專利名稱：太陽能pv自力城市車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車制造業(yè)的可再生能源利用領(lǐng)域，特別涉及一種可改變內(nèi)燃機的能源消耗和空氣污染現(xiàn)狀的太陽能PV自力城市車。
背景技術(shù)：
當前，由于能源現(xiàn)狀，以及日益嚴重的環(huán)境污染，聯(lián)合國有關(guān)機構(gòu)與各國政府近幾年來逐步加大環(huán)境治理力度，同時在政策上和人力、物力、財力上也加大了可再生能源利用上的投入。內(nèi)燃機引擎在其100多年的發(fā)展歷程中，已經(jīng)達到性能提升的極限。駕駛員現(xiàn)在期望的引擎性能和效率采用任何其它替代技術(shù)都很難實現(xiàn)。但內(nèi)燃機引擎迫于環(huán)保壓力注定將被取代，更何況有限的傳統(tǒng)燃料資源將進一步推動這一進程。據(jù)報載每年世界各地的車展，都會出現(xiàn)以太陽能為動力的車或其它新型能源動力車。電動車雖然不斷面試，但是不同程度的存在下述問題充電時間長、一次充電續(xù)行里程較短，該類車存在續(xù)行問題和充電時間問題；太陽能直接驅(qū)動車型所占空間面積較大， 不適于在比較擁擠的城市使用；比能量低、使用壽命短；造價成本高及安全行使等問題。致使電動車遲遲難以投向市場。太陽能動力車另外一項不足是陰雨天或夜晚需要其它動力源、已經(jīng)面世的多種太陽能電池轉(zhuǎn)換效率較低，是制約車業(yè)應(yīng)用的瓶頸。為了解決以上不足，不少企業(yè)研制了燃料電池動力車。例如在東京汽車大展上， 展出戴姆勒克里斯勒公司的F500 Mind型混合燃料動力樣車。豐田公司展出的Fine-N是另外一部概念車，該車采用燃料電池作動力，并且應(yīng)用生物技術(shù)來識別駕駛?cè)藛T，在確認后能夠自動發(fā)動引擎。該車的突出表現(xiàn)是它的行駛范圍達到了 500km(按10/15模式)。行駛范圍的提升是由于以下兩方面的改進。第一，改進了電動機以及燃料與空氣的供給結(jié)構(gòu)，使得單位重量的水提供的電能輸出得以提高。第二，提高了高壓氫氣儲藏罐的壓力。現(xiàn)在的最高充氣壓力為70MPa，大約是以前35Mpa的兩倍。雖然該公司將攜帶的儲藏罐的總數(shù)由4 瓶減少為3瓶，仍然使總的儲存容量提高了 10 20%。該類設(shè)計是提高了行駛范圍，增加了總的儲存容量10 20%，現(xiàn)在的最高充氣壓力為70MPa，大約是以前35Mpa的兩倍。所以它也降低了安全行使系數(shù)，每一輛小車都帶3、 4個近700kg壓力的氣壓瓶，一旦有事故其破壞力是黑色炸藥的數(shù)倍。
發(fā)明內(nèi)容鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供了一種太陽能PV自力城市車。充分利用可再生能源、緩解能源緊張現(xiàn)狀；減少城市公路廢氣排放、改善生存環(huán)境促進民生發(fā)展， 逐步解決城市熱島現(xiàn)象。本實用新型為實現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是一種太陽能PV自力城市車， 包括太陽能PV自力城市車的PV勵磁交流發(fā)電機MI PVFDJ及三相橋式整流電路、太陽能電池組件PV、勵磁儲備電源VRLA2、自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1，其特征在于還包括調(diào)節(jié)器、啟動電容、照明信號電路、直流驅(qū)動機MG IZDJ構(gòu)成的整機電路，所述整機電路中的調(diào)節(jié)器分別與交流發(fā)電機MI PVFDJ、太陽能電池組件PV、勵磁儲備電源VRLA2、自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl、 整流電路連接，所述太陽能電池組件PV通過二極管DFl分別與交流發(fā)電機MI PVFDJ、勵磁儲備電源VRLA2連接，所述自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl分別與整流電路、直流電動機MG IZDJ、 啟動電容、照明信號電路連接；具體電路連接為所述PV勵磁交流發(fā)電機MI PVFDJ轉(zhuǎn)子的 