電池電動車用風車發電自供電充電裝置的製作方法

2023-06-03 06:20:26 1

專利名稱：電池電動車用風車發電自供電充電裝置的製作方法
技術領域：
:本發明涉及空氣能風能利用領域，具體是一種電池電動車用風車發電自供電充電
>J-U裝直。
背景技術：
:在地球表面上，空氣是一種物質，空氣可以壓縮，空氣可以運動，當空氣形成流動時，就產生了能量，這種能量大概可分為二種，一是風能，二是氣能，在現實生活中，我們每一個家庭和人都在不同程度地使用和利用這二種能量，比如手拿的芭蕉扇，電風扇，空調以及自行車，電動二輪三輪車，汽車的內胎等，而世界各國使用的飛機，大型運輸飛機，直升機，大型運輸直升機，它們能在短時間內通過跑道升入空中並飛行和直接從地面升入空中飛行，這二種飛機都是利用空氣升力而升入空中飛行的，由此可見，空氣的正能量非常強大，如果說水是生命的源泉，那麼空氣就是生命的保證。人類利用風能的歷史可以追溯到公元二世紀，古波斯人利用垂直軸風車碾米，公元前數世紀，中國人就開始利用風力來提水灌溉，磨麵，磨米，從古流傳至今的風箏和風箏比賽，給人們帶來了樂趣以及兒童喜歡玩的風花轉，風氣球等。採用風力機利用風能發電的設想最早始於十九世紀末，1887年,美國人Byush建造了第一臺發電用風力機，而用於風力發電的發展最快的國家是丹麥，隨著人們對風能的不斷研究和探索，風力發電逐漸走進工業，居民住宅，交通不便的山區，地廣人稀的草原牧場，以及遠離電網的農村，它不但為生活提供了方便，還節約了電力開支，並可有利於對環境的保護。在自然界中，風是一種可再生能源，但是風能利用也存在著很多弊端，首先它的風速不穩定，產生的能量大小也不穩定，如果太陽能和風能相比，太陽能受時間限制，風能受地理位置限制，而且風能的轉換效率也低，雖然風能是新型能源，但相應的使用設備也不是很成熟，如果我們把水力發電和火力發電相比，水力發電雖然沒有汙染，但也受地理位置限制，而火力發電雖然不受地理位置限制，但它消耗的燃料卻大的驚人，並且對環境造成了汙染。空氣是一種取之不盡，用之不竭的物質，是世界人類中大自然給予的巨大財富，利用空氣能量發電，發電時不排放二氧化碳，也不會引起溫室效應，相對而言，利用空氣能，不需要燃料，對環境沒有汙染，而風車發電所形成的噪音要比燃料發動機發出的噪音小的多。那麼怎樣把空氣能風能更有效的轉換成電能呢？我們把它用在交通工具上，到目前為止，世界各國用風力發電機發電的數不勝數，但大多是固定安裝發電的，移動發電的除用在船舶外，用在陸地交通工具上的卻很少，理論和實踐告訴我們，固定安裝的風力發電機，每秒達到三米左右，風力機就可以開始旋轉並發電，隨著風力越來越強，輸出功率會增加，當風力達到額定風速時，風電機才會輸出其額定功率。任何長耳朵的活體動物，它所發出的和聽到的聲音，都是通過壓迫空氣傳播的，而移動行駛的交通工具，除了壓迫空氣外，還要擠壓分散空氣和風才能移動和行駛，固定安裝的風力發電機，我們稱它為待風發電機，當有一定的風力風速才可以發電，而無風或微弱風就不能發電了。風力發電安裝在行駛的交通工具上，在行駛中，空氣就形成了流動並產生氣體流，我們把這種氣體流稱它為氣流風，所以氣流風推動了風葉片，使風葉片受阻產生了升力並旋轉，基於以上原理，根據貝茲理論，我們把風力等級和風速關係進行對照，空氣中有氣流風，在靜風狀態下，行駛的交通車輛每小時達到十公裡以上(每秒大約2.8米)風力機開始旋轉帶動發電機發電，而電動二輪車，三輪車，四輪車就高於這個數字，對於微小型風力發電而言，設計成每秒10-15米風速及每小時行駛35-55公裡，使發電機輸出額定功率是完全可以的，況且這是以靜風狀態計算的，從空氣動力學的原理來分析，固定安裝的風力發電機，風並非推動風葉片，而是吹過葉片形成正反面的壓差，這樣的壓差會產生升力，令風輪旋轉並不斷橫切風流，由於風力發電機的風輪並不能提取風的所有功率，根據貝茲定律，理論上風電機能夠提取的最大功率是風的功率的60%以下，而大多數風電機只能獲取風功率的40%左右或者更少。可參見圖 5A、5B、5C。