新型功能多性能好电动小客车的制作方法
【专利摘要】一种新型功能多性能好电动小客车，以电动机替代内燃机，电动机由蓄电池供电，在汽车（1）上安有风光联合发电系统，风光联合发电系统由安装在车前正中的螺旋桨式风力发电机（3）、安装在车顶后部的卧式风力发电机（6）和车顶中部的光伏电池（4）组成。本发明充分利用车前车顶的有利条件安装风力发电和光伏发电，可使小客车大量使用自发电，不仅能很好解决蓄电池的存在问题，还可改用较小的蓄电池，经济效益和社会效益高，利于推广和普及。
【专利说明】新型功能多性能好电动小客车
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种交通运输工具，特别是一种新型功能多性能好效益高电动小客车。
【背景技术】
[0003]我国汽车产销量已连续多年居世界第一，2013年的产量为2030万辆，销量为2018万辆，再创新高，其中小轿车占70%多，约1500万辆；全国在用小轿车约有I亿辆，约占在用汽车总量70%。
[0004]—、燃油小轿车现存的主要问题。1、车头要安装内燃机，车底要安装油箱，有的车尾还要安装天然气罐，司乘人员感到自己是坐在“火药桶”上，一旦发生燃烧或爆炸，很难逃生；2、防碰、防撞、防翻、防火功能薄弱，每年发生碰撞、翻车、燃烧等事故很多，死伤人数超过大地震；3、所用内燃机虽是最好的，但燃油的能效利用率只有50%左右，浪费很大；4、因汽油燃烧不完全，排出废气多，是现代城市最大污染源，受其危害的人很多，很多大城市已开始限购限用；有些人还不能坐汽车，闻到汽油味或污染空气会头晕呕吐；5、在高速路上行驶每100公里要耗油8升，每升8元，需64元；在市内行驶还要再加50% ;除用内燃机做动力，还要有蓄电池，为信号灯、照明、音响、仪表、雨刷等供电；6、体积和重量大，车厢只占其长度3/5，利用率很低；因车内矮，容积小，只能坐5个人，还要弯着坐，使人感到不舒服；车内设备简陋，没有电视或电脑，乘客只好呆呆地坐到目的地；7、因内燃机是主要易损配件，不允许更换，要按规定报废，造成使用寿命短，一般为10年，而营运车只8年；销售价格高，加上运行成本高，使用户感到负担很大；8、司机很辛苦，两眼要看前后左右，两耳要听车内外杂音，两手要抓方向盘和变速，两脚要踯油门和刹车，坐要端正还要绑安全带，精神要非常集中，一般每日要开车4小时。小轿车虽说是汽车的姣姣者，但上述问题已存在上百年；手机、电脑每年都有很多创新，而小轿车从诞生到现在基本不变，就是供国家领导人和贵宾用的高级车也如此，可说是工业产品中最落后的。
[0005]二、现在电动小汽车存在的主要问题。1、为解决耗油多和空气污染严重等问题，现在国内外不少企业开始研制纯电动小汽车，各国政府也提供大额补助进行鼓励。但因蓄电池性能低，容量小，要占很大体积，增加很多重量，一般要用90千瓦电动机；行驶速度慢，一般时速为20-50公里；续行里程短，充一次电，一般只能行驶100公里；充一次电，一般要8小时，使人感到很不方便；蓄电池使用寿命短，一般只能用3年，造成初次投资和后续投资大，只宜走短途，不能走长途。2、因蓄电池存在的问题难解决，有些国内外企业就研制混合动力汽车来替代，即先用蓄电池带电动机行驶，到存电快用完时，就开动内燃机带发电机发电，给蓄电池充电，以减少停车充电次数，增加行驶里程，但这样还要烧汽油，要增加一套动力设备，造成汽车结构更复杂，更难管理，购车价格和成本更高。3、无论纯电动还是混合动力小汽车，仍保持小轿车的形状，还有较长的车头和车尾，车厢只占其长度3/5，只能坐5个人。4、没有加强防碰、防撞、防压、防火功能，司乘人员的安全没有保障。5、车内设备简陋，自动化程度很低，司机还很辛苦，乘客还要弯着坐，呆呆地坐到目的地。这两种车均很少人买，只一些单位作示范用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是要消除上述存在的缺点，并有重大创新，提供一种先进的新型功能多性能好效益高电动小客车。其中新型:是指本车的结构和外形，设计理念，与燃油和电动小轿车有很多不同，它技术先进、质量优良、完美度高，比现在所有小汽车好得多，传统小轿车是用内燃机烧汽油，产生高压气体作动力，故称为汽车；本车是用电和电动机作动力，不用内燃机烧汽油产生气体作动力，不应再称汽车，因是载人的，其科学命名应为电动小客车。