Ml-I端一路通過整機電路的電壓表VF接轉(zhuǎn)子的M1-2端及地，另一路通過電流表AF接電子開關(guān)TK3的3腳及電子開關(guān)TK2的2腳，電子開關(guān)TK3的2腳通過發(fā)光二極管DB2接地，電子開關(guān)TK3的1腳接運行開關(guān)K2-4的一端，運行開關(guān)K2-4的另一端接保護二極管DFl的負極及運行開關(guān)K2-2的一端，保護二極管DFl的正極一路接太陽電池組PV，另一路通過電壓表VPV與太陽能電池組PV及地相接，運行開關(guān)K2-2的另一端一路通過連接件P3及保險管FP3接勵磁儲備電源VRLA2，勵磁儲備電源VRLA2通過保護二極管DD2接地，另一路接報警燈DBl的負極及電子開關(guān)TK2的1腳及電子開關(guān)TK3的TK3-1腳，電子開關(guān)TK3的TK3-2 腳接地，報警燈DBl的正極接電子開關(guān)TKl的2腳，電子開關(guān)TKl的1腳接保險管FPl并通過連接件P2接電流表AC的一端，電流表AC的另一端分別接整流二極管D1、整流二極管 D2、整流二極管D3的負極，電子開關(guān)TKl的3腳一路接電子開關(guān)TK2的TK2-1腳、電子開關(guān) TKl的TKl-I腳，電子開關(guān)TK2的TK2-2腳、電子開關(guān)TKl的TK1-2腳接地，另一路接運行開關(guān)Kl-I的一端及保險管FP2、保險管FP4的一端，運行開關(guān)Kl-I另一端接自發(fā)電儲能設(shè)備 VRLAl,自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl通過二極管DDl接地，保險管FP2的另一端通過連接件P1、 電流表AD接運行開關(guān)K2-1及運行開關(guān)K2-3的一端，保險管FP4的另一端接自力城市車遠光燈DY、近光燈DJ、指示燈DX1、指示燈DX2、保險管FP6、保險管FP5的一端，遠光燈DY、近光燈DJ、指示燈DX1、指示燈DX2的另一端分別通過保險管FDY、保險管FDJ、保險管FX1、保險管FX2接地并接插座JC，保險管FP5的另一端接插座JC，電容Cl、電容C2、電容C3并聯(lián)， 其正極端接運行開關(guān)K2-3的一端，其負極接整流二極管D6的正極、保護二極管DD3負極及地，保護二極管DD3的正極接直流電動機的負端，直流電動機的正端接運行開關(guān)K2-1、運行開關(guān)K2-3的另一端并通過電壓表VD接地。本實用新型的特點是本實用新型的太陽能PV自力城市車的動力源泉是交流自力發(fā)電機。發(fā)電機的勵磁能來源于太陽能，也就是說太陽能PV轉(zhuǎn)換勵磁電流是本實用新型的一次能源。經(jīng)交流自力發(fā)電機轉(zhuǎn)換輸出的二次能源是本車的動力。不存在比能量、充電時間、續(xù)行里程、占空間面積、高壓源等安全問題。使用壽命方面因采用電器拖動，其工作磨損量肯定小于內(nèi)燃機。傳動部分與常規(guī)汽車損耗近似。因此，動力部分壽命大于常規(guī)汽車，傳動部分壽命不低于常規(guī)汽車。材料和能耗方面制造材料的消耗及能耗都低于常規(guī)汽車。因為它不存在內(nèi)燃機的鑄造和精密機加工，所以從材料、加工設(shè)備、人工費等方面都大大的降低成本。本實用新型不需要外加運行能源(每月檢查一次儲能蓄電池，當發(fā)現(xiàn)其電壓偏離正常工作范圍時，采用市電恒壓充電12h)，所以大大的降低社會石油的消耗量，為解決能源危機現(xiàn)狀開辟一條新途徑。總之，本實用新型能比較好地解決了充電時間長、一次充電續(xù)行里程較短、所占空間面積較大、質(zhì)量和體積太大；比能量低、使用壽命短；造價成本高及安全行使等問題。因為它不采用燃料電池車結(jié)構(gòu)，所以就不存在高壓氫氣儲藏罐，也就是解決了安全行使問題；造價成本低于內(nèi)燃機、拖動系統(tǒng)無大量的機械磨損所以使用壽命比內(nèi)燃機要長。

圖1為本實用新型連接框圖；圖2為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，太陽能PV自力城市車，包括太陽能PV自力城市車的PV勵磁交流發(fā)電機MI PVFDJ及三相橋式整流電路、太陽能電池組件PV、勵磁儲備電源VRLA2、自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1，還包括調(diào)節(jié)器、啟動電容、照明信號電路、直流電動機MG IZDJ構(gòu)成的整機電路，整機電路中的調(diào)節(jié)器分別與交流發(fā)電機MI PVFDJ、太陽能電池組件PV、勵磁儲備電源 VRLA2、自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1、整流電路連接，太陽能電池組件PV通過二極管DFl分別與交流發(fā)電機MI