CN103174594A - 电池电动车用风车发电自供电充电装置 - Google Patents

Abstract

电池电动车用风车发电自供电充电装置，涉及空气能风能利用领域，在电池电动车的充电供电控制电路、电池组和动力马达的基础上，增加风车发电系统装置和中央控制系统装置，其特征在于：所述风车发电系统装置将空气能风能转换成机械能，再把机械能转换成电能，经过中央控制系统装置的调控后输送到充电供电控制电路，连通电池组一起带动动力马达工作，实现风车发电自供电。

Description

电池电动车用风车发电自供电充电装置

技术领域：

本发明涉及空气能风能利用领域，具体是一种电池电动车用风车发电自供电充电装置。

背景技术：

在地球表面上，空气是一种物质，空气可以压缩，空气可以运动，当空气形成流动时，就产生了能量，这种能量大概可分为二种，一是风能，二是气能，在现实生活中，我们每一个家庭和人都在不同程度地使用和利用这二种能量，比如手拿的芭蕉扇，电风扇，空调以及自行车，电动二轮三轮车，汽车的内胎等，而世界各国使用的飞机，大型运输飞机，直升机，大型运输直升机，它们能在短时间内通过跑道升入空中并飞行和直接从地面升入空中飞行，这二种飞机都是利用空气升力而升入空中飞行的，由此可见，空气的正能量非常强大，如果说水是生命的源泉，那么空气就是生命的保证。

人类利用风能的历史可以追溯到公元二世纪，古波斯人利用垂直轴风车碾米，公元前数世纪，中国人就开始利用风力来提水灌溉，磨面，磨米，从古流传至今的风筝和风筝比赛，给人们带来了乐趣以及儿童喜欢玩的风花转，风气球等。

采用风力机利用风能发电的设想最早始于十九世纪末，1887年，美国人Byush建造了第一台发电用风力机，而用于风力发电的发展最快的国家是丹麦，随着人们对风能的不断研究和探索，风力发电逐渐走进工业，居民住宅，交通不便的山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网的农村，它不但为生活提供了方便，还节约了电力开支，并可有利于对环境的保护。

在自然界中，风是一种可再生能源，但是风能利用也存在着很多弊端，首先它的风速不稳定，产生的能量大小也不稳定，如果太阳能和风能相比，太阳能受时间限制，风能受地理位置限制，而且风能的转换效率也低，虽然风能是新型能源，但相应的使用设备也不是很成熟，如果我们把水力发电和火力发电相比，水力发电虽然没有污染，但也受地理位置限制，而火力发电虽然不受地理位置限制，但它消耗的燃料却大的惊人，并且对环境造成了污染。

空气是一种取之不尽，用之不竭的物质，是世界人类中大自然给予的巨大财富，利用空气能量发电，发电时不排放二氧化碳，也不会引起温室效应，相对而言，利用空气能，不需要燃料，对环境没有污染，而风车发电所形成的噪音要比燃料发动机发出的噪音小的多。那么怎样把空气能风能更有效的转换成电能呢？我们把它用在交通工具上，到目前为止，世界各国用风力发电机发电的数不胜数，但大多是固定安装发电的，移动发电的除用在船舶外，用在陆地交通工具上的却很少，理论和实践告诉我们，固定安装的风力发电机，每秒达到三米左右，风力机就可以开始旋转并发电，随着风力越来越强，输出功率会增加，当风力达到额定风速时，风电机才会输出其额定功率。

任何长耳朵的活体动物，它所发出的和听到的声音，都是通过压迫空气传播的，而移动行驶的交通工具，除了压迫空气外，还要挤压分散空气和风才能移动和行驶，固定安装的风力发电机，我们称它为待风发电机，当有一定的风力风速才可以发电，而无风或微弱风就不能发电了。风力发电安装在行驶的交通工具上，在行驶中，空气就形成了流动并产生气体流，我们把这种气体流称它为气流风，所以气流风推动了风叶片，使风叶片受阻产生了升力并旋转，基于以上原理，根据贝兹理论，我们把风力等级和风速关系进行对照，空气中有气流风，在静风状态下，行驶的交通车辆每小时达到十公里以上（每秒大约2.8米）风力机开始旋转带动发电机发电，而电动二轮车，三轮车，四轮车就高于这个数字，对于微小型风力发电而言，设计成每秒10-15米风速及每小时行驶35-55公里，使发电机输出额定功率是完全可以的，况且这是以静风状态计算的，

