CN108973659A - 一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统，包括承载壳、导流槽、空气放大器、传动轴、叶轮、发电机、导流管、空气涡流管、高温引流管、低温引流管、转速传感器、温度传感器、制动器及控制电路，承载壳前端面设进风口，后端面设排风口，导流槽包括底板、导流板、柔性侧板、旋转驱动机构及角度传感器，传动轴嵌于承载壳内，且其一端与发电机相互连接，传动轴上均设至少3个叶轮，转速传感器、制动器均安装在承载壳内。本发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，可有效的提高电动汽车对流经车辆表面高速气流的能量的综合利用率和转换率，达到极大的提高电动车辆在运行过程中对风能的回收和利用率，提高车辆的续航能力。

Description

一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统

技术领域

本发明涉及一种风能转换设备，确切地说是一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统。

背景技术

电动汽车在运行时，为了尤其时高速运行时，流经车辆的气流往往流速较大，含有极高的动能的同时，也导致车辆运行时表面风阻增加，当前为了提高对这一风能的综合利用，降低车辆运行风阻，提高车辆的综合动力性能，主要的解决手段是为电动汽车配备专用的风力发电机构，利用流经车辆表面的气流进行发电，然后将产生的电能反馈到车辆的东西电路中，驱动车辆运行，降低电动车辆运行时对蓄电池内电能的消耗，提高电动汽车的续航能力和降低风阻，但使用中发现当前的的电动汽车用风力发电机构往往均为传统的风力发电机系统与导流机构简单叠加实现，虽然可以一定程度满足利用流程电动汽车表面气流发电的目的，但发电效率低下，能量转换率低下，从而导致大量的能量被浪费，甚至进一步增加了车辆运行的风阻，同时当前的风力发电系统结构及体积相对较大，从而导致使用的通用性相对较差，且易导致电动汽车外表面的气动布局受到严重影响，除此之外，当前的电动汽车用风力发电机构，在运行时，一方面无法有效的对进气量和发电机转速进行有效的调节，从而导致发电功率稳定性差，另一方面也无法根据使用需要，及时有效的风力发电系统进行必要的密封反骨，从而极易导致外部的沙尘、雨滴、雨雪水等随气流混入到风力发电设备中，严重时甚至会混入到电动汽车其他系统中，从而导致电动汽车设备运行稳定性和安全性均受到极大的影响，因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的电动汽车用风力发电装置，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统，该发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效对车辆运行过程中的流经车体的高速气流进行有效的整流并收集发电，另一方面可直接将高速气流转换为高温及低温两部分气流，然后直接作用于电动汽车的调温系统中，在降低车辆运行能耗，提高调温效果的同时，另可有效的提高电动汽车对流经车辆表面高速气流的能量的综合利用率和转换率，达到极大的提高电动车辆在运行过程中对风能的回收和利用率，提高车辆的续航能力，并有效的降低车辆运行时的风阻的目的，从而有效提高和改善车辆运行时的综合动力性能。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统，包括承载壳、导流槽、空气放大器、传动轴、叶轮、发电机、导流管、空气涡流管、高温引流管、低温引流管、转速传感器、温度传感器、制动器及控制电路，承载壳为横断呈矩形的槽状结构，且其前端面设进风口，后端面设排风口，进风口与排风口与承载壳同轴分布，且进风口口径为排风口口径的3—10倍，导流槽与承载壳前端面相互连接，并与进风口同轴分布，导流槽包括底板、导流板、柔性侧板、旋转驱动机构及角度传感器，底板与承载壳前端面连接，且底板上均布若干透孔，并通过透孔与进风口相互连通，导流板共两个，以底板轴线对称分布在底板上端面和下端面，且导流板后端面通过旋转驱动机构与底板相互铰接，且导流板与底板间呈±60°夹角，旋转驱动机构上均设一个角度传感器，柔性侧板分别与两个导流板侧表面相互连接，传动轴至少一条，嵌于承载壳内并与承载壳轴线垂直分布，传动轴两端与承载壳侧壁相互连接，且其中至少一端位于承载壳外并与至少一个发电机相互连接，传动轴上均设至少3个叶轮，各叶轮均沿传动轴轴线方向均布，且叶轮与承载壳上端面和下端面间间距为3—20毫米，叶轮直径为传动轴直径的1.5—5倍，转速传感器、制动器均安装在承载壳内表面并分别与传动轴相互连接，排风口通过导流管与空气放大器连通，空气放大器通过导流管与至少一个空气涡流管的进气口连通，空气涡流管的高温气体出口与高温引流管相互连通，空气涡流管的低温气体出口与低温引流管相互连通，高温引流管、低温引流管均与电动汽车的空调气路连通，其中低温引流管另与电动汽车的电池组降温系统连通，温度传感器若干，分别安装在发电机、高温引流管、低温引流管外表面，发电机、空气放大器、空气涡流管和控制电路均通过滑轨安装在承载壳外表面，控制电路分别与发电机、转速传感器、温度传感器、制动器及导流槽的旋转驱动机构和角度传感器电气连接。