PVFDJ、勵磁儲備電源VRLA2連接，自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl分別與整流電路、 直流電動機MGIZDJ、啟動電容、照明信號電路連接；具體電路連接為整流二極管Dl與整流二極管D4、整流二極管D2與整流二極管D5、整流二極管D3與整流二極管D6分別串聯(lián)后各組之間再并聯(lián)，整流二極管Dl的正極接PV勵磁交流發(fā)電機MI PVFDJ定子的A端，整流二極管D2的正極接PV勵磁交流發(fā)電機MI PVFDJ定子的B端，整流二極管D3的正極接PV勵磁交流發(fā)電機MI PVFDJ定子的C端，還包括整機電路，所述PV勵磁交流發(fā)電機MI PVFDJ 轉(zhuǎn)子的Ml-I端一路通過電壓表VF接轉(zhuǎn)子的M1-2端及地，另一路通過電流表AF接電子開關(guān)TK3的3腳及電子開關(guān)TK2的2腳，電子開關(guān)TK3的2腳通過發(fā)光二極管DB2接地，電子開關(guān)TK3的1腳接運行開關(guān)K2-4的一端，運行開關(guān)K2-4的另一端接保護二極管DFl的負極及運行開關(guān)K2-2的一端，保護二極管DFl的正極一路接太陽電池組PV，另一路通過電壓表VPV與太陽能電池組PV及地相接，運行開關(guān)K2-2的另一端一路通過連接件P3及保險管 FP3接勵磁儲備電源VRLA2，勵磁儲備電源VRLA2通過保護二極管DD2接地，另一路接報警燈DBl的負極及電子開關(guān)TK2的1腳及電子開關(guān)TK3的TK3-1腳，電子開關(guān)TK3的TK3-2腳接地，報警燈DBl的正極接電子開關(guān)TKl的2腳，電子開關(guān)TKl的3腳一路接電子開關(guān)TK2 的TK2-1腳、電子開關(guān)TKl的TKl-I腳，電子開關(guān)TK2的TK2-2腳、電子開關(guān)TKl的TK1-2腳接地，另一路接運行開關(guān)Kl-I的一端及保險管FP2、保險管FP4的一端，運行開關(guān)Kl-I另一端接自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl，自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl通過二極管DDl接地，保險管FP2的另一端通過連接件P1、電流表AD接運行開關(guān)K2-1及運動開關(guān)K2-3的一端，保險管FP4的另一端接自力城市車遠光燈DY、近光燈DJ、指示燈DX1、指示燈DX2、保險管FP6、保險管FP5 的一端，遠光燈DY、近光燈DJ、指示燈DX1、指示燈DX2的另一端分別通過保險管FDY、保險管FDJ、保險管FX1、保險管FX2接地并接插座JC，保險管FP5的另一端接插座JC，電容Cl、 電容C2、電容C3并聯(lián)，其正極端接運行開關(guān)K2-3的一端，其負極接整流二極管D6的正極、 保護二極管DD3負極及地，保護二極管DD3的正極接直流電動機的負端，直流電動機的正端接運行開關(guān)K2-1、運行開關(guān)K2-3的另一端并通過電壓表VD接地。工作原理司乘人員打開運行開關(guān)Kl-I (電源鎖)以后主機回路已進入運行狀態(tài)。司乘人員操縱起動開關(guān)時運行開關(guān)K2-1、運行開關(guān)K2-3閉合、同時運行開關(guān)K2-2打開，太陽能PV自力城市車啟動。此時自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1--閥控式密封鉛酸蓄電池與直流電動機啟動電容Cl、電容C2、電容C3同時投入運行，為直流牽引電動機MGl ZDJ提供初始啟動動力源。 這里我們采用超級電容器改善汽車啟動性能，太陽能自力城市車運轉(zhuǎn)起來以后，會帶動太陽能PV勵磁交流發(fā)電機Ml PVFDJ旋轉(zhuǎn)，太陽能電池組件PV轉(zhuǎn)換出來的電流會通過交流發(fā)電機勵磁繞組與地成為回路。這就是勵磁過程的產(chǎn)生，只要運轉(zhuǎn)太陽能PV勵磁交流發(fā)電機 Ml PVFDJ就會輸出交流電來。交流電流通過橋式整流電路輸出直流電流。該電流就是直流牽引電動機MGl ZDJ的運行動力源。經(jīng)過計算，在某一時速的情況下，太陽能PV勵磁交流發(fā)電機輸出的功率足夠推動牽引電動機運轉(zhuǎn)。