對於地面固定安裝的風力發電機和在車輛中安裝的風力發電機,它有著兩種截然不同的概念，首先它的獲風方式不同，固定風力發電機是依自然風發電的，它的風葉片規格大而長，500W以上的風葉片都在2米以上，大多採用的是三葉片，方能獲得較大能量的風能，顯然把它安裝在較小的電動車輛上是不現實的，況且它的平衡尾尾翼也長，在行駛時會不停地擺動，使車輛產生抖動，方向不穩，對行駛安全構成了威脅。從現有的專利技術分析，專利申請號200610124184.8，公開了一種風能電動汽車，包括電源系統，其電源系統由風力發電機、充電控制器、蓄電池組和輸電控制器組成，可參見圖1所示，但在此技術方案中，只是單一的將風力發電機通過固定底座固定在車身的頂部，但是這樣存在很大的弊端，平衡尾翼長，在行駛時會不停地擺動，對行駛安全構成了威脅，顯然是不現實的。同樣的專利申請號01107419.1，公開的「風能電動車」技術方案中也具有這樣的缺陷。在發明專利申請201110131339.1，太陽能、風能電動汽車中，在汽車頂部安裝太陽能電池板、同時在汽車頂部和太陽能電池板之間安裝管道風力發電機組，通過風能和電能實現汽車的行駛。但在實踐中，這兩種方式實現不了汽車長時間的行駛，而且在外觀上會增加汽車本身的不安全性在發明專利申請號201110237658.0、02112739.5 和 200810143128.8 三個專利中，
都採用了將風扇安裝在汽車的外部或內部，通過行駛時的迎風帶動風扇旋轉，來提供一部分動力，但是在這裡他們忽略了最主要的一點，車輛在行駛時，車速，車向都會充滿變數，相對應的風速風向，也會有各種變化，對風扇會產生相應的阻力而無法正常旋轉，特別是風扇在側方向受力時，會產生很大的阻力，就會對車輛造成很大的不安全隱患，也不能實現平穩的發電。基於上述技術方案中，都把固定安裝的風力發電機安裝在交通動力車上，在行駛中都存在著沒有能平衡掉風葉在轉動時會產生側方向的力量，而這個力量對於行駛中的車輛來說危害性也是最大的，可參見圖2、圖3和圖4。綜上所述，車用風車發電自供電是人為的對空氣中的風力風速進行擠壓和分散並獲取氣流風與自然風，從而達到行駛目的特製風車發電設備。
本發明人對於移動行駛中使用的風力發電機，稱它為萬向風發電機，利用風速、風向、密度、溼度傳感器，微處理器通過中央控制器來控制風力機上的獲風裝置控制器和風阻裝置控制器並和自動調節的減震器和平衡飛輪相互配合，來適應這些變化，達到平穩發電的目的，從而完成行駛中風車發電自供電充電。參考文獻:I張志英趙萍李銀鳳劉萬琨.風能與風力發電技術北京:化學工業出版社20102王保國劉淑豔劉豔明於勇.空氣動力學基礎北京:國防工業出版社20093丹麥Martin0.L.Hansen著肖勁松譯賀德馨審.風力機空氣動力學北京:中國電力出版社20094美TonyBurton等著武鑫等譯.風能技術北京:科學出版社2007發明內容:本發明所要解決的技術問題在於提供一種電池電動車用風車發電自供電充電裝置，滿足在道路上行駛的電動車，混合電動車，通過空氣流動所形成的氣流風帶動風車發電並供電和充電，可延長供電時間和行駛路程，節約了電能源和燃料，延長了電池使用壽命，為以後交通工具實現節能，減排，環保，並可持續發展奠定了基礎。本發明所要解決的技術問題採用以下技術方案來實現:電池電動車用風車發電自供電充電裝置，在電池電動車的充電供電控制電路、電池組和動力馬達的基礎上，增加風車發電系統裝置和中央控制系統裝置，所述風車發電系統裝置將空氣能風能轉換成機械能，再把機械能轉換成電能，經過中央控制系統裝置的調控後輸送到充電供電控制電路，連通電池組一起帶動動力馬達工作，實現風車發電自供電。所述風車發電系統裝置由進風口，風速傳感器，風向傳感器，密度傳感器，溼度傳感器，獲風裝置控制器，風阻裝置控制器，微處理器，特製風力機，風輪機或飛輪，發電機，出風口，減震器和固定架組成。