新能源电动汽车风能转换回收集中利用发电系统

技术领域

本发明属于新能源电动汽车领域，具体涉及一种新能源电动汽车风能转换回收集中利用发电系统。

背景技术

目前，随着电动汽车的发展，其续航能力有了很大的提高，但相比燃油汽车而言，电动汽车扔受到续航里程和补充电量等方面的困扰。虽然现在有电动车汽车再生制动能量收回系统，能为行驶中的电动汽车提供一定的续航能力，但是这套系统是有局限性的，它只能在车辆减速和制动时为电动汽车补充一定的电量，但其在车辆加速，正常行驶时，高速行驶时，电动汽车的耗电量最大，需要补充电量时，不能为电动汽车提供电量和补充电量，更何况相比于加速，正常行驶，高速行驶时的操作比较多，而减速和制动的操作比较少，从而这套系统工作效率较低，增加电动汽车的续航能力较低。

众所周知，汽车在行驶过程中会产生强大的风力，车速越高，产生的风力就越大，电动汽车也不例外。虽然在行驶中产生的风力很大，但风力很分散，无法有效的利用起来，现如今没有一种有效的系统装置能把电动汽车在行驶过程中产生的强大、分散的风能收集利用起来，而白白的浪费掉了，没有一种有效的系统装置能把分散的风能收集起来，集中利用，使其转化成电能，为行驶中的电动汽车补充电量，从而增加了电动汽车的续航能力。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新能源电动汽车风能转换回收集中利用发电系统，将电动汽车行驶中产生的分散风力通过设置的各能量转换组将风能转化成机械能，在将机械能转化成液压能，最后各个能量转化组转化的液压能统一汇聚到液压油汇流器中，由液压油汇流器统一输出带动发电装置发电，实现将分散风力回收集中利用，实现为行驶中的电动汽车补充电量，从而增加了电动汽车的续航能力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

在电动汽车车体上，相比车体的其它部位，能在车辆行驶中能产生最大风力的前脸中网，车顶及电动汽车的前左、前右大灯组附近等，合适的位置内，设置隐藏式带有入风口和出风口的内部空间。

每个隐藏式内部空间均设置：独立的能量转换组（S）,且能量转换组（S）内的滚筒式风力风扇（1）的大小是与该隐藏式内部空间相匹配的。能量转换组（S）内的联轴器（2）、转换组液压泵（3）、液压油过滤器（4）、液压单向阀（5）、液压油油管（6）、液压电磁阀（7）是与该能量转换组（S）内的滚筒式风力风扇（1）是相匹配的 ；这样的能量转换组（S）的个数是与设置的隐藏式带有入风口和出风口的内部空间个数相匹配的，为了便于说明，暂定4组。

由这4组能量转换组（S）将电动汽车在行驶时产生在电动汽车前脸、车顶及前左、前右大灯组处的风力，以能量转换的方式，由风能转换成转动的机械能，再由转动的机械能转化成液压能，最后将这4组能量转换组（S）由风能转换成的液压油的液压能通过各组的液压油油管（6）统一输送到液压油汇流器（13）中。通过以上这样的方式完成对电动汽车在行驶过程中产生在电动汽车前脸、车顶以及前左、前右大灯组附近风能的转换及收集。然后将收集的由风能转换成的液压能都收集汇聚到液压油汇流器（13）中，使其内部形成大流量的液压油的液压能。以满足小流量发电机组（15）和大流量发电机组（16）内液压马达工作时需要大流量供油的要求。然后将收集汇聚的液压能通过液压油汇流器（13）上设置的液压油输出口接头通过匹配的油管与起开关切换作用的三位三通电磁阀（14）上的进油端p连接，当电动汽车低速行驶时，液压油汇流器（13）中的液压油压力和流量低时，由三位三通电磁阀（14）将压力和流量低的液压油通过其出油口m经小流量液压马达输油管（15-6）向小流量发电机组（15）内的液压马达（15—1）供油。当电动汽车高速行驶时，液压油汇流器（13）中的液压油压力和流量高时，由三位三通电磁阀（14）将压力和流量高的液压油通过其出油口n经大流量液压马达输油管（16-6）向大流量发电机组（16）内的液压马达（16—1）供油，当电动汽车停车不行驶时，三位三通电磁阀（14）进油端p关闭，停止向小流量发电机组（15）和大流量发电机组（16）内的液压马达供油。三位三通电磁阀（14）的关闭与切换油路是由系统ECU电子控制器（20）根据各运行元件内设置的相关传感器传回的数据而控制的。最后小流量发电机组（15）与大流量发电机组（16）内的小流量液压马达（15—1）与大流量液压马达（16—1），通过与其各自匹配的齿轮增速箱（15—3）与（16—3）将小流量液压马达（15—1）和大流量液压马达（16—1）低的转速增速到与其匹配的小流量发电组发电机（15—5）与大流量发电组发电机（16—5）高的、稳定的转速。小流量发电组发电机（15—5）与大流量发电组发电机（16—5）将各自发出的电经输电线（17）与电源增压整流及相关装置（18）连接，经电源增压整流及相关装置（18）处理后，进入电动汽车能量管理系统（19）中，由电动汽车能量管理系统（19）对输入的电量进行管理使用，为行驶中的电动汽车动力电机提供部分电量，以减轻对电动汽车动力电池的依赖，降低动力电池的能耗，或者直接为电动汽车动力电池补充电量，从而增加了电动汽车的续航能力。

