纯电动汽车对外界的能量利用

纯电动汽车对外界的能量利用

纯电动汽车对外界的能量利用有风能、光能、动能、势能及刹车等能量的利用。

从2000年起，我对电动车产生研究兴趣，到今日。以我对电动车的了解，光能、动能、势能及刹车等能量的利用均有实物面世，而对风能的利用未见有任何车辆应用。

光能、动能、势能及刹车等能量的利用，容易受天气、时间与地点的限制，无法得到长时间有效的利用。而风能则不同；在地球表面，只要有空间，就有空气存在。汽车的行驶过程，就是车辆与空气相抗争的过程。所以风能不受天气、时间与地点的限制，只要车辆在行驶，风能就能够长时间的通过风力发电机转化成电能，来补充蓄电池的能量。从而延长蓄电池的供能时间，间接的延长了电动车的有效行驶里程。

利用风能来发电有两种方式：车外发电与车内发电。

车外发电，在车体外部设置风力发电机与风扇，它破坏了车体原有的空气动力造型，并带来车体的重心提高及其他无法预防的后果；好处就是无须设置进排气装置。

车内发电，是将风力发电机与风扇安置在车体内部；在不改变车体原有的空气动力造型下，通过安装进气口，使空气集中对发电机进行做功，再通过车体内部设置的排气通道排出车外；

现有电动汽车对能量的需求，仅局限于蓄电池供能与利用光能、动能、势能及刹车等能量。由于光能、动能、势能及刹车等能量因各种因素限制，造成能量的转化率不高，不足以明显的、有效的提高电动汽车的基本性能。

而想明显的、有效的提高电动汽车的基本性能，它的途径有好多条：

1、 提高蓄电池的蓄能容量，它属于未来的，是现在利用不上的。

2、 增加蓄电池的数量，占用车内空间，增加车重。

3、 提高电动机的性能，来提高能量的利用率。

4、 在保障车辆的基本安全性能与操纵性能下，对车体进行减重。也可提高能量的利用率。

5、 增加自充电部件。增加车重。但在技术上可辅助突破蓄电池的桎梏。 以上几点各有优缺点，我个人偏向于增加自充电部件。

现有的电动汽车倾向于在静止状态进行充电，而在行驶运动状态下没有可持续性有效的充电方式对蓄电池进行补充能量；那么只依靠蓄电池供能毕竟是有限的；增加蓄电池数量又受车体空间的限制。所以利用外界的能量进行转换成电能，来补充蓄电池的能量；从而延长蓄电池的供能时间，间接的延长了电动车的有效行驶里程，成为必要。

对外界的能量利用有风能、光能、动能、势能及刹车等能量的利用。光能、动能、势能及刹车等能量的利用，容易受天气、时间与地点的限制，无法得到长时间有效的利用。而风能则不同；在地球表面，只要有空间，就有空气存在。汽车的行驶过程，就是车辆与空气相抗争的过程。所以风能不受天气、时间与地点的限制，只要车辆在行驶，风能就能够长时间的通过风力发电机转化成电能。

想想我们小时候玩的一个玩具：风车。卡纸做的风叶用一根筷子支撑住，手臂一挥，风叶就自动旋转。用电动机产生的驱动力代替手臂的力量，风叶的自动旋转带动风力发电机；那么利用风的阻力转化成电能。就成为可能。

由于能量守衡定律的存在，1比1的补充蓄电池消耗的能量是不可能的。然而在电动机消耗10度电能的同时，发电机为蓄电池补充4—8度电能还是有可能的。 通过增加自充电部件，让一部安装有30度电能容量蓄电池的电动汽车跑出需50度电能容量才能达到的里程（数据作为说明使用，非实际数据）。为此付出的重量代价是可接受的。

再通过以上3、4点的配合改进，新技术、新材料的运用，将使整车质量不增反减成为可能。

在电动车行业的现状欠缺两大能力

1、 整合能力

2、 技术应用能力

整合能力。具体体现在机件的一件多用与专件专用的性能区别上。如何让电动车的性能在尽可能接近燃油动力车的性能时，对自身重量进行大幅度减重。我设计的车体内外构造，通过优化改造，达到一件多用的目的同时，使车辆在安全与操控性能方面，不亚于燃油动力车的性能；并对车辆的实时维修、维护及保养上，做出通盘性的考虑与解决。

在电动车行业中对各种能量的利用很多，如光能，动能等来转变成电能。但有一种能量在现实车辆中没有利用，它就是风能。从广义上来说，空气的流动产生风能，风速越大，其携带的风能就越大。所以风力发电成为现实。汽车在运动过程中，空气对车辆的阻力无时不在的，车速越快，空气阻力就越大。这是作用力与反作用力的关系。

