不用电池的混合能源电动汽车制造技术

一款新能源汽车，从电动汽车的定义讲，它是完全由电动机驱动，可定义为纯电动汽车。但无须装载动力电池，解决续航问题。电力由车载发电机提供，发电机的动力由汽柴油发动机和风力发电风轮巧妙地结合提供，详细介绍了如何把风阻再吸收利用并如何将风能最大化利用，不单单能应用于家用电动轿车上，更适宜于大型客车、卡车，乃至于高铁及地铁上，车速越快车辆油耗越小，达到节能减排、缓解全球能源危机及减少雾霾的目的。

【技术实现步骤摘要】
1、专利技术的名称：不用电池的混合能源电动汽车。2、所属
：汽车制造；新能源汽车；风力发电；电机制造。3、
技术介绍
：电动汽车的瓶颈在于动力电池，电池贵、重、大、充电时间长、寿命短、电力损耗率高等因素使得电动汽车无法与传统汽车相抗衡。需要特别强调的是，电动汽车不应只限于小客车，更应包含大客车、大小货车等各种形式的车辆。现在连轻型的电动汽车都难以普及，实在无法期待电动汽车能担负起未来运输的重任。业界只能等待石油逐渐耗竭，汽油价格飙升，迫使消费者购买电动汽车。就目前的情况来说，新能源汽车的研究主要集中在混合动力汽车、纯电动汽车(BEV，包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等各类别产品。而相对于其他新能源汽车，只有纯电动汽车能够做到零污染、零排放，低噪声。它本身不排放污染大气的有害气体，即使按所耗电量换算为发电厂的排放，除硫和微粒外，其它污染物也显著减少，由于电厂大多建于远离人口密集的城市，对人类伤害较少，而且电厂是固定不动的，集中的排放，清除各种有害排放物较容易，也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力、风力、光、热等，解除人们对石油资源日见枯竭的担心，无疑是最为理想的新能源汽车。但是纯电动汽车也存在些缺陷，对于纯电动汽车而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程，与混合动力相比，电动车更需要基础设施的配套，而这不是一家企业能解决的，需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设，才会有大规模推广的机会。其另外一个制约的瓶颈是，目前蓄电池单位重量储存的能量太少，续航里程受到很大限制，还因电动车的电池较贵，尽管单次充电价格与汽柴油相比很小，但折算原装电池价格及几年后更换电池价格也不一定比燃油经济，再说数年后废旧电池的回收处理，其二次污染也是个不小的问题。能否设计一款不用车载电池提供能源的靠电动机驱动的新能源电动汽车呢？对于车辆来说，风阻是车辆行驶时来自空气的阻力。主要表现在三种形式，
第一是气流撞击车辆正面所产生的阻力，就像拿一块木板顶风而行，所受到的阻力几乎都是气流撞击所产生的阻力。第二是摩擦阻力，空气与划过车身一样会产生摩擦力，然而以一般车辆能行驶的最快速度来说，摩擦阻力小到几乎可以忽略。第三则是外型阻力。一般来说，车辆高速行驶时，外型阻力是最主要的空气阻力来源。外型所造成的阻力来自车后方的真空区，真空区越大，阻力就越大。一般来说，三厢式的房车之外型阻力会比掀背式休旅车小。车辆在行驶时，所要克服的阻力有机件损耗阻力、轮胎产生的滚动阻力(一般也称做路阻)及空气阻力。随著车辆行驶速度的增加，空气阻力也逐渐成为最主要的行车阻力，在时速200km/h以上时，空气阻力几乎占所有行车阻力的85％。垂直平面体风阻系数大约1.0，球体风阻系数大约0.5，一般轿车风阻系数0.28-0.4。谈到风阻系数，不得不涉及到另外一个概念叫做压差阻力，它的产生是由于运动着的物体前后所形成的压强差所形成的。压强差所产生的阻力、就是“压差阻力”。压差阻力同物体的迎风面积、形状和在气流中的位置都有很大的关系。用刀把一个物体从当中剖开，正对着迎风吹来的气流的那块面积就叫做“迎风面积”。如果这块面积是从物体最粗的地方剖开的，这就是最大迎风面积。从经验和实验都不难证明：形状相同的物体的最大迎风面积愈加大，压差阻力也就愈加大。物体形状对压差阻力也有很大的作用。把一块圆形的平板，垂直地放在气流中。它的前后会形成很大的压差阻力。平板后面会产生大量的涡流，而造成气流分离现象。如果在圆形平板的前面加上一个圆锥体，它的迎风面积并没有改变，但形状却变了。平板前面的高压区，这时被圆锥体填满了。气流可以平滑地流过，压强不会急剧升高，显然这时平板后面仍有气流分离，低压区仍然存在，但是前后的压强差却大为减少，因而压差阻力必然会降低到原来平板压差阻力的大约五分之一。