轉(zhuǎn)動的阻力。葉輪底端與地面之間為氣流通道，合適的距離可以保證氣流對葉輪的推力最大化。葉輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計使其具有獨(dú)特的迎風(fēng)面，能夠最大限度的接受風(fēng)力，即使是微弱的風(fēng)也能帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，該結(jié)構(gòu)有效降低汽車行駛中的風(fēng)阻，減少能量損耗，提高風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率。葉片設(shè)置在間隔的隔板之間，形成模塊化設(shè)計，可以根據(jù)需要設(shè)置隔板和葉片的數(shù)量，以適應(yīng)不同功率的發(fā)電要求。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明葉輪的結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明葉片的設(shè)置方式示意圖。圖中標(biāo)記:1、葉輪、101、輪軸，102、葉片，103、隔板，104、飛輪，2、發(fā)電機(jī)，201、轉(zhuǎn)子，202、定子，3、發(fā)電控制器，4、儲電系統(tǒng)，5、驅(qū)動電機(jī)，6、擋風(fēng)板，7、車架，8、固定軸，9、驅(qū)動控制器。
具體實施例方式結(jié)合附圖具體說明本發(fā)明的實施方式，一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車，包括車架7，在車架7的前端對稱設(shè)有兩個固定軸8，兩個固定軸8之間水平設(shè)有風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組，固定軸7與風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組之間設(shè)有軸承，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組通過兩個固定軸8懸掛在車架的前端。風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組由葉輪I和發(fā)電機(jī)2構(gòu)成，發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子201與葉輪I連接，發(fā)電機(jī)2的線圈繞組輸出通過發(fā)電控制器3與儲電系統(tǒng)4連接，儲電系統(tǒng)4通過驅(qū)動控制器9與驅(qū)動電機(jī)5連接。發(fā)電控制器3用于控制發(fā)電機(jī)2電力輸出，使其與儲電系統(tǒng)4所要求的標(biāo)準(zhǔn)充電范圍相一致。驅(qū)動控制器9用于控制儲電系統(tǒng)4與驅(qū)動電機(jī)5之間供電線路的通斷、驅(qū)動電機(jī)5的調(diào)速、正、反轉(zhuǎn)及電路安全保護(hù)。以關(guān)閉或啟動驅(qū)動電機(jī)5。儲電系統(tǒng)4包括儲能無觸點(diǎn)電子開關(guān)模塊、分流器模塊、匯流器模塊、動力電池組和超級電容組。發(fā)電控制器3的輸出端通過儲能無觸點(diǎn)電子開關(guān)模塊、分流器模塊分別與動力電池組和超級電容組電聯(lián)接，動力電池組和超級電容組供電輸出分別通過匯流模塊聯(lián)接到驅(qū)動控制。超級電容組具有充放電速度快、效率高的特點(diǎn)，主要在汽車瞬時耗電量大時通過匯流器模塊一并給驅(qū)動控制器供給電量，使動力電池組電量輸出有所節(jié)減。如果單純對于儲電和供電的功能而言，儲電系統(tǒng)4也可以僅有蓄電池組構(gòu)成。在汽車行駛過程中，氣流推動葉輪I旋轉(zhuǎn)，葉輪帶動發(fā)電機(jī)2的轉(zhuǎn)子201轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)2的線圈繞組切割磁力線產(chǎn)生電流，并經(jīng)過發(fā)電控制器3將電流輸送至儲電系統(tǒng)4，給儲電系統(tǒng)4補(bǔ)充電量。儲電系統(tǒng)4作為汽車的供電單元給驅(qū)動電機(jī)5供電，以驅(qū)動汽車行駛。