CN103879294B - 汽车能量回收系统 - Google Patents

Abstract

一种能节能的汽车能量回收系统。使空气经过进气洞，风轮，出风洞的过程带动风轮旋转，以此产生的电力成为汽车的一种辅助动力来源。其特征是：通过汽车行驶中所产生的空气阻力，震动能等多种方式为能量来源，经过一系列能量的转化，最终转化为汽车行驶的能量来源。

Description

汽车能量回收系统

技术领域

汽车节能，创新替代，循环利用，绿色低碳，安全持续。

背景技术

电力自动挡汽车，小型风力发电机，乙醇发电机，石油发电机，太阳能。

发明内容

汽车在行驶中的能源消耗分为对抗空气阻力，震动能，刹车的消耗，车胎与地面的摩擦力，热能，其他。本发明就是在减少汽车的行驶中的重量，满足汽车的安全性、舒适性的基础上对上述的能量进行回收利用。汽车的前脸承受大量的空气阻力，汽车消耗能源大约百分之70（电动汽车由于散热少，能达到百分之80以上）都用来对抗空气阻力，这些空气阻力不可避免而且都浪费了。对于在生活生产中造成不可避免并且与生活生产无关的能量都可以通过一定能量的转化重新为生活生产服务。汽车正面投影面积和空气阻力系数是汽车承受空气阻力的重要因素。汽车前脸由安全考虑不可能设计成锥形(决定了空气阻力系数极限）而且车要载人或者货物（决定了正面投影面积极限），这也就为进气洞留下了投影面积和空间。为了把这些空气阻力变废为宝，本发明提供一种汽车前脸构造方案，把空气阻力变成电力收集起来充入汽车电池进而成为汽车的一种动力来源。在较少改变前脸空气阻力系数和不改变前脸投影面积的前提下，风轮搜集的大量风力就是车无偿多得的能量。下部出气洞减少了车在行驶中的重量，从另一方面减少了车与地面的摩擦阻力。解决现在电力车续航能力不足，能量来源紧张等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在汽车的前脸露出来若干个进气洞，在汽车底部露出出气洞，在汽车高速行驶的过程中，空气从进气洞进入，经过风轮室，从出气洞流出，带动汽车前脸内部的风轮转动从而产生电力存入汽车电池。进气洞的四周是个凹面以达到最大程度的搜集风力。通过进气洞位置，风轮室的构造，出气洞的位置引导气流的走向以最大限度增加风轮转速。出气洞要用类似铁纱网的东西覆盖上，这是为了防止大量尘土进入。风轮下面也就是车底盘部分是铁网，用于空气流出和防止溅射的大块物体进入风轮室。车前脸进气栏可以挪到风轮后面，并面对下面。

其特征是：由进气洞，风轮室，风轮，出气洞，前脸拉门，风轮室喷头，风力发电机，齿轮组，减震气囊组成。

各装置组装在自动挡前轮驱动电力汽车上，风轮室前部有进气洞，风轮室下面有出气洞，风轮室中间有风轮，风轮室内部有风轮室喷头，进气洞前面有前脸拉门，风轮通过齿轮及链条和驱动电机及离合器相连。

在车行驶的过程中，使气流依次经过进气洞、风轮室和风轮、出气洞，引导气流的走向来带动风轮最大化转动并带动风力发电机实现发电，此为第一部分风能利用。

风轮通过齿轮组及链条传送带和驱动电机连接，和驱动电机互传力矩，风轮的转速和电机转速相关，通过齿轮组的尺寸控制风轮在一个发电最佳的转速区间。通过链条和传送带连接而非齿轮连接可以减少正面撞击对驱动电机的损坏。