所述進風口根據車形外觀大小不同，採用喇叭口狀，橢圓形，長橢圓形或圓形，並在進風口外部設有防護網罩，其中防護網罩要不影響風阻和進風也可以不設置進風口，直接安裝在車頂部，車前部；所述風力機採用金屬，有色金屬或複合材料注塑而成，風力機的風葉片形狀為翼型及變截面葉片和等截面葉片兩種，也可採用帶變漿器的葉片，S型葉片，直線形葉片，所述風葉片的數量可採用單葉式，二葉式，三葉式或多葉式，風力機裡有獲風裝置控制器和風阻裝置控制器。所述風輪機裡安裝有低速軸，變速裝置，離合器和高速軸，風輪機根據車形外觀大小不同，發電機功率及風葉片大小不同，此裝置可採用也可不採用。所述發電機為特種交流發電機和特種直流發電機，其中特種交流發電機和特種直流發電機為感應式發電機和永磁發電機均無刷，兩種發電機任選一種。所述發電機可採用水平軸式(橫軸式)發電機總成、垂直軸式(豎軸式)發電機總成、和直線軸式(平行式)發電機總成， 安裝方式可採用迎風式或順風式，發電機中需安裝測量轉速的轉速傳感器，並在所述發電機外部安裝發電機總成固定盤。
所述出風口根據車形外觀大小不同，安裝在車輛兩側，上側或下側，也可採用於進風口平行，或者採用平行，兩側，上下側同時出風，要儘量降低風阻和提高出風率，根據安裝位置不同也可不設置出風口。所述減震器採用阻尼彈簧減震器，使用數量為四個或六個，也可採用吊架式隔震器一個，並用三至六個拉伸彈簧配合安裝，以達到減震和捕獲來風的目的。所述飛輪的外徑應等於或小於發電機外殼，以減少風阻，飛輪和風力機，發電機是同軸安裝的，依次是風力機，發電機，帶隔離墊圈的壓縮彈簧，飛輪，帶墊圈的壓縮彈簧，鎖緊機構，兩個壓縮彈簧質量相同使夾在中間的飛輪在垂直旋轉時達到平衡。在所述的飛輪和傳動軸一頭採用凹凸式安裝固定，傳動軸為凸式，長度待定，飛輪中心孔為凹式，並被夾在兩個壓縮彈簧中間，在車輛行駛風車發電中，風力機會遇到不同方向和等級的來風，它通過減震器來實現自動調向，而飛輪是根據空氣升力自動調節所處位置來實現運轉平衡的。其中所述飛輪的另一個作用是通過儲存和釋放能量來提高發電機運轉的均勻性，穩定性和克服遇到強對流風所引起的發電機轉速突然加快，停轉或反轉，起到了扼制和緩衝作用。所述風速傳感器，風向傳感器，密度傳感器，溼度傳感器均安裝在風力機處，獲風裝置控制器，風阻裝置控制器均在風力機裡，也適用於採用風輪機並安裝萬向器的風車發電機上，當車輛正常行駛時，風速、風向、密度、溼度傳感器把測量的數據傳送給微處理器，經微處理器輸出至中央控制系統裝置中的中央控制器，由中央控制器對裝有伺服電機的萬向器進行控制風力機的迎風方向和面積以獲得最佳捕風效果，以及對風輪機進行變速控制，使發電機穩定在正常轉速可控制之內。所述固定架主要是固定和安裝減震器與風力發電機總成而用，根據車形安裝位置不同，固定架式樣也不同。所述中央系統裝置由微處理器，整流器，濾波器，穩壓電路，中央控制器，充電供電控制電路組成。所述微處理器對來自前級的四個傳感器測量的數據經過運算處理輸送到下一級。所述整流器和濾波器，如果採用特種交流發電機，就要有該配置，以使交流電變成純直流電並進入下一級，如果採用直流發電機，就不需要該配置，直接進入穩壓電路。所述穩壓電路對來自前級的直流電壓進行再濾波和穩壓，使之達到設定值。所述中央控制器對來自微處理器的數據進行分檢和穩壓電路的直流電壓電流進行識別取樣，以及對發電機的轉速進行運算，適時對特製風力機發電機進行控制，從而改變它的工作模式和工作狀態，當發電機的轉速超出極限值時，中央控制器動作終止發電機發電，使發電機變成機械式的空載轉動狀態，以保護髮電機不燒壞，當轉速回歸到額定值時，發電機又開始工作，依次反覆，當車輛停止行駛時，中央控制器，充電供電控制電路自動關閉，停止工作。所述充電供電控制電路，安裝於風車發電用電池電動車上，用於輔助電能源，以增加行駛裡程，在每次出發前，都要通過市電把電池組充滿電，這樣才能發揮其高效率，當電池組滿電飽和狀態行駛中，充電供電控制電路在給電池組充電的同時，餘量就可以供給馬達，使動力馬達消耗電池組的電能源少，充電供電控制電路與中央控制器和電池組之間是相互配合的。在本發明中還具有的技術方案是所述發電機可採用水平軸式發電機總成、垂直軸式發電機總成、直線軸式發電機總成、並在發電機總成外部安裝固定盤，其特徵在於:所述水平軸式發電機總成，前端為風力機，所述風力機中心穿過傳動軸，沿傳動軸的風力機一端依次安裝發電機、壓縮彈簧組件、飛輪和鎖緊機構。