CN110001382A - 一种配装在电动汽车上的风力发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配装在电动汽车上的风力发电装置，它包括机架，机架上间隔设置有若干排、每排间隔设置有若干只风叶组合体，每排风叶组合体设置在同一转轴上，每一根转轴上设置有主动轮，主动轮驱动从动轮，从动轮与风力发电机相连，风力发电机通过蓄电变压器与控制箱相连，在机架前端设置有可在倾斜的滑架上随风力移动的节流板，在机架前端面上部设置限流板，机架前端面下部为主进风口，节流板下端设置有风力调节口，节流板上设置有阻风板。本发明由于利用电动汽车行驶产生的风力进行风力发电，既充分利用了风力发电低廉环保的特点，拓宽了风力发电的使用范围，又可减少充电次数，延长电动车船行驶距离，降低行驶费用。

Description

一种配装在电动汽车上的风力发电装置
技术领域
本发明涉及风力发电技术，尤其是涉及一种配装在电动汽车顶部或汽车前舱内的风力发电装置。
背景技术
现有交通工具大都要用燃油等资源。随着石油资源的紧张，燃油费不断升高，不仅提高了使用成本，而且还带来环境污染。因此，发展电动汽车是势在必要的，也是可行的。电动汽车在起动和行驶中，电动机工作需由蓄电池提供电能，电动汽车在使用中，蓄电池电能不断减少，有限的蓄电池电能限制了电动汽车的使用，虽然电动汽车有使用方便，环保等特点，但还存在有下列问题：一是蓄电池需采用锂电池、钠硫电池，其价格高，是一般普通铅酸和铁电池的1～5 倍，且使用寿命短，一般在1-2 年就需更新调换；二是需要经常进行充电，充电一次需要5 小时，当平均以50 公里/小时行驶时，电动汽车一次充电最多行驶100公里，在行驶中如果蓄电池电能用完，在没有充电源或充电源配备不完善的情况下，电动汽车由于蓄电池存在有上述问题，因而不能长距离行驶和在乡村频繁行驶，使用具有局限性。
发明内容
针对上述电动汽车在行驶中所存在的问题，本发明提供了一种随车行驶并可对汽车蓄电池进行充电，可减少充电次数，延长电动汽车行驶距离，降低行驶费用的配装在汽车顶部或汽车前舱内的风力发电装置。
本发明要解决的技术问题所采取的技术方案是；一种配装在电动汽车上的风力发电装置，所述风力装置设置在电动汽车顶部，它包括底座和立柱，所述立柱上间隔设置有若干排、每排间隔设置有若干只风叶组合体，每排风叶组合体设置在同一转轴上，每一根转轴上设置有主动轮，主动轮驱动从动轮，从动轮与风力发电机相连，风力发电机通过蓄电变压器与控制箱相连，在相邻两风叶组合体之间的封闭机架顶面上间隔设置有进风增压孔，在机架前端设置有可在倾斜的滑架上随风力移动的节流板，在机架前端面上部设置限流板，机架前端面下部为主进风口，所述节流板下端设置有风力调节口，节流板上设置有阻风板，当阻风板受到的风力增大时，阻风板带动节流板向下滑动，风内调节口变小，进入主进风口的风力变小，当阻风板受到的风力减小时，阻风板带动节流板向上滑动，风力调节口变大，进入主进风口的风力增加，所述风叶组合体为叶轮式。
本发明所述一种配装在电动汽车上的风力发电装置，所述风力装置设置在电动汽车前舱内，它包括设置在前舱内且带有前进风口的机架，所述机架上间隔设置有若干排、每排间隔设置有若干只风叶组合体，每只风叶组合体分别设置与传动轴相连，传动轴与风力发电机相连，风力发电机通过蓄电变压器与控制箱相连，所述风叶组合体为风扇式。
本发明一是通过在风力调节口上设置风量节流板，可根据车速变化和车内用电量变化同步自动调节进风量，使其发电装置始终保持平衡稳定状态；再是将叶片沿垂直方向呈圆弧状固定设在转轴上，从而可降低风叶旋转阻力，提高动力性，增加发电输出功率。
