名称：汽车自供能源装置
专利号：202520307809.2
专利权人：张勇
技术领域
本实用新型涉及汽车自供能源技术领域，具体涉及一种汽车自供能源装置。
背景技术
随着人们环保意识的不断增强，以及对传统燃油汽车尾气排放所带来的一系列问题的日益重视，电动汽车的研发与应用已然成为汽车行业至关重要的发展方向。如今，全球范围内都在积极推动电动汽车的发展，投入大量的资源进行技术研发和基础设施建设。电动汽车以其零排放、低噪音等优势，逐渐受到消费者的青睐。在政策的支持下，汽车制造商们纷纷加大对电动汽车的研发力度，推出了众多性能卓越、外观时尚的电动汽车产品。同时，充电设施的不断完善也为电动汽车的广泛应用提供了有力保障。
当前，绝大多数的电动汽车主要依赖于外部的能源供应渠道。在汽车行驶的过程中，往往存在着对环境中的能源利用率偏低的情况。这不仅导致行驶成本相对较高，而且还使得汽车的续航能力显得较为薄弱。具体来说，由于能源利用率不高，相同的能源投入下，电动汽车所能行驶的里程相对有限。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种汽车自供能源装置，旨在解决汽车存在的能源利用率低、行驶成本高和续航能力差的问题。
为解决上述问题，本实用新型的提供了一种汽车自供能源装置，包括箱体组件和发电组件，所述箱体组件设置在汽车顶部，所述发电组件与所述汽车的蓄电池电连接；
所述箱体组件内形成有发电腔室，所述发电组件设置在所述发电腔室内，所述箱体组件一端设有进风口，所述箱体组件另一端设有出风口，所述进风口与所述出风口通过所述发电腔室连通；
所述发电组件包括多个发电机组，所述多个发电机组串联设置；
每个所述发电机组均包括发电机、转轴和多个扇叶，所述发电机与所述箱体组件内壁固定连接，所述转轴与所述发电机的输出轴连接，多个所述扇叶与所述转轴固定连接。
优选的，所述箱体组件包括底板、侧板和顶板，所述底板与汽车的顶部固定连接，所述底板和所述顶板通过所述侧板连接，所述侧板包括前后侧板和左右侧板，所述左右侧板与汽车的两侧平行，所述转轴与所述左右侧板垂直设置。
优选的，所述发电机组包括相向设置的两个发电机，所述两个发电机的输出轴均与所述转轴连接且所述两个发电机的输出轴的轴线均与所述转轴的轴线共线设置。
优选的，所述发电机组还包括联轴器，所述发电机的输出轴与所述转轴通过所述联轴器连接。
优选的，所述汽车自供能源装置还包括整流组件和变压组件，所述发电机与所述整流组件电连接，所述整流组件与所述变压组件电连接。
优选的，所述变压组件设有多个输出端口，所述多个输出端口设有自恢复保险丝。
优选的，所述发电机的外壳与所述箱体组件通过接地导线连接。
优选的，所述汽车自供能源装置还包括防护组件，所述防护组件包括急停按钮、温湿度传感器和风速传感器，所述急停按钮设置在所述进风口或所述出风口外侧，所述温湿度传感器设置在所述进风口内侧，所述风速传感器设置在所述进风口内侧。
优选的，所述箱体组件还包括挡雨板，所述挡雨板与所述顶板连接，所述挡雨板位于所述进风口上方。
优选的，所述箱体组件还包括第一防尘网和第二防尘网，所述第一防尘网设置在所述进风口上并覆盖所述进风口，所述第二防尘网设置在所述出风口上并覆盖所述出风口
通过在汽车顶部设置自供能源装置，充分利用汽车在行驶过程中所产生的气流来带动发电组件进行发电。这样的设计实现了汽车的自供能源功能，极大地提高了能源的利用率。当汽车采用这种自供能源方式时，能够有效地降低行驶成本。同时，还增加了汽车的续航里程，为驾驶者提供了更长久的行驶保障。
附图说明
图1是根据本实用新型提供的一种汽车自供能源装置的整体结构示意图；
图2是一种汽车自供能源装置的拆分结构示意图；
图3是图2中局部A的放大示意图；
图4是图2中局部B的放大示意图。
附图标记：
1、箱体组件；1a、发电腔室；1b、进风口；1c、出风口；
11、底板；12、侧板；13、顶板；14、挡雨板；15、第一防尘网；16、第二防尘网；
2、发电组件；21、发电机组；211、发电机；212、转轴；213、扇叶；214、联轴器；
3、防护组件；31、急停按钮；32、温湿度传感器；33、风速传感器。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
在附图中示出了根据本实用新型实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