所述垂直軸式發電機總成，前端為風力機，所述風力機中心穿過傳動軸,沿傳動軸的風力機一端依次安裝過橋齒輪、壓縮彈簧組件、飛輪和鎖緊機構，在所述過橋齒輪端連接發電機。所述直線軸式發電機總成依次是鎖緊機構，壓縮彈簧組件飛輪，發電機風力機。所述直線式軸式發電機總成是一端依次是鎖緊機構，壓縮彈簧組件飛輪，發電機風力機，另一端為發電機壓縮彈簧組件，飛輪，鎖緊機構。所述壓縮彈簧組件為帶隔離墊圈的壓縮彈簧。所述固定盤包括內固定盤和外固定盤，在所述內固定盤和外固定盤之間安裝減震器，減震器的一端安裝吊環，一端安裝固定環，吊環一端和外固定盤扣接，固定環一端和內固定盤扣接，將所述水平軸式發電機總成或垂直軸式發電機總成或水平軸式發電機總成安裝於內固定盤內。所述減震器採用阻尼彈簧減震器，使用數量為四個或六個。所述阻尼彈簧減震器外部為殼體，固定環和吊環穿過殼體後通過螺栓固定，在所述固定環和螺栓之間安裝軸承，用於緩解固定環在受內固定盤晃動時對阻尼彈簧減震器殼體的損壞；在所述吊環和螺栓之間設置固定板，固定板之間設置彈簧，用於緩解內固定盤受力時對外固定盤壓縮產生的力。還具有的技術方案是所述減震器還可以採用的是吊架式隔震器，使用數量為一個，並配備三至六個拉伸彈簧配合安裝。所述吊架式隔震器在發電機總成外安裝固定環，所述固定環外設置一圈U形吊架，U形吊架的兩端通過軸套螺栓和吊臂連接，在所述軸套螺栓和U形吊架以及吊臂連接時設置墊片。所述吊臂和懸臂軸相連，通過所述懸臂軸和框架相連，將所述框架通過螺栓固定，從而將發電機總成懸掛起來。所述懸臂軸和吊臂的連接處設置軸承套，懸臂軸和框架連接處填充橡膠體，通過軸承套和橡膠體的配合使用，緩解發電機總成在受到風力轉向時對用於懸掛固定的物體產生晃動。在上述技術方案中，風車發電系統裝置和中央控制系統裝置，充電供電控制電路，均可安裝在電池電動車，電池混合電動車上，在行駛中，通過氣流風能和自然風能達到供電和充電的目的，延長了電池供電時間，增加了行駛裡程，通過風車風葉片對風阻的分散，降低了風的阻力，在行駛中更穩更快，更節能，它可廣泛安裝應用於電池電動二輪車，三輪車，四輪車，觀光車，瀏覽車，船舶和電池電動混合車等。


:圖1為現有專利的結構示意圖2為現有專利的結構示意圖；圖3為現有專利的結構示意圖；圖4為現有專利的結構示意圖；圖5A為不同風向下的風頻圖；圖5B為風向穩定性與風向頻次的關係示意圖；圖5C為障礙物對風力發電機的影響示意圖；圖6為本發明中風車發電總流程示意圖；圖7為本發明裝置的原理示意圖；圖8為本發明中水平軸式發電機總成的結構示意圖；圖9為本發明中垂直軸式發電機總成的結構示意圖；圖10為用於安裝發電機總成固定盤結構示意圖；圖11為圖10中阻尼彈簧減震器結構示意圖；圖12為另一實施例用於懸掛發電機總成的吊架式隔震器結構示意圖。
具體實施方式
:為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施方式
，並結合本發明的技術方案來進一步闡述本發明。如圖6和圖7所示，電池電動車用風車發電自供電充電裝置，在電池電動車的充電供電控制電路、電池組和動力馬達的基礎上，增加風車發電系統裝置和中央控制系統裝置，風車發電系統裝置將風能轉換成機械能再將機械能轉換成電能，經過中央控制系統裝置的調控後輸送到充電供電控制電路，連通電池組一起帶動動力馬達工作，實現風車發電自供電。車輛在正常行駛時，受車形外觀大小不同的影響會產生誘導氣流及正壓區和負壓區，所以對風車發電系統裝置以及安裝位置十分重要。 其中風車發電系統裝置由進風口，風速傳感器，風向傳感器，密度傳感器，溼度傳感器，微處理器，特製風力機，風輪機或飛輪，發電機，出風口，減震器和固定架組成；中央系統裝置由微處理器，整流器，濾波器，穩壓電路，中央控制器，充電供電控制電路組成。風力機帶動發電機發電，將產生的電能經過中央控制器的調控對充電供電控制電路供電後，輸送給動力馬達，同電動車本身的蓄電池組對電動車進行長時間的續航供電。