其速度大于設(shè)計某時速值時，太陽能PV勵磁交流發(fā)電機輸出的功率大于牽引電動機功耗，這一特殊電能就是自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl— 閥控式密封鉛酸蓄電池反補充的電能量。該實用新型與常規(guī)交流發(fā)電機的不同在于太陽能PV轉(zhuǎn)換能代替了大型機組的勵磁機或小型機組的直流電源。同時解決了勵磁機的原動力問題和蓄電池的自重問題，更為重要的是必須解決蓄電池充電問題。當自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1--閥控式密封鉛酸蓄電池的工作電壓達到額定值時， 電壓調(diào)節(jié)器TKl電子開關(guān)動作，斷開自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl—閥控式密封鉛酸蓄電池的充電回路，接通陰雨天勵磁儲備電源VRLA2—閥控式密封鉛酸蓄電池充電回路為其充電。當陰雨天勵磁儲備電源VRLA2—閥控式密封鉛酸蓄電池的工作電壓達到額定值時，-電壓調(diào)節(jié)器電子開關(guān)TK3動作切斷太陽能電池組件PV的勵磁電源，致使一太陽能 PV勵磁交流發(fā)電機Ml PVFDJ停止發(fā)電。此時由自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl閥控式密封鉛酸蓄電池提供直流牽引電動機MGl ZDJ的運行動力電流。當自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1--閥控式密封鉛酸蓄電池的工作電壓低于設(shè)定值時， 電壓調(diào)節(jié)器電子開關(guān)TKl復(fù)位，太陽能PV勵磁交流發(fā)電機Ml PVFDJ與三項橋式整流電路做好為其充電的準備。當自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1--閥控式密封鉛酸蓄電池的工作電壓低于設(shè)定值5 %時，電壓調(diào)節(jié)器電子開關(guān)TK2動作，溝通了陰雨天勵磁儲備電源VRLA2—閥控式密封鉛酸蓄電池與太陽能PV勵磁交流發(fā)電機Ml PVFDJ的勵磁回路，交流發(fā)電機恢復(fù)發(fā)電為牽引電動機提供動力源。達到某時速值時，太陽能PV勵磁交流發(fā)電機輸出的功率大于牽引電動機功耗，這一特殊電能再次為自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1--閥控式密封鉛酸蓄電池補充電能量。如此反復(fù)運轉(zhuǎn)。在運行期間，當勵磁儲備電源VRLA2—閥控式密封鉛酸蓄電池的工作電壓低于設(shè)定值時，電壓調(diào)節(jié)器電子開關(guān)TK 3再次動作，恢復(fù)太陽能電池組件PV勵磁?；謴?fù)初始狀態(tài)。當自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1--閥控式密封鉛酸蓄電池的工作電壓低于設(shè)定值的某一數(shù)值時，電壓調(diào)節(jié)器電子開關(guān)TK2動作，溝通了陰雨天勵磁儲備電源VRLA2—閥控式密封鉛酸蓄電池與太陽能PV勵磁交流發(fā)電機Ml PVFDJ的勵磁回路，此時太陽能電池組件PV 與陰雨天勵磁儲備電源VRLA2—閥控式密封鉛酸蓄電池并聯(lián)為太陽能PV勵磁交流發(fā)電機 Ml PVFDJ-提供勵磁電流提高其發(fā)電量。同理當遇到陰雨天時，也是電壓調(diào)節(jié)器電子開關(guān) TK2迫使陰雨天勵磁儲備電源VRLA2—閥控式密封鉛酸蓄電池為太陽能PV勵磁交流發(fā)電機Ml PVFDJ提供勵磁電流，保證整車正常運行。[0024]該車停止運行期間運行開關(guān)K2-1、運行開關(guān)K2-3打開，運行開關(guān)K2-2處于閉合狀態(tài)，使太陽能電池組件PV-轉(zhuǎn)換出來的電流會為陰雨天勵磁儲備電源VRLA2---閥控式密封鉛酸蓄電池充電，補充其運行損耗。雖然兩組蓄電池的容量、功率和質(zhì)量不足電瓶車所配蓄電池的2 / 3，經(jīng)過計算自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1，閥控式密封鉛酸蓄電池的配置功率應(yīng)能保證其運行100km。陰雨天勵磁儲備電源VRLA2，閥控式密封鉛酸蓄電池應(yīng)能保證其獨立勵磁Mh，以保證陰雨天正常運行。