[0007]其中功能多，主要有:1、纯用电和电动机驱车前进；2、在车上安有风光发电系统，可用自身有利条件进行发电；3、在车内安有各种智能仪表，可使行车和刹车实现自动化；4、在车头车尾安有保护器、摄像头、雷达，用的是防漏气轮胎，可保人车安全；5、在车内安有电脑和空调，利于提高驾驶水平，保护司乘人员身体健康。
[0008]其中性能好，主要有:1、用碳纳米管蓄电池，比现用蓄电池的容量大4倍，充一次市电可行700公里，加上风光自供电，续驶里程可达1000公里；2、通过优化设计，减轻重量，可将电动机由90千瓦减至20千瓦，大幅节约用电量，最高时速可达100公里以上；3、用风光发电可提供约40%电力，可给蓄电池随用随充，加上蓄电池容量大，电动机节电多，可大量减少停车充电次数、把充电时间放到晚上低谷时段；4、各种仪表为智能的，可使本车与现代信息技术高度融合，比人的“眼睛”、“神经”、“大脑”还好，使自动化达到很高水平；5、富有人性化，既能防碰撞和翻车，确保人身安全，又能减轻司机劳累，让乘客能在车内上网、娱乐、办公，感到旅途愉快。
[0009]本车由于性能好，就具有很高的经济效益和社会效益:1、价格低，可比现在的电动小轿车降低一半，扣除政府补贴、免费车牌、免征购置税等，比燃油小轿车还便宜；2、行驶100公里，燃油小轿车要烧汽油8?12升，需支出64?96元，本车只用电10?12度，因风光供电成本很低，低谷电价也很低，故支出可减少10倍左右；3、行驶是零排放，不会污染空气，噪音也很低，可消除城市最大污染源，提高环境卫生水平；4、利用率高，可由乘坐5人增至8人，且更舒适；5、使用寿命长，可延至20年以上。
[0010]为达到上述目的，本发明采用的技术措施是:
这种新型功能多性能好电动小客车，完全用纯电驱动，以电动机替代内燃机，电动机由蓄电池供电，在客车上安装有风光联合发电系统，风光联合发电系统由安装在车前正中的第一卧式风力发电机、安装在车顶后部的第二卧式风力发电机和车顶中部的光伏电池组成。
[0011]为保证动力用电，又能减少充电次数，实现节能降耗减排，大幅增加行驶里程，降低运行成本，拟用七种方法:一是采用大容量的碳纳米管蓄电池，提高约4倍的电力；二是利用客车行驶时产生的高速风发电，提供约35%的电力；三是利用照到车顶的阳光进行发电，提供约5%的电力；四是改进客车设计，减轻重量，采用交流感应电动机，可将电动机由90千瓦减至20千瓦进行节电；五是将电动机分为两台，主机为15千瓦，副机为5千瓦，在车辆负荷较轻时只用主机驱动，而负荷较重时利用主副机同时驱动，保证车辆正常行驶，并节约用电；六是增设能量回收系统，把刹车和下坡时减少的能耗进行回收；七是通过上述六种方法以延长用电时间，而把充市电时间放到低谷时段，每度电只需0.4元左右。在这七种供电方法中，采用优质蓄电池是主要的，它充一次市电可跑700公里，比普通蓄电池多4倍；利用风光发电不仅能提供约40%的电源，且能给蓄电池随用随充；加上利用两台电动机等多种节能方法，可使蓄电池充一次市电能跑1000公里，很好地把发电、蓄电、用电、节电和投资、成本实行优化结合。
[0012]每辆电动小客车的车顶，可装光伏电池400-500瓦，只要车行驶或停在有阳光的地方就能发电。光伏电池的形状与车顶形状相应，其底部要比车顶高出5厘米，前边要伸出车前斜坡10厘米，两边要密封，以便更好地收集客车行驶时产生的高速风，给车顶后部安装的卧式风力发电机进行发电。
