一種汽車集風(fēng)發(fā)電裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域的一種節(jié)能發(fā)電裝置，具體涉及一種汽車集風(fēng)發(fā)電裝置 及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車節(jié)能減排對(duì)于環(huán)境保護(hù)具有重要意義，現(xiàn)有的用于汽車節(jié)能的發(fā)電技術(shù)有太 陽(yáng)能電池、汽車尾氣熱電發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等。
[0003] 風(fēng)力發(fā)電是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能，風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受 到世界各國(guó)的重視，其蘊(yùn)量巨大，全球的風(fēng)能約為2. 74X109麗，其中可利用的風(fēng)能為 2X 107MW，比地球上可開(kāi)發(fā)利用的水能總量還要大10倍。
[0004] 如果能在汽車中安裝汽車集風(fēng)裝置，利用自然界的風(fēng)能發(fā)電，具有以下優(yōu)勢(shì)：汽車 在靜止時(shí)，即可對(duì)自然界的風(fēng)能加以利用；汽車在正常行駛時(shí)，汽車與空氣相互對(duì)流，汽車 只要保持正常行駛狀態(tài)，就會(huì)產(chǎn)生更大的風(fēng)能能夠利用；這種風(fēng)能源不需要運(yùn)輸和儲(chǔ)存，也 不需要像自然風(fēng)能發(fā)電廠那樣建設(shè)與風(fēng)能發(fā)電配套一系列設(shè)施；對(duì)于汽車用戶而言，這種 風(fēng)能源具有"零成本"使用的特點(diǎn)，能為用戶節(jié)約資金，同時(shí)，無(wú)論汽車靜止行駛與否，自然 界的中的風(fēng)能是取之不盡用之不竭的，通過(guò)源源不斷的將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)的電能，并且使 這種轉(zhuǎn)化功率平穩(wěn)輸出也是現(xiàn)在可研究的方向之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種汽車集風(fēng)發(fā)電裝置，目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中，汽車不能對(duì) 風(fēng)能加以利用的問(wèn)題，本發(fā)明還設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種汽車集風(fēng)發(fā)電控制方法，目的是解決對(duì)風(fēng) 能的風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率不能維持穩(wěn)定的問(wèn)題。本發(fā)明具有新穎高效、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可改變集氣量、 風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率穩(wěn)定高效等特點(diǎn)。
[0006] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
[0007] -種汽車集風(fēng)發(fā)電裝置，包括：
[0008] 集風(fēng)系統(tǒng)，其包括集風(fēng)簾布及集風(fēng)筒，所述集風(fēng)簾布與所述集風(fēng)筒可拆卸的連接， 所述集風(fēng)筒內(nèi)安裝具有調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)面積的調(diào)節(jié)風(fēng)道擋板；
[0009] 活動(dòng)套圈，其與所述集風(fēng)簾布一端連接，所述活動(dòng)套圈上有連桿，其通過(guò)連線與制 動(dòng)踏板連接，所述連桿能夠帶動(dòng)所述活動(dòng)套圈軸向運(yùn)動(dòng)；
[0010] 風(fēng)扇，其安裝在所述集風(fēng)筒后端，所述風(fēng)扇與所述汽車發(fā)電機(jī)連為一體；
[0011] 控制器，其能夠控制所述調(diào)節(jié)風(fēng)道擋板，根據(jù)接收風(fēng)速、車速以及通過(guò)風(fēng)能轉(zhuǎn)化效 率進(jìn)行調(diào)節(jié)所述集風(fēng)筒的實(shí)際進(jìn)風(fēng)面積。
[0012] 優(yōu)選的是，還包括：集風(fēng)筒固定支架，其可拆卸的安裝在所述汽車的散熱器兩側(cè)。
[0013] 優(yōu)選的是，所述集風(fēng)系統(tǒng)還包括：集風(fēng)簾布支架，其與所述集風(fēng)簾布固定連接。
[0014] 優(yōu)選的是，所述集風(fēng)系統(tǒng)還包括：定位墊圈，所述集風(fēng)筒中部設(shè)置墊肩，墊肩后側(cè) 開(kāi)有凹槽，其用于套上所述定位墊圈，使所述集風(fēng)筒固定在所述集風(fēng)筒固定支架上。
[0015] 優(yōu)選的是，所述活動(dòng)套圈沿圓周均勻分布多個(gè)通孔，所述集風(fēng)筒固定支架沿圓周 均勻固定連接多個(gè)彈簧滑桿，所述彈簧滑桿分別一一對(duì)應(yīng)通過(guò)所述通孔；以及
[0016] 還包括拉伸彈簧，其安裝在所述活動(dòng)套圈及所述集風(fēng)筒固定支架之間，套在所述 彈簧滑桿上。
[0017] -種汽車集風(fēng)發(fā)電控制方法，包括如下步驟：
[0018] 步驟一：控制器接收傳感器檢測(cè)的車速Vt及風(fēng)速Vw，當(dāng)Vt> 40時(shí)，控制器開(kāi)始調(diào) 節(jié)風(fēng)道擋板對(duì)集風(fēng)筒的實(shí)際進(jìn)風(fēng)面積；
[0019] 步驟二:計(jì)算較纖風(fēng)面積：