所述的能量转换组（S）是由滚筒式风力风扇（1）、联轴器（2）、转换组液压泵（3）、液压油过滤器（4）、液压单向阀（5）、液压油油管（6）、液压电磁阀（7）、液压电磁阀信号线（8）、风力传感器信号线（9）、流量传感信号线（10）和液压电磁阀回流管（11）组成；

所述的小流量发电组（15）由小流量液压马达（15-1）、发电组联轴器（15-2）、齿轮增速箱（15-3）、发电组联轴器（15-4）、小流量发电组发电机（15-5）、小流量液压马达输油管（15-6）、小流量液压马达回油管（15-7）组成；

所述的大流量发电组（16）由大流量液压马达（16-1）、发电组联轴器（16-2）、齿轮增速箱（16-3）、发电组联轴器（16-4）、大流量发电组发电机（16-5）、大流量液压马达输油管（16-6）、大流量液压马达回油管（16-7）组成；

所述的系统的运行是由系统ECU电子控制器（20）控制运行，系统ECU电子控制器（20）的组成；是由ECU电子控制器（20）通过信号线连接液压油汇流器（13）中的压流一体传感器（21）和液压油汇流器（13）外的电磁排泄阀（22）；连接设置在能量转换组（S）内的滚桶式风扇（1）、转换组液压泵（3）、液压电磁阀（7）上的传感器；连接三位三通电磁阀（14）的两端；连接小流量发电组发电机（15-5）与大流量发电组发电机（16-5）处设置的电流电压一体传感器所组成。

所述的液压油汇流器（13）外的电磁排泄阀（22），它通过油管一端连接液压油汇流器（13），一端连接液压油油箱（12）。它起的作用是；当系统显示系统发生故障时由系统ECU电子控制器（20）控制其打开阀门将液压油汇流器（13）内的液压油排泄到液压油油箱（12）内 ，当系统显示系统一切正常时，它一直处于关闭状态。

所述的液压油汇流器（13）的组成；是由与系统相匹配的压力容器，及其罐体上设置的与能量转换组（S）的个数相匹配的油管接头和与三位三通电磁阀（14）进油端p相匹配的油管接头以及与电磁排泄阀（22）连接的接头组成。

所述的能量转换组（S）内的滚桶式风力风扇（1）是由；传动驱动轴、风扇叶片加固件以及带弧形的若干风扇叶片组成。由重量轻、强度高的铝合金制成。其重量轻、强度高、结构简单，在本系统中其直径和长度可随其所在电动汽车隐藏式内部空间的大小而变化，在相同空间下相比其他形式的风力风扇，其获得的风力受力面积最大，在微风和大风的条件下均能安全、稳定快速的旋转。

