[实用新型]车载风力发电系统

说明书

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。