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风能电动汽车

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1楼大中小发表于 2008-5-11 13:09 只看该作者

风能电动汽车

风能自控电动汽车－ “未来汽车”的佼佼者
我从网上看到：电动汽车被誉为“未来汽车”并列为国家重点开发项目已有5，6年之久，而且还生产出示范车。之所以没有成气候，主要原因是成本高（日本开发的一辆燃料电动车是普通汽车100倍），一次充电后续航时间短的缺点。我从美国专利库上查到2005年5月发表的，题为：“轻装风能装置用于电动汽车”并由一个中国人申报的专利，粗读后，发现：专利提供的技术可以解决电动汽车的弊病。首先，看一下该专利提供的风能电动汽车示意图（见下图）：

（图注：2：汽车，10：是本发明的轻装风能装置；12：表示风的流场；14：是轻装风能装置的上盖板；16：飞轮/风车/风轮/，这里有4个；18：表示风车原始或打开状态20：是汽车车体的上盖板；）
由图可见：车只要一开动，风就驱动风车，通过14将风能集中起来，传给传动机构，带动直流发电机的转子，就可将风的旋转能转变成直流电能。这个直流电就可对车载蓄电池进行充电。充电完成后，经过DC/AC变换器，将直流变成交流电，驱动感应电机，带动汽车主轴，使汽车向前行驶。
为什么把它称之为自控电动车。下面先看一幅图。图中的34就是汽车速度33和温度35的自适应控制系统。一旦速度或车速以及温度超出设计或设定值，或者说汽车最佳值，车载自动控制系统发出命令，关闭风门，切断供电，防止电机过热，使状态回到设计值。这一切动作的控制系统原理图见第3个图（即图8）。图中的


s100，s102，s104等等，都是分别执行预先设置的程序代码。比如：s102执行传动机构的最后一级的温度是否达到或超过设计温度？如果没有，执行s104程序（检查发电机转子转速)，同时，还执行s106程序（检查蓄电池温度）。下面我就不再解释了，因为搞工程的，尤其搞电控的，一目了然。
有人会问，即使解决了蓄电池的充电问题，成本没有从根本上解决。作者从事航天工程。有一种由于飞船姿态控制的飞轮蓄能系统，比蓄电池的蓄能效率提高50倍。可以了解了解，能不能把成本减下来。还有一个问题，为什么风能电动车有专利发明而车不上市。我认为最大的弊病是速度问题。我们一起看一下这份专利提供的风能汽车功效示例图（见图11）（实际的功效图影响因素很多，但趋势是一致的）。由图可以看到：车速达到每秒20公里，就终止。为什么会这样，我们可从风能汽车功效计算公式进行解释：
   P=(p)（2/3 * d ）2  ( u 3 )
式中：P 是风产生的动力或功率；p是空气密度（这里设定海平面，15℃，具体数字为1.22 kg/M3 ）， d 是风叶轮直径；u是风速。如果叶轮直径0.5 m, 风速 30 MPH或13.3 m/s。那么，风功率P是322.63kw。但是，这是理论值，实际功率要乘一个系数Cp。这个系数一般取0.5926。于是，风功率是191.19kw。但，还要考虑机械传递损失，也就是机械作功变成热损失的能量。一般，做保守估计，损失一半。所以，最终可变成汽车前进的传动功率只有95.6kw（专利发明人认为：即使只有95.6 kw，对供给汽车动力和蓄电池充电也够用了，因为随开，随充，省时，省力，省钱）。
我们从专利发明人提供的这些材料分析，车速高不了。越野性能，提速或爬坡性能可能也受到限制。这是不是风能电动车受阻的原因，希望业内人士证实并做进一步分析。
不管怎么说，这份专利给我们提供了一条摆脱石油依赖，构建绿色节能城市交通用车的路子。我初步设想或建议是组织一个由中国科学院电工研究所，航天部有关院所派人参加的攻关小组，拿出实施方案。由电工所拿出总体方案，航天部空间研究院拿出飞轮蓄能系统方案；运载火箭研究院下属北京万电有限公司可提供轻装风能装置，温度和速度传感器及二次仪表。由于车辆的机械传动机构较多，汽车使用寿命是个问题。为此，要引入航天产品可靠性（试验）设计，可靠性增长，可靠性管理等技术，确保汽车安全行驶无故障时间ⅹⅹⅹⅹⅹ小时以上。有人担心：会不会增加成本。这不用担心，只要概念车试验成功，一切都好办，对提高或增加科技含量的钱，只要不超过总投资，要舍得花钱。在策划项目总投资过程中，要把成本减到最低。比如：试验车可以选择“农民科学家”杨高设计的，并申请国家专利的国产风能车。从网上获知：这项发明除了起动，低速时，使用蓄电池电能外，其它汽车动力全部由风能提供。所以，把它改装成轻装自控风能汽车样机是最省钱的；也可以用纯电动汽车改装（新车只有8，9万）。速度，温度传感器及其控制系统可从市场采购组装或中科院电工所自行设计，这对电工所是小菜一蝶。这样可以最低成本，最短时间拿出样机，投入试运行。
以上意见仅供参考，行家会提出更好的方案。