结合图1至图4，本实用新型提供了一种汽车自供能源装置，包括箱体组件1和发电组件2，箱体组件1设置在汽车顶部，发电组件2与汽车的蓄电池电连接；箱体组件1内形成有发电腔室1a，发电组件2设置在发电腔室1a内，箱体组件1一端设有进风口1b，箱体组件1另一端设有出风口1c，进风口1b与出风口1c通过发电腔室1a连通；发电组件2包括多个发电机组21，多个发电机组21串联设置；每个发电机组21均包括发电机211、转轴212和多个扇叶213，发电机211与箱体组件1内壁固定连接，转轴212与发电机211的输出轴连接，多个扇叶213与转轴212固定连接。具体的，箱体组件1设置在汽车顶部，为发电组件2提供安装空间，箱体组件1一端的进风口1b允许外界气流进入，气流在发电腔室1a内流动后从另一端的出风口1c排出，利用汽车行驶时产生的相对气流，同时引导气流通过发电腔室1a，保护发电组件2不受外界环境的直接影响；发电组件2采用多个发电机组21串联，将气流的动能转化为电能，提高发电的总功率，每个发电机组21在气流作用下协同工作，使输出的电能累加；进一步的，汽车行驶时，外界气流冲击扇叶213，使扇叶213转动，发电机组21通过转轴212传递扇叶213转动产生的机械能，发电机211将机械能转化为电能。
需要说明的是，此处发电组件2产生的电能可以直接给汽车提供动能，或者通过蓄电池储存发电组件2产生的电能。此处不限制扇叶213的数量和具体材质，能够通过气流吹动扇叶213转动即可。优选的，每个转轴212上设置三片扇叶213，扇叶213采用碳纤维复合材料，有利于减轻扇叶213质量，确保扇叶213自身强度，减少能量损耗；扇叶213与转轴212固定连接，三片扇叶213在转轴212上均匀布置，既扇叶213之间的夹角为120°。也不限制发电机组21的具体数量，可选的，采用30个发电机组21，沿气流方向平铺安装在箱体组件1内。
通过在汽车顶部设置汽车自供能源装置，充分利用汽车在行驶过程中所产生的气流来带动发电组件2进行发电。这样的设计实现了汽车的自供能源功能，极大地提高了能源的利用率。当汽车采用这种自供能源方式时，能够有效地降低行驶成本。同时，还增加了汽车的续航里程，为驾驶者提供了更长久的行驶保障。
在优选的情形中，箱体组件1包括底板11、侧板12和顶板13，底板11与汽车的顶部固定连接，底板11和顶板13通过侧板12连接，侧板12包括前后侧板和左右侧板，左右侧板与汽车的两侧平行，转轴212与左右侧板垂直设置。此处描述侧板12的方向是参考汽车行驶的方向，进风口1b形成在前侧板上，出风口1c形成在后侧板上。具体的，底板11作为整个箱体组件1的基础，通过螺栓、焊接等方式牢固地安装在汽车顶部；左右侧板与汽车两侧平行设置，既左右侧板设置方向与汽车行驶方向相同，有助于引导气流平稳地通过发电腔室1a，减少气流的紊流和阻力；顶板13与侧板12配合，保护发电组件2免受外界环境的影响，如雨水、灰尘等。将转轴212与左右侧板垂直设置，使得气流方向与转轴212垂直，在汽车行驶过程中，保证气流对扇叶213的吹动效果，提高扇叶213吸收气流能量的效率。通过这样的设置，箱体组件1结构设计，确保了装置安装的稳固性，同时优化了气流的流动路径，提高了气流利用效率，为发电组件2提供了良好的工作环境，进一步提升了发电效率。
在优选的情形中，发电机组21包括相向设置的两个发电机211，两个发电机211的输出轴均与转轴212连接且两个发电机211的输出轴的轴线均与转轴212的轴线共线设置。具体的，相向设置的两个发电机211的输出轴均朝向箱体组件1的内侧，同时两个发动机211的输出轴同轴共线设置。通过这样的设置，相较于单个发电机211，两个发电机211共同工作可以提高发电功率，为汽车提供更多的电能。当转轴212转动时，同时带动两个发电机211的转子旋转，两个发电机211同时产生电能，输出的电能相加，从而增加了总的发电功率。
需要说明的是，此处不限制转轴212与发电机211的具体连接方式，可以是直接与发电机211的输出端固定连接，在优选的情形中，发电机211的输出轴与转轴212通过联轴器214连接。通过设置联轴器214，确保发电机211输出端和转轴212之间能够可靠地传递扭矩，同时可以补偿转轴212和发电机211之间可能存在的安装误差和轴向、径向位移，提高了能量传递的效率，减少了因连接不稳定导致的能量损失和设备故障，延长了发电机211和转轴212的使用寿命。
