CN201659882U - 风电混合动力车 - Google Patents

Abstract

风电混合动力车，涉及综合利用自然界的风能、太阳能作动力的小型代步工具或运输工具。包括车体、车轮、风能驱动系统、风能发电系统和太阳能发电系统，三大系统被一个自动控制系统所调配；所述的自动控制系统，通过对超越式离合器的控制达到对三大系统的能量调配，调配后的能量输送出来供车的后轮驱动使用。风轮在5级风能以上时能单独驱动车辆运动；任何情况下蓄电池提供电能通过直流电机单独驱动车辆；任何情况下风轮-电机合成驱动车辆；风电混合动力车作为一种新型环保小型车的雏形，具有很好的应用前景和社会效益。

Description

风电混合动力车 

技术领域

本实用新型涉及综合利用自然界的风能、太阳能作动力的小型代步工具或运输工具。 

背景技术

动力车能源消耗大，造成各种环境污染的问题，世界各国都在进行这方面问题的研究。 

风能、太阳能是自然界取之不尽、用之不竭的能源，其高效合理的利用正越来越受到广大有识之士的普遍关注；在风力资源极大丰富而其它能源相对匮乏或不尽便利的草原或海滨地区，高效合理的利用风力驱动车辆尤显其必要性和重要性。 

目前市场存在一种电瓶车，速度较低，使用功能受到充电条件及放电时间限制，当电流较低时，速度下降较快。 

发明内容

为解决现有的动力车能源消耗大、电瓶车速度下降快的问题，本实用新型提供一种风电混合动力车。 

风电混合动力车，包括车体、车轮、风能驱动系统、风能发电系统和太阳能发电系统，三大系统被一个自动控制系统所调配； 

所述的风能驱动系统包括由风轮、风轮轴组成的集风装置，风轮通过风轮轴与新型变速器连接；风轮转动输出扭矩直接形成驱动力矩通过新型变速器输出带动车辆运动。新型变速器包括二级行星齿轮传动增速部分和变速器齿轮减速部分；增速部分的功能是提高风轮传动的输入转速达到发电机的工作转速要求、提高减速部分的变速范围；减速部分的功能是通过齿轮传动增大输出扭矩、实现4级变速传动的要求；新型变速器经超越式离合器后，与车的后轮传动系统连接；超越式离合器被自动控制系统所控制； 

所述的风能发电系统包括由风轮、风轮轴组成的集风装置，风轮通过风轮轴与新型变速器中的二级行星齿轮传动增速部分连接直流发电机，之后直流发电 机连接蓄电池，二级行星齿轮传动增速部分带动直流发电机转动，输出电能存储在蓄电池中；使用时，蓄电池供电给直流电机能量，直流电机经超越式离合器后，与车的后轮传动系统连接，供其使用；超越式离合器被自动控制系统所控制； 

所述的太阳能发电系统，包括太阳能电池板和蓄电池，太阳能电池板发电后存储在蓄电池中，蓄电池与直流电机相连接，直流电机经超越式离合器后，与车的后轮传动系统连接；超越式离合器被自动控制系统所控制； 

所述的自动控制系统，通过对超越式离合器的控制达到对三大系统的能量调配，调配后的能量输送出来供车的后轮驱动使用。可实现风能驱动、电能启动、电能驱动和风能与电能合成驱动的工作转换。超越式离合器的作用是通过超越式离合器协调驱动力合成，避免风能与电机输出的转动力矩产生动力干涉，实现提高驱动力目的。动力驱动方式： 

1 风轮在5级风能以上时能单独驱动车辆运动； 

2 蓄电池提供电能通过直流电机单独驱动车辆； 

3 风轮-电机合成驱动车辆； 

当风力较大时通过风能驱动系统将风能转化成机械能输出到车后轮驱动车辆行驶；蓄电池输出储存电能驱动电机带动车辆行驶； 

在所述的集风装置还包括设置于风轮外圆周的固定的集风板，集风板与风轮外圆周的切线呈20～45°角。集风板作用是：有效的收集风流通过涡轮式风轮叶片，产生转动力矩回转，通过风轮轴输送到新型变速器中。 

本实用新型的有益效果是： 

风电混合动力车作为一种新型环保小型车的雏形，涉及风能转化为机械能、电能三种能源相互转化模型，实现了风能，电能，动能，机械能的相互转化，在使用过程中，依靠自然界的太阳能、风能保持不断补充蓄电池电能的特点，基本不需要利用电源充电，并可以利用风能驱动车辆，高效的利用能源，多种动力源形式，使车辆有很强的适应能力；车辆具有逆风与顺风行驶的功能；在风力、太阳能资源丰富的地区，车辆可应用于牧区的牧民牧羊、牛等项的代步工具，偏远地区农民的交通工具、旅游度假场所的代步工具。具有很好的应用前景和社会效益。 

附图说明

本实用新型共附图2幅，图1是风电混合动力车工作原理示意图；图2是集风装置示意图； 

在图中：1直流电机，2联轴器a，3直流发电机，4联轴器b，5太阳能电池板支架，6太阳能电池板，7风轮，8车体，9联轴器c，10车轮，11蓄电池，12变速器二级行星轮系传动增速部分，13变速器齿轮减速部分，14超越式离合器，15风轮轴，16集风板，17风轮。 