葉輪I的底面與地平面的距離為20-40 Cm，在葉輪I的上方設(shè)有擋風(fēng)板6，擋風(fēng)板6的下沿不低于葉輪I的中軸線。所述的葉輪I包括輪軸101和葉片102，葉片102以輪軸101為中心呈圓周分布，所述的葉片102為瓦形結(jié)構(gòu)，在葉片102的四條側(cè)邊中兩條側(cè)邊為直線邊，另外兩條側(cè)邊為圓弧形。葉片102的直線邊與輪軸101平行，葉片102的瓦形的圓弧面也與輪軸101平行。葉片102圓弧形側(cè)邊靠近輪軸101的一端與相鄰風(fēng)葉的瓦形圓弧面相切；在葉片102圓弧形邊另一端的端點(diǎn)處，該圓弧形邊的切線與該端點(diǎn)繞輪軸101旋轉(zhuǎn)形成的圓形軌跡的切線重合。如圖所示，葉片102設(shè)置在兩個圓形的隔板103之間，葉片102的圓弧形側(cè)邊與隔板103連接，形成模塊化設(shè)計，可以根據(jù)需要設(shè)置隔板和葉片的數(shù)量，以適應(yīng)不同功率的發(fā)電要求。在該實施例中，隔板103的外緣即為葉輪I的最外端，葉片102的其中一條直線邊與隔板103的外緣相平，葉片圓弧形邊所在的圓分布在隔板103的圓周上，并內(nèi)接于隔板103的圓周；圓弧形側(cè)邊所在的圓與隔板103的圓周相接，接點(diǎn)為葉片圓弧形邊的端點(diǎn)，在該點(diǎn)處，圓弧形邊的切線與隔板的切線重合。葉片102的形狀設(shè)計使其具有獨(dú)特的迎風(fēng)面，能夠最大限度的接受風(fēng)力，即使是微弱的風(fēng)也能帶動葉輪I旋轉(zhuǎn)。氣流流入葉片102的圓弧形凹槽內(nèi)，帶動葉輪I旋轉(zhuǎn)后快速流出，在葉片102的內(nèi)不產(chǎn)生渦流，有效降低風(fēng)阻，減少車輛行駛中的能量損失。根據(jù)汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，風(fēng)力發(fā)電裝置適于安裝在汽車前部，葉輪I下方為帶動葉輪旋轉(zhuǎn)的氣流通道。葉輪I依靠氣流推動其下部的葉片實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，因此為減小葉輪旋轉(zhuǎn)時的阻力，在葉輪I外側(cè)設(shè)置擋風(fēng)板6，并將擋風(fēng)板6固定在車架7上，用于防止氣流沖擊葉輪上部的葉片。為了在有效阻擋上部氣流的同時不影響氣流帶動葉輪，擋風(fēng)板6的下緣一般不低于葉輪I的中軸線。比較好的設(shè)置方式是擋風(fēng)板6下緣的水平高度比葉輪的中軸線高3 — 8cm，最好比葉輪的中軸線高4一5cm。氣流通道的高度也是影響葉輪轉(zhuǎn)動的重要因素，通道高度過小影響氣流流通，通道高度過大影響氣流與葉輪的切角，從而降低氣流對葉輪的推力。因此，比較好的設(shè)置方式為葉輪的底面與地平面的距離為20-40 Cm，最好為20—25cm。所述的發(fā)電機(jī)2，其轉(zhuǎn)子201設(shè)置在葉輪I 一端的端面上，定子202設(shè)置在與轉(zhuǎn)子201相對的固定軸8上。發(fā)電機(jī)線圈繞組可以設(shè)置在定子202上，也可以設(shè)置在轉(zhuǎn)子201上。附圖所示的實施方式中，線圈繞組設(shè)置在定子202上，在該實施方式中轉(zhuǎn)子201中設(shè)有一個空腔，定子202設(shè)置在轉(zhuǎn)子201的內(nèi)腔中，固定軸8為中空結(jié)構(gòu)，線圈繞組的接線穿過固定軸8的空腔與發(fā)電控制器3連接。當(dāng)轉(zhuǎn)子201轉(zhuǎn)動時，定子202固定不動，定子202上的線圈繞組切割磁力線產(chǎn)生電流，并輸送至發(fā)電控制器3。如果線圈繞組設(shè)置在轉(zhuǎn)子201上則可以采用刷片方式接線。為了增加葉輪I轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性，在葉輪I的一端設(shè)置飛輪104，飛輪104作為配重增加了葉輪I的整體重量，在汽車減速剎車時，由于飛輪104受離心力的作用，短時間內(nèi)仍可依靠慣性轉(zhuǎn)動，使發(fā)電裝置能夠穩(wěn)定發(fā)電，減小電壓、電流波動。
權(quán)利要求
