CN201592659U - 利用自然风能和太阳能的汽车 - Google Patents

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Abstract

一种零能耗自行汽车，该车安装有太阳能电池板、风电动力机、驱动电机、转向操纵***、控制器、调压器、切换开关，以及蓄电池组，太阳能电池板安装在车体表面上，风电动力机安装在前机舱内，二者均与调压器相连接，转向操纵***与前轮相连接，两个蓄电池组其中一组通过切换开关与控制器相连接，另一组通过切换开关与调压器相连接，两组电池同时分别与充电插座相连接，加速板和制动板分别与控制器相连接，控制器与驱动电机相连接。

Description

利用自然风能和太阳能的汽车
所属技术领域
本实用新型涉及交通领域中的新型电动汽车，一种引入风能和太阳能的新能源汽车——利用自然风能和太阳能的汽车，该车无论在行驶状态或泊停状态，都可利用自然风能和太阳能发电，从而在阳光下可自行驱动的电动汽车，是一种绿色节能的的新能源汽车。
背景技术
面临全球的能源危机，汽车即将走到末日，二十年来人们探索新路，虽取得混合动力车的进展，但无济于事。电动汽车依赖新发明的化学电池，不但价格昂贵，而且继续污染环境，威胁人类安全。实际上，有两种能源，就在身边，永恒不灭，用之不绝，这就是风能和太阳能。利用风能发电驱动汽车，许多有益的尝试为人们积累经验，但尚不成熟。如美国专利ENERGY RECOVERY SISTEM FOR MOVING VEHICLE(US2007/0262584 A1)，在前机舱风窗后面安装涡轮风力发电机(turbine)，为左右两组蓄电池充电。但是，风扇的直径最大不过40cm，扫风面积0.25平米，设汽车行驶速度80km/h，风机效率0.6，则该发电功率仅551w，若再考虑电损0.9和机损0.7，则实际功率仅335w(还未计算对汽车阻力损失)。这么小的功率照明可以，驱动是不可能的。太阳能发电驱动汽车，不花一分钱跑遍全球，是最美妙最激动人心的梦想，全世界为此痴迷奋斗不止，也涌现出大量优秀的设计，如美国专利SOLAR ENERGY SYSTEMFOR HYBRID VEHICLE(US2007/0125417 A1)等。当然，太阳能电池板的效率还较低，仅仅依靠太阳能是不够的。将风能和太阳能综合利用会有奇迹。正因如此，文图瑞的自驱式电动车(Venturi Eclectic)获得2007年美国新能源汽车设计大奖。该车主要动力来自2.5平米的太阳能电池板，并在车顶上方安装了一台三桨涡轮风力发电机，该车可不依赖任何人工能源，自驱行驶。不过，涡轮发电机在行驶中对汽车产生阻力，所发电能基本被阻力消耗，效率极低，该风力发电机只有在泊停时才起作用，所以驱动性能不够强，速度较慢。以上案例说明，大量风能、太阳能汽车的设想虽有创意，但缺乏的是科学的***以及强大的核心动力，所以，国内外至今没有突破性发展。
发明内容
为了实现利用风力发电，突破蓄电池瓶颈难关，使新能源汽车革命早日成功，本实用新型公开了一种利用自然风能和太阳能的汽车，该车在使用太阳能蓄电的同时，利用本人发明的风电动力机，可从大自然源源不断获取电能，在晴天时令汽车轻松奔驰。
