CN103112534A - 空气动力-光伏摩托车.自行车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空气动力-光伏摩托车自行车(含两轮、三轮、老年人用的小四轮车)，是一种以新型能源为动力的摩托车自行车，其是在现行的摩托车自行车基础上，彻底取消了依赖燃油和市电供电的真正节能环保的新能源车辆，其技术方案是，由空气动力发电系统，太阳能光伏电池方阵发电系统，镍氢电池电源储备供电系统，车辆动力驱动控制系统组成，其特征在于，不论白天黑夜，或是车走车停，随时都得到新能源发电储电和供电系统的供电，不论是短途或远程航巡，都用不着另外补充动力能源，本发明不仅经济节能环保，而且驾驶非常方便，其优点在于，技术成熟，配套装配结构方便，易制造、生产周期短、成本低、投资少、见效快、易操作普及、彻底改变了现行摩托车自行车依赖燃油市电供电，为远途续航中解决无源之苦。

Description

空气动力-光伏摩托车.自行车

技术领域

本发明是关于新能源空气动力-光伏摩托车和自行车，更具体的说，本发明根据空气动力学，太阳能光伏电池学，镍氢蓄电池电化学，摩托车与自行车动力学等的原理，综合设计成空气动力-光伏摩托车、自行车，把依赖市电蓄电供电的电动摩托车、自行车和耗能污染的燃油内燃机摩托车，更新改造成节能环保，经济实惠的空气动力-光伏摩托车和自行车，使其在远程续航中无需途中另补充动力能源；

背景技术

目前，公知的燃油摩托车和蓄电池电动摩托车和自行车，一种是依赖耗能高污染严重的燃油内燃机驱动的摩托车，另一种是依赖蓄电池充市电来驱动的电动摩托车和自行车，这类车辆在行程途中都需要不断地补充能源，目前的蓄电池电动摩托车和电动自行车虽然环保，但並不节能，只是把能源转嫁到市电电网上去了，行驶并不方便，只能在城市区和郊区短距离行驶，还要经常不断地补充能源，在远程长途续航中，无条件得到不断地补充能源，对长途续航的这类车辆耒讲，这不能不说是一个很大的缺陷；

发明内容

本发明克服现有技术的不足，提供一种新能源为动力的空气动力-光伏摩托车、自行车，对车辆驱动控制系统和能源供应进行了技术创造和革新，以解决目前全依赖燃油和市电电网充电的蓄电池供电的摩托车及自行车，本发明通过下列技术方案予以实现，其由空气动力能源发电系统，太阳能光伏电池方阵发电系统，镍氢电池电源储备供电系统，车辆动力驱动控制系统组成，其特征在于，空气动力能源发电系统，太阳能光伏电池方阵发电系统，是构成空气动力-光伏摩托车及自行车的新能源发电设备，镍氢电池电源储备供电系统，是对车辆动力驱动系统的储电供电设备，是采用新能源的动力驱动摩托车及自行车供电系统，其取代了电网充电的蓄电池供电的电动摩托车及电动自行车，和用燃油内燃机动力驱动的传统摩托车，将其改造成既节能环保，又经济实惠的新能源空气动力-光伏摩托车、自行车，使长途远程续航变得非常容易而暢快；所述的空气动力能源发电系统，其特征在于，由涡轮机1、增速器9、发电机14、整流器17、脉冲式自动充放电控制器18组成，所述的太阳能光伏电池方阵发电系统，其特征在于，由太阳能光伏电池方阵38、防反充电阻断二极管39、直流电源变换器40、脉冲式自动充放电控制器18组成，所述的镍氢电池电源储备供电系统，其特征在于，由脉冲式自动充放电控制器18、动力蓄电池组19、系统控制器20、制动能量回收变换器21、交流感应电动机电源变换器22、制动能量再生电路36、照明、仪表、电器供电蓄电池23、旁路控制电路器37组成，所述的车辆动力驱动控制系统，其特征在于，由动力蓄电池组19、驱动系统控制器20、制动能量回收变换器21、交流感应电动机电源变换器22、交流感应电动机33、制动能量电路36及驱动结构组成，所述的空气动力能源发电系统，太阳能光伏电池方阵发电系统，其特征还在于，两系统发出的电源都输送到脉冲式自动充放电控制器18、经调整后直接向镍氢电池电源储备供电系统的蓄电池组充电储备，或及时对车辆提供动力电源，多余电源无储备时，通过旁路控制电路器37消耗(即用于做饭、烧水、取暖、听音乐…)，当有储电时，旁路控制电路器37便自动切换到正常供电方面来；