一般情况下，风叶每分钟转的圈数等于驱动电机每分钟转的圈数。

当汽车正常行驶及高速行驶时，风轮向驱动电机传递力矩，再传递到前轮，此为第二部分风能利用。

汽车下部出气洞在汽车行驶时向下喷出气体以降低车的行驶中重量，此为第三部分风能利用。

当汽车踩刹车至低速或停止时，与前轮脱离动力连接的驱动电机向风轮传递力矩，此为第四部分能量回收利用。

风轮室喷头利用汽车在行驶中上下震动的能量在风轮上方向下喷出水和气体，用于风轮室的自动清洗和第五部分能量回收利用。

当汽车前脸正面投影面积和形状固定并且不影响汽车其他部件的功能时，风叶总表面积尽量大，进气洞尽量大，出气洞尽量大，减震气囊尽量大。

所述进气洞正对风轮的一半偏上四分之一，或者说刚进来的空气只能接触风轮的上一半。

进气洞是长方形或者接近长方形，中间有n个横梁和n个竖梁，n是等于或者大于零的整数。

进气洞周围设计成凹面或者是向进气洞倾斜。

所述风轮室内部光滑没棱角以达到最低空气阻力系数，流线尽量沿着风轮的弧度，使气流沿着风轮旋转的方向流动以最大限度增加风轮转速。

有两个风轮室，每个风轮室里有一个风轮。风轮室隔板把风力发电机，风轮，齿轮间隔开。风轮室起到支撑风轮室，风轮，齿轮的作用。

所述风轮室喷头把乙醇发电产生的水和减震气囊产生的空气自上而下喷在风轮上用于风轮和风轮室的自动清洗。

汽车车体在上下震动的同时减震气囊产生的高速运动的气体是风轮室喷头的能量来源，这些气体通过导管送达风轮室。

所述减震气囊平铺在电池上面，电池板位于四轮之间，电池平铺在电池板上。

减震气囊底部是散热材料，上部是隔热材料。

减震气囊随着车体上下震动而变高和变矮，减震气囊前部有只能出气的出气口，减震气囊后部有只能进气的进气口。

进气口通过空气过滤装置和外部相连。

所述风轮的风叶呈扁梯形，头部圆滑。

叶片下宽上窄，偶数个，推荐6个叶片。

所述出气洞对着风轮，中间可以有网、横梁或竖梁，是气流流出车体的主要方式，以底部为主。

出气洞在不影响汽车其他功能的情况下，尽量大，可以取长宽跟整个风轮一样。

所述前脸拉门位于进气洞前面，位于车前脸的拉门槽里，有两个。

电动汽车启动时，拉门自动打开；电动车关闭后，拉门自动关闭。

当拉门关闭时，外表线条流畅，和现在车辆前脸外表线条相近并达到最低空气阻力系数。

每个拉门由侧面转轴，两个链子，拉门，正面转轴依次连接组成。

拉门侧面转轴旋转则前脸拉门封闭进气洞，拉门正面转轴旋转则前脸拉门打开露出进气洞。

拉门有独自的控制开关，当风轮室损坏时关闭开关，前面拉门永久关闭，风轮和驱动电机及离合器永久断开连接。

拉门采用横向可以弯曲，竖向无法弯曲的坚硬构造。

风力发电机固定在汽车前脸左壁，风轮中间旋转轴固定在右侧车壁洞里。

所述风轮设计如下，风轮平行于水平面，进气洞中间深两边浅来符合前脸的u型设计。

风轮正中有个齿轮和驱动电机相连。