为了实现上述理想目标，本实用新型利用自然风能和太阳能的汽车所采取的技术方案是：该车安装有太阳能电池板、风电动力机、驱动电机、转向操纵***、控制器、调压器、切换开关，以及蓄电池组，太阳能电池板安装在车体表面上，风电动力机安装在前机舱内，二者均与调压器相连接，转向操纵***与前轮相连接，两个蓄电池组其中一组通过切换开关与控制器相连接，另一组通过切换开关与调压器相连接，两组电池同时分别与充电插座相连接，加速板和制动板分别与控制器相连接，控制器与驱动电机相连接。所述太阳能电池板安装在车顶的上方，覆盖在车顶顶篷、前机舱盖和后备箱盖表面上。所述风电动力机具有一个轮机舱，在轮机舱的前面有一个大风口缩管，大风口缩管和轮机舱连为一个整体，但须从中间横剖分为上盖和下底两部分壳体，在突出的对口平面上设有密封子口，在内腔中安装发电机芯后，使用螺杆将上盖和下底紧固在一起；机轴和轮机舱的上盖下底成垂直安装。所述发电机芯具有一个外壳转子、一个加速器、一个多定子多转子复合堆、一根发电机机轴，以及固定在外壳转子上的风扇；机轴从外壳转子两端伸出，风扇均匀安装在外壳转子的圆周面上。所述轮机舱根据发电机芯结构的不同而有两种不同结构，一种是当风扇安装在外壳转子圆周面上时，在轮机舱的上盖和下底上至少有一处设有突出的稳定罩，机轴从上下稳定罩的轴孔中穿出，使用螺母将机轴安装固定在稳定罩上；另一种是当风扇安装在机轴上时，此时只在轮机舱的上盖或下底一处设有突出的稳定罩，将外壳安装固定在稳定罩内不动即可。所述风电动力机，其大风口缩管、轮机舱、泄风口三者结构位置的确定，第一是上盖和下底之间的对口在同一平面上，第二通过喉孔的气流前进方向对准转动到喉孔一侧的风扇，第三泄风口开向后方，第四机轴和上盖或下底平面垂直。所述汽车的前机舱内是一个空腔，风电动力机、蓄电池组安装在此空腔内，风电动力机的大风口缩管正对前风窗，并且与前风窗紧密配合，两者之间没有缝隙，使进入前风窗的气流只能进入到轮机舱内。所述前机舱的上方在挡风玻璃下，开设有较大的上通风口，在前机舱的左右两侧开设侧通风口。所述切换开关，由输入开关和输出开关所构成，两个蓄电池组分别与输入、输出开关的掷点相连接，并同时分别与充电插座相连接；输出开关的刀端与控制器电源输入脚相连接，加速板和制动板分别与控制器的电流控制脚和刹车断电脚相连接，控制器功率输出脚与驱动电机相连接；输入开关的刀端与调压器的输出相连接，调压器的输入与太阳能电池板和发电机芯相连接。所述利用自然风能和太阳能的汽车，包括卧车、面包车、客车、工程车、救险车的电动车辆。
本实用新型将传统汽车发动机及其全部附属部件剔除干净，取而代之的是太阳能电池板和风电动力机，整体设计以能量守恒为原则，以流体力学为依据：当汽车行驶时，一方面太阳能电池板将太阳能转化成电能，经调压器向蓄电池充电，另一方面，由于大风口缩管安装在汽车前机舱内，第一没有增加汽车的风阻，第二喉孔截面积缩小了数倍，在喉孔处可获得高倍推动风速，第三通过喉孔的高速气流冲入轮机舱，并不像一般涡轮发电机正面打在风扇上，产生很大的风阻致使发电效率极低，而是打在转动到喉孔一侧的扇叶上，主要形成对风扇的扭矩推动，而对汽车产生的风阻极小发电效率却很高。在晴天时，利用自然风能和太阳能的汽车可以不用人工能源充电，依靠泊停和行驶全过程太阳能自然风能发电的优良性能轻松奔驰。当然，在连续阴雨或夜间长途行驶，利用自然风能和太阳能的汽车还是需要充电插座充电的。本发明因为安装有太阳能电池板和风电动力机，部分能源取之自然，零污染、零排放，积极意义十分明显。
附图说明
下面结合附图及实施例，对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型提供的利用自然风能和太阳能的汽车整体结构示意图。
图2A、2B是本实用新型提供的风电动力机结构示意图。
图3是本实用新型提供的利用自然风能和太阳能的汽车动力***总体示意图。
图1中，(302)是前风窗，(7)是太阳能电池板，(1)是风电动力机，(301)是前机舱，(303)是上通风口，(304)是侧通风口，(6)是调压器，(80)是蓄电池组，(3)是车身。
