CN110356240A - 集多种自然能源驱动的汽车 - Google Patents

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CN110356240A CN201810345954.4A CN201810345954A CN110356240A CN 110356240 A CN110356240 A CN 110356240A CN 201810345954 A CN201810345954 A CN 201810345954A CN 110356240 A CN110356240 A CN 110356240A
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Abstract

一种集多种自然能源驱动的汽车，它将太阳能电池产生的电能、风能发电机产生的电能、避震式发电机产生的电能、人力能发电机及汽车运行中产生的惯性能，汽车下坡之势能、制动产生之再生能通过发电机构发的电向蓄电池充电。因此本发明制造的汽车无需对其充电，无论是行驶中或停止状态，这些设施都可让蓄电池充足电量，由于这些设施可互补，因而不受区域、氣候条件之限制。不给另行补充电能车辆行程不受限，蓄电池寿命更长，可谓是“想让马儿跑，又要马儿不吃草”。

Description

集多种自然能源驱动的汽车
[技术领域]
本发明涉及一种集多种自然能源作动力源的运载机具，特别是供人乘座的汽车
[背景技术]
目前市面上出现许多新能源的运载机具，特别是供人们乘座的轿车。据安徽电视台报导安徽省阜阳人王学才在购回的电瓶车的驱动轴上安装了由齿轮带动的发电机，发电机向设置的两组电瓶互相轮流充电，两组电瓶互相轮流向该车供电，4个月不另行充电。王学才这一发明的确很有创意，在不另添能源的情况下居然能连续的使用四个月，德国人用碳纤维做车身，以风力和风筝为驱动力，制做的“疾风探险者”风力汽车，连电池一起总重只有204KG，除去电池车身仅重82KG。时速每小时可达88KM以上。成功穿赿广袤的澳大利亚大陆全程5000KM。因风力驱动的汽车不仅节能还特别环保，因而引来众多人对其研究。如专利98118933.4风力汽车、00112008.5风力(自重)发电充电电动机、200510073311.1汽车风力加速器、200510098528.8一种风力发电电动车…。在利用太阳能方面也多有创举，在29届中国淅江国际自行车电动车展上，展出头顶太阳板的“太阳能汽车”，国外也有许多用太阳能充电的电动汽车。这些车不仅大大的节省能源，对环境的保护也十非有利，造福于社会，造福于人民。但我看来这些车还存有不足之处，例如上面述及的利用风能的车就不适应风少的地区，风量少的季节。太阳能充电的汽车在阳光少的阴雨天，以及光照少的地方其行程就会减少许多。从王学才发明的汽车来看，蓄电池驱动汽车的同时还要驱动发电机向备用蓄电池充电，依能量守恒原则可知，这环节中能量是会逐渐减少的，故其只能使用4个月。为什么该车能延长使用4个月后才充电，这是利用汽车下坡、减速滑行时汽车驱动轴上的齿轮带动发电机，将这一再生能量使发电机发电向电瓶充电。没这一能量补充时发电机没动力就不会发电而向电瓶充电，故而到4个月后必须对电瓶进行充电。针对这些情况发明人提供了一种集多种自然能源为动力源的电动车，以适应各种环境、气候、路况的电动车，由于采用多种自然能源，故而促使其行程更远，汽车电瓶时时刻刻都有能量补充。这样制做的电动汽车理论上行程很远，承受负荷更大，使用中不需另外再充电(应当注意使用前的电瓶应当首先充足电)。为此本发明采用下述方法与措施来达到。