本发明由于设置在电动汽车顶部或电动汽车前舱内，利用电动汽车行驶产生的风力进行风力发电，发出的电又对电动汽车蓄电池进行充电，使蓄电池可补充电能，既充分利用了风力发电低廉环保的特点，拓宽了风力发电的使用范围，又可减少充电次数，延长电动车船行驶距离，降低行驶费用。同时与现有带风力发电装的电动车船相比：同风量下可提高发电输出功率10%以上，且输出功率更稳定，发电装置耐用性更高，使用寿命更长，使用成本更低。本发明不仅适用于电动汽车，还可以安装在火车上和电动船舶上，既可为火车提供电能，又可降低火车燃料消耗。
附图说明
图1 是本发明第一种结构（叶轮型）的主剖视结构示意图，
图2 是本发明第一种结构的俯视示意图，
图3 是本发明第二种结构（风扇型）俯视结构示意图。
图4 是图3的B-B剖视结构示意图，
图 5是图4的C向结构示意图。
在图中，1、顶部 2、底座 3、立柱 4、顶盖板 5、增压孔遮板 6、驾驶室 7、第二风力增压孔 8、第三风力增压孔 9、限流板 10、斜上滑架 11、滑动轴 12、阻风板 13、斜下滑架14、节流板 15、风力调节口 16、主进风口 17、转轴 18、风叶组合体 19、轴承座 20、轮鼓21、侧板Ⅰ 22、从动轮 23、风力发电机 24、主动轮 25、弹簧 26、侧板Ⅱ 27、引擎盖板 28、托架板 29、下夹板 30、机架 31、上夹板 32、前保险杆 33、前进风口 34、传动轴 。
具体实施方式
实施例一、如图3和图4所示，一种配装在电动汽车前舱内的风力发电装置，它包括位于前保险杆32之后的空间内带有前进风口33的机架30，前舱上带有引擎盖板27，前舱内设置有托架板28，所述机架由所述机架上间隔设置有3排、每排间隔设置有两只风扇型风叶组合体18，每排风叶组合体分别设置与传动轴34相连，传动轴与风力发电机23相连，机架设置在托架板28上，风力发电机通过蓄电变压器与控制箱（图中均未画出）相连，风力发电机通过上夹板31和下夹板29固定在侧板Ⅱ26上，风叶半径R为300毫米。一只风扇型风力发电机输出的功率可根据下述公式计算：
P＝1/2×A×V×Cp×D×η (KW)
其中、A—挡风面积（平方米） V-风速（米/秒） Cp-风能转化率
D-空气密度（Kg/米3） η-系数为1
当电动汽车以每小时50公里（13.8米/秒）行驶时，一只风扇型风力发电装置发电功率为P＝1/2×(πR2)×V×Cp×D×η (KW)
＝1/2×(3.14×0.32)×13.8×0.4×1.205 ×1
＝0.94(KW)
风扇型风力发电装置放在前舱内受到空气阻力不计时,风扇型风力发电装置发电输出总功率为Pn＝0.94(KW)×6＝5.64(KW)
按电动汽车充电一次可以50km/h行驶100km，行驶时间为2 小时，所需电能为12 度计算，电动车每小时行驶50公里需要消耗的电能为6 度，按风力发电机发出的电能实际利用率为60%，则风力发电机装置每小时可向蓄电变电器输入电量为5.64×60% ＝3.38度，风力发电装置发出的电能可使电动车多行驶的路程为3.38/6×50 ＝ 27.55Km。
实施例二,如图1和图2所示