[0013]每辆电动小客车安装两台卧式风力发电机，安装在车前的为1000瓦，风轮直径为50厘米，长70-80厘米，只需将现有风窗改一下，以对正上风叶供风，；安装在车顶后部的为2000瓦，风轮直径为30厘米，长约1.3-1.5米，其上风叶只高车顶8厘米，并与光伏电池底部的出风口对接。
[0014]所有车辆在行驶时，都要排开车前的空气，在排气时会产生高速风，比台风的风速还要高，这些风是反向的，在汽车设计中被称为废风，要随时随地抛弃；被称为害风，故车头要做成流线型，所有车窗要安装上挡风玻璃；在排气生风时，也要消耗能量，但因排气是目的，风是次生的，其所消耗能量同车轮耗能一样，均已计入汽车总能耗中，这是所有车辆都存在的情况，也是这样处理的；这些风无论怎样利用或不利用，都不会增加或减少车辆的能耗，也不会要求使用者提供补偿，所以用这些风发电是无偿的；因不是车辆专门为风力发电机产风发电，就算风力发的电，有些回用到排气生风上，而产生的风也是废弃风、无偿风，不存在反复循环的问题。这些废弃风、无偿风因消失很快，只有车载风力发电机才能利用，只有安装在电动小客车上才更有意义；按保守估算，每小时可发电5度左右，就算用废弃风发电也要耗能，但因车前风力发电机是安装在车内，不增加阻力，耗电很少；车顶后部风力发电机高出车顶的风叶只8厘米，比出租车车顶安装的广告牌矮得多，只有0.1-0.12米2，耗电也很少，两者合起来不会超过半度/小时，故发电量要远大于耗电量。
[0015]要使电动小客车具有先进性能，必须配备各种智能仪表:1、要安装上各种传感器，以便司机随时了解风力发电机转速和风光发电量；随时了解电动机转速、客车行驶速度和里程；随时了解蓄电池输入输出和现存电量的情况，及时采取对策；2、要在车上安装电流自动变换器、自动转向器、自动变速器、自动刹车器等智能仪表和设备，赋予客车自动行驶和自动控制功能，提高客车快速反应和应对能力，减轻司机的劳动强度；3、要在司机面前安装上电脑并与各种智能仪表连通，让司机随时看到各种仪表提供的信息和数据，很好进行驾驶；4、要给司机配备智能手机，能直接与外界通话，发送信息，查询路况，请求救助，使客车和社会加强联系。
[0016]为确保司乘人员和客车的安全，必须采取更有效的安全措施。1、用电不当也很危险，为防发生触电事故，要对蓄电池、电动机增设安全保护；要用最好逆变器，以利将直流电变为交流电，保证所用电压不超标；所用各种输电线路，要保证不暴露在车厢内；2、为防发生碰撞、翻覆受压，造成车毁人亡，要在车前车后安装保护器，改用安全轮胎，将车厢支架加强；要在车尾安装上雷达和强警示灯，以随时了解后面来车的距离，在超过限距时发出警告；要在车顶前安装上摄像头，以随时侦测信号灯、行人和其他车辆动态，可能遭遇凹凸不平路面和障碍物，通过人车互动，防止发生事故，并为今后进行事故调查提供依据；3、在车顶安装的风光发电设备要牢固，并给风轮安装上保护罩，以防风叶吹落和雨水飞溅，伤害后面车辆和人员；因保护罩是弧形，前有进风口，也利提高风轮转速；4、车门和车门锁要用电子密码开关，以防被盗并利于进出。
[0017]根据“以人为本”的要求，改进客车结构和车内设备:1、不用内燃机烧汽油和天然气了，可将车头车尾缩短，把小轿车变为面包车，发挥更大用途；2、根据用户需求，可做成5座4车门、8座6车门；做成普通型和豪华型，豪华型的可设办公桌和卧铺；3、将车厢适当加宽加高，让司乘人员坐得舒服；在车内安装上空调和空气清新器，以便降温防寒，提高空气质量；4、在乘客面前安装有电脑并与互联网连通，让乘客能在车内上网、娱乐和办公、愉快地到达目的地。