在這裡進風口根據車形外觀大小不同，可採用喇叭口狀，橢圓形，長橢圓形，圓形，也可採用任意形狀，並設有防護網罩，先從美學的角度考慮外，防護網罩要考慮儘量不影響風阻和進風但也可不設置進風口。出風口根據車形外觀大小不同，可在車輛兩側，上側或下側，也可採用於進風口平行，或者採用平行，兩側，上下側同時出風，總之，在考慮美學的同時，還要考慮儘量降低風阻和提高出風率，但也可不設置該裝置。對於進風口和出風口而言，它只是相對的，而不是絕對的，比如電動二輪車，三輪車和四輪車，由於它的功率小，從經濟的角度和美學的觀點來看，可採用人們常用的電風扇那樣，安裝上防護網，安全罩，發電機防腐、防塵、防水殼罩，固定安裝架，在行駛中，只要達到標稱值就可以發電，並可在同一輛車安裝一臺二臺或多臺小微型風車發電裝置以配合功率匹配要求，只要符合交通安全，讓人看上去美觀舒適就好。
特製風力機根據車形外觀大小不同，發電機功率不同，以及安裝位置不同，可採用金屬，有色金屬，複合材料注塑而成，風葉片的形狀為翼型及變截面葉片和等截面葉片兩種，也可採用帶變漿器的葉片，S型葉片，直線形葉片，風葉片的數量可採用單葉式，二葉式，三葉式或多葉式並經中央控制器控制後可以改變獲風面積和降低風阻的特製風力機。舉例說明:一輛手動檔汽車，它的行駛速度和動力運載能力，都是通過油門和檔位控制的，油門和檔位沒有正反比，即檔位越大未必油門就要大，而檔位越小，未必油門就要小，它是通過人對路面狀況和運載質量進行判斷，而對油門和檔位適當調整控制的，獲風裝置控制器和風阻裝置控制器就是根據這個原理來設計的，它們之間不相互排斥，而是相互補充的。車輛在正常行駛時，會遇到不同等級和方向的來風，以及正風，側風，回流風，渦流風和雨雪霧霾惡劣天氣對風葉片產生的影響，所以要定期對風葉片的校正和清除沉積物是很有必要的。從風力機和空氣動力學的原理分析，車輛在直線行駛時，空氣作用力在行駛向上的風力為空氣阻力，在空氣阻力中，車外形狀空氣升力在水平方向的投影就形成了壓差和誘導阻力，而升力是用來克服重力的力，因此升力越大，能夠提起離開地面的質量越大，這與標準大氣的分層有關，與地面接觸的那一層為對流層，在對流層內，空氣是上下方向流動的，所以車輛在正常行駛時，為了保持風力機有足夠的能量來帶動發電機發電，阻力必須由動力馬達提供的推力來平衡，阻力越小，動力馬達所需要的功率也就越小，因此根據貝茲理論和定律，車外的壓差和誘導阻力大約為50%-90%，而表面阻力，內部阻力和幹擾阻力大約為2%-30%，由此可見，在車用風車發電中，怎樣平穩前行和發電，怎樣降低行駛阻力，特製風力機就起到了關鍵性的作用。風輪機裡有低速軸，變速裝置，離合器和高速軸，根據車形外觀大小不同，發電機功率及風葉片大小不同，此裝置可採用也可不採用，比如電池電動瀏覽車，觀光車，由於車型比較大，車速慢10-20公裡，就必須有風輪機裝置，以達到變速比及給動力供電和電池組充電，而電動二輪，三輪車，四輪車，時速就比較快30-120公裡，風輪機裡有齒輪變速器傳動摩擦造成功率損失為8%左右，以及噪音對環境的汙染，可不採用風輪機，而採用風力機和發電機直接相連，同軸轉動。發電機選用特種交流發電機，特種直流發電機，兩者均為感應式發電機和永磁發電機均無刷，兩種發電機任選一種，大家知道，任何一種交通動力工具，它是通過供油量及化學燃料，供氣量及空氣氣門和供電量及控制器(電閘門)來控制轉速速度和承載能力的，特種發電機也是如此，根據轉速它是通過中央控制器來控制輸出電壓和電流以達到設定的額定值附近，特種發電機可採用水平軸式(橫軸式)、垂直軸式(豎軸式)、直線軸式(平行式)、安裝方式可採用迎風式或順風式，特種發電機中必須安裝測量轉速的轉速傳感器。車輛在正常行駛時，由於受地區差異，氣候的影響，在車用風車發電中，要綜合考慮海拔高度，空氣溼度，空氣密度對風車發電的影響，對選擇風力機，發電機材質，質量，形狀是很有必要的。