进一步的，所述的导流槽底板前端面设防护网，所述的防护网与底板通过滑槽相互滑动连接，所述的防护网包覆在各透孔前端面，防护网网孔孔径为1—5毫米。

进一步的，所述的导流槽设至少一个导气口，所述的导气口通过支气管与空气放大器的进气端相互连通，所述的支气管上设至少一个控制阀，所述的控制阀与控制电路电气连接。

进一步的，所述的高温引流管、低温引流管上均设至少一个控制阀，且所述的控制阀与控制电路电气连接，所述的高温引流管、低温引流管间通过至少一条导气管相互连通，所述的导气管上设至少控制阀，所述的控制阀与控制电路电气连接。

进一步的，所述的传动轴为两条或两条以上时，相邻两条传动轴间间距为叶轮半径的1.3—2.5倍，且相邻两条传动轴上的叶轮之间相互间隔分布。

进一步的，所述的旋转驱动机构为电动转台、电动伸缩杆机构中的任意一种。

进一步的，所述的控制电路为基于工业单片机的自动控制电路，且控制电路另设调压整流电路、充放电控制电路及至少一个串口通讯端口。

本发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效对车辆运行过程中的流经车体的高速气流进行有效的整流并收集发电，另一方面可直接将高速气流转换为高温及低温两部分气流，然后直接作用于电动汽车的调温系统中，在降低车辆运行能耗，提高调温效果的同时，另可有效的提高电动汽车对流经车辆表面高速气流的能量的综合利用率和转换率，达到极大的提高电动车辆在运行过程中对风能的回收和利用率，提高车辆的续航能力，并有效的降低车辆运行时的风阻的目的，从而有效提高和改善车辆运行时的综合动力性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明结构示意图/

具体实施方式

为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，进一步阐述本发明。

如图1所述的一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统，包括承载壳1、导流槽2、空气放大器3、传动轴4、叶轮5、发电机6、导流管7、空气涡流管8、高温引流管9、低温引流管10、转速传感器11、温度传感器12、制动器13及控制电路14，承载壳1为横断呈矩形的槽状结构，且其前端面设进风口101，后端面设排风口102，进风口101与排风口102与承载壳1同轴分布，且进风口101口径为排风口102口径的3—10倍，导流槽2与承载壳101前端面相互连接，并与进风口101同轴分布。

本实施例中，所述的导流槽2包括底板21、导流板22、柔性侧板23、旋转驱动机构24及角度传感器25，底板21与承载壳1前端面连接，且底板21上均布若干透孔26，并通过透孔26与进风口101相互连通，导流板22共两个，以底板21轴线对称分布在底板21上端面和下端面，且导流板22后端面通过旋转驱动机构24与底板21相互铰接，且导流板22与底板21间呈±60°夹角，旋转驱动机构24上均设一个角度传感器25，柔性侧板23分别与两个导流板侧22表面相互连接。