本发明与现行燃油、电动摩托车及电动自行车相比，其优点是：

1，本发明在保甾传统车身有益部分外、更新改造耗能污染的驱动部分、加装新技术能源装置，让车辆自身生产储备利用新能源，其制造装配结构精简可靠、易于制造、成本低廉、投资少、经济实用、在长途续航中无需再补充能源；

2，体积小，操作简便、安装维护容易、用途广泛、易于普及、节能环保、蓄电池因能及时充放电可延长其使用寿命；

3，光能、风能取之不尽、能隨时为续航途中的新能源车辆提供动力能源、彻底解决了这类车辆依赖燃油和市电蓄电作动力、无法满足远途续航要求的缺陷；

附图说明

图1光机电总体设计图；

图2机电部件图；

图3机电装配结构图；

图4发电机电路结构原理图；

图5空气动力-光伏发电外形装配图；

图6光伏电池方阵部件图；

图7车辆电力动力传输方向示意图；

图8车辆驱动系统机电结构原理图；

图9车辆外形示意图；

具体实施方式

下面结合附图与具体实施办法对本发明作进一步详细描述：

在图1、2、3、4、5、6、7、8、9、中，本发明由空气动力能源发电系统，太阳能光伏电池方阵发电系统，镍氢电池电源储备供电系统，车辆动力驱动控制系统组成；所述的空气动力能源发电系统：其由涡轮机1、增速器9、发电机14、整流器17、脉冲式自动充放电控制器18组成，所述的涡轮机1：由轮毂5、S形风叶片3、D形风叶片4、滑轮盘支架6、涡轮机转动主轴7构成，其特征在于、轮毂5中央有轮轴2、两片D形风叶片4对称180度、一端从轮轴2顶交叉连接成弓曲形分别将另一端连接到轮毂5两侧、另外两片S形风叶片3对称180度、安装在轮轴2的中部、与D形风叶片4空间交叉成90度、轮轴2与涡轮机转动主轴7连接、涡轮机转动主轴7末端连接增速器9、滑轮盘支架6、内径紧固在涡轮机转动主轴7上、外径连接支架安装在底架32上、这样设计使涡轮机1在自然风力小的时后、利用S形风叶片3启动快的优势轻易转动涡轮机1、同时也充分利用D形风叶片4升力优势提高风力的功率，所述的增速器9：由行星齿轮和正齿园柱齿轮10、齿轮箱8、增速传动轴11组成，其特征在于，增速器9是把涡轮机转动主轴7传递来的转速进行快、慢调节，然后再通过连接发电机14的增速传动轴11带动发电机14发电，所述的发电机14：是永磁交流发电机、由定子铁芯25、定子绕组26、永久磁铁转子27、金属铝壳24组成，其特征在于、其绕组在定子上、磁场由永久磁铁转子27建立、利用电枢绕组的参数随转速变化的作用、在转速变化不大的范围内、实现发电机14端电压自动调节、发电机转动轴13由连接套12与增速传动轴11连接、其转速与增速传动轴11同步、发电机14所发出的交流电源经过整流器17整流成直流电、送到脉冲式自动充放电控制器18对动力蓄电池组19、照明仪表电器蓄电池充电；所述的太阳能光伏电池方阵发电系统：其由太阳能光伏电池方阵38、防反充电阻断二极管39、直流电变焕器40、脉冲式自动充放电控制器18顺序连接组成，所述的太阳能光伏电池方阵38：是由软基非晶硅制成的外连式结构弱光太阳能电池、在有太阳光源的条件下、不论光源的强弱已能提高吸收太阳光能、使太阳能光伏电池方阵输出的电源得到充足，其所发出的电源电流经过防反充电阻断二极管39、直接输送到直流电变焕器40、通过它再变换成可使电流电压达到设计要求、送到脉冲式自动充放电控制器18对动力蓄电池组19、照明仪表电器蓄电池充电储备或供应，所述的脉冲式自动充放电控制器18：由脉冲发生器和自动充放电电器电路构成，其特征在于、能自动控制对蓄电池快速充放电、其充放电是交替进行、波形为脉冲形式、能合理安排放电时间、克服了