从空气动力学的原理来分析，固定安装的风力发电机，风并非推动风叶片，而是吹过叶片形成正反面的压差，这样的压差会产生升力，令风轮旋转并不断横切风流，由于风力发电机的风轮并不能提取风的所有功率，根据贝兹定律，理论上风电机能够提取的最大功率是风的功率的60%以下，而大多数风电机只能获取风功率的40%左右或者更少。可参见图5A、5B、5C。

对于地面固定安装的风力发电机和在车辆中安装的风力发电机，它有着两种截然不同的概念，首先它的获风方式不同，固定风力发电机是依自然风发电的，它的风叶片规格大而长，500W以上的风叶片都在2米以上，大多采用的是三叶片，方能获得较大能量的风能，显然把它安装在较小的电动车辆上是不现实的，况且它的平衡尾尾翼也长，在行驶时会不停地摆动，使车辆产生抖动，方向不稳，对行驶安全构成了威胁。

从现有的专利技术分析，专利申请号200610124184.8，公开了一种风能电动汽车，包括电源系统，其电源系统由风力发电机、充电控制器、蓄电池组和输电控制器组成，可参见图1所示，但在此技术方案中，只是单一的将风力发电机通过固定底座固定在车身的顶部，但是这样存在很大的弊端，平衡尾翼长，在行驶时会不停地摆动，对行驶安全构成了威胁，显然是不现实的。同样的专利申请号01107419.1，公开的“风能电动车”技术方案中也具有这样的缺陷。

在发明专利申请201110131339.1,太阳能、风能电动汽车中，在汽车顶部安装太阳能电池板、同时在汽车顶部和太阳能电池板之间安装管道风力发电机组，通过风能和电能实现汽车的行驶。但在实践中，这两种方式实现不了汽车长时间的行驶，而且在外观上会增加汽车本身的不安全性

在发明专利申请号201110237658.0、02112739.5和200810143128.8三个专利中，都采用了将风扇安装在汽车的外部或内部，通过行驶时的迎风带动风扇旋转，来提供一部分动力，但是在这里他们忽略了最主要的一点，车辆在行驶时，车速，车向都会充满变数，相对应的风速风向，也会有各种变化，对风扇会产生相应的阻力而无法正常旋转，特别是风扇在侧方向受力时，会产生很大的阻力，就会对车辆造成很大的不安全隐患，也不能实现平稳的发电。

基于上述技术方案中，都把固定安装的风力发电机安装在交通动力车上，在行驶中都存在着没有能平衡掉风叶在转动时会产生侧方向的力量，而这个力量对于行驶中的车辆来说危害性也是最大的，可参见图2、图3和图4。综上所述，车用风车发电自供电是人为的对空气中的风力风速进行挤压和分散并获取气流风与自然风，从而达到行驶目的特制风车发电设备。

本发明人对于移动行驶中使用的风力发电机，称它为万向风发电机，利用风速、风向、密度、湿度传感器，微处理器通过中央控制器来控制风力机上的获风装置控制器和风阻装置控制器并和自动调节的减震器和平衡飞轮相互配合，来适应这些变化，达到平稳发电的目的，从而完成行驶中风车发电自供电充电。

参考文献：

【1】张志英 赵萍 李银凤 刘万琨 .风能与风力发电技术 北京：化学工业出版社 2010

【2】王保国 刘淑艳 刘艳明 于勇. 空气动力学基础 北京：国防工业出版社2009

【3】【丹麦】Martin O.L.Hansen 著 肖劲松 译 贺德馨 审.风力机空气动力学 北京：中国电力出版社 2009

【4】【美】 Tony Burton 等著 武鑫 等译. 风能技术 北京：科学出版社2007

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种电池电动车用风车发电自供电充电装置，满足在道路上行驶的电动车，混合电动车，通过空气流动所形成的气流风带动风车发电并供电和充电，可延长供电时间和行驶路程，节约了电能源和燃料，延长了电池使用寿命，为以后交通工具实现节能，减排，环保，并可持续发展奠定了基础。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

电池电动车用风车发电自供电充电装置，在电池电动车的充电供电控制电路、电池组和动力马达的基础上，增加风车发电系统装置和中央控制系统装置，所述风车发电系统装置将空气能风能转换成机械能，再把机械能转换成电能，经过中央控制系统装置的调控后输送到充电供电控制电路，连通电池组一起带动动力马达工作，实现风车发电自供电。

所述风车发电系统装置由进风口，风速传感器，风向传感器，密度传感器，湿度传感器，获风装置控制器，风阻装置控制器，微处理器，特制风力机，风轮机或飞轮，发电机，出风口，减震器和固定架组成。

