专利名称：太阳风电车的制作方法
技术领域：
本发明涉及交通领域中的新能源汽车，一种引入风能和太阳能的新能源电动车一太阳风电车，与目前流行的混合动力车不同，该车无论在行驶状态或泊停状态，都可利用自然能源发电为机动车补充能源，是一种零排放零污染的绿色新能源汽车。
背景技术：
在汽车革命的浪潮中，电动汽车得到大力发展。然而，电动汽车依赖新发明的化学电池，最突出的缺点是航程短。在汽车发展历史中，电动汽车在奥托之前就惊喜过世界， 但电池的笨重和充电的麻烦还是被世界抛弃，才产生了创世纪的内燃机。现在不过是历史的重演，要想取得划时代突破，必须登上依天割紫云的更高境界。研究开发非人工的、 真正绿色的、大自然永恒的能源——太阳能和风能，将给电动汽车插上飞翔的翅膀。实际上，风能和太阳能就在身边，永恒不灭，用之不绝。仅仅利用太阳能发电驱动汽车，不花一分钱跑遍全球，是最美妙最激动人心的梦想，近年涌现出大量的设计方案，如美国专利 SOLAR ENERGY SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE (US2007/0125417 Al)、中国专利太阳能汽车 (ZL2008202264004)等。当然，目前太阳能电池板的效率还较低，仅仅依靠太阳能则电池板的面积和成本都十分巨大。将风能和太阳能综合利用会有奇迹。这方面已有许多设计迈出了可贵的第一步。如美国已授权专利VEHICLE USING WIND FORCE (US7445064 B2)，该设计将太阳能和风能综合利用，是一个很好的思路，只可惜由于结构上的缺陷，风能利用率很低。
发明内容
为了实现利用自然能源发电，突破蓄电池瓶颈难关，使新能源汽车革命早日成功， 本发明公开了一种太阳风电车，该车在使用太阳能蓄电的同时，还可利用本人发明的可调风洞发电机蓄电，从而大大延长电动汽车的航程。为了实现上述理想目标，本发明太阳风电车所采取的技术方案是该车安装有太阳能光电池、可调风洞发电机、蓄电池组、驱动电机、控制器、调压器、切换开关以及充电插座，太阳能光电池安装在车体表面上，可调风洞发电机安装在前机舱及车体内，二者均与调压器相连接，两个蓄电池组其中一组通过切换开关与控制器相连接，另一组通过切换开关与调压器相连接，两组电池分别与充电插座相连接，控制器与驱动电机相连接。所述可调风洞发电机具有一个圆盘形的轮机舱，在轮机舱的前面有一个大风口缩管，在轮机舱内安装具有折叠式风扇的发电机芯，在轮机舱后面有一段穿过整个车身的扩散排气管，且大风口缩管与轮机舱之间、轮机舱与扩散排气管之间均是密封不漏气的。所述大风口缩管的前面是进风口，进风口的截面比喷口的截面大η倍，在大风口缩管前端有一向外扩展的喇叭口， 在大风口缩管内设有嵌装子口，可在子口上加装蜂窝器；大风口缩管的喇叭口与前机舱之间良好配合不使漏气，使前方气流全部进入大风口缩管，通过喷口进入到轮机舱内。所述扩散排气管与大风口缩管的喷口前后相对，扩散排气管的轴心与喷口的轴心相平行；扩散排气管的扩散口开在车尾部；扩散口是大喇叭口。所述轮机舱内安装的发电机芯，设有一整套折叠式风扇调速机构，该机构具有一个旋转器、一组折叠式风扇、一个调速驱动器，以及相配套的传感遥控器，其中旋转器安装在发电机芯与机轴垂直的圆形平面上，折叠式风扇的扇柄安装在发电机芯的圆筒形侧面上，折叠式风扇的调速臂一端安装在风扇的转动关节上，另一端安装在旋转器上，调速驱动器安装在旋转器的内侧，传感遥控器安装在车身上。 所述旋转器具有定环和动环构成的滚珠轴承型双环结构，定环在外侧，动环在内侧，定环在圆周上均勻设有定位孔，在发电机芯的圆形平面上，与定位孔相对应的位置上设有固定螺孔，使用固定螺钉通过定位孔和定位螺孔将定环安装固定在发电机芯的圆形平面上；动环能够在360度自由作圆周运动但不能从定环内脱出。