風速傳感器，風向傳感器，密度傳感器，溼度傳感器均安裝在進風口處，它也適用於採用風輪機並安裝萬向器的風車發電機上，當車輛正常行駛時，風速、風向、溼度、密度傳感器器把測量的數據傳送給微處理器，經微處理器輸出至中央控制器，由中央控制器對裝有伺服電機的萬向器進行控制和對特製風力機進行控制迎風方向以獲得最佳捕風效果，以及對風輪機進行變速控制，使發電機穩定在正常轉速可控制之內。固定架主要是固定和安裝減震器與風力發電機總成而用，根據車形安裝位置不同，固定架式樣也不同。整流器，濾波器，如果採用特種交流發電機，就要有該配置，以使交流電變成純直流電並進入下一級，如果採用直流發電機，就不需要該配置，直接進入穩壓電路。穩壓電路對來自前級的直流電壓進行再濾波和穩壓，使之達到設定值。中央控制器對來自微處理器輸送的數據進行分檢，適時對風力機中的獲風裝置，風阻裝置進行控制，並對穩壓電路的直流電壓電流進行識別取樣，以及對特種發電機的轉速進行運算，適時對特種發電機進行控制，從而改變它的工作模式和工作狀態，當特種發電機的轉速超出極限值時，中央控制器動作終止發電機發電，使發電機變成機械式的空載轉動狀態，以保護髮電機不燒壞，當轉速回歸到額定值時，發電機又開始工作，依次反覆，當車輛停止行駛時，中央控制器，充電供電控制電路自動關閉，停止工作。充電供電控制電路，風車發電用在電池電動車上，它只是輔助電自然能源，以增加行駛裡程，所以每次出發前，都要通過市電把電池組充滿電，這樣才能發揮其高效率，當電池組滿電飽和狀態行駛中，充電供電控制電路在給電池組充電的同時，餘量就可以供給馬達，使動力馬達消耗電池組的電能源少，充電供電控制電路與中央控制器和電池組之間是相互配合的。減震器可採用阻尼彈簧減震器，使用數量為四個或六個，也可採用吊架式隔震器一個，並用三至六個拉伸彈簧配合安裝，以達到減震和捕獲來風的目的。安裝減震器主要是固定風力發電機總成而用，其要求環一周運動自如，並能傾斜10度左右。從經濟和安全的角度講，電動二輪自行車和電動三輪自行車，最適宜吊架式隔震器，減(隔)震器的安裝可採用天平平衡式，使它可以扭轉和隨蛇形。人們知道任何交通工具都有減震系統，主要是保護人生安全與舒適度和設備的損毀率等，我們的方法是在電動車自有減震的同時，對風力發電設備再減震，以達到行駛發電的配合性。車輛在路面上行駛時，會遇到路面不平，顛簸，障礙物，上坡，下坡，避讓，轉彎，剎車與緊急剎車等，二次減震對發電設備就會起到很好的保護作用，風車發電安裝在行駛的車輛上進行旋轉發電時，會遇到車輛不同角度的變化以及不同方向和風力的來風，這時減震器會自動傾斜和捕獲來風。如圖8和圖9所示，發電機可採用水平軸式發電機總成、垂直軸式發電機總成、直線軸式發電機總成，並在發電機總成外部安裝固定盤，水平軸式發電機總成，前端為風力機1，風力機I中心穿過傳動軸2，沿傳動軸2風力機I的一端依次安裝發電機3、第一壓縮彈簧4A、飛輪5、第二壓縮彈簧4B和鎖緊機構6。垂直軸式發電機總成，前端為風力機I,風力機I中心穿過傳動軸2，沿傳動軸2風力機I的一端依次安裝過橋齒輪7、第一壓縮彈簧4A、飛輪5、第二壓縮彈簧4B和鎖緊機構6，在過橋齒輪7端連接發電機3。如圖10和圖11所示，如何將水平軸式發電機總成或垂直軸式發電機總成或直線軸式發電機總成安裝穩定、在這裡採用在發電機總成外部安裝固定盤方式，其中固定盤包括內固定盤8和外固定盤9，在內固定盤8和外固定盤9之間安裝減震器10，減震器10的一端安裝吊環101, —端安裝固定環102,吊環101 —端和外固定盤9扣接，固定環102 —端和內固定盤8扣接，將水平軸式發電機總成或垂直軸式發電機總成或直線軸式發電機總成安裝於內固定盤8內。其中減震器10採用阻尼彈簧減震器，使用數量為四個或六個，安裝於內固定盤8和外固定盤9之間，阻尼彈簧減震器外部為殼體103，固定環102和吊環101穿過殼體103後通過螺栓104固定，在固定環102和螺栓104之間安裝軸承105，用於緩解固定環102在受內固定盤8晃動時對阻尼彈簧減震器殼體103的損壞，在吊環101和螺栓104之間安裝固定板106，固定板106之間安裝彈簧107，用於緩解內固定盤8受力時對外固定盤9壓縮產生的力。