侯禹昕 辛永 范磊

摘? 要：目前國家對汽車環(huán)保要求越來越高，國六的提前實(shí)行也體現(xiàn)了國家對于環(huán)保的決心。隨著電動汽車的批量化生產(chǎn)，越來越多的車企投入到新能源的行列中。文章的設(shè)計(jì)旨在回收尾氣的風(fēng)能，轉(zhuǎn)化為電能，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。

關(guān)鍵詞：新能源：電壓調(diào)節(jié);風(fēng)力發(fā)電

中圖分類號：X734.2? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）26-0039-02

Abstract： At present， the country has higher requirements for automobile environmental protection， and the early implementation of the "CHINA VI Emission Standard" also reflects the country's determination to protect the environment. With the mass production of electric vehicles， more and more automobile enterprises turn to the new energy industries. The design of this paper aims to recycle the wind power energy and convert it into electric energy.

Keywords： new energy; voltage adjustment; wind power generation

1 產(chǎn)品意義

目前，全球能源陷入緊張狀態(tài)，為了減少石油等不可再生能源的使用，在汽車制造和應(yīng)用領(lǐng)域逐漸引入新能源。本文主要設(shè)計(jì)一種汽車尾氣能源利用裝置，不僅能提高資源的利用率，而且能夠提高續(xù)航里程。

2 汽車尾氣能源利用裝置整體設(shè)計(jì)方案

2.1 功能分析與實(shí)現(xiàn)

2.1.1 功能分析

本文設(shè)計(jì)的汽車尾氣能源利用裝置是在現(xiàn)有雙擎汽車的基礎(chǔ)上，增加風(fēng)能的應(yīng)用，提高現(xiàn)有新能源汽車的能源利用率。

2.1.2 功能實(shí)現(xiàn)

傳統(tǒng)汽車的電力來源主要靠發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)，汽車發(fā)電機(jī)裝在發(fā)動機(jī)一側(cè)。本文設(shè)計(jì)的裝置是利用汽車尾氣排放的風(fēng)能發(fā)電，通過轉(zhuǎn)接裝置把發(fā)電機(jī)構(gòu)固定在排氣管末端，發(fā)電機(jī)構(gòu)是通過尾氣吹動扇葉，扇葉旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，磁生電得到電能。電能通過穩(wěn)壓模塊穩(wěn)定在5V，以適應(yīng)車內(nèi)大多數(shù)用電裝置。如需為汽車電瓶供電就需要通過升壓模塊，將5V升高到12V即可。功能實(shí)現(xiàn)見圖1。

2.2 裝置的基本原理

本文設(shè)計(jì)裝置的原理，是利用風(fēng)力帶動葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度（微風(fēng)的程度），便可以開始發(fā)電。尾氣排放的速度遠(yuǎn)大于該速度，因此，本設(shè)計(jì)原理符合要求。

實(shí)際測試可通過穩(wěn)壓裝置轉(zhuǎn)化得到穩(wěn)定電流5.2V，0.02A，可實(shí)現(xiàn)為車內(nèi)USB口或者點(diǎn)煙器供電。穩(wěn)壓模塊電路見圖2。

如果為轎車電瓶供電則需要加裝升壓模塊，轎車電瓶輸入電壓為12V，為了保證正常充電，輸入電壓應(yīng)比額定高20%，所以升壓模塊設(shè)定升壓至13.2V。升壓電路見圖3。

2.3 裝置模型建立

通過對排氣管和發(fā)電機(jī)的測繪選定裝置尺寸進(jìn)行三維建模和模型制作，如圖4所示。

圖4中，從左至右依次為外殼、發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、扇葉、轉(zhuǎn)接頭、喉箍、橡膠墊片。喉箍、六角螺釘使用標(biāo)準(zhǔn)件。

3 裝置的優(yōu)點(diǎn)與設(shè)計(jì)難點(diǎn)

3.1 裝置的優(yōu)點(diǎn)

本文設(shè)計(jì)的裝置，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，電壓能夠保持恒定，保證裝置正常運(yùn)行，同時(shí)不對車體原來結(jié)構(gòu)產(chǎn)生任何影響，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)成本合理，使用安全、便捷，噪音小，發(fā)電機(jī)構(gòu)可以批量生產(chǎn)。

3.2 設(shè)計(jì)難點(diǎn)

機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮發(fā)電機(jī)的散熱;同時(shí)加裝電壓調(diào)節(jié)器，保證運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電壓恒定;機(jī)械設(shè)計(jì)考慮無損安裝，電路設(shè)計(jì)考慮布線及現(xiàn)有線路干涉等。

4 結(jié)束語

目前新能源汽車技術(shù)發(fā)展日新月異，本文設(shè)計(jì)的汽車尾氣能源利用裝置，在現(xiàn)有空間里做小規(guī)模調(diào)整，而且并不影響汽車的操控性能，有望成為新能源汽車的一大亮點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖蕭.汽車尾氣變身新能源[J].技術(shù)與市場，2008，10.

[2]蔣小強(qiáng)，謝愛霞，丁錦宏，等.汽車尾氣的余熱發(fā)電及有效利用[J].電源技術(shù)，2016，6.

[3]黃偉軍，華猛，吳晨輝.基于改進(jìn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽車尾氣檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].傳感器與微系統(tǒng)，2018，10.

[4]李新禹，郝旭濤，陳林，等.車載余熱發(fā)電系統(tǒng)向心透平的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[J].流體機(jī)械，2008，10.

[5]田聰，劉丹，張克文，等.利用汽車尾氣余熱溫差的熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)[J].長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，06.

[6]曹相贏.關(guān)于優(yōu)化汽車尾氣溫差發(fā)電系統(tǒng)效率的探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019，04.

[7]高雪峰，劉志璋，何楨.利用汽車尾氣的熱管式瀝青加熱爐的可行性研究[J].中國農(nóng)機(jī)化，2005，06.