本发明的有益效果是在汽车行驶的过程中，可以把前脸受到的空气阻力，震动力等收集起来变成电力成为一种汽车的辅助动力来源。节约了燃料和电力。增加续航里程，具体增加多少还需要结合具体车型。整车可以保持已有轿车的造型和美感，低噪，环保。由于电力汽车对散热的要求低，不需要散热栅栏，所以前脸下半部的保险杠可以无限优化加宽加厚，配合风轮室的缓冲作用以最大化的保护路人和车内人员。以下给企业提出一个建议：可以把车设计成五座紧凑车型，只需要以往150公里续航的电池，可以使车达到轻量级，结合本发明可以达到300公里续航里程。并且有不输于石油燃料的动力性（本发明借助风力提升了车的动力），舒适性和安全性。如果住处或单位方便充电（日常电源6小时就能冲满），300公里可以满足绝大多数人的上下班。如果跑半道快没电了（车会提示），可以就近停车并打开车顶天窗中的太阳能电池板，打车回家，等太阳能充完电再回来求车（一般太阳能充3天的时间能行驶50公里，只要用户按照导航的提示和电量提示，一般不会出现这种情况）。车体为乙醇发电机留下空间，如果300公里仍然无法满足用户的生活需要或者充电不方便，可以额外花一笔费用组装乙醇发电机或石油发电机使续航里程达到800公里，如果未来石油能源枯竭，可以额外花一笔很少的费用把石油发电机改装成乙醇发电机，用以打消用户购买纯电动车的后顾之忧。在加油站没有普及乙醇供应前，可以去任何一家药店购买高浓度医用酒精或者白酒自行加入车内，由于药店的数量极大，所以不用担心在市区找不到能量供应。酒精可以通过天然气，甲醇，植物合成，是永不会枯竭的绿色能源。如果量产，配合风能，乙醇的使用价格要远远低于石油。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明

附图1是本发明的前脸拉门构造图，附图2是本发明正面透视图，附图3是本发明的侧面透视图，附图4是本发明的内部连接关系抽象图，附图5是本发明的减震气囊位置，附图6是本发明的俯视透视图。

图中1.车侧面转轴，2.链子，3前脸拉门，4.车正面转轴，5.风力发电机，6.风轮，7出气洞，8.风轮室喷头，9.进气洞，10.前轮，11驱动电机，12和风轮一体的齿轮，13电池板，14减震气囊，15减震气囊出气口，16减震气囊的气流方向，17减震气囊，18减震气囊的进气口，19空气过滤装置。

具体实施方式：

图1是前脸拉门构造图，前脸中4个圆是4个转轴，两两一组，构造如图，车侧面转轴旋转则拉门封闭进气洞和出气洞，车正面转轴旋转则拉门打开并露出进气洞和出气洞。链子和前脸拉门连为一体。

图2是正面透视图，如图所示：一条主线贯穿前脸，风力发电机、风轮、齿轮被风轮室间隔开。风力发电机固定在汽车前脸左壁，风轮平行于水平面，风轮右侧插在一个洞里以此固定在右侧。

附图3是侧面透视图，如图所示：风轮有6个叶片，中间有3条主线，空气通过进气洞从正面吹进，风轮室喷头空气从上部往下吹进，气流从车体下部喷出。

附图4是内部连接关系抽象图，如图所示：和风轮一体的齿轮通过齿轮链条传送带等装置和驱动电机相连，互传力矩。

附图5是减震气囊位置，如图所示：减震气囊位于电池板上面，用于减少电池震动、协助电池散热（根据热胀冷缩原理回收少量热能）、防止电流及热量扩散到上部车体及震动能量回收。

附图6是俯视透视图，如图所示：减震气囊在减震的同时，不断使气体喷向风轮，减震气囊产生气体的原理和脚踩给气球打气装置相似。

Claims (8)

1.一种汽车能量回收系统，其特征是：由进气洞，风轮室，风轮，出气洞，前脸拉门，风轮室喷头，风力发电机，齿轮，减震气囊组成；

各装置组装在自动挡前轮驱动电力汽车上，风轮室前部有进气洞，风轮室下面有出气洞，风轮室中间有风轮，风轮室内部有风轮室喷头，进气洞前面有前脸拉门，风轮通过齿轮及链条和驱动电机及离合器相连；