所述进风口根据车形外观大小不同，采用喇叭口状，椭圆形，长椭圆形或圆形，并在进风口外部设有防护网罩，其中防护网罩要不影响风阻和进风也可以不设置进风口，直接安装在车顶部，车前部；

所述风力机采用金属，有色金属或复合材料注塑而成，风力机的风叶片形状为翼型及变截面叶片和等截面叶片两种，也可采用带变浆器的叶片，S型叶片，直线形叶片，所述风叶片的数量可采用单叶式，二叶式，三叶式或多叶式，风力机里有获风装置控制器和风阻装置控制器。

所述风轮机里安装有低速轴，变速装置，离合器和高速轴，风轮机根据车形外观大小不同，发电机功率及风叶片大小不同，此装置可采用也可不采用。

所述发电机为特种交流发电机和特种直流发电机，其中特种交流发电机和特种直流发电机为感应式发电机和永磁发电机均无刷，两种发电机任选一种。

所述发电机可采用水平轴式(横轴式)发电机总成、垂直轴式（竖轴式）发电机总成、和直线轴式（平行式）发电机总成，安装方式可采用迎风式或顺风式，发电机中需安装测量转速的转速传感器，并在所述发电机外部安装发电机总成固定盘。

所述出风口根据车形外观大小不同，安装在车辆两侧，上侧或下侧，也可采用于进风口平行，或者采用平行，两侧，上下侧同时出风，要尽量降低风阻和提高出风率，根据安装位置不同也可不设置出风口。

所述减震器采用阻尼弹簧减震器，使用数量为四个或六个，也可采用吊架式隔震器一个，并用三至六个拉伸弹簧配合安装，以达到减震和捕获来风的目的。

所述飞轮的外径应等于或小于发电机外壳，以减少风阻，飞轮和风力机，发电机是同轴安装的，依次是风力机，发电机，带隔离垫圈的压缩弹簧，飞轮，带垫圈的压缩弹簧，锁紧机构，两个压缩弹簧质量相同使夹在中间的飞轮在垂直旋转时达到平衡。

在所述的飞轮和传动轴一头采用凹凸式安装固定，传动轴为凸式，长度待定，飞轮中心孔为凹式，并被夹在两个压缩弹簧中间，在车辆行驶风车发电中，风力机会遇到不同方向和等级的来风，它通过减震器来实现自动调向，而飞轮是根据空气升力自动调节所处位置来实现运转平衡的。

其中所述飞轮的另一个作用是通过储存和释放能量来提高发电机运转的均匀性，稳定性和克服遇到强对流风所引起的发电机转速突然加快，停转或反转，起到了扼制和缓冲作用。

所述风速传感器，风向传感器，密度传感器，湿度传感器均安装在风力机处，获风装置控制器，风阻装置控制器均在风力机里，也适用于采用风轮机并安装万向器的风车发电机上，当车辆正常行驶时，风速、风向、密度、湿度传感器把测量的数据传送给微处理器，经微处理器输出至中央控制系统装置中的中央控制器，由中央控制器对装有伺服电机的万向器进行控制风力机的迎风方向和面积以获得最佳捕风效果，以及对风轮机进行变速控制，使发电机稳定在正常转速可控制之内。

所述固定架主要是固定和安装减震器与风力发电机总成而用，根据车形安装位置不同，固定架式样也不同。

所述中央系统装置由微处理器，整流器，滤波器，稳压电路，中央控制器，充电供电控制电路组成。

所述微处理器对来自前级的四个传感器测量的数据经过运算处理输送到下一级。

所述整流器和滤波器，如果采用特种交流发电机，就要有该配置，以使交流电变成纯直流电并进入下一级，如果采用直流发电机，就不需要该配置，直接进入稳压电路。

所述稳压电路对来自前级的直流电压进行再滤波和稳压，使之达到设定值。

所述中央控制器对来自微处理器的数据进行分检和稳压电路的直流电压电流进行识别取样，以及对发电机的转速进行运算，适时对特制风力机发电机进行控制，从而改变它的工作模式和工作状态，当发电机的转速超出极限值时，中央控制器动作终止发电机发电，使发电机变成机械式的空载转动状态，以保护发电机不烧坏，当转速回归到额定值时，发电机又开始工作，依次反复，当车辆停止行驶时，中央控制器，充电供电控制电路自动关闭，停止工作。

所述充电供电控制电路，安装于风车发电用电池电动车上，用于辅助电能源，以增加行驶里程，在每次出发前，都要通过市电把电池组充满电，这样才能发挥其高效率，当电池组满电饱和状态行驶中，充电供电控制电路在给电池组充电的同时，余量就可以供给马达，使动力马达消耗电池组的电能源少，充电供电控制电路与中央控制器和电池组之间是相互配合的。

