[发明专利]风/光能电动汽车

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其是一种以风能和光能为混合动力的纯电动汽车。

背景技术

目前，电动汽车的清洁环保节能已被市场广泛认可，但是由于电动汽车的蓄电池容量有限，充电时间过长，不适合长途运行，不能完全满足用户的消费习惯，这些都是制约市场发展的重要因素。本发明的背景技术包括风能发电技术、光伏发电技术、超级电容器技术。

1.风能发电技术就是将风的动能转化为机械能，带动发电机发电，将风能转换为电能。风能发电机由风力机和发电机两部分组成。风力机分为水平轴式和垂直轴式两种形式。风能发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。其功能是：叶片用来接受风力并通过机头转化为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向，从而获得最大的风能；转体能使机头灵活转动以实现尾翼调整方向的功能；机头内的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能，再经充电器整流给蓄电池充电，使风力发电机产生的电能转化成化学能，储存备用。

2.光伏发电技术是用光伏电池把太阳的光能直接转化为电能。目前地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池。可分为单晶硅、多晶硅光伏电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面，单晶硅光伏电池优于其它品种。单晶硅光伏电池光电转换效率为18％，使用寿命达20年。按照应用需求，光伏电池经过一定的组合，达到额定输出功率和电压的一组光伏电池叫光伏组件。将光伏组件与外电路连接，通过充电器直接为蓄电池充电，将电能转化为化学能。上述第一代光伏电池技术较为成熟。第二代光伏电池为薄膜太阳能电池，已产业化的有薄膜硅光伏电池，其转换效率为10％，应用范围日益广泛。

3.超级电容器是利用双电层原理的电容器，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场。这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层称为双电层。超级电容器是一种新型储能单元。它的特点是电容量大、功率密度高、充电时间短、可靠性高、免维护、经济环保、循环使用寿命长等。将蓄电池与超级电容器组合起来使用，可以优势互补，成为很好的储能装置。

发明内容

本发明提供一种以风能和光能为混合动力的纯电动汽车。在电动汽车上加装了由风能发电子系统和光伏发电子系统构成的发电供电系统。在储能系统中加装了超级电容器，与蓄电池组成了优势互补的储能装置。这种电动汽车可以不用外接电源充电，也不用充电站和充电桩充电，而是靠大自然提供的风能和太阳光能，利用自身的风能发电子系统和光伏发电子系统，在满足各自发电条件的前提下，发出电能，可单独、可轮换、可共同给储能装置充电，一次充电时间很短(约18分钟)。如电动汽车在行驶途中电量不足，可启动风能发电子系统，在阳光充足的情况下也可同时启动光伏发电子系统，为电动汽车充电。即电动汽车一边行驶、一边用电、一边充电。

本发明的风能发电子系统是由风速仪、进风口盖、风道、两台永磁风能发电装置、出风口、充电控制器组成，并用导线连接好。其中风速仪安装在车头前端中心位置，随时提供风速、风向信息。风能发电子系统其他装置安装在电动汽车顶部，车顶光伏电池板下面。车顶前端是进风口盖，起到开关作用；其后方是风道，即进风通过的空间；两台永磁风能发电装置内风轮的一半置于风道中，交错左右两边固定好。该发电装置采用的是垂直轴式风力机，与永磁发电机为同轴。采用直驱式永磁风能发电机，发电量比励磁发电机提高一倍；出风口位于电动汽车顶部后端，其作用是进入风道的风做功发电后排出车外，同时产生一定的反作用力。该系统的工作原理是打开进风口盖后，风即进入风道，快速流动，吹动风轮叶片旋转，带动永磁发电机转子旋转，切割磁力线发电，发出的电能经过风能发电装置内整流器整成直流电，经由充电控制器给储能装置充电。系统效率约为70％。

风能发电子系统可动态发电也可静态发电。其中动态发电是电动汽车在行驶途中需要充电时，可根据风速仪显示的数据，当切入风速达到3.5米/秒以上时，开启进风口盖，风能发电子系统即可发电，给超级电容器充电，时长约为18分钟，保证充足的电能使电动汽车行驶；静态发电是电动汽车停车时，如需充电，可观察风速仪和风向，在切入风速达到4.5米/秒以上时，将电动汽车车头对准风向，开启进风口盖，风能发电子系统即可发电充电。若蓄电池电量不足(余量约为20％)，由超级电容为蓄电池充电，为电动汽车提供动力。