CN114033622A - 一种用于电动车辆的风力发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及风力发电技术领域，具体是一种用于电动车辆的风力发电系统，包括至少一个集风模块，和与所述集风模块匹配的风力发电模块，所述集风模块包括一个相互连通的进风口和出风口；所述风力发电模块包括旋转叶片、发电机和充电控制器，所述旋转叶片对应于所述出风口处；所述旋转叶片与所述发电机的转轴直接或间接连接，所述发电机与所述充电控制器连接，所述充电控制器与电动车辆的蓄电池连接。本系统不仅结构简单，可在不损伤车体的前提下进行安装布置，并且发电效果好，可有效提高电动车辆的续航能力，甚至在大风力环境下可实现长续航。

Description

一种用于电动车辆的风力发电系统
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种用于电动车辆的风力发电系统。
背景技术
燃油汽车主要靠发动机燃烧汽油或柴油来产生动力，而由汽油或柴油燃烧所带来的环境污染问题也日益受到人们的重视，因此，作为新能源汽车的电动车辆应运而生，并逐渐取代燃油汽车进入人们的生活。
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，工作原理为：蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶，其对环境影响相对传统汽车较小，而且运行噪音低，相对于汽油，电能可降低使用者的使用成本。但是现有的电动汽车由于蓄电池的限制，存在着续航里程短，充电时间长的问题。一般正常的充电时间为8小时左右，快速充电也得需要1-2个小时。
因此，急需一种技术来解决该问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种用于电动车辆的风力发电系统，本系统可根据电动车辆的供电功率安装多套，最优安装位置为电动车辆的车头中网内部，通过集风模块对电动车辆行驶过程中受到风力进行收集，并作用于安装于后侧的风力发电模块，通过驱动旋转叶片的旋转达到风力发电的目的，实现给蓄电池持续充电。本系统不仅结构简单，可在不损伤车体的前提下进行安装布置，并且发电效果好，可有效提高电动车辆的续航能力，甚至在大风力环境下可实现长续航。
上述目的是通过以下技术方案来实现：
一种用于电动车辆的风力发电系统，包括至少一个集风模块，和与所述集风模块匹配的风力发电模块，所述集风模块包括一个相互连通的进风口和出风口；所述风力发电模块包括旋转叶片、发电机和充电控制器，所述旋转叶片对应于所述出风口处；所述旋转叶片与所述发电机的转轴直接或间接连接，所述发电机与所述充电控制器连接，所述充电控制器与电动车辆的蓄电池连接。
进一步地，在所述旋转叶片与所述发电机的转轴之间设置有增速调整机构，用于将旋转速度调整到发电机的额定转速并保持转速的稳定。
进一步地，所述集风模块安装于所述电动车辆的车头中网的内侧，且所述进风口朝向所述车头中网。
进一步地，所述集风模块为覆斗形进风装置或锥形进风装置，广口为所述进风口，小口为所述出风口。
进一步地，沿所述锥形进风装置的内壁开设有风道，所述风道为螺旋凹槽。
进一步地，所述旋转叶片的侧边与所述出风口对应。
进一步地，所述旋转叶片包括至少两个竖直向设置的叶片，每个所述叶片均通过叶片支杆与设置于中心的转轴套连接，所述转轴套与所述发电机的转轴套设固定。
进一步地，所述叶片为矩形，所述叶片的中心与所述出风口的中心位于同一中轴线。
进一步地，所述旋转叶片包括至少两个竖直向设置的叶片，每个所述叶片均与设置于中心的转轴套连接，所述转轴套与所述发电机的转轴套设固定。
进一步地，所述旋转叶片与所述发电机均采用钛合金材质。
进一步地，所述集风模块和所述风力发电模块通过支撑装置与所述电动车辆固定。
有益效果
本发明所提供的一种用于电动车辆的风力发电系统，本系统可根据电动车辆的供电功率安装多套，通过集风模块对电动车辆行驶过程中受到风力进行收集，并作用于安装于后侧的风力发电模块，通过驱动旋转叶片的旋转达到风力发电的目的，实现给蓄电池持续充电。本系统不仅结构简单，可在不损伤车体的前提下进行安装布置，并且发电效果好，可有效提高电动车辆的续航能力，甚至在大风力环境下可实现长续航。
附图说明
图1为本发明所述一种用于电动车辆的风力发电系统的结构示意图；
图2为本发明所述一种用于电动车辆的风力发电系统的旋转叶片第一种结构示意图；
图3为本发明所述一种用于电动车辆的风力发电系统的旋转叶片第一种结构俯视图；
图4为本发明所述一种用于电动车辆的风力发电系统的旋转叶片第二种结构示意图；