本实施例中，所述的传动轴4至少一条，嵌于承载壳1内并与承载壳1轴线垂直分布，传动轴4两端与承载壳1侧壁相互连接，且其中至少一端位于承载壳1外并与至少一个发电机6相互连接，传动轴4上均设至少3个叶轮5，各叶轮5均沿传动轴4轴线方向均布，且叶轮5与承载壳1上端面和下端面间间距为3—20毫米，叶轮5直径为传动轴4直径的1.5—5倍，转速传感器11、制动器13均安装在承载壳1内表面并分别与传动轴4相互连接，排风口102通过导流管7与空气放大器3连通，空气放大器3通过导流管7与至少一个空气涡流管8的进气口连通，空气涡流管8的高温气体出口与高温引流管9相互连通，空气涡流管8的低温气体出口与低温引流管10相互连通，高温引流管9、低温引流管10均与电动汽车的空调气路连通，其中低温引流管10另与电动汽车的电池组降温系统连通，温度传感器12若干，分别安装在发电机6、高温引流管9、低温引流管10外表面，发电机9、空气放大器3、空气涡流管8和控制电路14均通过滑轨15安装在承载壳1外表面，控制电路14分别与发电机6、转速传感器11、温度传感器12、制动器13及导流槽2的旋转驱动机构24和角度传感器25电气连接。

本实施例中，所述的导流槽2底板21前端面设防护网27，所述的防护网27与底板21通过滑槽28相互滑动连接，所述的防护网27包覆在各透孔26前端面，防护网27网孔孔径为1—5毫米。

本实施例中，所述的导流槽2设至少一个导气口16，所述的导气口16通过支气管17与空气放大器3的进气端相互连通，所述的支气管17上设至少一个控制阀18，所述的控制阀18与控制电路14电气连接。

本实施例中，所述的高温引流管9、低温引流管10上均设至少一个控制阀18，且所述的控制阀18与控制电路14电气连接，所述的高温引流管9、低温引流管10间通过至少一条导气管19相互连通，所述的导气管19上设至少控制阀18，所述的控制阀18与控制电路14电气连接。

本实施例中，所述的传动轴4为两条或两条以上时，相邻两条传动轴4间间距为叶轮5半径的1.3—2.5倍，且相邻两条传动轴4上的叶轮5之间相互间隔分布。

本实施例中，所述的旋转驱动机构24为电动转台、电动伸缩杆机构中的任意一种。

本实施例中，所述的控制电路14为基于工业单片机的自动控制电路，且控制电路另设调压整流电路、充放电控制电路及至少一个串口通讯端口。

本发明在具体实施中，根据使用需要，首先将承载壳、导流槽、空气放大器、传动轴、叶轮、发电机、导流管、空气涡流管、高温引流管、低温引流管、转速传感器、温度传感器、制动器及控制电路进行组装，然后将承载壳安装到电动汽车车头动力舱内，使承载壳、导流槽轴线与车辆运行方向一致，并与车辆动力舱的散热口连通，将高温引流管、低温引流管与电动汽车的空系统和电池降温系统连通，最后将控制电路与电动汽车的动力电路和行车电脑电路电气连接，即可完成本发明的装配。

车辆运行时，流经车辆表面的高速气流通过导流槽进行收集整流后从进风口输送到承载壳内，高速气流在流程承载槽内时，对传动轴上的叶轮进行驱动，从而实现叶轮在高速气流驱动下带动传动旋转，并由传动轴驱动发电机进行发电作业，并将电能反馈到电动车辆的驱动电路中，然后经过对叶轮驱动并降速后的气流动排风口排出，并通过空气放大器进行二次增压后输送到空气涡流管内，由空气涡流管将气体分流为一部分高温气体和一部分低位气体，然后再将高温气体和低温气体分别输送到电动汽车的空调系统和电池降温系统中使用，从而从在达到直接利用高速气流发电和调温，提高风能的综合利用率和能量转换效率，降低能量损耗的同时，另一方面通过对气流引流达到降低车体运行时空气阻力的目的。

在运行过程中，另可通过转速传感器对发电机运行转速进行检测，并根据发电机转速对导流槽的导流板工作位置进行调节，从而确保发电机运行状态的稳定性，并在不需要发电机运行时，可可通过调整导流板工作位置，使导流板前端面相抵，并使两个导流板与底板间构成横断面呈三角形的腔体结构，一方面避免气流进入承载壳内，另一方面降低气流阻力，除此之外，还可通过制动器对传动轴进行调整及紧急制动，从而有效的保证发电机设备及车辆相关设备运行的安全性和稳定性。

与此同时，一方面可通过支气管将导流槽内的气流部分引入到空气放大器出，提高空气放大器的工作效率，另一方通过导气管实现对高温引流管、低温引流管内气流进行混合并调温的目的。

