CN205277698U - 车载风力发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载风力发电系统，包括风道下板部、风道上板部、侧板部、在进风口与所述出风口之间形成的风道；所述风道从车身前端延伸至后端，并且所述风道分为靠近所述进风口的前舱段、靠近所述出风口的尾流段以及位于所述前舱段与所述尾流段之间的中间段；在所述风道上设置有包括若干垂直轴风力发电机的风力发电机组；所述风力发电机组包括位于所述前舱段的前端机组以及位于所述中间段的中间机组。采用上述技术方案，将发电机合理分布于车身内部，将风道从车头一直延伸到汽车尾部，在整个车身内部形成空气流场，保证能量的最大程度获取，形成完整的风力发电系统。

Description

车载风力发电系统

技术领域

本实用新型涉及一种车载风力发电系统，属于新能源发电及控制技术领域。

背景技术

风力发电是把风的动能转为电能的发电方式，即把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能。风力发电所需要的装置大体上包括风轮以及发电机两部分，风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，当风吹向风轮时，风轮上的叶片受风力作用从而驱动风轮转动。发电机的作用是把机械能转变为电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是电压变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能，然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。风力发电目前被应用在诸多领域中，例如中国专利文献CN204140278U公开的一种应用于纯电动汽车的风力发电装置。当汽车在高速行驶时，迎风面形成的强气流，与汽车表面强摩擦，产生大量的热量然后被空气带走。而安装了风力发电机的电动汽车，迎风面形成的强气流风力发电机，而经过发电机后出来成了弱气流，因为强气流的动能转换成了电能，气流速度小了。此时与汽车表面摩擦损耗的热能大幅减少，而这些能量被发电机回收变成电能。因此，装了风力发电机的汽车，行驶中耗电总的做功基本没变，但很大一部分部分电耗被回收。而普通汽车，很大一部分电耗被摩擦产生的热能、空气动能等带走了。然而，现有技术中的车载风力发电系统中车身内部空间没有得到合理利用，发电机的排布也不甚合理，从而导致风能捕捉的利用率比较低。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种车身内部空间能够得到合理利用，多组发电机排布合理，并且捕捉到的风在流道内能够被高效利用车载风力发电系统。

为了实现上述目的，本实用新型的一种车载风力发电系统，包括安装于电动汽车底盘上端的风道下板部、位于所述风道下板部的上方的风道上板部、在宽方向上连接所述风道上、下板部的两端的侧板部，所述风道上、下板部与所述侧板部共同形成在长方向上两端开口的容腔，所述容腔的一端开口为进风口，另一端开口为出风口，所述进风口与所述出风口之间形成风道；

所述风道从所述底盘的前端向后延伸至所述底盘的后端，并且所述风道分为靠近所述进风口的前舱段、靠近所述出风口的尾流段以及位于所述前舱段与所述尾流段之间的中间段；

在所述风道上设置有包括若干垂直轴风力发电机的风力发电机组；

所述风力发电机组包括位于所述前舱段的前端机组以及位于所述中间段的中间机组。

在所述前舱段与所述中间段之间设置有过渡段；所述风道在所述前舱段处的竖直截面的面积大于在所述中间段处的竖直截面的面积，所述风道在所述过渡段的竖直截面的面积从前向后呈逐渐减小的趋势。

所述前端机组包括至少一个轴线水平设置的第一垂直轴风力发电机以及至少一个轴线竖直设置的第二垂直轴风力发电机。

所述第二垂直轴风力发电机位于所述第一垂直轴风力发电机正下方。

所述中间机组包括至少一个轴线水平设置的第三垂直轴风力发电机。

所述风道上、下板部位于所述中间段位置的间距略大于所述第三垂直轴风力发电机的风轮直径。

所述垂直轴风力发电机为稀土永磁直驱式发电机。

所述车载风力发电系统还包括蓄能系统、充电器以及能量管理系统；

所述充电器与所述能量管理系统以及蓄能系统相连，用于连接外界电源向蓄能系统进行充电；

所述风力发电机组与所述能量管理系统以及蓄能系统相连，用于将风能转化成为电能向蓄能系统进行充电。

采用上述技术方案，本实用新型的车载风力发电系统，利用相对运动原理，当汽车高速运行时，与空气相对运动所产生的能量带动发电机风轮高速旋转，将风能转化为机械能，最优直驱式风力发电机转化为储存在电动车蓄能系统的电能，大大增加电动车的续航能力。将发电机合理分布于车身内部，将风道从车头一直延伸到汽车尾部，在整个车身内部形成空气流场，保证能量的最大程度获取，形成完整的风力发电系统。

附图说明

图1为本实用新型车载风力发电系统的俯视图。

图2为图1中A-A向剖视图。

图3为前端机组的立体结构示意图。

图4为安装有本实用新型的车载风力发电系统的电动汽车前端视图。

图5为本实用新型车载风力发电系统的系统框图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、2所示，本实施例提供一种车载风力发电系统，包括安装于电动汽车底盘上端的风道下板部1、位于所述风道下板部1的上方的风道上板部2、在宽方向(本实施例中以电动汽车的车头至车尾方向为长方向，在水平上与长方向垂直的方向为宽方向)上连接所述风道上、下板部2、1的两端的侧板部3。

如图2所示，所述风道上、下板部2、1与所述侧板部3共同形成在长方向上两端开口的容腔，所述容腔的一端开口为进风口4，另一端开口为出风口5，所述进风口4与所述出风口5之间形成风道。如图2所示，图中示出了空气从进风口4处进入风道，并一直向前流动，最后从出风口5排出。

