CN112377874A - 一种车载风力发电多功能示廓灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车载风力发电多功能示廓灯，安装在汽车两侧前车门迎风处，包括：壳体(4)、风力发电装置、控制单元(5)、充电电池(6)、传感器组(7)和灯组，所述的风力发电装置、控制单元(5)和充电电池(6)均设于壳体(4)内部，所述的传感器组(7)和灯组均设于壳体(4)外部，所述的控制单元(5)分别与风力发电装置、充电电池(6)和灯组相连，传感器组(7)和灯组相连。与现有技术相比，本发明具有兼具警示和示廓功能，且结构简单，噪音小，发电机叶片不易受损等优点。

Description

一种车载风力发电多功能示廓灯
技术领域
本发明涉及风能发电技术领域，具体涉及一种车载风力发电多功能示廓灯。
背景技术
如今日益加剧的环境污染和过度开发的燃料，利用清洁的新能源成为各国能源发展的首要任务。随着汽车在新能源领域的发展，无论是汽车本身或汽车配件，其对能源的利用都将向着清洁可持续生产的方向发展，保护环境的同时又提高能源的利用效率，因此风力发电也同样可以走入汽车行业之中。
汽车的空气阻力贯穿于汽车行驶的全部过程，汽车行驶速度越低，则空气阻力越小，汽车的行驶速度越高，则随之而来的空气阻力就越大。在车载风力系统之中，空气阻力也就是气动阻力将作用在风力发电的涡轮叶片上，在其带动下将涡轮旋转，通过这样的一种结构将能量转换，将阻碍汽车行驶的空气阻力转变为电能，并利用在照明示廓的功能上。
汽车的侧面属于照明盲区，在昏暗条件下容易在转弯时发生事故。汽车在驻车的状态下，开启车门时车门边廓容易对路过行人、非机动车和来往车辆造成剐蹭，因此需要一个警示灯起到一个提示效果。
发明专利CN103791432A公开了一种风力灯，包含壳体、至少一个LED灯珠、风轮、将机械能转换成电能的电机、控制模块、亮度调节模块、可充电电源、震动感应器和光感应器，风轮包括有若干个风叶和固定盘，电机的转子与固定盘固定连接，电机的定子与壳体的外壁固定连接，LED灯珠、光感应器设置在壳体外壁上，控制模块、亮度调节模块、可充电电源、震动感应器设置在壳体内部，控制模块分别与电机、光感应器、亮度调节模块、可充电电源、震动感应器电气连接，亮度调节模块与LED灯珠电气连接。控制模块通过震动感应器判断车辆是否开启，通过亮度调节控制模块自动调节风力灯的亮度。该发明结构简单，使用方便，但是，该发明以车辆开启时的振动作为感应控制灯的开关，在车辆停止时LED关闭，无法提供驻车时车门的示廓功能；且风力发电机叶片暴露在外，冲击大，噪声强，易受损伤；同时壳体直接通过胶层粘在安装体上，振动较大，容易脱落。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种车载风力发电多功能示廓灯，兼具警示和示廓功能，且结构简单，噪音小，发电机叶片不易受损。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种车载风力发电多功能示廓灯，安装在汽车两侧前车门迎风处，包括：壳体、风力发电装置、控制单元、充电电池、传感器组和灯组，所述的风力发电装置、控制单元和充电电池均设于壳体内部，所述的传感器组和灯组均设于壳体外部，所述的控制单元分别与风力发电装置、充电电池和灯组相连，传感器组和灯组相连。风力发电装置在风力作用下发电，并将电储存于充电电池内，充电电池负责在装置不进行发电工作时的电量提供，合理的存放电，灯组在控制单元和传感器组的共同作用下实现驻车和不同能见度环境下的警示示廓效果。控制单元负责示廓灯整体的开启关闭，对传感器组反馈的电信号经行判断并合理的开启关闭各个灯组的开关。
进一步地，所述的风力发电装置包括涵道、转子、叶片和发电机，所述的涵道呈中空柱状结构，发电机通过支撑柱固定在涵道中心位置，转子与发电机相连，转子上设有多个叶片，叶片在风力作用下旋转，产生机械能进而转化为电能。
更进一步地，所述的发电机为直驱发电机，包括磁感应线圈、磁铁和用于切割磁场的导体。车辆行驶时，风力推动叶片旋转，带动转子转轴旋转，从而带动转子铁芯旋转，定子的线圈绕组做切割磁感线运动产生感应电流，经控制单元用以充电电池充电及各电子设备供电。直驱发电机可以在有限的涵道空间内大大减少空间浪费，通过多根支撑柱将发电机加以固定，使得涵道内空气流动空间更大。