其中，f(vt) = -a 0001Vt2+0.0204Vt+0. 7324,以茜足條件
[0020] 其中，P為空氣密度，Rw為風(fēng)扇葉片的長(zhǎng)度，Vvct為風(fēng)扇葉片的切入風(fēng)速，α為實(shí) 際風(fēng)向與集風(fēng)筒長(zhǎng)度方向的夾角，η Μ為風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率，VtS車速，A為校正因子，s為集風(fēng) 筒內(nèi)較優(yōu)進(jìn)風(fēng)面積，Ρ。為發(fā)電功率，n D η2為維持穩(wěn)定風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率區(qū)間的端點(diǎn)值，π為 圓周率，B為常數(shù)。
[0021] 優(yōu)選的是，當(dāng)控制器接收到
時(shí)，控制器控制風(fēng)道擋板關(guān)閉集風(fēng)筒的進(jìn)風(fēng) 口，其中，Vvct= VwX Icosa I，VWS風(fēng)速，Vvct為風(fēng)扇葉片的切入風(fēng)速，α為實(shí)際風(fēng)向與集風(fēng) 筒長(zhǎng)度方向的夾角，V/為設(shè)定調(diào)節(jié)風(fēng)道擋板關(guān)閉時(shí)的風(fēng)速數(shù)值。
[0022] 優(yōu)選的是，所述步驟二中，Vt范圍為40 < V t< 120。
[0023] 優(yōu)選的是，所述步驟二中，當(dāng)汽車進(jìn)行減速制動(dòng)時(shí)，f (Vt) = -0. 0001V/+0. 0163 ￥,+0.4684，1^滿足條件
為維持穩(wěn)定風(fēng)能轉(zhuǎn)化 效率區(qū)間的端點(diǎn)值。
[0024] 本發(fā)明所述的有益效果：
[0025] 1、集風(fēng)發(fā)電裝置占用空間比較小，且具體尺寸可以根據(jù)汽車集氣格柵大小調(diào)整， 如轎車等小車型可用較小的集風(fēng)發(fā)電裝置，而客車或貨車等大車型可用較大的集風(fēng)發(fā)電裝 置，從而提升發(fā)電效率；
[0026] 2、本發(fā)明的汽車集風(fēng)發(fā)電裝置具有新穎高效、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可改變集氣量的特點(diǎn)。它 安裝在汽車散熱器兩側(cè)，汽車正常行駛時(shí)，氣流流速較快，經(jīng)過(guò)集風(fēng)筒，吹動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而 帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作發(fā)電；汽車減速制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)踏板通過(guò)連線拉動(dòng)活動(dòng)套圈軸向運(yùn)動(dòng)，拉開(kāi) 集風(fēng)簾布的同時(shí)，集風(fēng)簾布支架爪張開(kāi)呈喇叭狀，此時(shí)雖然氣流流速變慢，但集風(fēng)筒呈漸縮 管形狀，使氣流加速吹動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作發(fā)電，并保證了所述裝置的發(fā)電效 率；
[0027] 3、本發(fā)明的汽車集風(fēng)發(fā)電控制方法，通過(guò)調(diào)節(jié)集風(fēng)筒內(nèi)的調(diào)節(jié)風(fēng)道擋板使集風(fēng)筒 的實(shí)際進(jìn)風(fēng)面積可控制，根據(jù)行駛車速及風(fēng)扇的切入風(fēng)速的不同能夠使本汽車集風(fēng)發(fā)電裝 置在一定范圍內(nèi)使風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率穩(wěn)定，并且在汽車制動(dòng)減速時(shí)也能夠維持風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率的 穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)化最大化的同時(shí)保持了穩(wěn)定性；同時(shí)，在風(fēng)扇的切入風(fēng)速過(guò)大時(shí)， 能夠通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)道擋板使集風(fēng)筒內(nèi)的進(jìn)風(fēng)口強(qiáng)制關(guān)閉，從而對(duì)風(fēng)扇及本發(fā)明的汽車集風(fēng)發(fā) 電裝置進(jìn)行保護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置在汽車正常行駛時(shí)工作的主視圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置在汽車正常行駛時(shí)工作的左視圖；
[0030] 圖3是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置在汽車減速制動(dòng)時(shí)工作的主視圖；
[0031] 圖4是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置在汽車減速制動(dòng)時(shí)工作的左視圖；
[0032] 圖5是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置中集風(fēng)簾布支架和集風(fēng)筒螺旋連接，并在集風(fēng) 筒套上定位墊圈后，整體結(jié)構(gòu)的局部剖視圖；
[0033] 圖6是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置中風(fēng)扇和發(fā)電機(jī)連接后的主視圖；