[发明内容]
本发明利用：1、太阳能、2、风能、3、人力能、4、汽车滑行的惯性能、5、汽车下坡的势能、6、制动力矩产生的再生能、7、避震器避震产生之动能。汇集这些自然能源，无论汽车是在运行的过程中还是停止状态都有源源不断的电流向蓄电池充电，使蓄电池时时刻刻都处于充满电的状态下运行，从而大大的沿长蓄电池的使用寿命。汽车行使的路程更长，让车辆适应不同的环境、区域、各种气候等条件，搭载的负荷更大，行驶的路程更远。由于增加了人力能，人们在乘车的过程中既达到迁移的目的，又像骑自行车一样骑行，既锻练了身体又给车辆增添了能量。特别是当今社会，人们上下楼有电梯，出门三步就乘车，加上工作繁忙，没时间锻练身体，这对身体十分不好，如果开着(乘坐)有人力能源的车，行车的同时身体也得到锻练何乐而不为。
[附图说明]
图1是本发明的汽车的侧面图。图中、(1)汽车前部、(2)支架、(3)太阳能电池板、(4)风轮机叶片、(5)风能发电机、(6)旋转底座、(7)风向舵、(8)汽车后部、(9)汽车后轮、(10)汽车前轮。
图2、汽车前面视图。图中、(1)汽车前部、(2)支架、(3)太阳能电池板、(4)风能机叶片
图3、汽车后面视图。图中、(2)支架、(3)太阳能电池板、(5)风能发电机、(7)风向舵、(8)汽车后部。
图4、将风能发电机置在汽车车身内下部、太阳能电池板置于车顶棚上面及前盖罩面上示意图。图中、(1)汽车前部、(3)太阳能电池板、(4)风能机叶片、(5)风能发电机、(8)汽车后部、(9)汽车后轮、(10)汽车前轮、(11)风轮发电机纳风筒。
图5、汽车前面视图。图中、(1)汽车前部、(3)太阳能电池板、(4)风能机叶片、(5)风能发电机、(11)风轮发电机纳风筒。
图6、汽车后面视图。图中、(3)太阳能电池板、(4)风轮机叶片、(5)风能发电机、(8)汽车后部、(11)风能发电机纳风筒。
图7、汽车前、后避震式发电机在车身上之分布图。图中、(1)汽车前部、(8)汽车后部、(9)汽车后轮、(10)汽车前轮、(12)前桥轴上之避震式发电机、(13)后桥轴上之避震式发电机。
图8、前桥轴上之避震式发电机(12)与(12’)及后桥轴上之避震式发电(13)与(13’)的结构原理剖视图。图中、(14)活动联接安装套、(15)外层铁磁罩套、(16)电磁绕组、(17)非磁性内筒、(18)连杆上轴套、(19)弹性防尘套、(20)连杆下轴套、(21)避震连杆、(22)稀土永磁活塞、(23)减震弹簧。
图9、人力、汽车再生能发电系统示意图。图中、(24)左连杆、(25)曲轴、(26)第一轴承座、(27)左轴承座、(28)直转杆、(29)左踏杆、(30)右连杆、(31)右踏杆、(32)右轴承座、(33)单转向链轮、(33’)人力发电机、(34)第二轴承座、(35)单人力输出链条、(36)多层单转向链轮、(37)多人传动链条、(38)发电机、(39)跟随器齿轮、(40)再生能跟随器、(41)跟随器轴。
图10、再生能跟随器剖视示意图。图中(39)跟随器齿轮、(41)跟随器轴、(42)铁质桶形飞轮、(43)S极磁爪、(43’)N极磁爪、(44)轴承、(45)激磁绕组、(46)轴、(47)内磁芯、(48)非磁性焊块、(49)滚动轴承。
图11、本图是图10中BB切面.之剖视示意图。图中(42)铁质桶形飞轮、(43)S极磁爪、(43’)N极磁爪、(45)激磁绕组、(46)轴、(47)内磁芯。