所述的三位三通电磁阀（14）在本系统中的作用是；关闭和切换油路。

所述的能量转换组（S）内的液压电磁阀（7）其作用是起开关油路作用；在本系统中的作用是平衡系统液压油压力。当液压油汇流器（13）中的液压油压力超过设定的最高安全压力值时，系统ECU电子控制器（20）会根据各传感器传回的数据打开能量转换组（S）内液压电磁阀（7），使打开的能量转换组（S）内的液压电磁阀（7）与液压油油箱（12）形成回路，停止向液压油汇流器（13）输送液压油，从而平衡了液压油汇流器（13）内的液压油压力，保护了所在动力组内的液压泵，保护了系统的安全运行。

所述的能量转换组（S）的个数等于或大于四组。

所述的电动汽车风能转换回收集中利用发电系统中；所述的电动汽车为纯电动汽车和油电混合汽车。

本发明的有益效果是：

本系统可以将电动汽车行驶中产生的分散风力集聚合，风能转化机械能，机械能转化液压能，再将转换成的液压能汇集输出，再由液压能带动发电组发电，实现风力集中利用，实现为行驶中的电动汽车补充电量，从而增电动汽车的续航能力。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

图2为本发明的系统结构示意图。

图3为本发明能量转换组（S）的结构示意图。

图4为本发明的小流量发电机组结构示意图。

图5为本发明的大流量发电机组结构示意图。

其中，S为能量转换组，1为滚筒式风力风扇；2为联轴器；3为转换组液压泵；4为液压油过滤器；5为液压单向阀；6为液压油油管；7为液压电磁阀；8为电磁阀信号线；9为风力传感器信号线；10为流量传感器信号线；11为回流管；12为液压油油箱；13为液压油汇流器；14为三位三通电磁阀；15为小流量发电组；15-1为小流量液压马达；15-2为发电组联轴器；15-3为齿轮增速箱；15-4为发电组联轴器；15-5为小流量发电组发电机；15-6为小流量液压马达输油管；15-7为小流量液压马达回油管；16为大流量发电组；16-1为大流量液压马达；16-2为发电组联轴器；16-3为齿轮增速箱；16-4为发电组联轴器；16-5为大流量发电组发电机；16-6为大流量液压马达输油管；16-7为大流量液压马达回油管；17为输电线；18为电源增压整流及相关装置；19为电动汽车能量管理系统；20为ECU电子控制器；21为压流一体传感器；22为电磁排泄阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步叙述。

如图1、图2所示，首先在电动汽车的车体上相比车体的其它部位，能在车辆行驶中能产生最大风力的前脸中网、车顶及前左、前右大灯组附近等，合适的位置内，设置隐藏式带有入风口和出风口的内部空间。每个内部空间设置独立的能量转换组（S）（图3），每组能量转换组（S）内的滚筒式风力风扇（1）的大小都与其所处的隐藏式内部空间是相匹配的，各能量转换组（S）内的联轴器（2）、转换组液压泵（3）、液压油过滤器（4）、液压单向阀（5）、液压油油管（6）、液压电磁阀（7）是与该能量转换组（S）内的滚筒式风力风扇（1）是相匹配的。这样的能量转换组（S）的个数是与设置的隐藏式带有入风口和出风口的内部空间个数相匹配的，为了便于说明，暂定4组。

如图3所示，所述的能量转换组（S）是由滚筒式风力风扇（1）、联轴器（2）、转换组液压泵（3）、液压油过滤器（4）、液压单向阀（5）、液压油油管（6）、液压电磁阀（7）、液压电磁阀信号线（8）、风力传感器信号线（9）、流量传感信号线（10）和液压电磁阀回流管（11）组成；其连接顺序为；滚筒式风力风扇（1）通过联轴器（2）连接转换组液压泵（3）；转换组液压泵（3）的吸油口通过液压油油管（6）连接液压油箱（12），之间设有液压油过滤器（4）；转换组液压泵（3）的出油口通过液压油油管（6）连接液压油汇流器（13），之间设有液压单向阀（5），转换组液压泵（3）与液压单向阀（5）之间管路连接液压电磁阀（7），液压电磁阀（7）的入油端连接油管（6），出油端通过回流管（11）连接液压油油箱（12）；转换组液压泵（3）出口端设有流量传感器，通过流量传感器信号线（10）连接ECU电子控制器（20）；电磁阀（7）通过电磁阀信号线（8）连接ECU电子控制器（20）；滚筒式风力风扇（1）上安装的风力传感器通过风力传感器信号线（9）连接ECU电子控制器（20）；