假设在圆形平板的前面加上一个可旋转的叶轮呢？压差阻力减小的同时，叶轮从风能中获得了旋转动能。如果在平板后面再加上一个细长的圆锥体，把充满旋涡的低压区也填满，使得物体后面只出现很少的旋涡，那么实验证明压差阻力将会进一步降低到原来平板的大约二十到二十五分之一。象这样前端圆纯、后面尖细，象水滴或雨点似的物体，叫做“流线形物体”，简称“流线体”。在迎风面积相同的条件下，它的压差阻力最小。这时阻力的大部分是摩擦阻力。除了物体的迎风面积和形状外，物体在气流中的位置也影响到压差阻力的大小。风能是一种无污染的可再生能源，它取之不尽、用之不竭，分布广泛。随着人类对生态环境的要求和能源的需求，风能的开发日益受到重视，风力发电将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。关于风力发电机，按风轮轴向一般分为水平轴式和垂直轴式风力发电机两类，早期水平轴式风力发电机占据了主流位置，随着电子计算机技术的发展，H型垂直轴风轮功率的计算得以解决，垂直轴式风力发电机正以势不可挡的态势在迅猛发展。尽管启动转矩稍大，但由于叶片在旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，匹配无铁心盘式稀土永磁发电机，其优势凸显。现今的螺旋桨式风力机的尖速比(Tip Speed Ratio)大约在4、5左右，这意味着风力机叶片尖端的线速度是风速的4、5倍，大型的螺旋桨式风力机的叶片回转直径有40米以上，而风能有利用价值的风速通常都在10米/秒以上，单张叶片重达数百公斤甚至一吨以上，物理直觉也能想象，叶片将会受到巨大的离心力的作用，更何况螺旋桨式风力机的叶片的受力模型是一种叫悬臂梁的结构，这是一种内力状况比较差的受力模型，因此对于叶片的材质有非常苛刻的要求。事实上一些先进国家进口的风力机叶片都是碳纤维增强树脂在非常严格的条件下制造出来的，自然价格就极昂贵了，非但如此，叶片还是一种易损品，这一切都要打到发出电的单价成本中去。这个特点一方面限制了螺旋桨式风力机的普及应用，另一方面也表明了再要扩大螺旋桨式风力机的单机装机容量是非常困难的。由于发出的交流电有频率限制，因此要采用恒速运行。我们知道旋转式风力机都有一个最隹的尖速比，离开了这个尖速比，风能利用系数就会大打折扣，因此，不能调桨距的螺旋桨式风力机的效率将不可避免地很低，因为它不得不眼睁睁地看着风能从身边溜走而无法加以利用。对于可调桨距的螺旋桨式风力机，风力机的效率自然是要高一些了，但也有限，因为调桨距需要消耗功率，特别是反应越灵敏，功率消耗越大；反应迟钝则又重蹈不可调桨距之覆辙。垂直轴式风力机的叶片(长轴方向)与回转轴都是垂直设置的，这意味着转子在将风能转变成机械能以后，在将机械能转变为电能的过程可以在地面上进行，这就为使将动能转变为电能的过程中间插入一个软调节环节创造可能，所谓的“软调节环节”这里是指缓冲、储能、转变能量形式的操作。由于“软调节环节”的存在，我们就不必再顾忌因为电力的工频输出而努力使风力机的转子保持恒转速的运行了，也就是说我们可以力图使转子保持恒尖速比运行，恒尖速比运行与恒转速运行是不可同日而语的。人们搞风力发电为的就是最大
限度地变风能为电能，如果我们能够做到最大限度地变风能为电能，有什么理由不去做呢？世界风能总量约为世界总能耗的三倍，风力发电技术日臻成熟，风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一款不用电池的混合新能源汽车，完全由电动机驱动，电动机的电力由汽柴油发动机和风力发电风轮巧妙地结合提供，该发电系统不仅仅可应用于小型家用汽车上，而且可应用于客车、卡车、高铁、地铁等任何高速运行的载体上。

【技术特征摘要】
1.一款不用电池的混合新能源汽车，完全由电动机驱动，电动机的电力由汽柴油发动机和风力发电风轮巧妙地结合提供，该发电系统不仅仅可应用于小型家用汽车上，而且可应用于客车、卡车、高铁、地铁等任何高速运行的载体上。2.汽或柴油发动机带动发电机通过飞轮与发电机衔接，转速控制在不大于风轮转速。3.发电机可用按车辆电动机要求设计额定功率、转速、电压的低速永磁直驱发电机，同样可用其他类型的发电机通过增速齿轮来代替。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文祥，
申请(专利权)人：张文祥，
类型：发明
国别省市：江苏;32