在本发明中还具有的技术方案是所述发电机可采用水平轴式发电机总成、垂直轴式发电机总成、直线轴式发电机总成、并在发电机总成外部安装固定盘，其特征在于：所述水平轴式发电机总成，前端为风力机，所述风力机中心穿过传动轴，沿传动轴的风力机一端依次安装发电机、压缩弹簧组件、飞轮和锁紧机构。

所述垂直轴式发电机总成，前端为风力机，所述风力机中心穿过传动轴，沿传动轴的风力机一端依次安装过桥齿轮、压缩弹簧组件、飞轮和锁紧机构，在所述过桥齿轮端连接发电机。

所述直线轴式发电机总成依次是锁紧机构，压缩弹簧组件飞轮，发电机风力机。

所述直线式轴式发电机总成是一端依次是锁紧机构，压缩弹簧组件飞轮，发电机风力机，另一端为发电机压缩弹簧组件，飞轮，锁紧机构。

所述压缩弹簧组件为带隔离垫圈的压缩弹簧。

所述固定盘包括内固定盘和外固定盘，在所述内固定盘和外固定盘之间安装减震器，减震器的一端安装吊环，一端安装固定环，吊环一端和外固定盘扣接，固定环一端和内固定盘扣接，将所述水平轴式发电机总成或垂直轴式发电机总成或水平轴式发电机总成安装于内固定盘内。

所述减震器采用阻尼弹簧减震器，使用数量为四个或六个。

所述阻尼弹簧减震器外部为壳体，固定环和吊环穿过壳体后通过螺栓固定，在所述固定环和螺栓之间安装轴承，用于缓解固定环在受内固定盘晃动时对阻尼弹簧减震器壳体的损坏；在所述吊环和螺栓之间设置固定板，固定板之间设置弹簧，用于缓解内固定盘受力时对外固定盘压缩产生的力。

还具有的技术方案是所述减震器还可以采用的是吊架式隔震器，使用数量为一个，并配备三至六个拉伸弹簧配合安装。

所述吊架式隔震器在发电机总成外安装固定环，所述固定环外设置一圈U形吊架，U形吊架的两端通过轴套螺栓和吊臂连接，在所述轴套螺栓和U形吊架以及吊臂连接时设置垫片。

所述吊臂和悬臂轴相连，通过所述悬臂轴和框架相连，将所述框架通过螺栓固定，从而将发电机总成悬挂起来。

所述悬臂轴和吊臂的连接处设置轴承套，悬臂轴和框架连接处填充橡胶体，通过轴承套和橡胶体的配合使用，缓解发电机总成在受到风力转向时对用于悬挂固定的物体产生晃动。

在上述技术方案中，风车发电系统装置和中央控制系统装置，充电供电控制电路，均可安装在电池电动车，电池混合电动车上，在行驶中，通过气流风能和自然风能达到供电和充电的目的，延长了电池供电时间，增加了行驶里程，通过风车风叶片对风阻的分散，降低了风的阻力，在行驶中更稳更快，更节能，它可广泛安装应用于电池电动二轮车，三轮车，四轮车，观光车，浏览车，船舶和电池电动混合车等。

附图说明：

图1为现有专利的结构示意图；

图2为现有专利的结构示意图；

图3为现有专利的结构示意图；

图4为现有专利的结构示意图；

图5A为不同风向下的风频图；

图5B为风向稳定性与风向频次的关系示意图；

图5C为障碍物对风力发电机的影响示意图；

图6为本发明中风车发电总流程示意图；

图7为本发明装置的原理示意图；

图8为本发明中水平轴式发电机总成的结构示意图；

图9为本发明中垂直轴式发电机总成的结构示意图；

图10为用于安装发电机总成固定盘结构示意图；

图11为图10中阻尼弹簧减震器结构示意图；

图12为另一实施例用于悬挂发电机总成的吊架式隔震器结构示意图。

具体实施方式：

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，并结合本发明的技术方案来进一步阐述本发明。

如图6和图7所示，电池电动车用风车发电自供电充电装置，在电池电动车的充电供电控制电路、电池组和动力马达的基础上，增加风车发电系统装置和中央控制系统装置，风车发电系统装置将风能转换成机械能再将机械能转换成电能，经过中央控制系统装置的调控后输送到充电供电控制电路，连通电池组一起带动动力马达工作，实现风车发电自供电。车辆在正常行驶时，受车形外观大小不同的影响会产生诱导气流及正压区和负压区，所以对风车发电系统装置以及安装位置十分重要。