那么我们换一个角度来思考，一部汽车以50公里时速在公路上行驶，如果将运动的车辆做为静止参考物，是否可以这样认为：空气以50公里的时速作用于车辆上。我们选择适当的风力发电机安装在车辆上，它能否产生电能呢？由于汽车只要在运动中，空气阻力就时刻存在。相对的车速越高，风速就越大。这个论点是否成立？

当然根据能量守恒定律，在电动车上，单位时间内，驱动电机消耗的能量永大于发电机产生的能量。简单的讲，电动车行驶100公里，需消耗15度的电能，而风力发电机在这100公里的路程内可产生8度的电能供驱动电机做功，而蓄电池只需补充7度的电能消耗，就可使电动车行驶100公里。也就是说，同样配置的两辆电动车，一部安装风能发电系统，另一部不安装。安装风能发电系统的电动车只要用7度电能就能跑出需15度电能（不安装风能发电系统的电动车）才能达到的距离。这样同等的蓄电池供能时间是否被延长？电动车的有效行驶里程是否被加长？

风力产生的电能，直接经稳压整流后作用与驱动电机上，为维持驱动电机的

功率输出，由蓄电池来补充风力电能的不足。无形中延长了电池的供电时间，也就延长了电动车的有效行驶里程。

技术应用能力。由于车辆的行驶，是与空气、路面等产生的各种阻力相抗争的过程。那么航空动力学中一些空气动力原理能否利用在电动车上？如空气的冲压、平衡溢散、气幕等原理能否通过自然或技术的干预利用在电动车上，达到降低空气阻力，增强车辆的操纵性能等有益作用？

配合其他的能量利用方法，运用我设计改造的车体内外构造，目前在理论上达到150公里时速（可调整控制），满电荷状态下可行驶300-500公里范围已经不成为问题。

自身重量在800公斤左右，300公里的行驶里程是最低要求。

我设计的数据化控制全电驱动汽车将安装至少3台风力发电机，还可选择安装汽油发电机来满足中长途驾驶的需求。

由于我设计的数据化控制全电驱动汽车涉及多项技术革新与应用，在这个文章篇幅中无法也不可能一一列举说明。

1、 能量的利用。

现有的电动车对能量的利用可归纳为：光能、动能、势能及刹车能量等，利用这些能量转化成电能，来补充车载电池的能量损耗，从而变相延长车载电池的供电时间。可是这些能量的持续时间和转化率的限制，所产生的电能有限，对车辆的有效行驶里程没有大的促进作用。

而我的的设想与设计是围绕在风能的利用上。由于在地球表面，只要有空间就有空气存在。所以车辆的行驶过程，就是与空气相抗争的过程。空气的阻力大于驱动力，车辆就减速；空气的阻力小于驱动力，车辆就加速。这是一个相互平衡的过程。所以车辆的时速越大，风速越高，风力就越大。就可以利用风力发电机将风能转化成电能，而不受时间的限制。只要车辆在驾驶前进，风力发电机就不断的将风能转化成电能，补充车载电池的能量损耗。在这个基础上，我的的设想与设计满足300公里的有效行驶里程是最低、最保守的预计。

2、 车辆内部的结构。

利用风能来发电有两种方式：车外发电与车内发电。

车外发电，在车体外部设置风力发电机与风扇，它破坏了车体原有的空气动力造型，并带来车体的重心提高及其他无法预防的后果；好处就是无须设置进排气装置。

车内发电，是将风力发电机与风扇安置在车体内部；在不改变车体原有的空

气动力造型下，通过安装进气口，使空气集中对发电机进行做功，再通过车体内部设置的排气通道排出车外；这样带来的好处有：1、由于车头安置进排气装置，它们将车头内部分隔成不同的几何形状，通过变形吸收撞击能量，来提高对驾乘人员的保护作用。2、通过进气口的设置，将正面的空气集中作用于发电机的风扇上，来提高发电机的效能。3、通过排气口的设置，对空气的排放进行干预，利用排放的空气作用于车体上，从而提高车辆的操纵性能并降低空气的阻力；同时利用空气的流动，为发电机与蓄电池进行降温；利用车头与车尾的空气压力差，还可安装发电机，形成多层发电的机制为蓄电池充电。

由于对风能的利用，就决定了车辆的结构必须进行改变。我的设想与设计是尽量在不改变现有车型的外表形状下，对车辆内部的结构进行优化整合，在满足对风能的利用同时，并做到一物多用的性能要求。这是前提条件。

由于是尽量不改变现有车型的外表形状，所以就要有进气口，空气对发电机做功后，必须要有排气口。而我设计的进气口与排气口不但没有降低车辆的现有安全、操控性能及乘座的空间，反而有所提高。同时降低空气对车辆的阻力。通过对排气口的设置，我将至少满足3部发电机的安置，尽可能来提高能量的转化率，降低车载蓄电池的能量损耗。

3、 动力结构的改变。

对于动力机构，我偏向采用新型轮毂电动机，其结构简单，易维护。控制好电压与电流，就可以实时控制动力的输出。理论上可达到150公里时速（可调整控制），满电荷状态下可行驶300-500公里范围。也可使用现有的电动机驱动方式。

