CN102442216A - 风能助力电动汽车 - Google Patents

Abstract

一种风能助力电动汽车，包括车身和电动驱动装置，在车身前舱内设有风机叶轮，风机叶轮包括动力轴和若干叶片，动力轴与发电机相联接；在车身前端面设有通向风机叶轮的进风口，在车身前舱内设有通向外侧的出风装置，风机叶轮位于进风口和出风装置之间。本电动汽车可以有效地利用一些风能为蓄电池充电，能够有效提高电动车的续行里程，有利于节省能耗。

Description

风能助力电动汽车

技术领域

本发明涉及一种电动汽车，尤其涉及一种在行驶过程中利用风能为汽车提供助力的电动汽车。

技术背景

现有绝大多数的汽车消耗的是化石燃料，化石燃料的不可再生性和对环境的污染，促进了许多新能源汽车的应运而生。现在也出现了混合动力汽车和纯电动汽车，混和动力汽车结构复杂，造价较高这不利于该种汽车的普及；纯电动汽车的续行能力在现阶段在技术上并没有得到突破，这也是纯电动汽车推广的瓶颈。

中国发明专利申请(申请号：200910167794.X)中公开了一种新能源电动汽车，该汽车上装配有太阳能电池、超级电容器、蓄电池和专用电脑控制检测的系统。该申请中表述其解决已有汽车安全性能差，违法驾驶引发事故多，尾气排放污染严重。认为其已解决蓄电池电动汽车充电频繁，充电时间长，续驶里程短，成本高，不节能的问题。具体是在轿客车车体、货车厢四周表面及顶面装设太阳能电池组，在太阳能电池板下装置超级电容器，在轿、客车坐椅下装置蓄电池，在客、货车底盘下面装置蓄电池和超级电容器，在前后驱动电机上装置风能助力发电/风能助力驱动装置。在驾驶室装置有受电脑控制监测的人面相、指纹识别系，防疲劳驾驶、禁限酒检测装置，防盗、劫车录像报警系统。车体的前后装有防撞检测报警及摄像装置。

这种新能源汽车结构较复杂，要达解决所述技术问题的目的并非易事，而且造价相对较高，不利于该汽车的推广普及，在节能方面并没有良好的表现，汽车工作时在很大的程度上受限于天气状况。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明所需解决的技术问题是：提供一种风能助力电动汽车，该汽车具有良好的节能效果，汽车的续行里程长。

为了解决所述技术问题，本发明的技术方案：一种风能助力电动汽车，包括车身和电动驱动装置，在车身前舱内设有风机叶轮，风机叶轮包括动力轴和若干叶片，动力轴与发电机相联接；在车身前端面设有通向风机叶轮的进风口，在车身前舱内设有通向外侧的出风装置，风机叶轮位于进风口和出风装置之间。电动驱动装置的结构一般包括蓄电池和电机，电机与汽车的车轮相联接，用于驱动汽车的行走。汽车行驶过程中，汽车的前端面是汽车迎风面的一部分，该迎风面与风之间的作用力会阻碍汽车的行驶，增加汽车的行车阻力。现在车身前端面上设置有进风口，汽车在行驶过程中，风从该进风口内进入到车身内部，并最终从所述的出风装置中流出。风机叶轮可转动地设置在车身前舱内，风机叶轮被进入到车身内的风推动发生转动，风机叶轮与发电机相联接，发电机及风机叶轮可把风能转化成电能，发电机与车载蓄电池电连接，发电机产生的电能被贮存到蓄电池内。

本电动汽车中，所述进风口位于车身宽度方向的中部位置处，所述风机叶轮呈卧式设于车身前舱内，在车身前舱内设有动力转换器，动力转换器位于发动机和动力轴之间，动力转换器位于动力轴的一端部并与动力轴之间可拆卸式联接。动力转换器内部设置有相互啮合的两个伞齿轮或相互啮合的蜗轮蜗杆，动力转换器可改变风机叶轮所产生的动力方向，这样发电机可设置在风机叶轮的后方，从而提高了车身前舱内部的结构紧凑性，风机叶轮的长度可尽可能大，有效地增加了风机叶轮的迎风面，提高了风能的利用率。动力轴与动力转换器之间采用可拆卸式的联接方式，方便了风机叶轮与动力转换器之间的联接操作，同时也方便了对风机叶轮的维修。

