CN103287275A - 插电式风光空气能电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明针对一般插电式电动汽车行驶距离短、行车途中无法充电常让驾驶人路遇尴尬，及车载蓄电池使用寿命短的难题发明的。巧妙地在车体车顶部设计了支撑骨架，有效地利用了自然风能，又增大了太阳能板使用面积和发电功率；支撑骨架内设计能产生比车速更高的空气流的拉瓦尔风洞；在风洞内安装了1-2台电动螺旋桨和N台风能发电机(空气能同)，使车在行驶或停驶时都可利用空气能进行发电。凡是这类车均有四种新能源可在不同条件下用来发电并对车载电池组进行补充；它们是自然风能、太阳能、车行驶中和车停放中的空气能。从而较大地延长了行驶距离，解决了行驶途中无法补充电能的尴尬，延长了电池的使用寿命、还适当降低了停放在酷热阳光下车内的温度。

Description

插电式风光空气能电动汽车

技术领域：本发明涉及插电式电动汽车车体设计和风光空气能补充电源技术，属于插电式电动汽车外型设计和电源补充技术领域。(可用于多种插电式电动车体---小轿车、面包车、中巴车、小型货车、吉普车、沙漠旅游观光车、房车、火车、等机动车。)

背景技术：目前，插电式电动汽车、插电式太阳能电动汽车已在国内外生产和销售；而风能电动汽车只是样车而已。插电式电动汽车主要依靠给车载蓄电池组充入市电来提供动力，由此驱动电动机带动汽车行驶。蓄电池组属于化学能转换，因此，不能连续性长时间供电。但目前由于国内路途充电站非常奇缺，导致车行路途蓄电池组缺电或完全无电而又无法进行补充电能让人尴尬，极大地影响了人们对电动汽车的购买和市场的扩大。插电式太阳能电动汽车比插电式电动汽车有了进步，只要有太阳，车在半途还可进行补电。但一般车上安装的太阳能面积太小，所补充的电能只能行驶比较短的里程，而如果没有太阳或夜行途中，其功能则为零。风能电动汽车虽在我国出现多种样车，但因风力发电机在功率、重量、数量和风机叶轮大小等因素的影响下，加之安装受到限制，因此，所发电量就比较小。目前仍无厂家投入生产。而更多的风能电动汽车专利中，只有极少数做了样车进行过试验，但都不理想。

一般型号的插电式电动汽车，充满一次电后，在春、夏、秋季最多可以行驶180公里左右，而在冬季则只能行驶80-150公里以下。其电池组最大寿命也就在3年以下时间。

发明内容：本发明的目的，是提供一种插电式风光空气能电动汽车的车体设计及可利用风能、太阳能和两种空气能进行发电，并对车载蓄电池组进行补充电能的结构与技术。

名词解释：

风能---自然界产生的有级风力能；

光能---由太阳光电板直接产生；

空气能A---车置拉瓦尔风洞相对静止空气行驶时产生高于车速的空气流；

空气能B---由安装在拉瓦尔风洞内的电动螺旋桨产生的空气流。

拉瓦尔风洞---按照拉瓦尔理论，设计的为提高比车速更快的空气流的从大到小的收缩型风洞；即空气在此风洞中流动时，截面大处流速小，截面小处流速大。

电动螺旋桨---由小型电动机带动依飞机翼型理论制造的螺旋桨，为风洞产生空气流。

风能(空气能同)计算公式中，风能(E)的大小与风速的立方(V3)成正比。故，影响风能的最大因素是风速！

本发明的车体结构与技术是：依据汽车行驶的空气动力学特性，在车顶部设计了能够承载和扩大安装太阳能电池板、能够设置拉瓦尔风洞以及安装电动螺旋桨、风能发电机(空气能同)的支撑骨架。

在骨架上方安装了面积比较大的太阳能板，在骨架两侧安装能够展开与收放式的太阳能板。两侧太阳能板支起时可进行风洞安装、电动螺旋桨和风能发电机(空气能同用)的安装、拆卸与维修；在车前仓盖上(一般汽车前发动机仓盖)也安装了适当面积的太阳能板。三处安装的太阳能板合计面积可达数平方米。在车顶部的骨架内设计了拉瓦尔式风洞，使车在行驶途中能产生高于行车速度的空气流。例如车速为60公里/小时，风洞内的空气流可达80-100公里/小时。在风洞内安装3台或更多的风能发电机(空气能同用)；还安置了1台(也可多台)电动螺旋桨，为在既无风能、无太阳能、车停驶时又无空气能时，给风洞制造空气能进行发电。

该车总的蓄电瓶组数、电能电源控制、驾驶操作、照明系统、刹车系统与一般电动汽车相同。

本发明最为优秀的特点是：除了充用市电行驶外，又可在途中或停驶时，任意使用四种新能源对蓄电池组进行补电。即：一是车停时可利用3级以上自然风能发电；二是车在行驶中利用风洞严生比车运更高的空气能A进行发电；三是无论车行或车停都可以利用太阳能进行发电；四是在既无自然风能、又无太阳能、车停驶也无空气能时则利用电动螺旋桨给风洞产生空气能B进行发电。(但这种发电补充方式在城区不宜使用，因为这种方式会产生比较大的噪声！在公路、野外地方和郊外地方方可使用。)