所述的灯组包括第一灯组、第二灯组和第三灯组，所述的第一灯组设于壳体中部，第二灯组设于壳体下部，第三灯组设于壳体尾部，处在末尾位置起到在车门最外廓警示作用，所述的第一灯组、第二灯组和第三灯组相互并联，均为黄色LED灯。
更进一步地，所述的传感器组包括光敏传感器和雾气传感器，所述的光敏传感器分别与第一灯组和第二灯组串联，雾气传感器与第二灯组串联，所述的光敏传感器优选为光敏二极管。
所述的传感器组设于壳体上部，用于能见度环境的感知识别，处在示廓灯上方区域有良好的视野环境，对传感器判断的准确性提供了良好的条件，且表面设有半透明防护罩，所述的半透明防护罩的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯，形状为半圆柱体。
所述的壳体底部设有凹槽，控制单元和充电电池并排设置在凹槽内，且控制单元和充电电池上设有挡板，所述的挡板上设有五排通气孔，控制单元和充电电池前后无挡板，尽量减少对气流的阻挡，同时也能让流经的气流带走部分热量。
所述的壳体整体采用弧面设计，材质为钛合金、铝合金或镁合金，在减小行驶过程中风阻的同时也更具观赏性。壳体底部垫设有减震材料，如EVA材料、ACF减震材料、D3O材料等。因本发明示廓灯安装在车门上，在车门开关过程中会产生震动，因此设置减震材料有利于减轻车门开关过程的震动对示廓灯各组件的影响。
所述的壳体外部设有若干凹槽，传感器组和灯组均固定在凹槽内。
本发明将示廓灯安装在汽车两侧前车门迎风处，通过示廓灯中间的涵道式发电机进行风力发电，将收集的电能储存在充电电池中，通过光敏传感器和雾气传感器的控制，汽车在较昏暗的环境下行驶时，第一灯组首先亮起，起到警示和示廓的作用，当能见度逐渐降低，雾气传感器开启第二灯组，两个灯组同时工作，以增强警示效果，车辆驻车时，车门打开装置控制系统从汽车BUS总线上获得车门开启信号，经过控制单元的控制，位于示廓灯壳体尾部的第三灯组亮起，起到警示车门侧来往行人汽车的作用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明将示廓灯设置在汽车两侧前车门迎风处，充分利用风能，并通过设置减震材料减轻了车门开启闭合过程的震动对示廓灯内各组件的影响；
2.如今大部分车载风力发电装置都采用水平轴式发电机，而本发明采用涵道式发电机，具有低冲击噪音、结构紧凑以及保护发电机叶片的优点；
3.本发明将示廓灯设置在车门上，兼具汽车驻车开门时的警示灯功能，解决晚间能见度较低的环境下开启的车门对旁侧行人车辆造成的安全隐患，在功能上将示廓灯和警示灯进行了融合。
附图说明
图1为本发明车载风力发电多功能示廓灯安装位置示意图；
图2为本发明车载风力发电多功能示廓灯主视图；
图3为本发明车载风力发电多功能示廓灯剖面图；
图4为本发明车载风力发电多功能示廓灯左视图；
图5为本发明车载风力发电多功能示廓灯右视图；
图6为本发明车载风力发电多功能示廓灯电路结构示意图；
图中：1-第一灯组，2-第二灯组，3-第三灯组，4-壳体，5-控制单元，6-充电电池，7-传感器组，8-涵道，9-转子，10-叶片，11-发电机，12-支撑柱，13-光敏传感器，14-雾气传感器，15-挡板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种车载风力发电多功能示廓灯，如图1所示，安装在汽车两侧前车门迎风处，具体结构如图2～5所示，包括第一灯组1，第二灯组2，第三灯组3、壳体4、控制单元5、充电电池6、传感器组7、涵道8、转子9、叶片10、发电机11、支撑柱12、光敏传感器13、雾气传感器14和挡板15。
第一灯组1、第二灯组2和第三灯组3均为黄色LED灯，壳体4采用弧面设计，为钛合金材料，底部垫设有减震材料EVA，第一灯组1设于壳体4中部凹槽内，第二灯组2设于壳体4下部凹槽内，第三灯组3设于壳体4尾部凹槽内，传感器组7设于壳体4上部凹槽内，且表面设有半透明防护罩。壳体4底部的涵道处设有凹槽，控制单元5和充电电池6并排设置在该凹槽内，前后无挡板，上部设有挡板15，挡板15上设有五排通气孔，尽量减少对气流的阻挡，同时也能让流经的气流带走部分热量。