本电动汽车中，所述进风口的形状呈张开的鱼嘴。进风口被设置成该形状，有利于车身前端的美观，更为重要的是基于仿生学的原理，便于风通过进风口进入到车身前舱内，有效地降低了风对行进中的车身的阻力，有利于汽车续行里程的提高。

本电动汽车中，在汽车的前舱内设有中空的内衬，内衬沟通进风口和风机叶轮；内衬的底板上沿其长度方向设有若干间隔设置的导流板；内衬的两个向着内衬内部凹进的弧形侧板上分别设有通透的侧风栅。设有中空的内衬，有助于风作用在风机叶轮上。设有所述的导流板，有利于规整从进风口内进入的风的流动方向，使风能够尽量以垂直于风机叶轮的方向作用在风机叶轮上。内衬的两个侧板呈向着内衬内部凹进的弧形，方便了内衬的设置，同时也方便在车身前舱前端的两侧设置其他的辅助风能发电装置，而且在两个侧板上均设置有通透的侧风栅，有利于进入到车身前舱内各处风量的调整，便于汽车前舱内所设各处风能发电装置之间工作的平衡。

本电动汽车中，所述的出风装置包括设于车身前舱盖上的若干鳃状出气口；所述的电动驱动装置设于车身的后侧。鳃状的出气口是沟通车身前舱盖外侧与车身前舱内部，风机叶轮叶片在受风推动旋转时，在叶片的位置处产生涡流，在车身前舱上设置若干鳃状的出气口，这便于所述的涡流能较为迅速地流出到车身外，减小了涡流在前舱内停留的时间，这既使风机叶轮转动顺畅，又能减小风对汽车产生较大的阻力。电动驱动装置设置在车身的后侧，该电动驱动装置直接与汽车的后轮相联接，从而在汽车的前舱内不需要设置驱动装置，也不需要在汽车前舱与汽车后轮之间设置传动装置，有利于汽车整体结构的简化，而且也有利于在前舱内设置风机叶轮，能够保证风机叶轮转动的空间需要。

本电动汽车中，在进风口和出气口之间设有弧形的导风板，导风板位于风机叶轮的斜上方。导风板呈弧形，在风进入到汽车前舱内后，一部分未直接作用在风机叶轮上的风在导风板的限定作用下会沿着导风板的内表面流动，从而形成一股弧形流动的风，弧形流动的风具有一定的引流作用，这一方面会对风机叶轮的转动提供帮助，同时也便于风从汽车前舱盖上所设的鳃状出气口内流出到车身外。

本电动汽车中，所述的出风装置还包括设于车身底盘上的出风口，出风口位于风机叶轮外圆的切向方向上。风机叶轮旋转时，叶片所形成的最大圆形轨迹称之为外圆。出风口起着主要的泄风的作用，出风口位于风机叶轮外圆的切向方向上，大部分的风在与风机叶轮作用后，会沿着风机叶轮外圆的切向方向上直接从该出风口内排出车身外，从而可最大程度上减小风对车身的阻滞作用。

本电动汽车中，所述风机叶轮中的动力轴与每片叶片之间均通过两个连接件相连接，这两个连接件均垂直于动力轴，且两个连接件之间具有45度的夹角；连接件与叶片相连接的侧面呈弧形。利用两个连接件实现叶片与动力轴之间的连接，叶片在较长的情况下其稳定性能够得到保证。两个连接件之间具有45度的夹角，使得叶片在风机叶轮具有一定的空间布置，有利于提高叶片对风能的利用率。连接件的所述的侧面呈弧形，利用叶片与该侧面之间的充分贴合便于加工出叶片的弧形结构，且叶片与连接件之间的连接牢固性和稳定性好。

本电动汽车中，所述叶片内表面上设有若干滚花凸体。滚花凸体一般是通过滚轧的加工方式而形成叶片的表面上的，这些滚花凸体错落布置在叶片的表面上，设有的滚花凸体有效增加了叶片表面的摩擦力，便于叶片与风之间的相互作用，能有效提高风能的利用率。

本电动汽车中，所述叶片朝向动力轴的表面上贴合有吃风板，吃风板小于叶片，吃风板位于叶片的外侧，吃风板与叶片两者的外边缘平齐；吃风板的表面上密布有凹凸结构。设有吃风板可有效提高了风与叶片表面之间的作用，吃风板设于叶片的外侧，便于叶片能有效地承接住风，使得风能够与叶片充分作用，有效提高了风能的利用率。