在车行驶的过程中，使气流依次经过进气洞、风轮室和风轮、出气洞，引导气流的走向来带动风轮最大化转动并带动风力发电机实现发电，此为第一部分风能利用；

风轮通过齿轮组及链条传送带和驱动电机连接，和驱动电机互传力矩，风轮的转速和电机转速相关，通过齿轮组的尺寸控制风轮在一个发电最佳的转速区间；

风叶每分钟转的圈数等于驱动电机每分钟转的圈数；

当汽车正常行驶及高速行驶时，风轮向驱动电机传递力矩，再传递到前轮，此为第二部分风能利用；

汽车下部出气洞在汽车行驶时向下喷出气体以降低车的行驶中重量，此为第三部分风能利用；

当汽车踩刹车至低速或停止时，与前轮脱离动力连接的驱动电机向风轮传递力矩，此为第四部分能量回收利用；

风轮室喷头利用汽车在行驶中上下震动的能量在风轮上方向下喷出水和气体，用于风轮室的自动清洗和第五部分能量回收利用；

当汽车前脸正面投影面积和形状固定并且不影响汽车其他部件的功能时，风叶总表面积尽量大，进气洞尽量大，出气洞尽量大，减震气囊尽量大；

所述风轮室喷头把乙醇发电产生的水和减震气囊产生的空气自上而下喷在风轮上用于风轮和风轮室的自动清洗；

汽车车体在上下震动的同时减震气囊产生的高速运动的气体是风轮室喷头的能量来源，这些气体通过导管送达风轮室；

所述减震气囊平铺在电池上面，电池板位于四轮之间，电池平铺在电池板上；

减震气囊底部是散热材料，上部是隔热材料；

减震气囊随着车体上下震动而变高和变矮，减震气囊前部有只能出气的出气口，减震气囊后部有只能进气的进气口；

进气口通过空气过滤装置和外部相连。

2.根据权利要求1所述的汽车能量回收系统，其特征是：所述进气洞正对风轮的一半偏上四分之一；

进气洞是长方形或者接近长方形，中间有n个横梁和n个竖梁，n是等于或者大于零的整数；

进气洞周围设计成凹面。

3.根据权利要求1所述的汽车能量回收系统，其特征是：所述风轮室内部光滑没棱角以达到最低空气阻力系数，流线尽量沿着风轮的弧度，使气流沿着风轮旋转的方向流动以最大限度增加风轮转速；

风轮室隔板把风力发电机，风轮，齿轮间隔开；

有两个风轮室，每个风轮室里有一个风轮。

4.根据权利要求1所述的汽车能量回收系统，其特征是：所述风轮的风叶呈扁梯形，头部圆滑；

叶片下宽上窄，偶数个，6个叶片。

5.根据权利要求1所述的汽车能量回收系统，其特征是：所述出气洞对着风轮，中间有网、横梁或竖梁，是气流流出车体的主要方式，以底部为主；

出气洞在不影响汽车其他功能的情况下，尽量大，取长宽跟整个风轮一样。

6.根据权利要求1所述的汽车能量回收系统，其特征是：所述前脸拉门位于进气洞前面，位于车前脸的拉门槽里，有两个；

电动汽车启动时，拉门自动打开；

电动车关闭后，拉门自动关闭；

当拉门关闭时，外表线条流畅，和现在车辆前脸外表线条相近并达到最低空气阻力系数；

每个拉门由侧面转轴，两个链子，拉门，正面转轴依次连接组成；

拉门侧面转轴旋转则前脸拉门封闭进气洞，拉门正面转轴旋转则前脸拉门打开露出进气洞；

拉门有独自的控制开关，当风轮室损坏时关闭开关，前面拉门永久关闭，风轮和驱动电机及离合器永久断开连接；

拉门采用横向可以弯曲，竖向无法弯曲的坚硬构造。

7.根据权利要求1所述的汽车能量回收系统，其特征是：所述风力发电机固定在汽车前脸左壁，风轮中间旋转轴固定在右侧车壁洞里。

8.根据权利要求1所述的汽车能量回收系统，其特征是：所述风轮设计如下，风轮平行于水平面，进气洞中间深两边浅来符合前脸的u型设计；

风轮正中有个齿轮和驱动电机相连。