涵道8、转子9、叶片10和发电机11构成风力发电装置，涵道8呈中空柱状结构，前后贯穿壳体4，发电机11通过三根支撑柱12固定在涵道8中心位置，转子9与发电机11相连，转子9上设有五个叶片10，发电机11为直驱发电机，包括磁感应线圈、磁铁和用于切割磁场的导体。车辆行驶时，风力推动叶片10旋转，带动转子9转轴旋转、从而带动转子铁芯旋转，定子的线圈绕组做切割磁感线运动产生感应电流，经控制单元5用以充电电池6充电及各电子设备供电。
如图6所示，本实施例示廓灯的电路结构为：第一灯组1、第二灯组2和第三灯组3相互并联，雾气传感器14与第二灯组2串联，并与第一灯组1并联构成并联支路，光敏传感器13与第一灯组1、雾气传感器14与第二灯组2的并联支路串联，控制单元5控制所有灯组的开关及电流电压转换工作，分别与发电机11、充电电池6、光敏传感器13、雾气传感器14、第一灯组1、第二灯组2和第三灯组3相连，对光敏传感器13和雾气传感器14反馈的电信号进行实时处理并控制各个灯组的开关。
采用三组灯组，功能相对丰富，第一灯组1为光敏二极管检测外界光线昏暗到一定程度上时接通电路，此时第一灯组1进行汽车车体侧方示廓的功能，在灯光昏暗切能见度较低的情况下雾气传感器14开始工作，雾气传感器14对玻璃罩层的水雾折射进行分析后接通电路，此时第一灯组1和第二灯组2同时开启照明工作，增加汽车在能见度较低的环境下的警示性。在车门锁装置与车门总控制器之间接入车载风力发电示廓灯的信号线，当车门锁发出车门开启的信号时，由车载风力发电示廓灯内置的控制单元5接受读取信号，达到驾驶员从内部开启车门后，车载风力发电示廓灯边侧第三灯组3随即亮起，解决晚间能见度较低的环境下开启的车门对旁侧行人车辆造成的安全隐患，在功能上将示廓灯和警示灯进行了融合，且采用涵道式直驱发电机，冲击噪音低，结构紧凑，发电机叶片不易受损。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载风力发电多功能示廓灯，其特征在于，所述的示廓灯安装在汽车两侧前车门迎风处，包括：壳体(4)、风力发电装置、控制单元(5)、充电电池(6)、传感器组(7)和灯组，所述的风力发电装置、控制单元(5)和充电电池(6)均设于壳体(4)内部，所述的传感器组(7)和灯组均设于壳体(4)外部，所述的控制单元(5)分别与风力发电装置、充电电池(6)和灯组相连，传感器组(7)和灯组相连。
2.根据权利要求1所述的车载风力发电多功能示廓灯，其特征在于，所述的风力发电装置包括涵道(8)、转子(9)、叶片(10)和发电机(11)，所述的涵道(8)呈中空柱状结构，发电机(11)通过支撑柱(12)固定在涵道(8)中心位置，转子(9)与发电机(11)相连，转子(9)上设有多个叶片(10)。
3.根据权利要求2所述的车载风力发电多功能示廓灯，其特征在于，所述的发电机(11)为直驱发电机，包括磁感应线圈、磁铁和用于切割磁场的导体。
4.根据权利要求1所述的车载风力发电多功能示廓灯，其特征在于，所述的灯组包括第一灯组(1)、第二灯组(2)和第三灯组(3)，所述的第一灯组(1)设于壳体(4)中部，第二灯组(2)设于壳体(4)下部，第三灯组(3)设于壳体(4)尾部，第一灯组(1)、第二灯组(2)和第三灯组(3)相互并联。
5.根据权利要求4所述的车载风力发电多功能示廓灯，其特征在于，所述的传感器组包括光敏传感器(13)和雾气传感器(14)，所述的光敏传感器(13)分别与第一灯组(1)和第二灯组(2)串联，雾气传感器(14)与第二灯组(2)串联。
6.根据权利要求1或5所述的车载风力发电多功能示廓灯，其特征在于，所述的传感器组(7)设于壳体(4)上部，且表面设有半透明防护罩。
7.根据权利要求1所述的车载风力发电多功能示廓灯，其特征在于，所述的壳体(4)底部设有凹槽，控制单元(5)和充电电池(6)并排设置在凹槽内，且控制单元(5)和充电电池(6)上设有挡板(15)，所述的挡板(15)上设有五排通气孔。
8.根据权利要求1所述的车载风力发电多功能示廓灯，其特征在于，所述的壳体(4)整体采用弧面设计，材质为钛合金、铝合金或镁合金，壳体(4)底部垫设有减震材料。
9.根据权利要求1所述的车载风力发电多功能示廓灯，其特征在于，所述的壳体(4)外部设有若干凹槽，传感器组(7)和灯组均固定在凹槽内。
10.根据权利要求1所述的车载风力发电多功能示廓灯，其特征在于，所述的灯组均为黄色LED灯。
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