蓄电池的扱化现象、充电速度快、充电量足、充电时蓄电池汽化率低、蓄电池使用寿命长、环保无污染、特别适用于电动车辆免维护蓄电池充电；所述的镍氢电池电源储备供电系统：由脉冲式自动充放电控制器18、动力蓄电池组19、驱动系统控制器20、交流感应电动机电源变换器22、交流感应电动机33、制动能量电路36、制动能量电路回收变换器21、照明仪表电器蓄电池23、旁路控制电路器37组成；所述的空气动力能源发电系统与太阳能光伏电池方阵发电系统，所发出的电源都送到脉冲式自动充放电控制器18，其输出端并连着动力蓄电池组19，照明仪表电器蓄电池23，和旁路控制电路器37，所述的动力蓄电池组19，其输出端连接着驱动系统控制器20输入极、直流电源经过它的调节分配到交流感应电动机电源变换器22变换成交流电源、输送到交流感应电动机33启动应用、交流感应电动机33输出的转矩经传动系统34带动后车轮35旋转前行，当制动时，后车轮35由惯性旋转带动交流感应电动机33转动、通过矢量控制使交流感应电动机变为交流发电机产生交流电流、经制动能量电路回收变换器21变成直流电、通过系统控制器20向动力蓄电池组19充电回收，所述的照明仪表电器蓄电池23：由车辆前照明灯41、车辆后信号灯42、及仪表电器供电蓄电池顺序连接组成，所述的旁路控制电路器37，是由蓄电池控制单元、整流二扱管、电源自动开关、耗电电路、供电电源组成，其电源连接着脉冲式自动充放电控制器18，当儲备系统电源储备满时，便自动接通电源电路消耗多余电源(听音乐、取暖......)，等有儲备电源时便自动断开开关恢复正常供电；所述的车辆动力驱动控制系统：其特征在于，驱动系统控制器20，其前端与动力蓄电池组19连接，发电系统的直流电源经过动力蓄电池组19传输到驱动系控制器20调节分配，再输给交流感应电动机电源变换器22，变换成交流电源后输给交流感应电动机33启动应用，交流感应电动机33输出的转矩经传动系统34驱动车轮35旋转，使车辆前进，当车辆制动时，由于惯性在减速和滑行时，车轮35带动交流感应电动机33转动，通过矢量控制使交流感应电动机33变为交流发电机产生交流电流，经制动能量电路回收变换器21变换成直流电源、通过系统控制器20向动力蓄电池组19充电，这电源就是制动再生能量回收；所述的车身控制系统，其特征在于，车辆的转速控制和前轮制动控制闸把都装在系统控制器20右手车把B上，后轮制动控制闸把、灯光、仪表、喇叭开关都装在系统控制器20左手车把A上，当旋动系统控制器20右手车把B时，启动或加速的位置传感器把其变换成伩号传送到系统控制器20，系统控制器20识别到伩号后，就能控制车轮启动、加速或行驶前进、同时通过仪表显示车辆运行的壮态，当制动时，旋动系统控制器20左手车把A时，位置传感器把其变换成伩号传送到系统控制器20，系统控制器20识别到伩号后，就能控制车轮减速、滑动或制动使车辆再生能量回收、或与机械联合制动、在保证安全的前提下、可充分利用惯性最大限度地回收能量；本发明其特征在于还包括：采用特殊的方法、应用独特的能源发电，所述的采用特殊的方法，其特征在于、将发电装置装配在车身上、以车身为载体、让车体载着其在续航移动途中边走边发电、边储电、边及时为车辆供电，所述的应用独特的能源、其特征在于、利用发电设备装配在车体上的有利条件、跟随着车体在行程移动途中方便地接收来自自然界四面八方的太阳光能和空气动力风能发电、两种能源在移动途中边走边发电、储电、供电、克服固定式发电地区，无法为远航途中的车辆及时提供电力能源的缺陷、使空气动力-光伏摩托车和自行车在远程续航中用不着另外补充能源，直向目的地续航下去。