權(quán)利要求1. 一種太陽能PV自力城市車，包括太陽能PV自力城市車的PV勵磁交流發(fā)電機MI PVFDJ及三相橋式整流電路、太陽能電池組件PV、勵磁儲備電源VRLA2、自發(fā)電儲能設(shè)備 VRLA1，其特征在于還包括調(diào)節(jié)器、啟動電容、照明信號電路、直流驅(qū)動機MG IZDJ構(gòu)成的整機電路，所述整機電路中的調(diào)節(jié)器分別與交流發(fā)電機MI PVFDJ、太陽能電池組件PV、勵磁儲備電源VRLA2、自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1、整流電路連接，所述太陽能電池組件PV通過二極管DFl分別與交流發(fā)電機MI PVFDJ、勵磁儲備電源VRLA2連接，所述自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl 分別與整流電路、直流電動機MG IZDJ、啟動電容、照明信號電路連接；具體電路連接為所述PV勵磁交流發(fā)電機MI PVFDJ轉(zhuǎn)子的Ml-I端一路通過整機電路的電壓表VF接轉(zhuǎn)子的 M1-2端及地，另一路通過電流表AF接電子開關(guān)TK3的3腳及電子開關(guān)TK2的2腳，電子開關(guān)TK3的2腳通過發(fā)光二極管DB2接地，電子開關(guān)TK3的1腳接運行開關(guān)K2-4的一端，運行開關(guān)K2-4的另一端接保護二極管DFl的負極及運行開關(guān)K2-2的一端，保護二極管DFl 的正極一路接太陽電池組PV，另一路通過電壓表VPV與太陽能電池組PV及地相接，運行開關(guān)K2-2的另一端一路通過連接件P3及保險管FP3接勵磁儲備電源VRLA2，勵磁儲備電源 VRLA2通過保護二極管DD2接地，另一路接報警燈DBl的負極及電子開關(guān)TK2的1腳及電子開關(guān)TK3的TK3-1腳，電子開關(guān)TK3的TK3-2腳接地，報警燈DBl的正極接電子開關(guān)TKl的 2腳，電子開關(guān)TKl的1腳接保險管FPl并通過連接件P2接電流表AC的一端，電流表AC的另一端分別接整流二極管D1、整流二極管D2、整流二極管D3的負極，電子開關(guān)TKl的3腳一路接電子開關(guān)TK2的TK2-1腳、電子開關(guān)TKl的TKl-I腳，電子開關(guān)TK2的TK2-2腳、電子開關(guān)TKl的TK1-2腳接地，另一路接運行開關(guān)Kl-I的一端及保險管FP2、保險管FP4的一端，運行開關(guān)Kl-I另一端接自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl，自發(fā)電儲能設(shè)備VRLAl通過二極管 DDl接地，保險管FP2的另一端通過連接件Pl、電流表AD接運行開關(guān)K2-1及運行開關(guān)K2-3 的一端，保險管FP4的另一端接自力城市車遠光燈DY、近光燈DJ、指示燈DX1、指示燈DX2、 保險管FP6、保險管FP5的一端，遠光燈DY、近光燈DJ、指示燈DX1、指示燈DX2的另一端分別通過保險管FDY、保險管FDJ、保險管FX1、保險管FX2接地并接插座JC，保險管FP5的另一端接插座JC，電容Cl、電容C2、電容C3并聯(lián)，其正極端接運行開關(guān)K2-3的一端，其負極接整流二極管D6的正極、保護二極管DD3負極及地，保護二極管DD3的正極接直流電動機的負端，直流電動機的正端接運行開關(guān)K2-1、運行開關(guān)K2-3的另一端并通過電壓表VD接地。
專利摘要本實用新型涉及一種太陽能PV自力城市車，包括太陽能PV自力城市車的PV勵磁交流發(fā)電機MIPVFDJ及三相橋式整流電路、太陽能電池組件PV、勵磁儲備電源VRLA2、自發(fā)電儲能設(shè)備VRLA1，還包括調(diào)節(jié)器、啟動電容、照明信號電路、直流驅(qū)動機MGIZDJ構(gòu)成的整機電路，本實用新型的特點是解決了充電時間長、一次充電續(xù)行里程較短、所占空間面積較大、質(zhì)量和體積太大；比能量低、使用壽命短；造價成本高及安全行使等問題，因為它不采用燃料電池車結(jié)構(gòu)，所以就不存在高壓氫氣儲藏罐，也就是解決了安全行駛問題；造價成本低于內(nèi)燃機、拖動系統(tǒng)無大量的機械磨損所以使用壽命比內(nèi)燃機要長。
文檔編號H02K53/00GK201947151SQ201020677038
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者孔大錚, 王成群, 王風(fēng)順, 邵廣義, 鄭軼濤, 闞彩云 申請人:天津市津天溫度儀表科技有限公司