[0034] 圖7是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置中風(fēng)扇和發(fā)電機(jī)連接后的右視圖；
[0035] 圖8是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置中集風(fēng)簾布支架的主視圖；
[0036] 圖9是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置中集風(fēng)簾布支架的右視圖；
[0037] 圖10是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置中集風(fēng)筒的主視圖；
[0038] 圖11是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置中集風(fēng)筒的右視圖；
[0039] 圖12是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置中活動(dòng)套圈的主視圖；
[0040] 圖13是本發(fā)明所述的集風(fēng)發(fā)電裝置中集風(fēng)筒固定支架的主視圖；
[0041] 圖14是本發(fā)明所述的集風(fēng)筒內(nèi)實(shí)際進(jìn)風(fēng)面積不可自動(dòng)調(diào)節(jié)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率與車 速的關(guān)系曲線圖；
[0042] 圖15是本發(fā)明所述的集風(fēng)筒內(nèi)實(shí)際進(jìn)風(fēng)面積可自動(dòng)調(diào)節(jié)的風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率與車速 的關(guān)系曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書文 字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0044] 如圖1、圖2、圖3、圖4、圖6、圖7及圖13所示，本發(fā)明提供了一種汽車集風(fēng)發(fā)電裝 置，其整體為圓柱狀結(jié)構(gòu)，包括集風(fēng)系統(tǒng)、活動(dòng)套圈110及風(fēng)扇190 ;其中，集風(fēng)系統(tǒng)包括集 風(fēng)簾布120及集風(fēng)筒180,集風(fēng)簾布120與集風(fēng)筒180可拆卸的連接；活動(dòng)套圈110與集風(fēng) 簾布120 -端連接，活動(dòng)套圈110上有連桿，用以帶動(dòng)活動(dòng)套圈110的軸向運(yùn)動(dòng)，活動(dòng)套圈 110通過(guò)連線與制動(dòng)踏板連接，駕駛員在踩下制動(dòng)踏板時(shí)能帶動(dòng)活動(dòng)套圈110運(yùn)動(dòng)，并且運(yùn) 動(dòng)隨制動(dòng)踏板行程的增大而增大；風(fēng)扇190安裝布置在集風(fēng)筒180后端，即出風(fēng)口正后方， 同樣固定在車架上，風(fēng)扇190與汽車發(fā)電機(jī)200通過(guò)花鍵連為一體，當(dāng)氣流吹動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 帶動(dòng)發(fā)電機(jī)200轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而發(fā)電；其中，本發(fā)明所提供的集風(fēng)發(fā)電裝置可拆卸的固定安裝在 汽車的散熱器兩側(cè)的車架上，其目的是既不妨礙汽車發(fā)動(dòng)機(jī)散熱，又使汽車行駛時(shí)氣流正 常流進(jìn)所述裝置，風(fēng)扇190及發(fā)電機(jī)200同樣固定在散熱器旁的車架上。
[0045] 在另一種實(shí)施例中，汽車集風(fēng)發(fā)電裝置中還包括：集風(fēng)筒固定支架160,集風(fēng)發(fā)電 裝置通過(guò)集風(fēng)筒固定支架160四周均勻分布的4個(gè)耳板可拆卸的固定安裝在汽車的散熱器 兩側(cè)。
[0046] 在另一種實(shí)施例中，如圖5、圖8、圖9、圖10及圖11所示，集風(fēng)系統(tǒng)中還包括：集風(fēng) 簾布支架130,其與集風(fēng)簾布120通過(guò)類似雨傘的方式固定連接，集風(fēng)簾布120另一端與活 動(dòng)套圈110連接，集風(fēng)簾布支架130底部為內(nèi)螺紋基座，與集風(fēng)筒180之間通過(guò)螺紋連接， 活動(dòng)套圈110先套進(jìn)集風(fēng)簾布支架130,再將集風(fēng)簾布支架130旋在集風(fēng)筒180上。
[0047] 在另一種實(shí)施例中，如圖5、圖8、圖9、圖10及圖11所示，集風(fēng)系統(tǒng)中還包括：定 位墊圈170,其中，集風(fēng)筒180前段有外螺紋，中部設(shè)置墊肩用以卡在集風(fēng)筒固定支架160 上，墊肩后側(cè)開(kāi)有凹槽，其用于套上定位墊圈170,使集風(fēng)筒180完全固定在集風(fēng)筒固定支 架160上，而集風(fēng)筒固定支架160通過(guò)耳板與汽車車身固連。
[0048] 在另一種實(shí)施例中，活動(dòng)套圈110沿圓周四周均勻分布多個(gè)通孔，集風(fēng)筒固定支 架160沿圓周四周均勻焊接多個(gè)彈簧滑桿140,彈簧滑桿140分別一一對(duì)應(yīng)通過(guò)通孔；還包 括拉伸彈簧150,其安裝在活動(dòng)套圈110及集風(fēng)筒固定支架160之間，套在彈簧滑桿140上； 其中，滑桿長(zhǎng)度不能與集風(fēng)簾布120張開(kāi)時(shí)有干涉，用以定位拉伸彈簧150及活動(dòng)套圈110 與集風(fēng)筒固定支架160之間的位置，以使活動(dòng)套圈110與集風(fēng)筒固定支架160之間只有軸 向滑動(dòng)，滑動(dòng)行程從集風(fēng)簾布支架130底部到彈簧滑桿140近邊緣，利用拉伸彈簧150的彈