本发明的有益效果在于：在该电动汽车的前端面上设置有进风口，汽车在行进过程中，一部分的风会进入到汽车前舱内，进入到汽车前舱内的风与风机叶轮作用，这部分风能会有相当大的一部分转化成电能，从而为汽车的续行提供动力。而且通过出风装置的设置，可以使风能够快速地流出汽车的外侧，这在一定程度上减小了汽车行进过程中的迎风面。根据出风口面积大小的不同，汽车的续行里程可提高10％-30％，从而节省了汽车的能量消耗，本电动汽车的能量利用率高，这便于纯电动汽车的普及。通过在汽车前端面上设置进风口，以及在汽车前舱内设置有风力发电装置，汽车的形状不会发生较大的改变，这不需要改变消费者的消费心理，普通的消费者对该电动汽车从心理上能够接受，从而有利于该电动汽车的普及。

附图说明

图1是本风能助力电动汽车的前端面的结构示意图。

图2是本风能助力电动汽车中风机叶轮的结构示意图。

图3是本风能助力电动汽车中内衬的结构示意图。

具体实施方式

见图中，本风能助力电动汽车的结构包括车身1和设于车身1内部的电动驱动装置，车身1与现有普通的燃油汽车的车身1大致相似，电动驱动装置的结构主要包括电连接的蓄电池和电机。电动驱动装置一般是设于车身1的后侧，驱动装置中的电机与汽车的后轮轴相联接，蓄电池可根据车身1的内部结构而自由放置。蓄电池在车身1内的放置位置一般还要考虑到蓄电池的拿取方便，以便于蓄电池的更换和维修。另外，在车身1上还需要设置与蓄电池电连接的充电插口，以便于及时为蓄电池进行充电。

在车身1的前端面上设置有进风口4，该进风口4呈张开的鱼嘴形状，进风口4位于车身1宽度方向的中部位置处。在进风口4上设有由片材制成的格栅5，以阻挡一些杂物通过进风口4进入到汽车前舱内。这些片材有横向片材和竖向片材，其中横向片材为倾斜地设置在进风口4处，横向片材外低内高，这可以有效减小外界雨水进入到进风口4内。

在汽车车身1前舱内设有风机叶轮6，风机叶轮6的结构包括一杆状的动力轴7和连接在动力轴7上的若干叶片8，叶片8近似平行于动力轴7。每根叶片8均通过两个连接件9与动力轴7相连接，这两个连接件9均垂直于动力轴7，且两个连接件9在动力轴7周向上具有夹角，该夹角一般为45度。连接件9与叶片8相连接的外侧面为弧面，叶片8的两端部分别通过焊接的方式固定连接在连接件9的弧形外侧面上，叶片8的内表面与连接件9上的该弧形侧面贴合在一起。连接件9一般是由块状体制成的，为减轻连接件9的重量，在连接件9上还加工有通透的圆孔。叶片8的内表面上加工有若干滚花凸体11，这些滚花凸体11错落布置叶片8的内表面上。在叶片8的内表面上贴合有吃风板10，吃风板10与叶片8之间通过焊接的方式连接在一起。吃风板10的长度与叶片8的长度相等，且吃风板10的面积要小于叶片8的内表面积，吃风板10位于叶片8的外侧，吃风板10和叶片8的外侧边缘相平齐。为增加吃风板10的吃风效果，在吃风板10上密布有若干凹凸结构。

在汽车前舱内固定地设有动力转换器，动力转换器内设有两个相互啮合的伞齿轮或两个相互啮合在一起的蜗轮蜗杆，动力转换器是用于改变动力的动作方向。风机叶轮6中的动力轴7平行于车身1的宽度方向，整个风机叶轮6呈卧式设置在汽车前舱内。所述的动力转换器位于动力轴7的一端部，动力转换器与动力轴7的该端部之间通过可拆卸的方式联接在一起，动力轴7的另一端部可转动地联接在汽车前舱内。动力轴7的一端部呈叉口状，在动力转换器上设有用于和动力轴7该端部叉口结构相配合的承接结构，这两个结构相互插接承接在一起，以实现动力轴7上的动力向动力转换器上传递。动力转换器与汽车前舱内所设的发电机相连接，该发电机位于风机叶轮6的后方，且发电机通过导线与蓄电池电连接。风机叶轮6的转动动力通过动力转换器传递给发电机，发电机工作产生的电能传导给蓄电池。

