[發明專利]一種利用風能發電的新車型

在審

• 申請號: 202210188980.7
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114407671A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 鄧濤;植麗霞
• 申請（專利權）人: 鄧濤;植麗霞
• 主分類號: B60L8/00
• 分類號: B60L8/00;B62D35/00;F03D3/04;F03D3/06;F03D9/25;F03D9/32
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本發明涉及一種新車型設計，以現有車型為基礎，在其機艙迎風面上配置風力發電系統并重新設計氣動外形和結構布置的新車型。新車型特征在于：利用現有車輛的動力等系統，在車輛正面機艙部分配置了帶導風裝置的雙向阻力式風力機的風力發電系統；導風裝置提高氣流能量密度并使高速氣流方向垂直于車輛行駛方向；雙向阻力式風力機高效利用風能且不產生作用于車輛行駛方向的阻力，控制系統始終保持風力機工作于高效率區。風力發電系統包括：導風裝置、雙向阻力式風力機、發電機、發電控制和保護裝置等。發電系統收集車輛高速行駛時正面氣流的動能用于發電，所發電能可用于車輛驅動及其他能耗項目，從而實現車輛的節能和降低污染物排放。

技術領域

本發明涉及機動車節能和降低排放技術領域，特別涉及一種利用風能發電的新車型。

背景技術

現在是車的世界，全國及全球的機動車(以下簡稱車輛)數量是個天文數字，每年消耗的能源和排放的污染物也是天文數字，因此車輛降耗減排具有重大的經濟和環保價值。車輛高速行駛時相對于車輛的迎面形成高速氣流。該氣流一方面形成對車輛高速行駛的的阻力，增加車輛的能耗；另一方面，該部分氣流具有相當數量的動能并被直被接浪費了，如能充分利用該部分能量，即可實現車輛一定程度的節能降耗。

已有的設計和研究基本都是直接在車輛迎風面布置風力機(升力型或阻力型)用于收集車輛行駛時迎面的風能用于發電，發出的電能用動力電池存儲并再用于驅動車輛行駛或做其他耗能用途，從而實現車輛節能減排的目的。如江蘇大學江浩斌、李傲雪、馬世典的申請號201510072127.9，佛山市致德建材有限公司梁國品的申請號201811507900.X，以及《森林工程》2015年第3期中張麗等的《電動汽車風能利用裝置及其特性的研究》、《農業裝備與車輛工程》2018年第8期中李仕生的《電動汽車的風能回收發電技術研究綜述》等，都描述了利用車載風力發電機回收車輛行駛過程中風能從而實現車輛節能的可能性。陳炳河(來源：http：//blog.sina.com.cn/chenib)、唐振平(來自新華網作者詹敏)等還進行了由電動車改裝工程樣車的研制工作。但他們的研究都沒有能投入實用階段。

我們研究發現，上述的研究工作沒有充分考慮車輛風能回收的實際問題，導致所設計的回收裝置效率較低，降低了設計的實用性：第一、簡單在車頭布置風力機，影響了車輛的氣動布局，破壞車輛已有的氣動外形和結構特性；第二、風機運行時會產生較大的軸向阻力(車輛行駛方向)導致車輛阻力增加，該阻力隨車速的增加而增加；第三、車輛迎風面積有限且風能密度相對較低，在較低的風機效率下，實際回收的能量有限；第四、通過風力機后的氣流再次作用于車輛(二次阻力)，增大車輛的阻力。因此現有的車輛風力發電方案，使車輛在高速行駛時因風力發電裝置而增加的氣流綜合阻力可能大于回收的電能，不能實現節能的目的，缺乏實用價值。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種利用風能發電的新車型的設計，通過現有車輛配置風力發電系統、氣動外形和部分結構的全新設計、提高氣流能量密度、提高風力機效率、消除因安裝風力發電系統而增加對車輛的阻力等方面的綜合設計，實現高效利用高速行駛車輛的氣流動能回收發電，降低新車型能耗和減少排放的目的。

本發明通過以下技術方案實現：一種利用風能發電的新車型，采用具有和現有同類車型相同的動力、控制、安全防護和驅動系統的車輛，將原車型的前機艙向前延長用于安裝風力發電系統，通過對新車型氣動外形和布置結構等的全新設計，使新車型具有優良的氣動外形、結構上的適應性和符合標準的安全性。

所述新車型，在車輛機艙迎風面配置了帶導風裝置的雙向阻力式風力機的風力發電系統，該系統包括：安裝于車輛機艙迎風面的導風裝置、沿車輛中軸線布置的雙向阻力式風力機以及和風力機連接的發電機、發電控制和保護裝置、相應的儲能、控制、保護、分配及驅動電機等(對于現有新能源車型，則可直接利用原車的儲能、控制及驅動系統等)；