所述折叠式风扇由扇叶、扇柄、转动关节及调速臂构成，转动关节通过中心孔使用关节轴与扇柄穿接在一起，关节轴的轴向与机轴的轴向平行，调速臂一端穿接安装在转动关节的扭矩柱轴上，另一端穿接安装在动环的推动柱轴上，扭矩柱轴的位置，在扇柄中心线旁边一侧，扭矩柱轴和推动柱轴的轴线方向与机轴方向平行；风扇固定在转动关节的前面，在转动关节的后面设有定位挡。所述调速驱动器具有一台指令接收机、一台调速电机和一台减速机，调速驱动器安装在动环内侧的条件是其减速机的驱动齿轮与动环内侧的齿圈良好啮合。所述传感遥控器具有一个风速传感器，风速传感器的主体是一台风速仪，风速仪将测得的参数转速、电流传送到传感遥控器，在转速、电流达到设定的数值时，传感遥控器启动发射程序，发射指令信号，指令接收机按指令信号驱动调速电机运转。所述切换开关，由输入开关和输出开关所构成，两个蓄电池组分别与输入、输出开关的掷点相连接，并同时分别与充电插座相连接；输出开关的刀端与控制器电源输入脚相连接，控制器功率输出脚与驱动电机相连接；输入开关的刀端与调压器的输出相连接，调压器的输入与太阳能光电池和发电机芯相连接。本发明在电动车上设置了太阳能光电池和可调风洞发电机。大风口缩管就是风洞的稳定段和收缩段，轮机舱就是实验段，扩散排气管就是扩散段，大风口缩管安装在前风窗，扩散排气管的大喇叭扩散口在车尾端，车体前后压差形成能量转化通道。特别可贵的是，发电机芯具有折叠式风扇调速系统，当风速传感器测得车前有自然风吹来时，传感遥控器立刻发出指令，发电机芯的折叠式风扇得到命令便迅速将风扇展开，及时捕获自然能源， 而当车前没有自然风吹来时，传感遥控器命令折叠式风扇自动收折团抱成圆筒形，将风阻降到近似为零，这样汽车开动起来，可忽略风力发电的作用，会使大风口缩管位置上原冷却格栅0. 92-1. 46的高风阻损失，降低到2%左右，大大节约了汽车的驱动消耗，节能可望达到20%甚至更高。汽车出发前，首先可以通过充电插座为蓄电池组充满电。一方面在汽车运动时，毫无疑问太阳能光电池可以为蓄电池充电，另一方面汽车在泊停时，除太阳能光电池可为蓄电池组充电外，只要进气口对准来风方向，风洞式发电机也会自动发电为蓄电池充电。而且，越是大型机动车，如大客车、轨道车，其造型类长方体，风阻系数大而风洞效应更加显著，效果也就越好。与车载电池组蓄能相比，可调风洞发电机能量增值率从20%直到数倍。也就是说，在阳光充足风力丰沛地区，太阳风电车完全可以连续自充电后自由奔驰。 由此可见，太阳风电车的能源补充自大自然，零污染、零排放，积极意义十分明显。
下面结合附图及实施例，对本发明型进一步说明。
图1是本发明提供的一种太阳风电车整体结构示意图。图2是本发明提供的可调风洞式发电机结构示意图。图3是折叠式风扇收折情况示意图。图4是本发明提供的太阳风电车的动力系统总体示意图。图1中，101是前风窗，201是大风口缩管，10是充电插座，200是可调风洞发电机， 202是轮机舱，9是蓄电池组，102是前机舱，6是调压器，7是风速传感器，8是传感遥控器， 100是车身，5太阳能光电池，203是扩散排气管，213是扩散口。图2、图3中，2A是扇叶，2B是扇柄，3C是固定螺钉，3是旋转器，1是发电机芯，2C1 是关节轴，4是调速驱动器，211是喷口，20A是对口，20B是蜂窝器，2AA是安装孔，2D1是扭矩柱轴，2D是调节臂，2D2是推动柱轴，:3B是动环，3A是定环，2C是转动关节，IA是机轴，2是折叠式风扇，2C2是定位挡。图4中，103是控制器，①是电源输入脚，②是功率输出脚，104是驱动电机，9A、9B 是蓄电池组，Kl是输入开关，K2是输出开关，CZ是充电插座，6是调压器，7是风速传感器， 8传感遥控器。