图5为本发明所述一种用于电动车辆的风力发电系统的旋转叶片第三种结构示意图；
图6为本发明所述一种用于电动车辆的风力发电系统的旋转叶片第二、三种结构俯视图；
图7为本发明所述一种用于电动车辆的风力发电系统的集风模块第一种结构示意图；
图8为本发明所述一种用于电动车辆的风力发电系统的集风模块第二种结构示意图；
图9为本发明所述一种用于电动车辆的风力发电系统的集风模块的侧视图；
图10为本发明所述一种用于电动车辆的风力发电系统的安装第一视角示意图；
图11为本发明所述一种用于电动车辆的风力发电系统的安装第二视角示意图。
图示标记：
1-集风模块、2-风力发电模块、3-电动车辆、4-蓄电池、5-增速调整机构、6-进风口、7-出风口、8-旋转叶片、9-发电机、10-充电控制器、11-叶片、12-叶片支杆、13-转轴、14-车头中网、15-转轴套。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，一种用于电动车辆的风力发电系统，包括至少一个集风模块1，和与所述集风模块1匹配的风力发电模块2，所述集风模块2包括一个相互连通的进风口6和出风口7；所述风力发电模块2包括旋转叶片8、发电机9和充电控制器10，所述旋转叶片8对应于所述出风口7处；所述旋转叶片7与所述发电机9的转轴13直接或间接连接，所述发电机9与所述充电控制器10连接，所述充电控制器10与电动车辆3的蓄电池4连接。
具体的，本系统可根据所使用电动车辆3的实际发电功率进行数量上的配置，数量越多，转化风能的效果越好，产生的电力会越多，进而可实现给电动车辆3的蓄电池4快速充电的目的。
工作原理为：如图10和11所示，电动车辆3使用蓄电池4提供的电力进行车辆的驱动形式，行驶过程中车身受到风阻，风力经集风模块1实现加速并驱动出风口7处的旋转叶片8，旋转叶片8带动发电机9的转轴13旋转并产生电力，电力经充电控制器10的调节控制，输出给与之连接的蓄电池4，完成对蓄电池4的充电。
其中，由于电动车辆3行驶过程中车速受环境影响不稳定，进而促使发电机工作不稳定，需要通过所述充电控制器10来实现稳压限流，调速等优化。所述充电控制器10主要部件、继电器、稳压器、变频器、镇流器等市面常见功能部件。
本系统可实现风能——机械能——电能——充电循环转换，进而增加电动车辆3的行程。
实施例2
如图1所示，为了提高发电机9的发电功率，使其能达到电动车辆3的蓄电池4的充电电压，在所述旋转叶片8与所述发电机9的转轴13之间设置有增速调整机构5，用于将旋转速度调整到发电机9的额定转速并保持转速的稳定。
具体的，本实施例中的增速调整机构5包括增速机和调速机构，通过增速机将旋转速度提升到发电机的额定转速，又通过调速机构使其转速保持稳定，然后连接到发电机上发电。
实施例3
如图7-9所示，所述集风模块1安装于所述电动车辆3的车头中网14的内侧，且所述进风口朝向所述车头中网。
具体的，电动车辆3的车头中网有如下作用：
1.通风作用，主要作用在于水箱，发动机，空调等的进气通风。在汽车工程中中网是用来覆盖在车身上以便让空气进入。大多数车辆具有在前面的汽车中网，多位于前保险杠下，在车轮前，在前面以便驾驶室通风；
2.保护作用，可以防止行驶中外来物对车厢内部部件的破坏，比如树叶，或者大型的物体等，以保护车辆内部部件。目前金属中网的材质主要以航空铝材作为基材，因其比不锈钢基材更轻便。但其实不锈钢才是最好的材料，它的那腐蚀性和耐冲击性都比航空铝好；
3.装饰作用，每个品牌的车中网造型都不一样，漂亮的中网在汽车美感方面也是不可或缺的，就有好多车主为了让汽车更美观会选择单独更换更漂亮的中网，比如闪闪发亮的镀铬中网。
本实施例主要利用车头中网14的通风作用，将集风模块1安装于车头中网14的内侧，不仅可以最大限度的接收电动车辆3行驶过程中所受风阻，而且这种隐藏式的设计不会对电动车辆3造成硬件破坏，而且不影响美观，且不会影响车头中网14作为电动车辆3保护作用的功能。
如图7和9所示，所述集风模块1可以设置成覆斗形进风装置；
或者如如图8和9所示，所述集风模块1可以设置成锥形进风装置；
上述两种形式均包括一个朝向所述车头中网14的广口和一个朝向所述旋转叶片8的小口，其中，广口为所述进风口6，小口为所述出风口7。
广口可最大范围接受风阻，在腔体内作用加速后沿小口输出，可精准作用于设置于出风口7处的旋转叶片8。
作为本实施例的进一步优化，当所述集风模块1设置成锥形进风装置时，可沿所述锥形进风装置的内壁开设有风道，所述风道为螺旋凹槽，螺旋凹槽可对作用于锥形进风装置内壁的风力进行螺旋换向形成旋风沿出风口7输出；