图12、再生能跟随器(40)立体分解示意图。图中(39)跟随器齿轮、(41)跟随器轴、(42)铁质桶形飞轮、(43)S极磁爪、(43’)N极磁爪、(44)轴承、(45)激磁绕组、(47)内磁芯、(48)非磁性焊块、(49)内端轴承
图13、供电、发电系统以及传动关系示意图。图中(3)太阳能发电板、(4)风能机叶片、(5)风能发电机、(9)汽车后轮、(10)汽车前轮、(12)与(12’)两支前避震式发电机、(13)与(13’)两支后避震式发电机、(33’)人力发电机、(36)多层单转向链轮、(A)虚线圈为图9中人力装置、(38)发电机、(39)跟随器齿轮、(40)再生能跟随器、(50)驱动电动机、(51)电气综合适配器、(52)蓄电池、(53)驱动电机齿轮、(54)齿轮式差速器、(55)前车轴、(56)后车轴。图中带点划线的箭头所指者表示相互之间有电的联系。
图14、脚踏操纵机构与驱动电机、能源再生系统、制动机构相互关系原理示意图。图中(40)再生能跟随器、(50)驱动电机、(57)速度行为伺服系统、(58)再生能行为伺服系统、(59)制动行为伺服系统、(60)制动器、(61)、(62)、(63)有常开与常闭接点的组合开关、(64)速度控制踏板、(65)能量再生控制踏板、(66)制动踏板。从图中可看出用脚对踏板(64)加力后踏板(64)即驱动组合开关(61)中的接点1、2断开而随之接通3、4两接点。随着对加速踏板(64)作用力的增加促使速度行为伺服系统(57)加快了驱动电机(50)的速度而使车速变快。速度行为伺服系统需什么样的配置应视使用什么电机而论。如驱动电机(50)采用交流电机，目前多采用变频调速方式，其速度行为伺服系统一般用能改变电源频率之调速机构。如果驱动电机(50)是用直流电机，一般伺服调速机构通常采用可控硅调压来达到变化电机速度的方式。当踏下能量再生控制踏板(65)时，首先使组合开关(62)中之接点5、6断开率先使速度控制迴路中之中间继电器J1线圈断电，最终让速度行为伺服系统(57)断电而退出。随即让接点7、8接通，与能量再生控制踏板(65)联动的再生能行为伺服系统(58)让再生能跟随器(40)中的激磁绕组(45)中通以电流，这样就会让汽车本体因滑行、下坡、制动产生的能量通过跟随器齿轮(39)传递给再生能跟随器(40)使与再生能跟随器(40)上的跟随器轴(41)一起联动的发电机(38)运转发电。再生能行为伺服系统(58)它可以根据能量再生控制踏板(65)的变化而向再生能跟随器(40)发出相应的电压，而再生能跟随器(40)的转速与激磁绕组(45)中的电流成正比，当其中之电流呈最大时，再生能跟随器以接近车辆给出的最高转速带动发电机(38)向蓄电池馈回最大再生能。当发电机(38)电压高于蓄电池(52)则通过电氣综合适配器(51)向蓄电池(52)充电，再生能量得到回收并储存。当对能量再生踏板(65)继续施压，踏板之予置旋转弧度时将行程开关XCK的常开接点联通后中间继电器J3线圈有电致使再生能行为伺服系统(58)断电而退出，制动行为伺服系统(59)有电而使制动器(60)动作将车辆刹住停车。从这可以了解到踩踏能量再生踏板(65)首先是将汽车运行的再生能进行囬收，能量囬收的同时，其产生的力矩有减低汽車运行之速度，继续踩压该踏板就会停车，这过程需要一定的时间，停车是循序渐进的，是缓慢过程。当遇紧急情况需达到立急停车时踩压制动踏板(66)使中间继电器J3线圈有电流通过而动作，J3-3接点联通，制动行为伺服系统(59)有电动作使制动器(60)动作紧急停车。图15脚踏操纵机构、伺服系统、及被执行器具电氣联锁电原理线路图。