[0018]通过采取上述技术措施，取得了很好的效果:1、彻底解决了电动小客车的供电不足难题，不仅能有效减少充电次数，还能大幅增加行驶里程，使电动小客车走出困境；2、完全用电驱动，不用内燃机和烧汽油，没有空气污染，可提高环境卫生；车内安装有空调和空气清新器，可降温防寒，提高空气质量，保护司乘人员身体健康；3、根据高标准要求，配备各种智能仪表，实现了客车与现代信息技术高度融合，可有效实行自动化行驶和控制，具有很先进的性能，可提高司机的驾驶水平并减少劳累；4、从各方面采取安全措施，提高客车安全能力，可保证司乘人员和客车安全；5、优化客车设计，将小轿车变为多种面包车，由乘坐5人增至8人，提高了客车利用率；6、乘客在车内可坐可睡，面前有电脑，可上网、娱乐和办公，提高了客车的利用价值；7、客车的各种配件均可修理和更换，可使客车延长使用寿命；8、客车售价低，而电价又低，因有自发电，并能大量节约用电，每走100公里只耗电10-12度，可使运行成本降低10倍左右；9、因本车功能多，性能好，富有人性化，具有很高的经济效益和社会效益，利于推广和普及，销往国内外。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明的主视图。
[0020]图2是本发明的左视图。
[0021]图3是本发明的右视图。
【具体实施方式】
[0022]参照图1至图3，本发明功能多性能好电动小客车，完全用纯电驱动，以电动机替代内燃机，电动机由蓄电池供电，在客车I上安装有风光联合发电系统，风光联合发电系统由安装在车前正中的第一卧式风力发电机4、安装在车顶后部的第二卧式风力发电机8和车顶中部的光伏电池5组成，光伏电池5的形状与车顶形状相应。
[0023]光伏电池5的前边向车前伸出车顶斜坡10厘米，光伏电池5底部与车顶上表面之间留有5厘米的空间形成第二卧式风力发电机8的进风道6，以收集客车行驶时产生的高速风，供给车顶后部的第二卧式风力发电机8发电。
[0024]为充分利用在客车行驶时产生的废弃风、无偿风进行发电，供给客车使用，在车前正中的上部开有入风道3，第一卧式风力发电机4安装在入风道3里面，其上风叶对正入风道3。第二卧式风力发电机8的中心轴9两端固定在支架10上，支架10固定在车顶后部的两侧，第二卧式风力发电机8的上风叶只比车顶高出8厘米，为防风叶被吹落和雨水溅人，在风轮外周安装有保护罩7。保护罩7只比上风叶高出3毫米，因是弧形，前有进风口，也利增加风轮转速。
[0025]在本发明中，蓄电池为大容量碳纳米管蓄电池，安装在第二卧式风力发电机8的风轮下面，通过电线与风光联合发电系统连接，通过电线与电流自动变换器和电动机连接，通过电线与其他各种车用电器连接。
[0026]本车配用的电动机为20千瓦是两台交流感应电动机，其中主机为15千瓦，副机为5千瓦，主机安装在后桥中间，副机安装在前桥中间，主副机均通过电线与电流自动变换器连接。
[0027]车前的第一卧式风力发电机4通过电线与蓄电池连接，车顶后部的第二卧式风力发电机8通过电线与蓄电池连接，车顶的光伏电池5通过电线与蓄电池连接。
[0028]在车尾正中安装有雷达13和警示灯，以随时了解后面来车的距离，并向后车发出警告，防止发生碰撞；为保安全，车前和车尾分别安装有前保护器2和后保护器11，采用安全轮胎，并将车顶支架加强。
[0029]在车顶前正中安装有摄像头12，以随时侦测信号灯、行人和其他车辆动态，可能遭遇凹凸不平的路面和障碍物，防止车毁人亡，并为今后进行事故调查提供依据。
[0030]在客车I的车箱内安装多台电脑，一台安装在驾驶室前，让司机随时了解车辆行驶情况，能很好进行驾驶；其余安装在乘客座前，并与互联网连通，乘客可在车内上网、娱乐和办公，感到旅途愉快。
[0031]在本发明中，以电动机替代内燃机，以电作为开动客车的动力，无须用汽油和天然气，不会污染空气。
[0032]供电设备为碳纳米管蓄电池，体积小，容量大，比铅酸蓄电池，锂离子蓄电池好得多，充满一次市电可续驶700公里；车上的信号灯、照明、音响、仪表、雨刷、空调等所需用电，也由碳纳米管蓄电池提供。
[0033]在风力发电过程中，会消耗电，但因车前风力发电机是装在车内，不增加阻力，耗电很少，车顶后部风力发电机高出车顶的风叶只有8厘米，约0.10-0.12米2，比出租车顶安装的广告牌小得多，耗电也很少，而风力发电每小时可发5度电左右，故发电量比耗电量大得多；客车在白天停放和行驶时会受太阳晒，在车顶安上光伏电池，容量为400-500瓦，它只发电不耗电；利用风光发电，都可化害为利。