其中风车发电系统装置由进风口，风速传感器，风向传感器，密度传感器，湿度传感器，微处理器，特制风力机，风轮机或飞轮，发电机，出风口，减震器和固定架组成；中央系统装置由微处理器，整流器，滤波器，稳压电路，中央控制器，充电供电控制电路组成。风力机带动发电机发电，将产生的电能经过中央控制器的调控对充电供电控制电路供电后，输送给动力马达，同电动车本身的蓄电池组对电动车进行长时间的续航供电。

在这里进风口根据车形外观大小不同，可采用喇叭口状，椭圆形，长椭圆形，圆形，也可采用任意形状，并设有防护网罩，先从美学的角度考虑外，防护网罩要考虑尽量不影响风阻和进风但也可不设置进风口。

出风口根据车形外观大小不同，可在车辆两侧，上侧或下侧，也可采用于进风口平行，或者采用平行，两侧，上下侧同时出风，总之，在考虑美学的同时，还要考虑尽量降低风阻和提高出风率，但也可不设置该装置。

对于进风口和出风口而言，它只是相对的，而不是绝对的，比如电动二轮车，三轮车和四轮车，由于它的功率小，从经济的角度和美学的观点来看，可采用人们常用的电风扇那样，安装上防护网，安全罩，发电机防腐、防尘、防水壳罩，固定安装架，在行驶中，只要达到标称值就可以发电，并可在同一辆车安装一台二台或多台小微型风车发电装置以配合功率匹配要求，只要符合交通安全，让人看上去美观舒适就好。

特制风力机根据车形外观大小不同，发电机功率不同，以及安装位置不同，可采用金属，有色金属，复合材料注塑而成，风叶片的形状为翼型及变截面叶片和等截面叶片两种，也可采用带变浆器的叶片，S型叶片，直线形叶片，风叶片的数量可采用单叶式，二叶式，三叶式或多叶式并经中央控制器控制后可以改变获风面积和降低风阻的特制风力机。

举例说明：一辆手动档汽车，它的行驶速度和动力运载能力，都是通过油门和档位控制的，油门和档位没有正反比，即档位越大未必油门就要大，而档位越小，未必油门就要小，它是通过人对路面状况和运载质量进行判断，而对油门和档位适当调整控制的，获风装置控制器和风阻装置控制器就是根据这个原理来设计的，它们之间不相互排斥，而是相互补充的。

车辆在正常行驶时，会遇到不同等级和方向的来风，以及正风，侧风，回流风，涡流风和雨雪雾霾恶劣天气对风叶片产生的影响，所以要定期对风叶片的校正和清除沉积物是很有必要的。从风力机和空气动力学的原理分析，车辆在直线行驶时，空气作用力在行驶向上的风力为空气阻力，在空气阻力中，车外形状空气升力在水平方向的投影就形成了压差和诱导阻力，而升力是用来克服重力的力，因此升力越大，能够提起离开地面的质量越大，这与标准大气的分层有关，与地面接触的那一层为对流层，在对流层内，空气是上下方向流动的，所以车辆在正常行驶时，为了保持风力机有足够的能量来带动发电机发电，阻力必须由动力马达提供的推力来平衡，阻力越小，动力马达所需要的功率也就越小，因此根据贝兹理论和定律，车外的压差和诱导阻力大约为50%-90%，而表面阻力，内部阻力和干扰阻力大约为2%-30%，由此可见，在车用风车发电中，怎样平稳前行和发电，怎样降低行驶阻力，特制风力机就起到了关键性的作用。

风轮机里有低速轴，变速装置，离合器和高速轴，根据车形外观大小不同，发电机功率及风叶片大小不同，此装置可采用也可不采用，比如电池电动浏览车，观光车，由于车型比较大，车速慢10-20公里，就必须有风轮机装置，以达到变速比及给动力供电和电池组充电，而电动二轮，三轮车，四轮车，时速就比较快30-120公里，风轮机里有齿轮变速器传动摩擦造成功率损失为8%左右，以及噪音对环境的污染，可不采用风轮机，而采用风力机和发电机直接相连，同轴转动。

发电机选用特种交流发电机，特种直流发电机，两者均为感应式发电机和永磁发电机均无刷，两种发电机任选一种，大家知道，任何一种交通动力工具，它是通过供油量及化学燃料，供气量及空气气门和供电量及控制器（电闸门）来控制转速速度和承载能力的，特种发电机也是如此，根据转速它是通过中央控制器来控制输出电压和电流以达到设定的额定值附近，特种发电机可采用水平轴式(横轴式)、垂直轴式（竖轴式）、直线轴式（平行式）、安装方式可采用迎风式或顺风式，特种发电机中必须安装测量转速的转速传感器。车辆在正常行驶时，由于受地区差异，气候的影响，在车用风车发电中，要综合考虑海拔高度，空气湿度，空气密度对风车发电的影响，对选择风力机，发电机材质，质量，形状是很有必要的。