在优选的情形中，汽车自供能源装置还包括整流组件和变压组件，发电机211与整流组件电连接，整流组件与变压组件电连接。具体的，整流组件将发电机211输出的不稳定直流电进行整流，使其变为更稳定的直流电，以满足汽车用电设备和蓄电池的充电要求。例如，通过二极管等整流元件，将发电机211输出的直流电进行滤波和调整，去除其中的波动成分，使输出的直流电更加平滑。可选的，还可以在整流组件与变压组件之间设置DC-AC逆变器，将直流电转换为交流电。变压组件根据汽车用电设备和蓄电池的电压需求，进行电压变换，使其输出合适的电压。通过整流组件和变压组件的设置，使得发电机211产生的电能能够更好地适配汽车的用电系统，提高了电能的质量和可用性，保证了汽车用电设备的正常运行和蓄电池的有效充电。优选的，变压组件设有多个输出端口，多个输出端口设有自恢复保险丝。当电路中出现过载或短路等异常情况时，自动切断电路，保护用电设备和电路安全；当故障排除后，能够自动恢复导通状态。在可选的情形中，自恢复保险丝通常由高分子聚合物和导电粒子组成，在正常工作时，其电阻很小；当电流过大时，产生的热量使高分子聚合物膨胀，导电粒子之间的间距增大，电阻迅速增大，从而限制电流；当故障排除后，温度降低，高分子聚合物收缩，电阻恢复到正常水平。通过这样的设置，多个输出端口方便了电能的分配和使用，提高了装置的适用性。自恢复保险丝的设置增强了电路的安全性和可靠性，减少了因电路故障导致的设备损坏和安全隐患，同时避免了频繁更换保险丝的麻烦。
在优选的情形中，发电机211的外壳与箱体组件1通过接地导线连接。当发电机211外壳出现漏电时，接地导线将电流引入大地，使外壳的电位与大地相同，避免人员接触时发生触电事故。
本实用新型一个实施例中，采用三相全桥整流模块(耐压600V，电流100A)，输出平滑直流电。整流后直流经DC-AC逆变器转换为220V交流。通过多绕组变压器分压，输出5V(10A)、12V(20A)、24V(30A)三个端口，每端口配置自恢复保险丝(5V/15A，12V/25A，24V/35A)，所有电机外壳与箱体组件1通过4mm2黄绿双色导线连接，接地电阻≤4Ω，确保汽车用电安全。
在优选的情形中，汽车自供能源装置还包括防护组件3，防护组件3包括急停按钮31、温湿度传感器32和风速传感器33，急停按钮31设置在进风口1b或出风口1c外侧，温湿度传感器32设置在进风口1b内侧，风速传感器33设置在进风口1b内侧。急停按钮31在装置出现紧急情况，如设备故障、异常发电等时，操作人员可以迅速按下急停按钮31，立即停止装置的运行，防止事故进一步扩大；温湿度传感器32实时监测进风口1b内侧的温度和湿度，以便及时发现环境条件的变化对装置运行的影响，采取相应的措施；风速传感器33监测进风口1b内侧的气流速度，了解气流的强度，为发电效率的评估和控制提供数据支持，同时当风速小于预设值，比如10m/s时，此时发电机组21的发电功率不能满足汽车行驶的需求功率，切换至蓄电池对汽车进行供电，确保汽车行驶过程的平稳性和连续性。通过这样的设置，提高了装置的安全性和可靠性，急停按钮31可以在紧急情况下迅速停止装置，避免事故发生。温湿度传感器32和风速传感器33能够实时监测环境参数，有助于及时发现潜在问题，采取相应的措施进行调整和维护，延长装置的使用寿命。将温湿度传感器32和风速传感器33设置在进风口1b内侧，确保检测结果的准确性。
在优选的情形中，箱体组件1还包括挡雨板14，挡雨板14与顶板13连接，挡雨板14位于进风口1b上方。优选的，挡雨板14进风口1b上方向下倾斜安装，采用高强度塑料挡雨板14，阻挡雨水直接进入进风口1b，防止雨水进入发电腔室1a损坏发电组件2。通过这样的设置，有效地保护了发电组件2免受雨水的侵害，提高了装置的防水性能，延长了装置的使用寿命，减少了因雨水导致的设备故障和损坏。
在优选的情形中，箱体组件1还包括第一防尘网15和第二防尘网16，第一防尘网15设置在进风口1b上并覆盖进风口1b，第二防尘网16设置在出风口1c上并覆盖出风口1c。优选的，第一防尘网15和第二防尘网16采用不锈钢材质，第一防尘网15和第二防尘网16分别可拆卸安装在箱体组件1的进风口1b和出风口1c的位置，便于定期清理和维护。通过设置第一防尘网15和第二防尘网16，过滤进入发电腔室1a的空气中的灰尘和杂质，保证了发电组件2的正常运行，减少了因灰尘积累导致的设备磨损和故障，延长了装置的维护周期和使用寿命。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