具体实施例方式如图1所示的太阳风电机动车100，从外观上看与传统发动机油驱车没有什么明显差别，但实际上却有极大的不同。第一，在汽车车顶上安装有太阳能光电池5，太阳能光电池有两种不同结构，一种是独立的太阳能电池板，安装在车顶顶篷的上方，以及前机舱盖和后背箱盖表面上，另一种是太阳能光电薄膜，粘贴或涂覆在车身上。太阳能光电池的多少大小，可根据需要设计，尽量加大采光面积。第二，在前机舱102内安装了可调风洞发电机200 和蓄电池组9。可调风洞发电机由轮机舱202、大风口缩管201和扩散排气管203构成，并在轮机舱内设有发电机芯1。大风口缩管201安装在前风窗101上，轮机舱202安装在前机舱102内，扩散排气管203穿过整个车身，最后将大喇叭形的扩散口 213开在车尾部，在汽车上形成风洞结构，自然风从迎面吹来进入大风口缩管，在车头和车尾压差作用下，形成能量转化通道，在喷口加速更高，从而提高了发电功率。如图2、图3所示的可调风洞式发电机内部结构简图，图示从中间打开的一半，在圆盘形轮机舱202内，安装一台发电机芯1。在轮机舱的前面是一个大风口缩管201，大风口缩管为流线型渐缩管。在大风口缩管的前面是进风口，其进风口的口径大于后部喷口 211 的口径，进风口横截面积是喷口横截面积的η倍，大风口缩管通过喷口与轮机舱相连接。作为技术的改进，在大风口缩管的进风口处安装一个蜂窝器20Β，蜂窝器是具有正六面形或正圆形集群通孔的整流器，蜂窝器的作用是破坏紊流团，将气流拉直，以改善气流的质量。但蜂窝器的集群通孔截面较小，容易被堵塞，所以在大风口内设有蜂窝器嵌装子口，以利拆卸安装。如图2、图3所示所示的折叠式风扇调速机构，其中旋转器3安装在发电机芯1与机轴IA垂直的圆形平面上，折叠式风扇的扇柄2Β安装在发电机机芯的圆筒形侧面上，折叠式风扇的调速臂2D —端安装在风扇的转动关节2C上，另一端安装在旋转器3上，调速驱动器4安装在旋转器的内侧，传感遥控器7安装在车身上。旋转器具有定环3Α和动环;3Β构成的滚珠轴承型双环结构，定环在外侧，动环在内侧，定环在圆周上均勻设有定位孔，在可调风洞发电机的圆形平面上，与定位孔相对应的位置上设有固定螺孔，使用固定螺钉3C通过定位孔和定位螺孔将定环安装固定在风力发电机的圆形平面上，动环能够在360度自由作圆周运动但不能从定环内脱出。折叠式风扇2由扇叶2A、扇柄2B、转动关节2C及调速臂 2D构成，转动关节通过中心孔使用关节轴2C1与扇柄穿接在一起，关节轴的轴向与机轴IA 的轴向平行，调速臂一端穿接安装在转动关节的扭矩柱轴2D1上，另一端穿接安装在动环的推动柱轴2D2上，扭矩柱轴的位置，在扇柄中心线旁边一侧，扭矩柱轴和推动柱轴的轴线方向与风力发电机轴方向平行；风扇固定在转动关节的前面，在转动关节的后面设有定位挡 2C2。 如图4所示的动力系统总体示意图，该动力系统具有太阳能光电池5和风洞式发电机1两套发电系统，切换开关由输入开关Kl和输出开关K2所构成，两个蓄电池组9A和 9B分别与输入、输出开关的掷点相连接，输出开关的刀端与控制器103电源输入脚①相连接，控制器功率输出脚②与驱动电机104相连接；输入开关的刀端与调压器6的输出相连接，调压器的输入与太阳能光电池5和发电机芯1相连接。
权利要求
1.一种太阳风电车，其特征在于该车安装有太阳能光电池(5)、可调风洞发电机 (200)、蓄电池组(9)、驱动电机(104)、控制器(103)、调压器(6)、切换开关K1、K2以及充电插座CZ，太阳能光电池安装在车体(100)表面上，可调风洞发电机安装在前机舱(102)及车体(100)内，二者均与调压器相连接，两个蓄电池组(9Α)、(9Β)其中一组通过切换开关与控制器相连接，另一组通过切换开关与调压器相连接，两组电池分别与充电插座CZ相连接，控制器与驱动电机相连接。
2.如权利要求1所述的太阳风电车，其特征在于所述可调风洞发电机具有一个圆盘形的轮机舱002)，在轮机舱的前面有一个大风口缩管001)，在轮机舱内安装具有折叠式风扇( 的发电机芯(1)，在轮机舱后面有一段穿过整个车身的扩散排气管003)，且大风口缩管与轮机舱之间、轮机舱与扩散排气管之间均是密封不漏气的。