风速传感器，风向传感器，密度传感器，湿度传感器均安装在进风口处，它也适用于采用风轮机并安装万向器的风车发电机上，当车辆正常行驶时，风速、风向、湿度、密度传感器器把测量的数据传送给微处理器，经微处理器输出至中央控制器，由中央控制器对装有伺服电机的万向器进行控制和对特制风力机进行控制迎风方向以获得最佳捕风效果，以及对风轮机进行变速控制，使发电机稳定在正常转速可控制之内。

固定架主要是固定和安装减震器与风力发电机总成而用，根据车形安装位置不同，固定架式样也不同。

整流器，滤波器，如果采用特种交流发电机，就要有该配置，以使交流电变成纯直流电并进入下一级，如果采用直流发电机，就不需要该配置，直接进入稳压电路。

稳压电路对来自前级的直流电压进行再滤波和稳压，使之达到设定值。

中央控制器对来自微处理器输送的数据进行分检，适时对风力机中的获风装置，风阻装置进行控制，并对稳压电路的直流电压电流进行识别取样，以及对特种发电机的转速进行运算，适时对特种发电机进行控制，从而改变它的工作模式和工作状态，当特种发电机的转速超出极限值时，中央控制器动作终止发电机发电，使发电机变成机械式的空载转动状态，以保护发电机不烧坏，当转速回归到额定值时，发电机又开始工作，依次反复，当车辆停止行驶时，中央控制器，充电供电控制电路自动关闭，停止工作。

充电供电控制电路，风车发电用在电池电动车上，它只是辅助电自然能源，以增加行驶里程，所以每次出发前，都要通过市电把电池组充满电，这样才能发挥其高效率，当电池组满电饱和状态行驶中，充电供电控制电路在给电池组充电的同时，余量就可以供给马达，使动力马达消耗电池组的电能源少，充电供电控制电路与中央控制器和电池组之间是相互配合的。

减震器可采用阻尼弹簧减震器，使用数量为四个或六个，也可采用吊架式隔震器一个，并用三至六个拉伸弹簧配合安装，以达到减震和捕获来风的目的。安装减震器主要是固定风力发电机总成而用，其要求环一周运动自如，并能倾斜10度左右。

从经济和安全的角度讲，电动二轮自行车和电动三轮自行车，最适宜吊架式隔震器，减（隔）震器的安装可采用天平平衡式，使它可以扭转和随蛇形。

人们知道任何交通工具都有减震系统，主要是保护人生安全与舒适度和设备的损毁率等，我们的方法是在电动车自有减震的同时，对风力发电设备再减震，以达到行驶发电的配合性。

车辆在路面上行驶时，会遇到路面不平，颠簸，障碍物，上坡，下坡，避让，转弯，刹车与紧急刹车等，二次减震对发电设备就会起到很好的保护作用，风车发电安装在行驶的车辆上进行旋转发电时，会遇到车辆不同角度的变化以及不同方向和风力的来风，这时减震器会自动倾斜和捕获来风。

如图8和图9所示，发电机可采用水平轴式发电机总成、垂直轴式发电机总成、直线轴式发电机总成，并在发电机总成外部安装固定盘，水平轴式发电机总成，前端为风力机1，风力机1中心穿过传动轴2，沿传动轴2风力机1的一端依次安装发电机3、第一压缩弹簧4A、飞轮5、第二压缩弹簧4B和锁紧机构6。

垂直轴式发电机总成，前端为风力机1，风力机1中心穿过传动轴2，沿传动轴2风力机1的一端依次安装过桥齿轮7、第一压缩弹簧4A、飞轮5、第二压缩弹簧4B和锁紧机构6，在过桥齿轮7端连接发电机3。

如图10和图11所示，如何将水平轴式发电机总成或垂直轴式发电机总成或直线轴式发电机总成安装稳定、在这里采用在发电机总成外部安装固定盘方式，其中固定盘包括内固定盘8和外固定盘9，在内固定盘8和外固定盘9之间安装减震器10，减震器10的一端安装吊环101，一端安装固定环102，吊环101一端和外固定盘9扣接，固定环102一端和内固定盘8扣接，将水平轴式发电机总成或垂直轴式发电机总成或直线轴式发电机总成安装于内固定盘8内。