图中常闭电接点1、2与常开接点3、4就是图14中组合开关(61)中之1、2、3、4。而原理图中之5、6、7、8对应图14中之(62)组合开关中的5、6、7、8，以此类推。小框中之57、58、59则是图14中之速度行为伺服系统(57)、再生能行为伺服系统(58)、制动行为伺服系统(59)。图15中小框中之J1、J2、J3是中间继电器，J1在该图中附带有J1-1、常闭接点和两常开接点J1-2、J1-3。而J2也具有常闭接点J2-1、和两常开接点J2-2、J2-3。同样J3中间继电器也有两常闭接点J3-1、J3-2与一常开接点J3-3。图14中之脚踏操控机构由图15中之电氣线路及其电氣器具进行联锁来控制，这可以做到一来操作筒便、二来避免误操作，以策安全。图15中之1RJ、2RJ、3RJ分别是三支热保护过流延迟继电器(采用其它继电保护都可以)。
[具体实施方式]
结合附图将本发明如何实施作进一步之说明
本发明中所述的蓄电池(52)是驱动汽车行使的动力源，该电池使用前一次性充足电后，以后不需再行充电。蓄电池的充电就由本发明中设置的太阳能电池板(3)、风能发电机(5)、前桥轴上之避震式发电机(12)与(12’)、后桥轴上之避震式发电机(13)与(13’)、人力发电机(33’)、发电机(38)、汽车之惯性以及下坡和制动产生之再生能产生的电能提供。
第一实施例：见图1、2、3，在汽车的棚顶面上装设数台有方向尾舵的风能发电机(5)(装多少台风能发电机应视车顶棚面积大小以及风能发电机的体积而定)。再在风能发电机(5)的上面安置太阳能电池板(3)。风能发电机(5)产生之电能与太阳能电池板(3)产生之电能通过电氣综合适配器(51)向蓄电池(52)充电(请参阅附图13)。汽车的行驶是由蓄电池(52)供电驾驶员脚踏速度控制踏板(64)通过速度行为伺服系统(57)对驱动电机(50)转速进行调控，从而操控车辆的运行速度。这一实施例的风能发电机都置于车顶棚上面，所有的风能发电机都装有旋转底座(6)及风向舵(7)它能迎合三百六十度任意方向的风，汽车停运时无论什么方向有风，风能发电机都会转动而发电，因此其发电的几率高，不足处是车体积稍大。
第二实施例：请见图4、5、6，该实施例是从车头起经驾驶员与副驾驶座两者之间并通过后排坐中间开孔，其孔径应容纳得下风能机叶片(4)的回转直径。太阳能电池板(3)、布置在车顶面上及前车盖罩上面。这样处置车外体积可以做得较小，不足处是后排可乘3入的就只能乖两人。再者风能发电机方向只能由汽车行进方向决定，迎风时间少，车辆停运时有迎头风风能发电机才能转动发电，故风能发电效率远远不如上例。除此而外，两例中其它所需之部件，部件的结构与原理都一样，因而一起于以说明。本发明是以两桥四轮小卧车为例，将前桥轴上的两支避震式发电机(12)与(12’)、和后桥轴上的两支避震式发电机(13)与(13’)(参阅图13)替代四支避震器。图8是避震器式发电机的剖面示意图，图中、活动联接安装套(14)用它将前桥轴与后桥轴活动联接在车体的造当部位，取而代之以往的避震器。从图8中不难看出，汽车在运行中要保持平衡该避震式发电机中之稀土永磁活塞(22)不断上下运动，其磁力线不间断切割电磁绕组(16)使其产生电能，通过电氣综合适配器(51)后将避震式发电机产生之交流电变成直流电向蓄电池(52)充电。图9的虚线园A内是人力驱动装置，每座位均可布置一套，即除了人力机构外还要增设适当大小之人力发电机(33’)与之匹配。人两脚分别踏上左踏杆(29)与右踏杆(31)，两脚一上一下不停的踏动致单转向链轮(33)转动带动人力发电机(33’)发电通过电氣综合适配器(51)向蓄电池(52)充电。