[0034]在车上安装的两台电动机，具有体积小、重量轻、转速快、调速范围宽、扭矩大等性能。根据我国交通安全法的规定:在公路上行驶的电动车，每吨所配动力不能少于4.75千瓦，最高时速要高于100公里，最短续驶里程需超过100公里。本车自重加载重为2吨多，配备的动力为20千瓦，已有成倍的动力富裕。其中主机为15千瓦，安在后桥的中间，在负荷较轻时，只用主机驱动；副机为5千瓦，安在前桥中间，只在上坡，通过泥泞和积雪路段、负荷较重时，作为前加力，与主机同时使用。这样更利于节电和安全行驶。最高时速可达100公里以上，而续行里程可达1000公里。
[0035]在车上安有各种传感器，如随时提供电动机转速、客车行驶速度和里程的传感器；随时提供风轮转速和发电量的传感器；随时提供蓄电池输入、输出和存电量的传感器。在车上安装有电流自动变换器、自动变速器、自动转向器、自动刹车器，可实现客车与现代信息技术高度融合，提高智能行驶和自动控制水平。给司机配备智能手机，以便及时发送信息，查询路况，请求救助，使客车加强与社会联系。
[0036]除去车头安装内燃机和车尾放行李部分，把车箱设计成面包车型，因车内可利用面积大幅增加，可由2排座位增至3排座位，由4车门增至6车门，乘坐人数可由5人增至8人，行李可放在座位后面。车门和车门锁可用电子密码开关。为满足不同乘客需求，车厢可做普通型和豪华型，豪华型的可设办公桌，适当把车厢加宽或加长，安设卧铺。
[0037]在车内安有空气清新器和空调，可消除空气污染，可降温防寒，使司乘人员感到舒适。
【权利要求】
1.一种新型功能多性能好电动小客车，以电动机替代内燃机，电动机由蓄电池供电，其特征在于，在客车(I)上安装有风光联合发电系统，风光联合发电系统由安装在车前正中的第一卧式风力发电机(4)、安装在车顶后部的第二卧式风力发电机(8)和车顶中部的光伏电池(5)组成。
2.根据权利要求1所述的新型功能多性能好电动小客车，其特征在于，光伏电池(5)的前边向车前伸出车顶斜坡10厘米，光伏电池(5)底部与车顶上表面之间留有5厘米的空间形成第二卧式风力发电机(8)的进风道(6)。
3.根据权利要求1所述的新型功能多性能好电动小客车，其特征在于，在车前正中的上部开有入风道(3)，第一卧式风力发电机(4)安装在入风道(3)里面，其上风叶对正入风道(3)。
4.根据权利要求1所述的新型功能多性能好电动小客车，其特征在于，第二卧式风力发电机(8)的中心轴(9)两端固定在支架(10)上，支架(10)固定在车顶后部的两侧，第二卧式风力发电机(8)的上风叶只比车顶高出8厘米，在风轮外周安装有保护罩(7)。
5.根据权利要求1所述的新型功能多性能好电动小客车，其特征在于，在车上安装有各种传感器、电流自动变换器、自动转向器、自动变速器和自动刹车器，能与现化信息技术高度融合。
6.根据权利要求1所述的新型功能多性能好电动小客车，其特征在于，在车顶前正中安装有摄像头(12)，在车尾正中安装有雷达(13)，车前和车尾分别安装有前保护器(2)和后保护器(11)。
7.根据权利要求1所述的新型功能多性能好电动小客车，其特征在于，客车(I)的车箱内安装有多台电脑，一台安装在驾驶室前，其余安装在乘客座前。
8.根据权利要求1所述的新型功能多性能好电动小客车，其特征在于，蓄电池为大容量碳纳米管蓄电池。
9.根据权利要求1所述的新型功能多性能好电动小客车，其特征在于，电动机为两台交流感应电动机，总功率只有20千瓦，其中主机为15千瓦，副机为5千瓦。
【文档编号】B60L8/00GK104442425SQ201410809213
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月24日 优先权日:2014年12月24日
【发明者】罗卓中 申请人:罗卓中