其中减震器10采用阻尼弹簧减震器，使用数量为四个或六个，安装于内固定盘8和外固定盘9之间，阻尼弹簧减震器外部为壳体103，固定环102和吊环101穿过壳体103后通过螺栓104固定，在固定环102和螺栓104之间安装轴承105，用于缓解固定环102在受内固定盘8晃动时对阻尼弹簧减震器壳体103的损坏，在吊环101和螺栓104之间安装固定板106，固定板106之间安装弹簧107，用于缓解内固定盘8受力时对外固定盘9压缩产生的力。

如图12所示，将水平轴式发电机总成或垂直轴式发电机总成或直线轴式发电机总成安装稳定还可以采用吊架式隔震器11，使用数量为一个。

吊架式隔震器11在发电机总成外安装固定环111，固定环111外安装一圈U形吊架112，U形吊架112的两端通过螺栓113和吊臂114连接，在螺栓113和U形吊架112以及吊臂114连接时安装垫片115。

将吊臂114和悬臂轴116相连，通过悬臂轴116和框架117相连，再将框架117通过螺栓113固定，从而将发电机总成悬挂起来。悬臂轴116和吊臂114的连接处安装有轴承套118，悬臂轴116和框架117连接处填充橡胶体119，通过轴承套118和橡胶体119的配合使用，缓解发电机总成在受到风力转向时对用于悬挂固定的物体产生晃动。

再如图8和图9所示，其中飞轮5的外径等于或小于发电机3外壳，以减少风阻，飞轮5和风力机1，发电机3是同轴安装的，两个压缩弹簧5A、5B质量相同使夹在中间的飞轮5在垂直旋转时达到平衡。

本发明的原理是，我们用影碟机中的碟片做个物理实验，在静风状态下，把碟片拿在手中用力沿水平方向抛入空中，使它快速旋转，这时我们发现碟片没有在短时间内下落反而往空中升，这就是平面物体在水平运动旋转时的空气升力，而飞轮就是一个平面圆形飞轮。

飞轮5和传动轴1的一头采用凹凸式安装固定，传动轴1为凸式，飞轮5中心孔为凹式，并被夹在两个压缩弹簧4A、4B中间，在车辆行驶风车发电中，风力机1会遇到不同方向和等级的来风，它通过减震器来实现自动调向，而飞轮5是根据空气升力自动调节所处位置来实现运转平衡的。同时飞轮5的另一个作用是通过储存和释放能量来提高发电机运转的均匀性，稳定性和克服遇到强对流风所引起的发电机转速突然加快，停转或反转，起到了扼制和缓冲作用。从而实现移动中使用的风力发电机，利用中央控制器，自动调节的减震器和平衡飞轮相互配合，来适应这些变化，达到平稳发电的目的，从而完成行驶中风车发电自供电充电。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (14)

1.电池电动车用风车发电自供电充电装置，在电池电动车的充电供电控制电路、电池组和动力马达的基础上，增加风车发电系统装置和中央控制系统装置，所述风车发电系统装置将空气能风能转换成机械能，再把机械能转换成电能，经过中央控制系统装置的调控后输送到充电供电控制电路，连通电池组一起带动动力马达工作，实现风车发电自供电，其特征在于：所述风车发电系统装置由进风口，风速传感器，风向传感器，密度传感器，湿度传感器，微处理器，特制风力机，中央控制器，风轮机或飞轮，发电机，出风口，减震器和固定架组成。

2.根据权利要求1所述风车发电自供电充电装置，其特征在于：所述飞轮的外径应等于或小于发电机外壳，将所述飞轮和风力机，发电机同轴安装，依次是风力机，发电机，带隔离垫圈的压缩弹簧，飞轮，带垫圈的压缩弹簧，锁紧机构，两个压缩弹簧质量相同使夹在中间的飞轮在垂直旋转时达到平衡，

在所述的飞轮和传动轴一头采用凹凸式安装固定，传动轴为凸式，飞轮中心孔为凹式，并被夹在两个压缩弹簧中间。

3.根据权利要求1所述风车发电自供电充电装置，其特征在于：所述进风口根据车形外观大小不同，采用喇叭口状，椭圆形，长椭圆形或圆形，并在进风口外部设有防护网罩；

所述特制风力机可采用金属，有色金属或复合材料注塑而成，风力机的风叶片形状为翼型及变截面叶片和等截面叶片两种，也可采用带变浆器的叶片，S型叶片或直线形叶片，所述风叶片的数量可采用单叶式，二叶式，三叶式或多叶式，风力机里有获风装置控制器和风阻装置控制器；