具体实施方式

风电混合动力车，包括车体、车轮、风能驱动系统、风能发电系统和太阳能发电系统，还包括一个用于调配所述的三大系统的自动控制系统；所述的用于调配所述的三大系统的自动控制系统，包括超越式离合器，超越式离合器一端与三者的能量输出端连接，另一端与车的后轮传动系统连接，协调驱动力合成；所述的风能驱动系统包括由风轮17、风轮轴15组成的集风装置7，风轮通过风轮轴与新型变速器连接；所述的新型变速器包括二级行星齿轮传动增速部分12和变速器齿轮减速部分13；新型变速器经超越式离合器14后，与车的后轮传动系统连接；超越式离合器14被自动控制系统所控制；所述的风能发电系统包括由风轮、风轮轴组成的集风装置7，风轮通过风轮轴与新型变速器中的二级行星齿轮传动增速部分12连接直流发电机3，之后直流发电机3连接蓄电池11，蓄电池11供电给直流电机1；直流电机经超越式离合器后，与车的后轮传动系统连接，供其使用；超越式离合器14被自动控制系统所控制；所述的太阳能发电系统，包括太阳能电池板6和蓄电池11，蓄电池11与直流电机1相连接，太阳能电池板发电后存储在蓄电池中，蓄电池与直流电机相连接，直流电机经超越式离合器14后，与车的后轮传动系统连接；超越式离合器被自动控制系统所控制；所述的自动控制系统，通过对超越式离合器14的控制达到对三大系统的能量调配，调配后的能量输送出来供车的后轮驱动使用。在所述的集风装置7还包括设置于风轮外圆周的固定的集风板16，集风板16与风轮17外圆周的切线呈20～45°角。 

能量分析：风电混合动力车的动力能源是风能和太阳能，风轮采集风能形成转矩输出驱动力矩，风轮发电-太阳能电池板发电-蓄电池蓄能输出驱动直 流电机带动车辆运动； 

风轮功率计算： 

风电混合动力车上风轮产生风能功率计算 

P＝k1k2k3(2d/3)2v3(kw) 

式中：P是风产生的功率； 

k1-修正系数，一般取0.5926； 

k2-机械效率，一般取0.8～0.9； 

k3-空气密度(这里设定海平面，15℃，取1.22kg/M3)； 

d-风叶轮直径(m)； 

v-风速(m/s)。 

设：叶轮直径0.5m，风速13.3m/s(约为6级风力)时，则风功率P＝150kw。在不考虑风能发电功率的条件下，供给汽车动力和蓄电池充电够用。 

太阳能功率：风电混合动力车上的太阳能电池板的有效面积为3平方米，太阳光照射到电池板每平方米电池上的辐射功率为1千瓦，在晴天，太阳能电池产生的电压为120伏，可提供10安的电流供车载直流电动机或蓄电池使用； 

当风力较低时，车辆采取电动机驱动，超越式离合器不能将动力输送给风轮轴；当风力较大时，自动控制系统通过离合器将风能扭矩断开，通过电机驱动车辆，风轮仅起发电作用。 

运动、动力合成分析：当风力大于5级时，在风力作用下风轮4转动，风轮轴15将扭矩输送到变速器风轮转速输入轴，通过变速器输出驱动车轮转动，若风力低于5级时，蓄电池输出能量提供控制电机通过变速器驱动车辆行驶。 

Claims (2)

1.一种风电混合动力车，包括车体、车轮、风能驱动系统、风能发电系统和太阳能发电系统，其特征在于：还包括一个用于调配所述的三大系统的自动控制系统；

所述的用于调配所述的三大系统的自动控制系统，包括超越式离合器(14)，超越式离合器一端与三个系统的能量输出端连接，另一端与车的后轮传动系统连接；

所述的风能驱动系统包括由风轮(17)、风轮轴(15)组成的集风装置(7)，风轮通过风轮轴与新型变速器连接；所述的新型变速器包括二级行星齿轮传动增速部分(12)和变速器齿轮减速部分(13)；新型变速器经超越式离合器(14)后，与车的后轮传动系统连接；超越式离合器(14)连接着自动控制系统，被自动控制系统所控制；

所述的风能发电系统包括由风轮、风轮轴组成的集风装置(7)，风轮通过风轮轴与新型变速器中的二级行星齿轮传动增速部分(12)连接直流发电机(3)，之后直流发电机(3)连接蓄电池(11)，蓄电池(11)供电给直流电机(1)；直流电机经超越式离合器后，与车的后轮传动系统连接；超越式离合器(14)连接着自动控制系统，被自动控制系统所控制；

所述的太阳能发电系统，包括太阳能电池板(6)和蓄电池(11)，蓄电池(11)与直流电机(1)相连接，太阳能电池板发电后存储在蓄电池中，蓄电池与直流电机相连接，直流电机经超越式离合器(14)后，与车的后轮传动系统连接；超越式离合器(14)连接着自动控制系统，被自动控制系统所控制。

2.如权利要求1所述的风电混合动力车，其特征在于：在所述的集风装置(7)还包括设置于风轮外圆周的固定的集风板(16)，集风板(16)与风轮(17)外圆周的切线呈20~45°角。

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