3.如权利要求2所述的太阳风电车，其特征在于所述大风口缩管的前面是进风口，进风口的截面比喷口(211)的截面大η倍，在大风口缩管前端有一向外扩展的喇叭口，在大风口缩管内设有嵌装子口，可在子口上加装蜂窝器Ο0Β)；大风口缩管的喇叭口与前机舱之间良好配合不使漏气，使前方气流全部进入大风口缩管，通过喷口进入到轮机舱内。
4.如权利要求2所述的太阳风电车，其特征在于所述扩散排气管与大风口缩管的喷口前后相对，扩散排气管的轴心与喷口的轴心相平行；扩散排气管的扩散口开在车尾部； 扩散口是大喇叭口。
5.如权利要求2所述的太阳风电车，其特征在于所述发电机芯(1)设有一整套折叠式风扇调速机构，该机构具有一个旋转器(3)、一组折叠式风扇O)、一个调速驱动器G)， 以及相配套的传感遥控器(8)，其中旋转器安装在发电机芯与机轴垂直的圆形平面上，折叠式风扇的扇柄OB)安装在发电机芯的圆筒形侧面上，折叠式风扇的调速臂OD) —端安装在风扇的转动关节OC)上，另一端安装在旋转器上，调速驱动器安装在旋转器的内侧，传感遥控器安装在车身上。
6.如权利要求5所述的太阳风电车，其特征在于所述旋转器具有定环(3Α)和动环 (3Β)构成的滚珠轴承型双环结构，定环在外侧，动环在内侧，定环在圆周上均勻设有定位孔，在发电机芯的圆形平面上，与定位孔相对应的位置上设有固定螺孔，使用固定螺钉(3C) 通过定位孔和定位螺孔将定环安装固定在发电机芯的圆形平面上；动环能够在360度自由作圆周运动但不能从定环内脱出。
7.如权利要求2所述的太阳风电车，其特征在于所述折叠式风扇由扇叶(2Α)、扇柄 (2Β)、转动关节QC)及调速臂QD)构成，转动关节通过中心孔使用关节轴(2C1)与扇柄穿接在一起，关节轴的轴向与机轴(IA)的轴向平行，调速臂一端穿接安装在转动关节的扭矩柱轴QDl)上，另一端穿接安装在动环的推动柱轴(2拟)上，扭矩柱轴的位置，在扇柄中心线旁边一侧，扭矩柱轴和推动柱轴的轴线方向与机轴方向平行；风扇固定在转动关节的前面，在转动关节的后面设有定位挡OC2)。
8.如权利要求5所述的太阳风电车，其特征在于所述调速驱动器(4)具有一台指令接收机(4Α)、一台调速电机GB)和一台减速机(4C)，调速驱动器安装在动环内侧的条件是其减速机的驱动齿轮GCl)与动环内侧的齿圈良好啮合。
9.如权利要求5所述的太阳风电车，其特征在于所述传感遥控器(8)具有一个风速传感器(7)，风速传感器的主体是一台风速仪，风速仪将测得的参数转速、电流传送到传感遥控器，在转速、电流达到设定的数值时，传感遥控器启动发射程序，发射指令信号，指令接收机按指令信号驱动调速电机运转。
10.如权利要求2所述的太阳风电车，其特征在于所述切换开关，由输入开关Kl和输出开关K2所构成，两个蓄电池组9A、9B分别与输入、输出开关的掷点相连接，并同时分别与充电插座CZ相连接；输出开关的刀端与控制器电源输入脚①相连接，控制器功率输出脚② 与驱动电机相连接；输入开关的刀端与调压器(6)的输出相连接，调压器的输入与太阳能光电池(5)和发电机芯(1)相连接。
全文摘要
一种太阳风电车，该车安装有太阳能光电池、可调风洞发电机、蓄电池组、驱动电机、控制器、调压器、切换开关以及充电插座，太阳能光电池安装在车体表面上，可调风洞发电机安装在前机舱及车体内，二者均与调压器相连接，两个蓄电池组其中一组通过切换开关与控制器相连接，另一组通过切换开关与调压器相连接，两组电池分别与充电插座相连接，控制器与驱动电机相连接。
文档编号B60K16/00GK102336144SQ20101022921
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月19日 优先权日2010年7月19日
发明者赵幼仪 申请人:赵幼仪