所述发电机为特种交流发电机和特种直流发电机，其中特种交流发电机和特种直流发电机为感应式发电机和永磁发电机均无刷；

所述出风口根据车形外观大小不同，安装在车辆两侧，上侧或下侧，也可采用于进风口平行，或者采用平行，两侧，上下侧同时出风；

所述减震器采用阻尼弹簧减震器，使用数量为四个或六个，也可采用吊架式隔震器一个，并用三至六个拉伸弹簧配合安装；

所述风速传感器，风向传感器、密度传感器、湿度传感器均安装在进风口处，车辆正常行驶时，风速、风向、密度、湿度传感器把测量的数据传送给微处理器，经微处理器输出至中央控制系统装置中的中央控制器，由中央控制器对装有伺服电机的万向器进行控制风力机的迎风方向以获得最佳捕风效果，以及对风轮机进行变速控制和对特制风力机中的获风、风阻控制装置进行控制，使发电机稳定在正常转速可控制之内。

4.根据权利要求1所述风车发电自供电充电装置，其特征在于：所述中央系统装置由微处理器、整流器，滤波器，稳压电路，中央控制器，充电供电控制电路组成；

所述微处理器对来自前级的四个传感器检测到的数据输送到中央控制器；

所述稳压电路对来自前级的直流电压进行再滤波和稳压，使之达到设定值；

所述中央控制器对来自微处理器和稳压电路的直流电压电流进行识别取样，以及对风力机和发电机的转速进行运算，适时对风力机发电机进行控制，从而改变它的工作模式和工作状态。

5.根据权利要求2所述风车发电自供电充电装置，所述发电机采用水平轴式发电机总成、垂直轴式发电机总成，直线轴式发电机总成，其特征在于：所述水平轴式发电机总成，前端为风力机，所述风力机中心穿过传动轴，沿传动轴的风力机一端依次安装发电机、压缩弹簧组件、飞轮和锁紧机构；

所述垂直轴式发电机总成，前端为风力机，所述风力机中心穿过传动轴，沿传动轴的风力机一端依次安装过桥齿轮、压缩弹簧组件、飞轮和锁紧机构，在所述过桥齿轮端连接发电机。

所述直线轴式发电机总成依次是锁紧机构，压缩弹簧组件，飞轮，发电机，风力机。

所述直线轴式发电机总成一端依次是锁紧机构，压缩弹簧组件飞轮，发电机、风力机，另一端为发电机压缩弹簧组件，飞轮，锁紧机构。

6.根据权利要求5所述风车发电自供电充电装置，其特征在于：在所述水平轴式发电机总成、垂直轴式发电机总成，直线轴式发电机总成外部安装发电机总成固定盘。

7.根据权利要求5所述风车发电自供电充电装置，其特征在于：所述压缩弹簧组件为带隔离垫圈的压缩弹簧。

8.根据权利要求6所述风车发电自供电充电装置，其特征在于：所述固定盘包括内固定盘和外固定盘，在所述内固定盘和外固定盘之间安装减震器，减震器的一端安装吊环，一端安装固定环，吊环一端和外固定盘扣接，固定环一端和内固定盘扣接，将所述水平轴式发电机总成或垂直轴式发电机总成或直线轴式发电机总成安装于内固定盘内。

9.根据权利要求8所述风车发电自供电充电装置，其特征在于：所述减震器采用阻尼弹簧减震器，使用数量为四个或六个。

10.根据权利要求8所述风车发电自供电充电装置，其特征在于：所述减震器采用的是吊架式隔震器，使用数量为一个。

11.根据权利要求10所述风车发电自供电充电装置，其特征在于：所述吊架式隔震器在发电机总成外安装固定环，所述固定环外设置一圈U形吊架，U形吊架的两端通过轴套螺栓和吊臂连接，在所述轴套螺栓和U形吊架以及吊臂连接时设置垫片。

12.根据权利要求11所述，风车发电自充电装置，其特征在于：所述U吊架设置了三个拉伸弹簧孔，拉伸弹簧一端连接U型吊架，另一端连接固定架，使用数量为三至六个。

13.根据权利要求11所述风车发电自供电充电装置，其特征在于：所述吊臂和悬臂轴相连，通过所述悬臂轴和框架相连，将所述框架通过螺栓固定，将发电机总成悬挂起来。

14.根据权利要求12所述风车发电自供电充电装置，其特征在于：所述悬臂轴和吊臂的连接处设置轴承套，悬臂轴和框架连接处填充橡胶体。

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