在汽车前舱内设有出风装置，出风装置沟通汽车前舱和外界，所述的风机叶轮6位于出风装置和进风口4之间。该出风装置的结构可包括设于汽车底盘上的出风口，该出风口位于风机叶轮6的斜后方，具体是位于风机叶轮6外圆的切向方向上。该出装置还包括设于汽车前舱盖3上的若干鳃状出气口2，出气口2呈鳃状是体现在出气口2的形状，即在汽车前舱盖3外表面上设置有呈拱形的片状体，该片状体三面与汽车前舱盖3的表面重合，另一面与前舱盖3之间形成所述的出气口2。这些出气口2为两列，它们呈放射状布置在前舱盖3上，这些出气口2位于风机叶轮6的斜上方。

为对进入到汽车前舱内的风向进行规整，在出风口与风机叶轮6之间设置有中空的内衬12，内衬12的前端口与所述的进风口4内壁贴在一起，后端口朝向风机叶轮6。该内衬12是由平面底板16、弧形的顶板13和两个弧形的侧板14围成的，顶板13向着内衬12的外侧突出，两个侧板14均向着内衬12的内部凹进。在内衬12的底板16上设有几片导流板15，导流板15沿内衬12的长度方向并列设置，相邻两片导流板15之间具有间隔。导流板15的高度自内衬12的前端口到后端口的方向逐渐变小。在内衬12的两个弧形侧板14上设有通透的侧风栅17。

在内衬12与汽车前舱盖3之间设有弧形的导风板，导风板的弧度与风机叶轮6外圆的弧度一致，导风板的下端部抵靠在内衬12的后端口，导风板的上端部伸向出气口2，且导风板的上端部位于最前侧出气口2的前方。

本风能助力电动汽车在行驶过程中，风从进风口4进入到汽车的前舱内，并驱动风机叶轮6转动，风机叶轮6转动时通过动力转换器带动发电机工作，发电机工作时所产生的电能通过导线被传导到蓄电池内，该电能被蓄电池贮存并用于汽车的行进动力。风与风机叶轮6作用后，从出风口和出气口2处流出到汽车的外侧。

Claims (10)

1.一种风能助力电动汽车，包括车身和电动驱动装置，其特征在于，在车身前舱内设有风机叶轮，风机叶轮包括动力轴和若干叶片，动力轴与发电机相联接；在车身前端面设有通向风机叶轮的进风口，在车身前舱内设有通向外侧的出风装置，风机叶轮位于进风口和出风装置之间。

2.根据权利要求1所述的风能助力电动汽车，其特征在于，所述进风口位于车身宽度方向的中部位置处，所述风机叶轮呈卧式设于车身前舱内，在车身前舱内设有动力转换器，动力转换器位于发动机和动力轴之间，动力转换器位于动力轴的一端部并与动力轴之间可拆卸式联接。

3.根据权利要求2所述的风能助力电动汽车，其特征在于，所述进风口的形状呈张开的鱼嘴。

4.根据权利要求1所述的风能助力电动汽车，其特征在于，在汽车的前舱内设有中空的内衬，内衬沟通进风口和风机叶轮；内衬的底板上沿其长度方向设有若干间隔设置的导流板；内衬的两个向着内衬内部凹进的弧形侧板上分别设有通透的侧风栅。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的风能助力电动汽车，其特征在于，所述的出风装置包括设于车身前舱盖上的若干鳃状出气口；所述的电动驱动装置设于车身的后侧。

6.根据权利要求5所述的风能助力电动汽车，其特征在于，在进风口和出气口之间设有弧形的导风板，导风板位于风机叶轮的斜上方。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的风能助力电动汽车，其特征在于，所述的出风装置还包括设于车身底盘上的出风口，出风口位于风机叶轮外圆的切向方向上。

8.根据权利要求1、2、3或4所述的风能助力电动汽车，其特征在于，所述风机叶轮中的动力轴与每片叶片之间均通过两个连接件相连接，这两个连接件均垂直于动力轴，且两个连接件之间具有45度的夹角；连接件与叶片相连接的侧面呈弧形。

9.根据权利要求1、2、3或4所述的风能助力电动汽车，其特征在于，所述叶片内表面上设有若干滚花凸体。

10.根据权利要求9所述的风能助力电动汽车，其特征在于，所述叶片朝向动力轴的表面上贴合有吃风板，吃风板小于叶片，吃风板位于叶片的外侧，吃风板与叶片两者的外边缘平齐；吃风板的表面上密布有凹凸结构。

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