一种配装在电动汽车顶部的风力发电装置，它包括固定汽车顶部1上的底座和立柱，所述立柱上间隔设置有3排、每排间隔设置有3只风轮型风叶组合体18，风叶长为300毫米，风叶宽度为200毫米，机架包括底座2、间隔设在底座上的立柱3和顶盖板4，每排风叶组合体通过轮鼓20设置在同一转轴17上，每一根转轴上设置有主动轮24，主动轮驱动从动轮22，从动轮与风力发电机23相连，转轴两端与轴承座19相连,轴承座设置在侧板Ⅰ21上，风力发电机通过蓄电变压器与控制箱（图中未画出）相连，在相邻两风叶组合体之间的封闭的机架顶面上间隔设置有第二风力增压孔7、第三风力增压孔 8，第二风力增压孔和第三内力增压孔上的增压孔遮板5的进风高度依次降低，在机架前端设置有可在倾斜的滑架上随风力移动的节流板14，滑架位于驾驶室6上部，在机架前端面上部设置限流板9，机架前端面下部为主进风口16，所述节流板下端设置有风力调节口15，节流板上设置有阻风板12，节流板装在滑动轴11上,滑动轴两端活动设在斜上滑架10与斜下滑架13之间,节流板一端与弹簧25相连,弹簧一端固定在顶盖板4上, 当阻风板受到的风力增大时，阻风板带动节流板向下滑动，风力调节口变小，进入主进风口的风力变小，当阻风板受到的风力减小时，阻风板带动节流板向上滑动，风力调节口变大，进入主进风口16的风力增加。
一只叶轮型风力发电机输出的功率可根据下述公式计算：
P＝1/2×A×V×Cp×D×η (KW)
＝1/2×(3.14×0.3×0.2)×13.8×0.4×1.205 ×1
＝0.62(KW)
该叶轮型风力发电装置放在车顶部上受到空气阻力时, 空气阻力R
R＝0.5×S×Cp×D×V÷2
式中：R-空气阻力（Kg），S—挡风面积（平方米） V-风速（米/秒） Cp-风能转化率，D-空气密度（Kg/米3）,（0.6×1）表示进风口面积,
R＝0.5×（0.6×1）×0.4×1.205×13.8÷2＝0.99 Kg
该空气阻力所消耗的功率:N1＝R×V＝13.8＝0.136(KW)
叶轮型发电装置受到阻力所消耗的功率为0.136 KW,叶轮型风力发电装置发电输出总功率为Pn＝0.62(KW)×9－N1＝5.58－0.136 (KW)＝5.344(KW),
叶轮型风力发电装置放在车顶部上实际输出的有效功率为 5.344(KW)。
按电动汽车充电一次可以50km/h行驶100km，行驶时间为2 小时，所需电能为12度计算，电动车每小时行驶50公里需要消耗的电能为6 度，按风力发电机发出的电能实际利用率为60%，则风力发电机装置每小时可向蓄电变电器输入电量为5.344×60%＝3.2度，风叶型力发电装置发出的电能可使电动车多行驶的路程为3.26/6×50 ＝ 25.15Km。

Claims (3)

1.一种配装在电动汽车上的风力发电装置，所述风力发电装置设置在电动汽车顶部（1），它包括底座（2）和立柱（3），其特征是：所述立柱上间隔设置有若干排、每排间隔设置有若干只风叶组合体（18），每排风叶组合体设置在同一转轴（17）上，每一根转轴上设置有主动轮（24），主动轮驱动从动轮（22），从动轮与风力发电机（23）相连，风力发电机通过蓄电变压器与控制箱相连，在相邻两风叶组合体之间的封闭的机架顶面上间隔设置有风力增压孔，在机架前端设置有可在倾斜的滑架上随风力移动的节流板（14），在机架前端面上部设置限流板（9），机架前端面下部为主进风口（16），所述节流板下端设置有风力调节口（15），节流板上设置有阻风板（12）。
2.一种配装在电动汽车上的风力发电装置，所述风力发电装置设置在电动汽车前舱内，其特征是：它包括在前舱内设置有进风口的机架（30），所述机架上间隔设置有若干排、每排间隔设置有若干只风叶组合体（18），每排风叶组合体与传动轴（34）相连，传动轴与风力发电机相连，风力发电机通过蓄电变压器与控制箱相连。
3.根据权利要求1所述的一种配装在电动汽车上的风力发电装置，其特征是：所述风力发电装置为叶轮型，它可以配装在电动汽车前舱内。
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