Claims (5)

1.一种空气动力-光伏摩托车自行车，其由空气动力能源发电系统，太阳能光伏电池方阵发电系统，镍氢电池电源储备供电系统，车辆动力驱动控制系统组成，其特征在于，利用新能源(空气动力和光能)作为摩托车和自行车的驱动动力，取代了现行依赖燃油和市电蓄电驱动的摩托车和自行车，前者污染环境耗能高，后者依赖市电蓄电供电、无法满足长途续航的需要，本发明不仅节能环保经济实用，而且能使长途续航中的车辆不再另外补充能源；所述的空气动力能源发电系统：其由涡轮机(1)、增速器(9)、发电机(14)、整流器(17)、脉冲式自动充放电控制器(18)组成，所述的涡轮机(1)：由轮毂(5)、S形风叶片(3)、D形风叶片(4)、滑轮盘支架(6)、涡轮机转动主轴(7)构成，其特征在于、轮毂(5)中央有轮轴(2)、两片D形风叶片(4)对称180度、一端从轮轴(2)顶交叉连接成弓曲形分别将另一端连接到轮毂(5)两侧、另外两片S形风叶片(3)对称180度、安装在轮轴(2)的中部、与D形风叶片(4)空间交叉成90度、轮轴(2)与涡轮机转动主轴(7)连接、涡轮机转动主轴(7)末端连接增速器(9)、滑轮盘支架(6)内径紧固在涡轮机转动主轴(7)上、外径连接支架安装在底架(32)上、这样设计使涡轮机(1)在自然风力小的时后、利用S形风叶片(3)启动快的优势轻易转动涡轮机(1)、同时也充分利用D形风叶片(4)升力优势提高风力的功率，所述的增速器(9)：由行星齿轮和正齿园柱齿轮(10)、齿轮箱(8)、增速传动轴(11)组成，其特征在于，增速器(9)是把涡轮机转动主轴(7)传递来的转速进行快、慢调节，然后再通过连接发电机(14)的增速传动轴(11)带动发电机(14)发电，所述的发电机(14)：是永磁交流发电机、由定子铁芯(25)、定子绕组(26)、永久磁铁转子(27)、金属铝壳(24)组成，其特征在于、其绕组在定子上、磁场由永久磁铁转子(27)建立、利用电枢绕组的参数随转速变化的作用、在转速变化不大的范围内、实现发电机(14)端电压自动调节、发电机转动轴(13)由连接套(12)与增速传动轴(11)连接、其转速与增速传动轴(11)同步、发电机(14)所发出的交流电源经过整流器(17)整流成直流电、送到脉冲式自动充放电控制器(18)对动力蓄电池组(19)、照明仪表电器蓄电池充电；所述的太阳能光伏电池方阵发电系统：其由太阳能光伏电池方阵(38)、防反充电阻断二极管(39)、直流电变焕器(40)、脉冲式自动充放电控制器(18)顺序连接组成，所述的太阳能光伏电池方阵(38)：是由软基非晶硅制成的外连式结构弱光太阳能电池、在有太阳光源的条件下、不论光源的强弱已能提高吸收太阳光能、使太阳能光伏电池方阵输出的电源得到充足，其所发出的电源电流经过防反充电阻断二极管(39)、直接输送到直流电变焕器(40)、通过它再变换成可使电流电压达到设计要求、送到脉冲式自动充放电控制器(18)对动力蓄电池组(19)、照明仪表电器蓄电池充电储备或供应，所述的脉冲式自动充放电控制器(18)：由脉冲发生器和自动充放电电器电路构成，其特征在于、能自动控制对蓄电池快速充放电、其充放电是交替进行、波形为脉冲形式、能合理安排放电时间、克服了蓄电池的扱化现象、充电速度快、充电量足、充电时蓄电池汽化率低、电池使用寿命长、环保无污染、特别适用于电动车辆免维护蓄电池充电；所述的镍氢电池电源储备供电系统：由脉冲式自动充放电控制器(18)、动力蓄电池组(19)、驱动系统控制器(20)、交流感应电动机电源变换器(22)、交流感应电动