若采用多个人力机构合力带动链条(35)致使单转向多层链轮(36)转动使得发电机(38)运转而发电，经电氣综合适配器(51)调制后向蓄电池(52)充电(此种方式比较复杂，人与人之间以及机构之间联系繁锁不主张采用)。该图中还显示了人力与汽车再生能驱动的发电机(38)另一端有与之联接的再生能跟随器(40)、从图10、11、12三图中可知它是由一个最外层是铁质桶形飞轮(42)，其内装有2对以上S极磁爪(43)与N极磁爪(43’)，在此磁极爪内园中装设有激磁绕组(45)，在此绕组内装有内磁芯(47)。激磁绕组(45)与内磁芯(47)紧密结合固定不动。激磁绕组(45)外层的若干对S极磁爪与对等数量的N极磁爪与跟随器轴(41)联成一体而旋转，铁质桶形飞轮(42)与跟随器齿轮(39)联为一体一起转动。如果激磁绕组(45)中没电流流通，那么铁质桶形飞轮(42)与若干对S极磁爪(43)和若干对N极磁爪(43’)组成的磁极转子无磁性，故而(42)与(43)互无牵扯，毫无瓜割。即是说再生能跟随器(40)与车辆无任何关联。如果在激磁绕组(45)中通以电流情况就不一样了，有电流两者就会一起转动，电流小两者之间存在的转差率就大，电流大转差率低。电流增到额定值，转差率趋近于零(不可能等于零)。如果将激磁绕组(45)中流过的电流大小由能量再生控制踏板(65)对能量再生伺服系统(58)进行控制，汽车在滑行状态、下坡状态、制动产生的再生能、驾驶者通过对能量再生控制踏板(65)就可进行随意控制再生能。从图14中可见组合开关(61)与组合开关(62)与组合开关(63)它们是互为联锁的，这使得操纵容易、准确、不产生误动作。从图中不难看出，速度控制踏板(64)与能量再生控制踏板(65)互相是联锁的，误操作不会产生事故，踏下速度控制踏板(64)，组合开关(61)的常闭接点1与2率先断开，确保中间继电器J2所置的囬路与电源断开，随着接点3与4导通，在此之前能量再生控制踏板(65)在原始位，故组合开关(62)的接点5与6保持导通状态，因而中间继电器J1有电动作，与此同时J1中间继电器的常开接点J1一2接点接通，使继电器J1线圈保持有电导通。中间继电器J1动作后，J1-1断开重叠了J2中间继电器回路与电源断开关系，进一步确保中间继电器J2可靠的处于不吸合的断路状态。同时J1-3导通，速度行为伺服系统(57)随着速度控制踏板(64)的变化的状态而变化，从而对车辆的行进状况进行调控。当车辆处于下坡、滑行以及需要进行能耗制动时。驾驶者可踏能量再生控制踏板(65)，首先将组合开关(62)的常闭接点5与6被断开，中间继电器J1线圈无电流而释放，其附带之常闭接点J1-1导通，中间继电器J2的线圈有电吸合使其附带之常开接点J2-2和J2-3分别在各自的逥路中接通，结果是中间继电器J2线圈自保持通电，同时让能量再生行为伺服系统(58)让再生能跟随器(40)有电而运转，随能量再生控制踏板(65)之变化而让再生能跟随器(40)作相应的变化。如果要想在较短时间内将汽车产生的再生能回收起来，可对踏板(65)加力，让再生能行为伺服系统向再生能跟随器(40)提供更大的激磁电流。回收再生能时系统也可起到减少车速的作用，这类似于对现有的汽车运行时不加油门让发动机的动力对于车辆的惯性力呈制动状态一样。当踏板的行程到予置位而使行程开关XCK接点联通时中间继电器J3线圈有电吸合导至J3-2接点断开让能量再生行为伺服系统退出，J3-3接通制动行为之伺服系统(59)运作使制动器(60)动作而使车辆停车。