如图2所示，各能量转换组（S）内的液压单向阀（5）的出油端通过各自的液压油油管（6）分别连接液压油汇流器（13）上设置的液压油输入接头，液压油汇流器（13）上的液压油输出端则通过匹配的液压油油管与三位三通电磁阀（14）上的液压油入口p连接；

如图4所示，所述的小流量发电组（15）由小流量液压马达（15-1）、发电组联轴器（15-2）、齿轮增速箱（15-3）、发电组联轴器（15-4）、小流量发电组发电机（15-5）、小流量液压马达输油管（15-6）、小流量液压马达回油管（15-7）组成；其连接顺序为；所述的三位三通电磁阀（14）m出油口通过小流量液压马达输油管（15-6）连接小流量液压马达（15-1）的入油口，小流量液压马达（15-1）的出油口通过小流量液压马达回油管（15-7）与液压油油箱（12）连接；小流量液压马达（15-1）、发电组联轴器（15-2）、齿轮增速箱（15-3）、发电组联轴器（15-4）依次转动连接，发电组联轴器（15-4）末端连接小流量发电组发电机（15-5）；小流量发电组发电机（15-5）通过输电线（17）连接电源增压整流及相关装置（18）；

如图5所示，所述的大流量发电组（16）由大流量液压马达（16-1）、发电组联轴器（16-2）、齿轮增速箱（16-3）、发电组联轴器（16-4）、大流量发电组发电机（16-5）、大流量液压马达输油管（16-6）、大流量液压马达回油管（16-7）组成；其连接顺序为；所述的三位三通电磁阀（14）n出油口通过大流量液压马达输油管（16-6）连接大流量液压马达（16-1）的入油口；大流量液压马达（16-1）的出油口通过大流量液压马达回油管（16-7）与液压油油箱（12）连接；大流量液压马达（16-1）、发电组联轴器（16-2）、齿轮增速箱（16-3）、发电组联轴器（16-4）依次传动连接，发电组联轴器（16-4）末端连接大流量发电组发电机（16-5）；大流量发电组发电机（16-5）通过输电线（17）连接电源增压整流及相关装置（18）；

如图2所示，电源增压整流及相关装置（18） 通过匹配的电源线与电动汽车能量管理系统（19）连接。

如图2所示，所述的系统的运行是由系统ECU电子控制器（20）控制运行，系统ECU电子控制器（20）的组成；是由ECU电子控制器（20）通过信号线连接液压油汇流器（13）中的压流一体传感器（21）和液压油汇流器（13）外的电磁排泄阀（22）；连接设置在能量转换组（S）内的滚桶式风扇（1）、转换组液压泵（3）、电磁阀（7）上的传感器；连接三位三通电磁阀（14）的两端；连接小流量发电组发电机（15-5）与大流量发电组发电机（16-5）处设置的电流电压一体传感器所组成。

如图2所示，所述的液压油汇流器（13）外的电磁排泄阀（22），它通过油管一端连接液压油汇流器（13），一端连接液压油油箱（12）。它起的作用是；当系统显示系统发生故障时由系统ECU电子控制器（20）控制其打开阀门将液压油汇流器（13）内的液压油排泄到液压油油箱（12）内 ，当系统显示系统一切正常时，它一直处于关闭状态。

如图2所示，所述的液压油汇流器（13）的组成；是由与系统相匹配的压力容器，及其罐体上设置的与能量转换组（S）的个数相匹配的油管接头和与三位三通电磁阀（14）进油端p相匹配的油管接头以及与电磁排泄阀（22）连接的接头组成。

如图2、图3所示，所述的能量转换组（S）内的滚桶式风力风扇（1）是由；传动驱动轴、风扇叶片加固件以及带弧形的若干风扇叶片组成。由重量轻、强度高的铝合金制成。其重量轻、强度高、结构简单，在本系统中其直径和长度可随其所在电动汽车隐藏式内部空间的大小而变化，在相同空间下相比其他形式的风力风扇，其获得的风力受力面积最大，在微风和大风的条件下均能安全、稳定快速的旋转。