机(33)、制动能量电路(36)、制动能量电路回收变换器(21)、照明仪表电器蓄电池(23)、旁路控制电路器(37)组成；所述的空气动力能源发电系统与太阳能光伏电池方阵发电系统、所发出的电源都送到脉冲式自动充放电控制器(18)、其输出端并连着动力蓄电池组(19)、照明仪表电器蓄电池(23)、和旁路控制电路器(37)，所述的动力蓄电池组(19)、其输出端连接着驱动系统控制器(20)输入极、直流电源经过它的调节分配到交流感应电动机电源变换器(22)变换成交流电源、输送到交流感应电动机(33)启动应用、交流感应电动机(33)输出的转矩经传动系统(34)带动后车轮(35)旋转前行，当制动时、后车轮(35)由惯性旋转带动交流感应电动机(33)转动、通过矢量控制使交流感应电动机变为交流发电机产生交流电流、经制动能量电路回收变换器(21)变成直流电、通过系统控制器(20)向动力蓄电池组(19)充电回收，所述的照明仪表电器蓄电池(23)：由车辆前照明灯(41)、车辆后信号灯(42)、及仪表电器供电蓄电池顺序连接组成，所述的旁路控制电路器(37)，是由蓄电池控制单元、整流二扱管、电源自动开关、耗电电路、供电电源组成，其电源连接着脉冲式自动充放电控制器(18)，当儲备系统电源储备满时，便自动接通电源电路消耗多余电源(听音乐、取暖......)，等有儲备电源时便自动断开开关恢复正常供电；本发明其特征在于还包括：采用特殊的方法、应用独特的能源发电，所述的采用特殊的方法，其特征在于、将发电装置装配在车身上、以车身为载体、让车体载着其在续航移动途中边走边发电、边储电、边及时为车辆供电，所述的应用独特的能源、其特征在于、利用发电设备装配在车体上的有利条件、跟随着车体在行程移动途中方便地接收来自自然界四面八方的太阳光能和空气动力风能发电、两种能源在移动途中边走边发电、储电、供电、克服固定式发电地区，无法为远航途中的车辆及时提供电力能源的缺陷、使空气动力-光伏摩托车和自行车在远程续航中用不着另外补充能源，直向目的地续航下去；所述的车辆动力驱动控制系统：其特征在于，驱动系统控制器(20)，其前端与动力蓄电池组(19)连接，发电系统的直流电源经过动力蓄电池组(19)传输到驱动系控制器(20)调节分配，再输给交流感应电动机电源变换器(22)，变换成交流电源后输给交流感应电动机(33)启动应用，交流感应电动机(33)输出的转矩经传动系统(34)驱动车轮(35)旋转，使车辆前进，当车辆制动时，由于惯性在减速和滑行时，车轮(35)带动交流感应电动机(33)转动，通过矢量控制使交流感应电动机(33)变为交流发电机产生交流电流，经制动能量电路回收变换器(21)变换成直流电源、通过系统控制器(20)向动力蓄电池组(19)充电，这电源就是制动再生能量回收；所述的车身控制系统，其特征在于，车辆的转速控制和前轮制动控制闸把都装在系统控制器(20)右手车把(B)上，后轮制动控制闸把、灯光、仪表、喇叭开关都装在系统控制器(20)左手车把(A)上，当旋动系统控制器器(20)右手车把(B)时，启动或加速的位置传感器把其变换成伩号传送到系统控制器(20)，系统控制器(20)识别到伩号后，就能控制车轮启动、加速或行驶前进、同时通过仪表显示车辆运行的壮态，当制动时，旋动系统控制器(20)左手车把(A)时，位置传感器把其变换成伩号传送到系统控制器(20)，系统控制器(20)识别到伩号后，就能控制车轮减速、滑动或制动使车辆再生能量回收、或与机械联合制动、在保证安全的前提下、可充分利用惯性最大限度地回收能量；