1.一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車，包括車架(7)，在車架(7)的前端對稱設(shè)有兩個固定軸(8)，其特征在于兩個固定軸(8)之間水平設(shè)有風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組通過兩個固定軸(8 )懸掛在車架的前端，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組由葉輪(I)和發(fā)電機(jī)(2 )構(gòu)成，發(fā)電機(jī)(2 )的轉(zhuǎn)子(201)與葉輪(I)連接，發(fā)電機(jī)(2 )的線圈繞組通過發(fā)電控制器(3 )與儲電系統(tǒng)(4)連接，儲電系統(tǒng)(4)通過驅(qū)動控制器(9)與驅(qū)動電機(jī)(5)連接，葉輪(I)的底面與地平面的距離為20-40 Cm，在葉輪(I)的上方設(shè)有擋風(fēng)板(6)，擋風(fēng)板(6)的下沿不低于葉輪Cl)的中軸線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車，其特征在于所述的葉輪(I)包括輪軸(101)和葉片(102)，葉片(102)以輪軸(101)為中心呈圓周分布，所述的葉片(102)為瓦形結(jié)構(gòu)，葉片(102)的四條側(cè)邊中兩條側(cè)邊為直線邊，另外兩條側(cè)邊為圓弧形，葉片(102)的直線邊與輪軸(101)平行。
3.如權(quán)利要求2所述的一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車，其特征在于所述的葉片(102)圓弧形側(cè)邊靠近輪軸(101)的一端與相鄰風(fēng)葉的瓦形圓弧面相切；在葉片(102)圓弧形邊另一端的端點(diǎn)處，該圓弧形邊的切線與該端點(diǎn)繞輪軸(101)旋轉(zhuǎn)形成的圓形軌跡的切線重合。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車，其特征在于所述的葉片(102)設(shè)置在兩個圓形的隔板(103)之間，葉片(102)的圓弧形側(cè)邊與隔板(103)連接，且圓弧形側(cè)邊的一端與隔板(103)的圓周相接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車，其特征在于所述的發(fā)電機(jī)(2)，其轉(zhuǎn)子(201)設(shè)置在葉輪(I) 一端的端面上，定子(202)設(shè)置在與轉(zhuǎn)子(201)相對的固定軸(8)上。
6.如權(quán)利要求4所述的一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車，其特征在于所述的擋風(fēng)板(6)，其下緣的水平高度比葉輪的中軸線高3— 8cm。
7.如權(quán)利要求1所述的一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車，其特征在于所述的葉輪(I)的一端設(shè)有飛輪(104)。
全文摘要
一種帶有風(fēng)力電量補(bǔ)充裝置的電動汽車，包括車架，在車架的前端對稱設(shè)有兩個固定軸，兩個固定軸之間水平設(shè)有風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組通過兩個固定軸懸掛在車架的前端，風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組由葉輪和發(fā)電機(jī)構(gòu)成，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與葉輪連接，發(fā)電機(jī)的線圈繞組輸出通過發(fā)電控制器與儲電系統(tǒng)連接，儲電系統(tǒng)通過驅(qū)動控制器與驅(qū)動電機(jī)連接，葉輪的底面與地平面的距離為20-40㎝，在葉輪的上方設(shè)有擋風(fēng)板，擋風(fēng)板的下沿不低于葉輪的中軸線。能夠在行駛過程中將風(fēng)力轉(zhuǎn)換為電能，給汽車補(bǔ)充電量，減緩汽車電量消耗，提供續(xù)航能力；該結(jié)構(gòu)有效降低汽車行駛中的風(fēng)阻，減少能量損耗，提高風(fēng)電轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號B60K16/00GK103042935SQ201110314000
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者王帥民, 賀金旺, 趙海見 申請人:平頂山市中嘉能源科技有限公司