所述的三位三通电磁阀（14）在本系统中的作用是；关闭和切换油路。

所述的能量转换组（S）内的液压电磁阀（7）其作用是起开关油路作用；在本系统中的作用是平衡系统液压油压力。当液压油汇流器（13）中的液压油压力超过设定的最高安全压力值时，系统ECU电子控制器（20）会根据各传感器传回的数据打开能量转换组（S）内液压电磁阀（7），使打开的能量转换组（S）内的液压电磁阀（7）与液压油油箱（12）形成回路，停止向液压油汇流器（13）输送液压油，从而平衡了液压油汇流器（13）内的液压油压力，保护了所在动力组内的液压泵，保护了系统的安全运行。

所述的能量转换组（S）的个数等于或大于四组。

所述的电动汽车风能转换回收集中利用发电系统中；所述的电动汽车为纯电动汽车和油电混合汽车。

本发明的工作过程：

电动汽车在行驶过程中，风力使4组能量转换组（S）内的滚筒式风力风扇（1）转动，滚筒式风力风扇（1）通过联轴器（2）带动转换组液压泵（3）运转，转换组液压泵（3）通过液压油油管（6）从液压油箱（12）吸油，通过液压油过滤器（4）过滤；转换组液压泵（3）将吸到的液压油经其出油口通过液压油油管（6）经过液压单向阀（5）汇集在液压油汇流器（13）内；4组能量转换组（S）内的液压油不断汇流进入压油汇流器（13）内，使液压油汇流器（13）内的液压油压力、流量增大；当液压油汇流器（13）内的压力、流量符合小流量发电机组（15）内的小流量液压马达（15-1）工作时，液压油汇流器（13）内的传感器（21）向ECU电子控制器（20）发送信号，ECU电子控制器（20）向三位三通电磁阀（14）发送信号，控制三位三通电磁阀（14）m出油口开启，小流量液压油向小流量发电机组（15）内的小流量液压马达（15-1）供油，小流量液压马达（15-1）通过发电组联轴器（15-2）带动齿轮增速箱（15-3）增速，齿轮增速箱（15-3）通过发电组联轴器（15-4）带动小流量发电组发电机（15-5）发电，发的电由输电线（17）输入电源增压整流及相关装置（18），经过电源增压整流及相关装置（18）增压、整流及相关处理后输入电动汽车能量管理系统（19）；当液压油汇流器（13）内的压力、流量符合大流量发电机组（16）内的大流量液压马达（16-1）工作时，液压油汇流器（13）内的传感器（21）向ECU电子控制器（20）发送信号，ECU电子控制器（20）向三位三通电磁阀（14）发送信号，控制三位三通电磁阀（14）n出油口开启，大流量液压油向大流量发电机组（16）内的大流量液压马达（16-1）供油，大流量液压马达（16-1）通过发电组联轴器（16-2）带动齿轮增速箱（16-3）增速，齿轮增速箱（16-3）通过发电组联轴器（16-4）带动大流量发电组发电机（16-5）发电，发的电由输电线（17）输入电源增压整流及相关装置（18），经电源增压整流及相关装置（18）增压、整流及相关处理后输入电动汽车能量管理系统（19）；

当车辆停止时，风力传感器及流量传感器向ECU电子控制器（20）发送信号，ECU电子控制器（20）向三位三通电磁阀（14）发送信号，控制三位三通电磁阀（14）入油口p关闭；

当液压油汇流器（13）内的压力超出设定的最高安全压力值时，ECU电子控制器（20）控制能量转换组（S）内的液压电磁阀（7）开启，形成回流，使能量转换组（S）停止向液压油汇流器（13）输送液压油；当液压油汇流器（13）内的压力在设定的最高安全范围内，ECU电子控制器（20）控制能量转换组（S）内的液压电磁阀（7）关闭，能量转换组（S）继续向液压油汇流器（13）输送液压油。

当ECU电子控制器（20）收到系统内各传感器信号，显示系统出现故障时，ECU电子控制器（20）控制电子排泄阀（22）打开，形成回流，排出液压油汇流器（13）内的液压油，同时ECU电子控制器（20）控制能量转换组（S）内的液压电磁阀（7）开启，形成回流，停止向液压油汇流器（13）输送液压油。