或者，当所述集风模块1设置成覆斗形进风装置时，可沿所述覆斗形进风装置的内壁开设有风道，所述风道为条状凹槽，条状凹槽可对作用于覆斗形进风装置内壁的风力进行加速导向，使其顺利沿出风口7输出。
实施例4
本实施例中所述旋转叶片8的侧边与所述出风口7对应。具体的，连接有所述旋转叶片8的发电机9可以共同成竖直向安装于电动车辆3的车架上，该形式可使得沿出风口7输出的风力直接作用于旋转叶片8的侧边，即直接作用于叶片11上，实验表明这种形式可以使得旋转叶片8在接收风力时旋转速度更快。
作为本实施例中所述旋转叶片8的结构形式有至少2种，如下：
第一种结构，如图4-6所示，所述旋转叶片8包括至少两个竖直向设置的叶片11，每个所述叶片11均通过叶片支杆12与设置于中心的转轴套15连接，所述转轴套15与所述发电机9的转轴13套设固定。
该结构下，所述叶片8可设置成竖直向的矩形，所述叶片11的中心与所述出风口7的中心位于同一中轴线，可确保从出风口7输出的风力直接作用于叶片11的表面，进而更好的驱动叶片11快速旋转。
此外，作为叶片的结构形式，如图2所示，所述叶片11均位于所述发电机9的上方，工作时不会发生碰撞，但是如果要增大叶片11的受力面积，会占用较大的车头中网3内侧的空间。
作为上述情况的改进，如图4所示，所述叶片11可部分位于所述发电机9的侧面，进而在增加叶片11面积的同时不占用太多车头中网3内侧的空间。
第二种结构，如图2和3所示，所述旋转叶片8包括至少两个竖直向设置的叶片11，每个所述叶片11均与设置于中心的转轴套15连接，所述转轴套15与所述发电机9的转轴13套设固定。该结构简单易加工。
在本实施例中，叶片11的数量范围为2～15个，过少时不易旋转，过多时不仅增加了成本，而且会降低了风力的转化能力。优选叶片数量为3个、6个、8个或12个。
为了能够更好的接受风力，还可将叶片11设置成弧面型，弧口均朝向出风口7处。
实施例5
为了尽可能降低本系统给电动车辆带来的重量和空间的占用，所述旋转叶片8与所述发电机9均可采用轻质坚硬材料，如钛合金材质等。不仅可以将系统小型化，而且还可以更好的接受风力的驱动，使得风能转化为机械能的效率更高。
实施例6
作为本实施例中，所述集风模块1和所述风力发电模块2的安装形式，可通过支撑装置固定于所述电动车辆3的车头中网14内侧，支撑装置可为与车架焊接或螺丝旋接的支架，或者粘胶。
以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电动车辆的风力发电系统，其特征在于，包括至少一个集风模块，和与所述集风模块匹配的风力发电模块，所述集风模块包括一个相互连通的进风口和出风口；所述风力发电模块包括旋转叶片、发电机和充电控制器，所述旋转叶片对应于所述出风口处；所述旋转叶片与所述发电机的转轴直接或间接连接，所述发电机与所述充电控制器连接，所述充电控制器与电动车辆的蓄电池连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电动车辆的风力发电系统，其特征在于，在所述旋转叶片与所述发电机的转轴之间设置有增速调整机构，用于将旋转速度调整到发电机的额定转速并保持转速的稳定。
3.根据权利要求1所述的一种用于电动车辆的风力发电系统，其特征在于，所述集风模块安装于所述电动车辆的车头中网的内侧，且所述进风口朝向所述车头中网。
4.根据权利要求3所述的一种用于电动车辆的风力发电系统，其特征在于，所述集风模块为覆斗形进风装置或锥形进风装置，广口为所述进风口，小口为所述出风口。
5.根据权利要求4所述的一种用于电动车辆的风力发电系统，其特征在于，沿所述锥形进风装置的内壁开设有风道，所述风道为螺旋凹槽。
6.根据权利要求1所述的一种用于电动车辆的风力发电系统，其特征在于，所述旋转叶片的侧边与所述出风口对应。
7.根据权利要求6所述的一种用于电动车辆的风力发电系统，其特征在于，所述旋转叶片包括至少两个竖直向设置的叶片，每个所述叶片均通过叶片支杆与设置于中心的转轴套连接，所述转轴套与所述发电机的转轴套设固定。
8.根据权利要求7所述的一种用于电动车辆的风力发电系统，其特征在于，所述叶片为矩形，所述叶片的中心与所述出风口的中心位于同一中轴线。
9.根据权利要求1所述的一种用于电动车辆的风力发电系统，其特征在于，所述旋转叶片包括至少两个竖直向设置的叶片，每个所述叶片均与设置于中心的转轴套连接，所述转轴套与所述发电机的转轴套设固定。
10.根据权利要求1所述的一种用于电动车辆的风力发电系统，其特征在于，所述旋转叶片与所述发电机均采用钛合金材质。
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