由于上述四种新能源的合理利用，比较巧妙地解决了车在途中可对车载电源不足进行补充，从而加大了电动汽车的行驶路程。还使蓄电池组始终保持有电，减少了蓄电池组常常因为缺电而产生的损害，使得蓄电池组可延长使用寿命和年限。

更为奇特的是，由于利用了拉瓦尔风洞和空气能A发电技术，当仪表显示无电时，本车还可以继续行驶30公里(较平坦的公路)---10公里左右(有坡度的公路)的路程，车速可保持在30-50公里/小时；有效地解除了驾驶员在途中遇到的尴尬问题。由于在车顶部安置了太阳能板和设立了拉瓦尔风洞，还降低了车停在酷热阳光照晒下车内过热的问题。

使用本发明研制生产的风光空气能电动汽车，充满电后，在春、夏、秋季里可以行驶200公里以上；在冬季可以行驶150公里以上。而且途中不受有无充电站、电池组缺电或电池组无电导致汽车停驶的尴尬问题。50公里半径内的充电时间可以大大缩减。如果使用和保养得当，电池组的最大使用寿命可以大大延长并超过四年时间。本发明为铅酸蓄电池开辟了今后仍然能够得以继续利用的价值。

本发明具有直接应用的价值：因为本发明(使用铅酸蓄电池一直未更换)经过了四年多时间(现在仍在继续使用)、行驶30000余公里和充市电570余次、5700余度电的路途试验。

附图说明：

图1是一种轿车的车体设计示意图。

图2是一种轿车车体的支撑骨架、拉瓦尔风洞、电动螺旋桨、风能发电机(空气能发电机同)和太阳能板安置图。

图3是图2上标注的A---A剖面显示的支撑骨架结构部件图。

图4是风能发电机(空气能发电机同)叶轮与叶片设计图。

图5是另外一种车体(吉普车类同)设计示意图。

图6是一种面包车设计示意图(小面包车、中巴车、房车等车体类同)。

本发明的风光空气能电动汽车车体和四种新能源补充电源结构是(1)前舱盖和车顶有多块太阳能板；(2)依据整套支撑骨架设置了拉瓦尔风洞；(3)风洞内装置了电动螺旋桨和所需的多台风能发电机(空气能发电机同用)。

图上标注说明：

1---前舱盖太阳能板  2---顶部太阳能板  3---可收放式两侧太阳能板  4---拉瓦尔风洞4’---降噪塑制风洞壳体  5---支撑骨架  6---充电口  7---顶部太阳能板支撑装饰件  8---前窗玻璃9---后窗玻璃  10---螺旋桨叶片  11---螺旋桨电动机  12---风能发电机叶轮(空气能同用)13---风能发电机(空气能同)  14---安置板支撑定位板  15---定位板支撑件  16---电动机、发电机安置板。

具体实施方式：(1)车体外形设计和太阳能板的布置必须遵循本发明；(2)拉瓦尔风洞的设计、电动螺旋桨选择和风能发电机的(空气能同用)叶轮设计必须遵循本发明；(3)对于不同功率的风能发电机、不同电压输出及输电线路与电池组的连接必须遵循本发明；(4)利用上述4种新能源进行发电和对电池组进行补充电能的技术必须遵循本发明。(5)太阳能板的设计参数与安装数量，电动螺旋桨与风能发电机(空气能同用)的安装数量，主要取决于车体顶部的宽度和需要的补电能量。

Claims (1)

1.本发明的技术特征：

本发明的技术特征是：针对插电式电动汽车，由于巧妙地设计了车体的外形和相应的支撑骨架，才能够使本车有效地利用自然风能；才能够使本车安装比较大面积的太阳能板和产生比较大的太阳能发电功率；才能够设置可以提高比车速更高的空气流速度的拉瓦尔风洞，使安装和有不同功率、不同电压的风能发电机(空气能同)产生比较大的发电效率；也由于设置了电动螺旋桨，使该车在既无自然风能、无太阳能，车停驶时又无空气能的情况下，可用电动螺旋桨产生的空气能推动空气能发电机进行发电。

上述四种新能源被用来补充车载蓄电池组，从而比较大地增加了行驶距离，保护了电池组不受损失，并大大延长了电池组的使用寿命，较好地解决了电动汽车在行驶途中无法补电和继续行驶的尴尬问题。由于风光空气电动汽车没有污染，极大地保护了人们生存的自然环境，为普通人民使用廉价的交通工具创造了条件。

本发明需要保护的范围：

1依据本发明安装有风光空气能结构与装置的车体外形设计。

2车顶部支撑骨架的设计与三种太阳能电池板的布置设计。

3依据拉瓦尔理论所做的风洞设计。

4风能发电机(空气能同)的选择和叶轮叶片的设计。

5电动螺旋桨的电动机和螺旋桨叶片的选择与设计。

6不同功率、不同电压的风能发电机(空气能发电机同)输出线路与电池组的连接方式。

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