如圖12所示，將水平軸式發電機總成或垂直軸式發電機總成或直線軸式發電機總成安裝穩定還可以採用吊架式隔震器11，使用數量為一個。吊架式隔震器11在發電機總成外安裝固定環111，固定環111外安裝一圈U形吊架112，U形吊架112的兩端通過螺栓113和吊臂114連接，在螺栓113和U形吊架112以及吊臂114連接時安裝墊片115。將吊臂114和懸臂軸116相連,通過懸臂軸116和框架117相連,再將框架117通過螺栓113固定，從而將發電機總成懸掛起來。懸臂軸116和吊臂114的連接處安裝有軸承套118，懸臂軸116和框架117連接處填充橡膠體119，通過軸承套118和橡膠體119的配合使用，緩解發電機總成在受到風力轉向時對用於懸掛固定的物體產生晃動。再如圖8和圖9所示，其中飛輪5的外徑等於或小於發電機3外殼，以減少風阻，飛輪5和風力機1，發電機3是同軸安裝的，兩個壓縮彈簧5A、5B質量相同使夾在中間的飛輪5在垂直旋轉時達到平衡。本發明的原理是，我們用影碟機中的碟片做個物理實驗，在靜風狀態下，把碟片拿在手中用力沿水平方向拋入空中，使它快速旋轉，這時我們發現碟片沒有在短時間內下落反而往空中升，這就是平面物體在水平運動旋轉時的空氣升力，而飛輪就是一個平面圓形飛輪。飛輪5和傳動軸I的一頭採用凹凸式安裝固定，傳動軸I為凸式，飛輪5中心孔為凹式，並被夾在兩個壓縮彈簧4A、4B中間，在車輛行駛風車發電中，風力機I會遇到不同方向和等級的來風，它通過減震器來實現自動調向，而飛輪5是根據空氣升力自動調節所處位置來實現運轉平衡的。同時飛輪5的另一個作用是通過儲存和釋放能量來提高發電機運轉的均勻性，穩定性和克服遇到強對流風所引起的發電機轉速突然加快，停轉或反轉，起到了扼制和緩衝作用。從而實現移動中使用的風力發電機，利用中央控制器，自動調節的減震器和平衡飛輪相互配合，來適應這些變化，達到平穩發電的目的，從而完成行駛中風車發電自供電充電。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.電池電動車用風車發電自供電充電裝置，在電池電動車的充電供電控制電路、電池組和動力馬達的基礎上，增加風車發電系統裝置和中央控制系統裝置，所述風車發電系統裝置將空氣能風能轉換成機械能，再把機械能轉換成電能，經過中央控制系統裝置的調控後輸送到充電供電控制電路，連通電池組一起帶動動力馬達工作，實現風車發電自供電，其特徵在於:所述風車發電系統裝置由進風口，風速傳感器，風向傳感器，密度傳感器，溼度傳感器，微處理器，特製風力機，中央控制器，風輪機或飛輪，發電機，出風口，減震器和固定架組成。
2.根據權利要求1所述風車發電自供電充電裝置，其特徵在於:所述飛輪的外徑應等於或小於發電機外殼，將所述飛輪和風力機，發電機同軸安裝，依次是風力機，發電機，帶隔離墊圈的壓縮彈簧，飛輪，帶墊圈的壓縮彈簧，鎖緊機構，兩個壓縮彈簧質量相同使夾在中間的飛輪在垂直旋轉時達到平衡， 在所述的飛輪和傳動軸一頭採用凹凸式安裝固定，傳動軸為凸式，飛輪中心孔為凹式，並被夾在兩個壓縮彈簧中間。
3.根據權利要求1所述風車發電自供電充電裝置，其特徵在於:所述進風口根據車形外觀大小不同，採用喇叭口狀，橢圓形，長橢圓形或圓形，並在進風口外部設有防護網罩； 所述特製風力機可採用金屬，有色金屬或複合材料注塑而成，風力機的風葉片形狀為翼型及變截面葉片和等截面葉片兩種，也可採用帶變漿器的葉片，S型葉片或直線形葉片，所述風葉片的數量可採用單葉式，二葉式，三葉式或多葉式，風力機裡有獲風裝置控制器和風阻裝置控制器； 所述發電機為特種交流發電機和特種直流發電機，其中特種交流發電機和特種直流發電機為感應式發電機和永磁發電機均無刷； 所述出風口根據車形外觀大小不同，安裝在車輛兩側，上側或下側，也可採用於進風口平行，或者採用平行，兩側，上下側同時出風；` 所述減震器採用阻尼彈簧減震器，使用數量為四個或六個，也可採用吊架式隔震器一個，並用三至六個拉伸彈簧配合安裝； 所述風速傳感器，風向傳感器、密度傳感器、溼度傳感器均安裝在進風口處，車輛正常行駛時，風速、風向、密度、溼度傳感器把測量的數據傳送給微處理器，經微處理器輸出至中央控制系統裝置中的中央控制器，由中央控制器對裝有伺服電機的萬向器進行控制風力機的迎風方向以獲得最佳捕風效果，以及對風輪機進行變速控制和對特製風力機中的獲風、風阻控制裝置進行控制，使發電機穩定在正常轉速可控制之內。
