[发明专利]一种高效汽车高压空气涡轮发电装置

说明书

本发明公开了一种高效汽车高压空气涡轮发电装置，解决了现有涡轮发电装置效率不高的技术问题，其技术方案要点是：包括高压空气涡轮发电系统，所述高压空气涡轮发电系统包括高压气罐以及与高压气罐相连的涡轮，所述高压空气涡轮发电系统连接有对进入涡轮内的高压气体进行加热的空调制热系统，所述空调制热系统连接在高压气罐与涡轮之间。在高压气罐和涡轮之间设置了空调制热系统，对进入涡轮的高压气体进行加热，空调制热系统从环境中吸热，为高压空气加热，提高进入涡轮的高压空气的温度，高压空气温度升高之后，流速加快，这样传递给涡轮的动能也就越多，涡轮的转速提高，进而可以提高涡轮的功率。

技术领域

本发明涉及一种新能源汽车涡轮发发电技术，更具体地说，它涉及一种高效汽车高压空气涡轮发电装置。

背景技术

高压空气驱动涡轮发电是新能源汽车的一种动力方式。目前的汽车高压空气涡轮发电系统由高压空气罐、涡轮和发电机组成。

公告号为CN2516731Y的实用新型专利提供了一种高压空气流发电机，将高压空气通入叶轮机内，实现了叶轮机的转动，驱动叶轮机发电。一般高压空气罐可以存储超过300个大气压的常温高压空气，空气密度超过了330kg/m3，因此高压空气罐可以在较小的体积下装载可观的高压空气。高压空气通过节流限压后驱动涡轮高速旋转，涡轮通过轴带动发电机发电，为汽车提供电能。这种汽车动力方式具有结构简单、成本低和充气快速的优点，具有一定的发展前景。

但是在实际工作时，汽车高压空气涡轮发电系统的发电效率较低，研究表明，其主要制约因素是涡轮进出口温度。涡轮进口温度为常温，以15℃计算，出口温度以-35℃计算，出口温度更低会导致结冰严重。涡轮进出口温差为50℃，单位空气流量的涡轮功率为50kW左右，发电机效率以0.95计算，单位空气流量的发电功率为47.5kW，发电效率较低。进而导致汽车行驶里程较短。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高效汽车高压空气涡轮发电装置，在保持涡轮出口温度不变的情况下，增加涡轮进出口温差，提高单位空气流量的涡轮功率，从而提高汽车高压空气涡轮发电系统的发电效率，延长汽车行驶里程。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高效汽车高压空气涡轮发电装置，包括高压空气涡轮发电系统，所述高压空气涡轮发电系统包括高压气罐以及与高压气罐相连的涡轮，所述高压空气涡轮发电系统连接有对进入涡轮内的高压气体进行加热的空调制热系统，所述空调制热系统连接在高压气罐与涡轮之间。

通过采用上述技术方案：在高压气罐和涡轮之间设置了空调制热系统，对进入涡轮的高压气体进行加热，空调制热系统从环境中吸热，为高压空气加热，提高进入涡轮的高压空气的温度，高压空气温度升高之后，流速加快，这样传递给涡轮的动能也就越多，涡轮的转速提高，进而可以提高涡轮的功率。

作为优选，所述空调制热系统包括设置在高压气罐与涡轮之间的热转换器，所述空调制热系统还包括两端与热转换器相连的管路以及在管路和热转换器内循环的冷却剂，所述管路内连接有将进入热转换器内的冷却剂加热成高温气态的加热部件。

通过采用上述技术方案：工作时，加热部件对冷却剂进行升温，冷却剂经过加热部件的升温后变成高温气态的，高温气态的冷却剂进入到热转换器内，当高压气管内的高压气体经过热转换器内的时候，高压气体吸收热转换器的热量，即可实现高压气体的加热效果，结构简单，热传递效率高。

作为优选，所述加热部件包括连接在循环管路内的压缩机。

通过采用上述技术方案：空气压缩机对低温气态的冷却剂进行压缩，当冷却剂受压缩之后，体积减小，压力变大，温度上升。采用压缩机对冷却剂进行加热，压缩机不仅可以作为加热部件，还可以作为整个空调制热系统的动力源，使冷却剂在空调制热系统内流动起来，简化了系统构件，降低能耗。