如需紧急制动时，驾驶者可迅速踏下制动踏板(66)，踏这踏板可起到移过用能量再生控制踏板(65)时，要将踏板(65)的行程移到行程开关XCK联通时的位置，这需紧急停车是不行的，紧急停车应迅速踩踏制动踏板(66)。本发明提供的集多种自然能源驱动的汽车，它汇集了太阳能、风能、人能、汽车避震能、车辆下坡、惯性滑行、制动能耗再生等自然能。使现有的太阳能汽车在阳光不充足的地方或阳光偏少之季节可借助风能，在风能少的区域或季节可用太阳能弥补，人们在乘车途中若感无聊踏动人力机构，一来可舒展筋骨，二来也可给车辆增添能量，在车辆能源耗尽时还可众人合力使车辆驶出困境。集多种自然能源使车辆的行驶路程更远，用一句顺口溜“想要让马儿跑，又要马儿不吃草”来诠释本发明之宗旨。

Claims (4)

1.一种集多种自然能源驱动的汽车，它包括太阳能电池板、风能发电设施、避震式发电机、人力能发电系统、制动能耗再生系统，其特征在于在汽车的前桥车轴上安装了避震式发电机(12)与避震式发电机(12’)及后桥车轴上安装了避震式发电机(13)与避震式发电机(13’)，这些发电机均具有活动安装联接套(14)、外层铁磁罩套(15)、电磁绕组(16)、非磁性内筒(17)、连杆上轴套(18)、弹性防尘套(19)、连杆下轴套(20)、避震连杆(21)、稀土永磁活塞(22)、减震弹簧(23)所构成。
2.一种集多种自然能源驱动的汽车，它包括太阳能电池板、风能发电设施、避震式发电机、人力能发电系统、制动能耗再生系统，其特征在于在每个乘车人的前面装置有由曲轴左连杆(24)、曲轴(25)、第一轴承座(26)、左轴承座(27)、直转杆(28)、左踏杆(29)、右连杆(30)、右踏杆(31)、右轴承座(32)、单转向链轮(33)、人力发电机(33’)、第二轴承座(34)构成的单个人力发电系统。
3.一种集多种自然能源驱动的汽车，它包括太阳能电池板，风能发电设施、避震式发电机、人力能发电系统、制动能耗再生系统，其特征在于电氣综合适配器(51)分别与太阳能电池板(3)、风能发电机(5)、避震式发电机(12)及(12’)以及(13)(13’)、人力发电机(33’)、发电机(38)、再生能跟随器(40)、驱动电机(50)、蓄电池(52)电联接。
4.一种集多种自然能源驱动的汽车，它包括太阳能电池板，风能发电设施、避震式发电机、人力能发电系统、制动能耗再生系统，其特征在于再生能跟随器(40)的跟随器齿轮(39)与铁质桶形飞轮(42)的轴紧密配合，铁质桶形飞轮(42)内装设有由若干个S极磁爪与相对多个N极磁爪的磁极转子，该转子与跟随器轴(41)为一转体，该磁极转子内装设有激磁绕组(45)，激磁绕组(45)紧紧缠绕在内磁芯(47)上，绕组与内磁芯一起固定不动，S极磁爪(43)与N极磁爪(43’)用非磁性焊块(48)焊接成一整体，在滚动轴承(49)这端与跟随器轴(41)作固定联接，跟随器轴(41)从内磁芯(47)内孔中申出与发电机(38)作机械联接，再生能跟随器(40)的一端的跟随器齿轮(39)与驱动电机(50)上的驱动电机齿轮(53)齿合连接，再生能跟随器(40)另一端与发电机(38)联接，发电机(38)的另一端装有多层单转向链轮(36)。
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CN113320636A (zh) * 2020-02-28 2021-08-31 株式会社岛野 人力驱动车用控制装置

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