图2A、2B中，(1D)是泄风口，(2C)是风扇，(201)是发电机芯，(2A)是机轴，(2E)是螺母，(1U)是稳定罩，(2B)是加速器，(102)是上盖，(1B)是轮机舱，(1Y)是内腔，(103)是下底，(1A2)是喉孔，(1A)是大风口缩管，(1B1)是对口。
图3中，(30)是车轮，(3H)是转向操纵***，(4T)是制动板，(4P)是加速板，(4)是控制器，①是电源输入脚，②是功率输出脚，③是电流控制脚，④是刹车断电脚，(5)是驱动电机，(3G)是后差速器，(80A)、(80B)是蓄电池组，K1是输入开关，K2是输出开关，CZ是充电插座，(6)是调压器。
具体实施方式
如图1所示的利用自然风能和太阳能的汽车(3)，从外观上看与传统发动机油驱车没有什么明显差别，但实际上却有极大的不同。第一，在汽车车顶上安装有太阳能电池板，太阳能电池板的多少大小，可根据需要设计，可以覆盖整个车顶顶篷，也可以部分覆盖车顶顶篷，而且，另外也可以在前机舱和后备箱表面安装太阳能电池板，以加大采光面积。第二，前机舱已经没有了发动机、起动发电机、电瓶、冷却风扇、各种配套管线油路，并且革除了变速箱、离合器、传动轴、油箱、相关仪表指示器，只是在前机舱(301)内安装了风电动力机(1)，以及配套的调压器(6)和蓄电池组(80)。可以肯定，在此处安装的风电动力机，当汽车运行时对汽车所产生的风阻，小于原机舱中堆满发动机零部件所产生的风阻，在这里，有必要适当扩大前风窗(302)，增大进风面积，并且在前机舱上方，与传统汽车一样，在挡风玻璃下面开设上通风口(303)。为了提高效率，可以在前机舱的左右两侧增设侧通风口(304)。
如图2A、2B所示，风电动力机具有一个轮机舱(1B)，在轮机舱的前面有一个大风口缩管(1A)，大风口缩管和轮机舱连为一个整体，但须从中间横剖分为上盖(102)和下底(103)两部分壳体，在突出的对口(1B1)平面上设有密封子口，在内腔(1Y)中安装发电机芯(201)后，使用螺杆将上盖和下底紧固在一起。所述发电机芯(201)具有一个外壳转子、一个加速器(2B)、一个多定子多转子复合堆、一根发电机机轴(2A)，以及固定在外壳转子上的风扇(2C)，机轴(2A)从外转子两端伸出，风扇均匀安装在外壳转子的圆周面上。所述发电机芯可以不加装加速器，此时机轴只从外壳一端伸出，风扇安装在机轴上，外壳固定不动。所述轮机舱根据发电机芯结构的不同而有两种不同结构，一种是当风扇安装在外转子圆周面上时，在轮机舱的上盖和下底上至少有一处设有突出的稳定罩(1U)，机轴从上下稳定罩的轴孔中穿出，使用螺母(2E)将机轴安装固定在稳定罩上；另一种是当风扇安装在机轴上时，此时只在轮机舱的上盖或下底一处设有突出的稳定罩，将外壳安装固定在稳定罩内不动即可。风电动力机的大风口缩管、轮机舱、泄风口三者结构位置的确定，第一是上盖和下底之间的对口在同一平面上，第二通过喉孔的气流前进方向对准转动到喉孔一侧的风扇，第三泄风口开向后方，第四机轴和上盖或下底平面垂直。
如图3所示的动力***总体示意图，太阳能电池板(7)安装在车顶上，风电动力机(1)安装在汽车前机舱内，转向操纵***与汽车的前轮相连接，切换开关由输入开关K1和输出开关K2所构成，两个蓄电池组(80A)和(80B)分别与输入、输出开关的掷点相连接，输出开关的刀端与控制器(4)电源输入脚①相连接，加速板(4P)和制动板(4T)分别与控制器的电流控制脚③和刹车断电脚④相连接，控制器功率输出脚④与驱动电机(5)相连接；驱动电机与后差速器(3G)相连接，输入开关的刀端与调压器(6)的输出相连接，调压器的输入与太阳能电池板(7)和发电机芯(201)相连接。

Claims (10)