本发明结构简单，使用灵活方便，通用性好，一方面可有效对车辆运行过程中的流经车体的高速气流进行有效的整流并收集发电，另一方面可直接将高速气流转换为高温及低温两部分气流，然后直接作用于电动汽车的调温系统中，在降低车辆运行能耗，提高调温效果的同时，另可有效的提高电动汽车对流经车辆表面高速气流的能量的综合利用率和转换率，达到极大的提高电动车辆在运行过程中对风能的回收和利用率，提高车辆的续航能力，并有效的降低车辆运行时的风阻的目的，从而有效提高和改善车辆运行时的综合动力性能

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 (7)

1.一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统，其特征在于：所述的电动汽车用主动式风力辅助运行系统包括承载壳、导流槽、空气放大器、传动轴、叶轮、发电机、导流管、空气涡流管、高温引流管、低温引流管、转速传感器、温度传感器、制动器及控制电路，所述的承载壳为横断呈矩形的槽状结构，且其前端面设进风口，后端面设排风口，所述的进风口与排风口与承载壳同轴分布，且所述的进风口口径为排风口口径的3—10倍，所述的导流槽与承载壳前端面相互连接，并与进风口同轴分布，所述的导流槽包括底板、导流板、柔性侧板、旋转驱动机构及角度传感器，所述的底板与承载壳前端面连接，且所述的底板上均布若干透孔，并通过透孔与进风口相互连通，所述的导流板共两个，以底板轴线对称分布在底板上端面和下端面，且所述的导流板后端面通过旋转驱动机构与底板相互铰接，且导流板与底板间呈±60°夹角，所述的旋转驱动机构上均设一个角度传感器，所述的柔性侧板分别与两个导流板侧表面相互连接，所述的传动轴至少一条，嵌于承载壳内并与承载壳轴线垂直分布，所述的传动轴两端与承载壳侧壁相互连接，且其中至少一端位于承载壳外并与至少一个发电机相互连接，所述的传动轴上均设至少3个叶轮，各叶轮均沿传动轴轴线方向均布，且所述的叶轮与承载壳上端面和下端面间间距为3—20毫米，所述的叶轮直径为传动轴直径的1.5—5倍，所述的转速传感器、制动器均安装在承载壳内表面并分别与传动轴相互连接，所述的排风口通过导流管与空气放大器连通，所述的空气放大器通过导流管与至少一个空气涡流管的进气口连通，所述的空气涡流管的高温气体出口与高温引流管相互连通，空气涡流管的低温气体出口与低温引流管相互连通，所述的高温引流管、低温引流管均与电动汽车的空调气路连通，其中所述的低温引流管另与电动汽车的电池组降温系统连通，所述的温度传感器若干，分别安装在发电机、高温引流管、低温引流管外表面，所述的发电机、空气放大器、空气涡流管和控制电路均通过滑轨安装在承载壳外表面，所述的控制电路分别与发电机、转速传感器、温度传感器、制动器及导流槽的旋转驱动机构和角度传感器电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统，其特征在于：所述的导流槽底板前端面设防护网，所述的防护网与底板通过滑槽相互滑动连接，所述的防护网包覆在各透孔前端面，防护网网孔孔径为1—5毫米。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统，其特征在于：所述的导流槽设至少一个导气口，所述的导气口通过支气管与空气放大器的进气端相互连通，所述的支气管上设至少一个控制阀，所述的控制阀与控制电路电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统，其特征在于：所述的高温引流管、低温引流管上均设至少一个控制阀，且所述的控制阀与控制电路电气连接，所述的高温引流管、低温引流管间通过至少一条导气管相互连通，所述的导气管上设至少控制阀，所述的控制阀与控制电路电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统，其特征在于：所述的传动轴为两条或两条以上时，相邻两条传动轴间间距为叶轮半径的1.3—2.5倍，且相邻两条传动轴上的叶轮之间相互间隔分布。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统，其特征在于：所述的旋转驱动机构为电动转台、电动伸缩杆机构中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车用主动式风力辅助运行系统，其特征在于：所述的控制电路为基于工业单片机的自动控制电路，且控制电路另设调压整流电路、充放电控制电路及至少一个串口通讯端口。