所述风道从所述底盘6的前端向后延伸至所述底盘6的后端，也就是说所述风道从车身的前端一直延伸至车身后端，从而形成一个较长的距离。

并且所述风道分为靠近所述进风口4的前舱段7、靠近所述出风口5的尾流段8以及位于所述前舱段7与所述尾流段8之间的中间段9。

在所述风道上设置有包括若干垂直轴风力发电机的风力发电机组，所述风力发电机组包括位于所述前舱段7的前端机组10以及位于所述中间段9的中间机组11。

采用上述技术方案，本实用新型的车载风力发电系统，利用相对运动原理，当汽车高速运行时，与空气相对运动所产生的能量带动发电机风轮高速旋转，将风能转化为机械能，最优直驱式风力发电机转化为储存在电动车蓄能系统的电能，大大增加电动车的续航能力。将发电机合理分布于车身内部，将风道从车头一直延伸到汽车尾部，在整个车身内部形成空气流场，保证能量的最大程度获取，形成完整的风力发电系统。

在所述前舱段7与所述中间段9之间设置有过渡段12；所述风道在所述前舱段7处的竖直截面的面积大于在所述中间段9处的竖直截面的面积，所述风道在所述过渡段12的竖直截面的面积从前向后呈逐渐减小的趋势。也就是说，在风道在所述过渡段形成一个气流压缩引流区域，使气流从截面积较大的区域向截面积较小的区域流动，能够有效增加气流的流速。本实施例中，如图2所示，截面积的不同表现在所述风道上、下板部2、1之间的间距差异上。

如图2、3所示，所述前端机组10包括至少一个轴线水平设置的第一垂直轴风力发电机101以及至少一个轴线竖直设置的第二垂直轴风力发电机102。

所述第二垂直轴风力发电机102位于所述第一垂直轴风力发电机101正下方。

所述中间机组11包括至少一个轴线水平设置的第三垂直轴风力发电机111。

所述风道上、下板部2、1位于所述中间段9位置的间距略大于所述第三垂直轴风力发电机111的风轮直径，从而有效增加风能的利用率。

所述垂直轴风力发电机为稀土永磁直驱式发电机，直接省略了现有技术中的齿轮箱连接结构，减少了其内部传动带来的能量损耗，同时稀土永磁材料质量较小，发电效率高，不需要额外建立磁场以消耗能量。

如图5所示，所述车载风力发电系统还包括蓄能系统、充电器以及能量管理系统；

所述充电器与所述能量管理系统以及蓄能系统相连，用于连接外界电源向蓄能系统进行充电；

所述风力发电机组与所述能量管理系统以及蓄能系统相连，用于将风能转化成为电能向蓄能系统进行充电。

如图4所示，进气格栅13位于汽车车身14的前端，进气格栅13可以采用智能化设计，在格栅两侧安装同步电机，调节进气格栅开度。风力发电机存在机械强度上限，为了防止高风速情况下风轮叶片受损，高风速时采用调整进气格栅以改变进入车身的进气量，通过间接调速来完成风力发电机的最优输出。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种车载风力发电系统，其特征在于：包括安装于电动汽车底盘上端的风道下板部、位于所述风道下板部的上方的风道上板部、在宽方向上连接所述风道上、下板部的两端的侧板部，所述风道上、下板部与所述侧板部共同形成在长方向上两端开口的容腔，所述容腔的一端开口为进风口，另一端开口为出风口，所述进风口与所述出风口之间形成风道；

所述风道从所述底盘的前端向后延伸至所述底盘的后端，并且所述风道分为靠近所述进风口的前舱段、靠近所述出风口的尾流段以及位于所述前舱段与所述尾流段之间的中间段；

在所述风道上设置有包括若干垂直轴风力发电机的风力发电机组；

所述风力发电机组包括位于所述前舱段的前端机组以及位于所述中间段的中间机组。

2.根据权利要求1所述的车载风力发电系统，其特征在于：在所述前舱段与所述中间段之间设置有过渡段；所述风道在所述前舱段处的竖直截面的面积大于在所述中间段处的竖直截面的面积，所述风道在所述过渡段的竖直截面的面积从前向后呈逐渐减小的趋势。

3.根据权利要求1或2所述的车载风力发电系统，其特征在于：所述前端机组包括至少一个轴线水平设置的第一垂直轴风力发电机以及至少一个轴线竖直设置的第二垂直轴风力发电机。

4.根据权利要求3所述的车载风力发电系统，其特征在于：所述第二垂直轴风力发电机位于所述第一垂直轴风力发电机正下方。

5.根据权利要求4所述的车载风力发电系统，其特征在于：所述中间机组包括至少一个轴线水平设置的第三垂直轴风力发电机。

6.根据权利要求5所述的车载风力发电系统，其特征在于：所述风道上、下板部位于所述中间段位置的间距略大于所述第三垂直轴风力发电机的风轮直径。

7.根据权利要求1或2所述的车载风力发电系统，其特征在于：所述垂直轴风力发电机为稀土永磁直驱式发电机。

8.根据权利要求1或2所述的车载风力发电系统，其特征在于：所述车载风力发电系统还包括蓄能系统、充电器以及能量管理系统；

所述充电器与所述能量管理系统以及蓄能系统相连，用于连接外界电源向蓄能系统进行充电；

所述风力发电机组与所述能量管理系统以及蓄能系统相连，用于将风能转化成为电能向蓄能系统进行充电。