1.一种利用自然风能和太阳能的汽车，其特征在于：该车安装有太阳能电池板(7)、风电动力机(1)、驱动电机(5)、转向操纵***(3H)、控制器(4)、调压器(6)、切换开关K1、K2，以及蓄电池组(80)，太阳能电池板安装在车体表面上，风电动力机安装在前机舱(301)内，二者均与调压器相连接，转向操纵***与前轮(30)相连接，两个蓄电池组(80A)、(80B)，其中一组通过切换开关与控制器相连接，另一组通过切换开关与调压器相连接，两组电池同时分别与充电插座CZ相连接，加速板4P和制动板4T分别与控制器相连接，控制器与驱动电机相连接。
2.如权利要求1所述的利用自然风能和太阳能的汽车，其特征在于：所述太阳能电池板安装在车顶的上方，覆盖在车顶顶篷、前机舱盖和后备箱盖表面上。
3.如权利要求1所述的利用自然风能和太阳能的汽车，其特征在于：所述风电动力机具有一个轮机舱(1B)，在轮机舱的前面有一个大风口缩管(1A)，大风口缩管和轮机舱连为一个整体，但须从中间横剖分为上盖(102)和下底(103)两部分壳体，在突出的对口(1B1)平面上设有密封子口，在内腔(1Y)中安装发电机芯(201)后，使用螺杆将上盖和下底紧固在一起；机轴(2A)和轮机舱的上盖下底成垂直安装。
4.如权利要求3所述的利用自然风能和太阳能的汽车，其特征在于：所述发电机芯(201)具有一个外壳转子、一个加速器(2B)、一个多定子多转子复合堆、一根发电机机轴(2A)，以及固定在外壳转子上的风扇(2C)；机轴从外壳转子两端伸出，风扇均匀安装在外壳转子的圆周面上。
5.如权利要求3所述的利用自然风能和太阳能的汽车，其特征在于：所述轮机舱(1B)根据发电机芯结构的不同而有两种不同结构，一种是当风扇(2C)安装在外壳转子圆周面上时，在轮机舱的上盖和下底上至少有一处设有突出的稳定罩(1U)，机轴从上下稳定罩的轴孔中穿出，使用螺母(2E)将机轴安装固定在稳定罩上；另一种是当风扇安装在机轴上时，此时只在轮机舱的上盖或下底一处设有突出的稳定罩，将外壳安装固定在稳定罩内不动即可。
6.如权利要求1所述的利用自然风能和太阳能的汽车，其特征在于：所述风电动力机，其大风口缩管(1A)、轮机舱(1B)、泄风口(1D)三者结构位置的确定，第一是上盖和下底之间的对口在同一平面上，第二通过喉孔(1A2)的气流前进方向对准转动到喉孔一侧的风扇，第三泄风口开向后方，第四机轴和上盖或下底平面垂直。
7.如权利要求1所述的利用自然风能和太阳能的汽车，其特征在于：所述汽车的前机舱内是一个空腔，风电动力机、蓄电池组安装在此空腔内，风电动力机的大风口缩管正对前风窗(302)，并且与前风窗紧密配合，两者之间没有缝隙，使进入前风窗的气流只能进入到轮机舱内。
8.如权利要求1所述的利用自然风能和太阳能的汽车，其特征在于：所述前机舱的上方在挡风玻璃下，开设有上通风口(303)，在前机舱的左右两侧开设侧通风口(304)。
9.如权利要求1所述的利用自然风能和太阳能的汽车，其特征在于：所述切换开关，由输入开关K1和输出开关K2所构成，两个蓄电池组(80A)、(80B)分别与输入、输出开关的掷点相连接，并同时分别与充电插座CZ相连接；输出开关K2的刀端与控制器电源输入脚①相连接，加速板和制动板分别与控制器的电流控制脚③和刹车断电脚④相连接，控制器功率输出脚②与驱动电机相连接；输入开关的刀端与调压器(6)的输出相连接，调压器的输入与太阳能电池板(7)和发电机芯(201)相连接。
10.如权利要求1所述的利用自然风能和太阳能的汽车，其特征在于：所述利用自然风能和太阳能的汽车包括卧车、面包车、客车、工程车、救险车的电动车辆。
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