4.根據權利要求1所述風車發電自供電充電裝置，其特徵在於:所述中央系統裝置由微處理器、整流器，濾波器，穩壓電路，中央控制器，充電供電控制電路組成； 所述微處理器對來自前級的四個傳感器檢測到的數據輸送到中央控制器； 所述穩壓電路對來自前級的直流電壓進行再濾波和穩壓，使之達到設定值； 所述中央控制器對來自微處理器和穩壓電路的直流電壓電流進行識別取樣，以及對風力機和發電機的轉速進行運算，適時對風力機發電機進行控制，從而改變它的工作模式和工作狀態。
5.根據權利要求2所述風車發電自供電充電裝置，所述發電機採用水平軸式發電機總成、垂直軸式發電機總成，直線軸式發電機總成，其特徵在於:所述水平軸式發電機總成，前端為風力機，所述風力機中心穿過傳動軸，沿傳動軸的風力機一端依次安裝發電機、壓縮彈簧組件、飛輪和鎖緊機構； 所述垂直軸式發電機總成，前端為風力機，所述風力機中心穿過傳動軸,沿傳動軸的風力機一端依次安裝過橋齒輪、壓縮彈簧組件、飛輪和鎖緊機構，在所述過橋齒輪端連接發電機。
所述直線軸式發電機總成依次是鎖緊機構，壓縮彈簧組件，飛輪，發電機，風力機。
所述直線軸式發電機總成一端依次是鎖緊機構，壓縮彈簧組件飛輪，發電機、風力機，另一端為發電機壓縮彈簧組件，飛輪，鎖緊機構。
6.根據權利要求5所述風車發電自供電充電裝置，其特徵在於:在所述水平軸式發電機總成、垂直軸式發電機總成，直線軸式發電機總成外部安裝發電機總成固定盤。
7.根據權利要求5所述風車發電自供電充電裝置，其特徵在於:所述壓縮彈簧組件為帶隔離墊圈的壓縮彈簧。
8.根據權利要求6所述風車發電自供電充電裝置，其特徵在於:所述固定盤包括內固定盤和外固定盤，在所述內固定盤和外固定盤之間安裝減震器，減震器的一端安裝吊環，一端安裝固定環，吊環一端和外固定盤扣接，固定環一端和內固定盤扣接，將所述水平軸式發電機總成或垂直軸式發電機總成或直線軸式發電機總成安裝於內固定盤內。
9.根據權利要求8所述風車發電自供電充電裝置，其特徵在於:所述減震器採用阻尼彈簧減震器，使用數量為四個或六個。
10.根據權利要求8所述風車發電自供電充電裝置，其特徵在於:所述減震器採用的是吊架式隔震器，使用數 量為一個。
11.根據權利要求10所述風車發電自供電充電裝置，其特徵在於:所述吊架式隔震器在發電機總成外安裝固定環，所述固定環外設置一圈U形吊架，U形吊架的兩端通過軸套螺栓和吊臂連接，在所述軸套螺栓和U形吊架以及吊臂連接時設置墊片。
12.根據權利要求11所述，風車發電自充電裝置，其特徵在於:所述U吊架設置了三個拉伸彈簧孔，拉伸彈簧一端連接U型吊架，另一端連接固定架，使用數量為三至六個。
13.根據權利要求11所述風車發電自供電充電裝置，其特徵在於:所述吊臂和懸臂軸相連，通過所述懸臂軸和框架相連，將所述框架通過螺栓固定，將發電機總成懸掛起來。
14.根據權利要求12所述風車發電自供電充電裝置，其特徵在於:所述懸臂軸和吊臂的連接處設置軸承套，懸臂軸和框架連接處填充橡膠體。
全文摘要
電池電動車用風車發電自供電充電裝置，涉及空氣能風能利用領域，在電池電動車的充電供電控制電路、電池組和動力馬達的基礎上，增加風車發電系統裝置和中央控制系統裝置，其特徵在於所述風車發電系統裝置將空氣能風能轉換成機械能，再把機械能轉換成電能，經過中央控制系統裝置的調控後輸送到充電供電控制電路，連通電池組一起帶動動力馬達工作，實現風車發電自供電。
文檔編號B60L8/00GK103174594SQ201310077510
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月12日 優先權日2012年4月5日
發明者許有洪 申請人:許有洪