一種汽車尾氣能源利用裝置的設計

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，國六的提前實行也體現了國家對于環(huán)保的決心。隨著電動汽車的批量化生產，越來越多的車企投入到新能源的行列中。文章的設計旨在回收尾氣的風能，轉化為電能，以達到節(jié)約能源的目的。

關鍵詞：新能源：電壓調節(jié);風力發(fā)電

中圖分類號：X734.2? ? ? ? 文獻標志碼：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，在汽車制造和應用領域逐漸引入新能源。本文主要設計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計方案

2.1 功能分析與實現

2.1.1 功能分析

本文設計的汽車尾氣能源利用裝置是在現有雙擎汽車的基礎上，增加風能的應用，提高現有新能源汽車的能源利用率。

2.1.2 功能實現

傳統(tǒng)汽車的電力來源主要靠發(fā)動機帶動發(fā)電機，汽車發(fā)電機裝在發(fā)動機一側。本文設計的裝置是利用汽車尾氣排放的風能發(fā)電，通過轉接裝置把發(fā)電機構固定在排氣管末端，發(fā)電機構是通過尾氣吹動扇葉，扇葉旋轉帶動發(fā)電機旋轉，磁生電得到電能。電能通過穩(wěn)壓模塊穩(wěn)定在5V，以適應車內大多數用電裝置。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。功能實現見圖1。

2.2 裝置的基本原理

本文設計裝置的原理，是利用風力帶動葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。依據目前的風車技術，大約是每秒三公尺的微風速度（微風的程度），便可以開始發(fā)電。尾氣排放的速度遠大于該速度，因此，本設計原理符合要求。

實際測試可通過穩(wěn)壓裝置轉化得到穩(wěn)定電流5.2V，0.02A，可實現為車內USB口或者點煙器供電。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，輸入電壓應比額定高20%，所以升壓模塊設定升壓至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)電機的測繪選定裝置尺寸進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、發(fā)電機、扇葉、轉接頭、喉箍、橡膠墊片。喉箍、六角螺釘使用標準件。

3 裝置的優(yōu)點與設計難點

3.1 裝置的優(yōu)點

本文設計的裝置，當發(fā)電機轉速變化時，電壓能夠保持恒定，保證裝置正常運行，同時不對車體原來結構產生任何影響，從而實現經濟成本合理，使用安全、便捷，噪音小，發(fā)電機構可以批量生產。

3.2 設計難點

機構設計時，需要考慮發(fā)電機的散熱;同時加裝電壓調節(jié)器，保證運轉時電壓恒定;機械設計考慮無損安裝，電路設計考慮布線及現有線路干涉等。

4 結束語

目前新能源汽車技術發(fā)展日新月異，本文設計的汽車尾氣能源利用裝置，在現有空間里做小規(guī)模調整，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。

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