2.根据权利要求1所述的镍氢电池电源储备供电系统，其特征在于，所述脉冲式自动充放电控制器(18)，是脉冲发生器和自动充放电电器电路构成，上连接着发电系统输来的源，下连接着动力蓄电池组(19)，其能自动控制对蓄电池组快速充放电，充放电时能交替进行，波形为脉冲形式，能合理安排放电时间，克服了蓄电池的扱化现象，充电速度快，充电量足，充电时蓄电池汽化率低，放电时，采用能量转存形式，使能量能返回用于充电中，节约能源效率高，能对1路或2路蓄电池组有序充电，当蓄电池电压达到预定值时，便自动实现由1路到2路转换，若无储备装置时，会自动停止充电，或自动转换到旁路控制电路器(37)消耗，当出现外界短路时，会自动切断电源停止用电，其是空气动力-光伏摩托车和自行车的电源控制中心、只要发电机(14)一发电便能自动及时地进行工作，这样能延长蓄电池使用寿命，环保无污染，特别适用于电动车辆免维护蓄电池的充电；

3.根据权利要求1所述的空气动力能源发电系绕，其特征在于，所述发电机(14)，是永磁交流发电机、由定子铁芯(25)、定子绕组(26)、永久磁铁转子(27)、金属铝壳(24)构成。其绕组在定子上、磁场由永久磁铁转子(27)建立。利用电枢绕组的参数随转速变化的作用、在转速变化不大的范围内、实现发电机(14)端电压自动调节、发电机转动轴(13)由连接套(12)与增速传动轴(11)连接，其转速与增速传动轴(11)同步，发电机(14)所发出的交流电源经过整流器(17)整流成直流电，送到脉冲式自动充放电控制器(18)对动力蓄电池组(19)充电，发电机(14)，体积小，重量轻，功率大，耐高温，发电时间长，不易发生故障，为适应空气动力能源发电系统的特性、发电机(14)改变为无制、取消了整流子、滑环、转子上的线包绕组设计、减少了机械磨擦力矩和转子的重量、不致于在行程中颠簸、使发电机(14)在发电时出现异常；

4.根据权利要求1所述的车辆动力驱动控制系统，其特征在于，驱动系统控制器(20)，其前端与动力蓄电池组(19)连接，发电系统的直流电源经过动力蓄电池组(19)传输到驱动系控制器(20)，再输给交流感应电动机电源变换器(22)，变换成交流电源后输给交流感应电动机(33)启动应用，交流感应电动机(33)输出的转矩经传动系统(34)驱动车轮(35)旋转，让车辆前进，当车辆制动时，惯性在减速和滑行时，车轮(35)带动交流感应电动机(33)转动，通过矢量控制使交流感应电动机(33)变为交流发电机产生交流电流，经制动能量电路回收变换器(21)变换成直流电源、通过系统控制器(20)向动力蓄电池组(19)充电，这电源就是制动再生能量的回收；

5.所述的车身控制系统，其特征在于，车辆的转速控制和前轮制动控制闸把都装在系统控制器(20)右手车把(B)上，后轮制动控制闸把、灯光、仪表、喇叭开关都装在系统控制器(20)左手车把(A)上，当旋动系统控制器(20)右手车把(B)时，启动或加速的位置传感器把其变换成伩号传送到系统控制器(20)，系统控制器(20)识别到伩号后，就控制车轮启动、加速或行驶前进、同时通过仪表显示车辆运行的壮态，当制动时，旋动系统控制器(20)左手车把(A)时，位置传感器把其变换成伩号传送到系统控制器(20)，系统控制器(20)识别到伩号后，就控制车轮减速、滑动或制动让车辆再生能量回收、或和机械联合制动、或在保证安全的前提下、充分利用惯性最大限度地回收能量；

本发明其特征在于还包括：采用特殊的方法、应用独特的能源发电，所述的采用特殊的方法其特征在于、将发电装置装配在车身上、以车身为载体、让载体载着其在续航移动途中边走边发电、边储电、边及时为车辆供电，所述的应用独特的能源、其特征在于、利用发电设备装配在车体上的有利条件、跟随着载体在行程移动途中方便地接收来自自然界四面八方的太阳光能和空气动力风力发电、两种能源在移动途中边走边发电、储电、供电、克服固定式发电地区，无法为远航途中的车辆及时提供电力能源的缺陷、使空气动力-光伏摩托车自行车在远程续航中用不着另外补充能源，一直向目的地续航到底。