我已解决了：

1、电动机的基础设计：高低转速的并存，散热，防水，防震等问题。（基础）

2、电动机与驱动轮、车体的桥接，与悬挂系统的配合。（根本）

3、车辆在长下坡道路的制动问题。（保障）

4、蓄电池在车体中的存放，蓄电池的散热、防震及防漏电。（保障）

5、车体底盘的改造，在不降低既有的性能，来适应对风能利用的需求。（保障）

6、为保障销售，而加入高科技（自动驾驶）的元素。因软件编程的工作量原因，需要团体力量来实现。此技术可分成自动驾驶与强制规避两大系统（卖点）

汽车行业的最终目标是：无人操控自动驾驶技术

无人驾驶技术的构想是美好的，而实现这个构想的路子有好多条。如何在不危害自己与他人的情况下来实现这个构想，并为人类提供方便。这才是真正的实用性技术。

我们会觉得实现自动驾驶非常困难，非常复杂。但是在追溯驾驶的本源，明了驾驶的本质时，就会觉得实现自动驾驶非常简单，简单到用十四个字就可以概括整个驾驶的过程：

“预判；加速超越，匀速跟随，减速避让。”

从车辆的起步、加速行进到停车入库整个过程，这十四个字如影随形，实现安全驾驶。

预判。作为驾驶的本源。预先对自身及周遍运动物体的行进方向、速度的判断，从而在不危及他人的安全情况下，设计出自身可安全行进的路线。

加速超越，匀速跟随，减速避让。作为驾驶的本质。是自身车辆行驶过程中，对实时的外界情况进行适当的处理反应。来保障自身安全行进。

也就是说在驾驶过程中，驾驶员必须对自身及周遍运动物体的行进方向、速度要有预见性的判断，同时根据自身的需求，结合实际路面情况，做出相应的反应。在车辆行进过程，所有的反应均可归纳为“加速超越，匀速跟随，减速避让”这十二字。

这道理其实并不复杂，只是众人都没有往那方面去想。世上的事情原本也就是这样，解释清楚了往往谁都能想明白，但是没人点拨之前，绝大部分人又都是懵懂的。

研制自动驾驶技术的主要难点之一在于对交通信号的辨别，对此我有切实可行的处理方法。

为研制自动驾驶技术，我专门进修了软件编程，并获得软件工程师证件。软件编程对自动驾驶技术的支持已获得证实。由于汽车是只有人类才能驾驶的，那么模仿人类的驾驶过程，用摄像头替代人类的眼睛，电脑替代人脑，数控车床替代人的手脚，软件编程就等于人脑的思维控制，通过数据的积累来完善数据库。那么自动驾驶技术的实现指日可待。当然摄像头、电脑、数控车床需要进行必要改造，择取并强化可用的功能，来满足对驾驶的需求。从而成为特制的附属部件。在车辆上设计并安装自动规避系统软件，可减少交通事故的发生。同时对交通事故安全的认定与责任的划分有提供实时交通记录来作为证据，从而减轻有关部门的工作量。

数据化控制全电驱动汽车项目是综合现有社会的科技水平（汽车制造、电动机制作、数据采集、数据控制的硬件制作、软件程序的编辑等相关技术）所能达到的，通过整合并加入新的技术要求（特定的需求）来实现自动驾驶。它将分阶

段完成不同的目标，项目进入实施后可望在5-10年内实现自动驾驶这个目标。

或许你们觉得我所说的不现实，太简单。

科学技术是不断前进的，昨日的禁区，今天有可能变得非常普通。所以任何事情都有它解决的方式方法，只不过是我们是否找到解决的方式方法而已。所以说“不怕你做不到，就怕你想不到”。找到了解决的方式方法，一切就很简单，只需按步就搬就可以解决问题了。

大道至简，溯本求源；追溯本质，化简为繁。

任何一项发明创造与技术革新，都离不开以上十六个字。

由于我个人精力有限，无法通晓汽车制造、电动机制作、数据采集、数据控制的硬件制作、软件程序的编辑等相关技术，所以只能通过相关企业或部门来组织人员和技师来共同解决。

在此我只能说：项目中利用的技术原理与结构组成都是现实已有的，在现有的各类产品中均有利用。如何通过必要的改造与创新将这些技术原理与结构组成融合在一部电动车上，这就是整合能力。

由于篇幅的限制，我无法对项目的重点关键处进行详细述说。

达到150公里时速（可调整控制），满电荷状态下可行驶300-500公里范围，这不是随便说说的，是相对保守又完全可实现的技术指标。

由于项目从头做起，它的投资极大，地皮、厂房、配套设施、机械设备等将占用大量资金，同时牵涉到重复建设的问题。所以希望通过与现有的企业达成合作意向，实现多赢局面。