郭以恒

摘 要：融合型發(fā)電汽車是將太陽能發(fā)電、風能發(fā)電、汽車車輪輔助發(fā)電以及外部充電設備提供的電能傳輸存儲到汽車的匯聚蓄電池內，利用匯聚蓄電池提供的電能驅動的汽車，是一種融合多種發(fā)電裝置于汽車一身的創(chuàng)新設計理念。融合型發(fā)電汽車既可以發(fā)電，又以電力為驅動，如果僅僅具有行駛功能，汽車的驅動就無法擺脫對充電的完全依賴性，加上能發(fā)電的功能，就可以擺脫強依賴性，而是把充電作為一種補充。多渠道的能源獲取為汽車動力提供了良好的保障，解決了單一模式下因某種能源不足無法工作的弊端，同時還為綠色環(huán)保事業(yè)做出了一定的貢獻。

關鍵詞：融合型;發(fā)電汽車;太陽能發(fā)電;風能發(fā)電;汽車車輪輔助發(fā)電;匯聚蓄電池

一方面全世界石油資源多年后將面臨枯竭;另一方面燃油汽車排出二氧化碳和硫的氧化物，導致溫室效應和酸雨，惡化地球環(huán)境。近年來隨著我國對外國的石油依賴度逐年提升，經(jīng)濟發(fā)展受到了一定的影響。面對當今傳統(tǒng)能源短缺危機和環(huán)境保護的客觀要求，電動汽車表現(xiàn)出很好的發(fā)展前景，是未來汽車的發(fā)展方向，我國電動汽車的研發(fā)已經(jīng)取得了明顯的進展，近幾年來低速電動車發(fā)展迅猛，但需要在關鍵部件等方面取得突破?，F(xiàn)將融合型發(fā)電汽車這種新的設計方法提供出來，解決電動汽車在研究應用中的一些問題。

融合型發(fā)電汽車主要由發(fā)電系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成，其最大的特點是發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電系統(tǒng)由風力發(fā)電子系統(tǒng)、太陽能發(fā)電子系統(tǒng)、汽車車輪輔助發(fā)電子系統(tǒng)構成，驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)與普通的電動汽車基本相似。

1 風力發(fā)電子系統(tǒng)

風力發(fā)電子系統(tǒng)主要由風扇和發(fā)電機構成，風扇分別位于汽車頂篷和車頭兩個位置，車頂風扇為長圓柱形且有多組，風扇組固定在汽車頂篷（平行排列多組風扇如下圖所示），風扇組位于風扇箱內，風扇箱四周封閉前后門可以同時打開，汽車啟動之后，打開風扇箱的前后門，風從風扇由前向后吹過，風扇帶動發(fā)電機發(fā)電，車頭的風扇如圖1所示，將利用風力發(fā)出的電傳輸?shù)絽R聚蓄電池。

2 太陽能發(fā)電子系統(tǒng)

太陽能發(fā)電子系統(tǒng)由車頂太陽能發(fā)電層和車前太陽能發(fā)電層兩部分組成，分別位于風力發(fā)電子系統(tǒng)的車頂風扇上方和汽車的前蓋上。我們一般使用的傳統(tǒng)轎車的功率一般是幾十千瓦左右，而太陽輻射功率接近1KW/m2，目前的光電轉換效率基本上能達到30%，也就是說如果想要完全用太陽能驅動普通轎車，就需要有幾十平方米的接收面積，顯然難以實現(xiàn)，但是太陽能發(fā)電仍然可以作為汽車動力的其中一個來源，將太陽能發(fā)出的電傳輸?shù)絽R聚蓄電池和其它方式發(fā)的電合并起來共同使用，也是一個很好的辦法。隨著科學的發(fā)展，光電轉換效率正逐年提高，各國正在抓緊研制中，未來可能會有一定的突破，見圖2。

3 汽車車輪輔助發(fā)電子系統(tǒng)

在每個輪胎的后上方安裝小輪子，汽車車輪轉動摩擦小輪子，以小輪子帶動發(fā)電機發(fā)電;在汽車車輪驅動軸上安裝齒輪，齒輪轉動帶動發(fā)電機發(fā)電，這兩部分構成了汽車車輪輔助發(fā)電子系統(tǒng)，汽車車輪輔助發(fā)電子系統(tǒng)也將發(fā)出的電傳輸?shù)絽R聚蓄電池，見圖3。

4 外部充電設備

外部充電設備主要用于對汽車匯聚蓄電池進行充電，外部充電設備集中在供電站，汽車將耗盡電能的匯聚蓄電池送到供電站，供電站利用機器人自動更換蓄電池。供電站建有大型太陽能發(fā)電設備，可以提供大批量的匯聚蓄電池供電。供電站還配備有運送匯聚蓄電池的應急車，需要在供電部以外更換匯聚蓄電池的車呼叫應急車，應急車可以送匯聚蓄電池到指定地點進行更換。

將已經(jīng)投入使用的充電樁改造為可以對汽車匯聚蓄電池充電的充電設備，避免廢棄已經(jīng)修建好的充電樁造成的經(jīng)濟損失。

5 匯聚蓄電池

目前，電動汽車推廣應用很大的一個問題就是汽車車身與電池設計為一體不能分離。把電池設計成能從車身上拆卸下來，而且電池為多組，電池之間切換工作，使汽車智能切換到電能充足的電池上，就可以解決汽車充電等待時間較長、不便于跑長途的問題。使用匯聚蓄電池，汽車可以利用太陽能、風能發(fā)的電工作，而且汽車無需等待充電，只要到供電站通過設備自動更換電池即可，也可以呼叫送電池的車輛過來用自動裝置更換。

匯聚蓄電池組是關鍵，將它逐漸發(fā)展成為功能比較完善的部件，既可以存儲各種能源：光能、風能、汽車車輪輔助發(fā)電裝置發(fā)的電，也可以接到充電樁上充電，汽車可以智能地在測量電池充滿之后，自動切換給另一塊充電。匯聚蓄電池位于車內電池箱內，其中內置多塊（根據(jù)需要可增減） 可拆卸匯聚蓄電池。

6 結語

綜上所述，融合型發(fā)電汽車實現(xiàn)了多元性新能源在汽車設計制造中的應用，有助于解決能源不足問題，它的研究和發(fā)展很有意義，值得引起思考和重視。為達到更好的應用效果，涉及到的線路問題，功率問題，美觀問題和操作問題等還需要在研制過程中不斷進行改良。

參考文獻：

[1]史玉茜.綠色環(huán)保汽車—太陽能汽車《節(jié)能技術》2009年第1期.

[2]翟宇毅，陸文潔.李宇.車載型風力發(fā)電機能源補充裝置《機械設計與制造》.2012年第10期.

[3]陳家瑞.《汽車構造》[M].北京：人民交通出版社，2006.