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纯电动汽车车头安装风扇来给电池发电是否可行?能量守恒原理起作用吗?

作者:机械网
文章来源:本站

  在电动汽车上安装风力发电机从理论上讲是荒唐的,在实际上也是行不通的。

  一.理论上不成立

  我们首先从理论上做一下简单分析:风的能量是通过风阻来得到运用的 。使用风能的最合理形式是帆船,

因为风的方向和船的行驶方向一致,这时的风能利用率最高。可惜汽车没有办法用这种形式来发电。但帆船也可以侧风行驶,但风能的利用就要差很多,速度也就降下来了。人类发明的风力发电叶片,有些类似于90o侧风行驶的帆,它巧妙的把正面强风转化成了旋转运动。

  由于改变了力的方向,所以这一步的能量损失是很大的。但这还仅仅是能量的第一次转换。

  然后用旋转的风叶带动发电机发电把机械能转化成电能,这是能量的第二次转换。

  把电能变成化学能存入蓄电池是第三次转换、放电时把化学能再转变为电能是第四次转換、把电通过电机转化成机械能,驱动车辆行驶为第五次转换。

  即使每次的转换效率按90%(实际根本达不到)计萛,也只剩下一半的能量了。换句话说,假如因增加风力发电给汽车行进增加了100N的阻力,那么发出的电仅能为汽车行驶提供50N的前进动力,很明显增加了风力发电以后汽车的行驶速度反而变得更慢了。因此这是一个不折不扣的赔本买卖,根本就行不通。

  二.实际当中行不通

  下面从实际应用上来分析一下。驱动汽车行驶的电机功率一般不应小于20KW,我们看一下这样的风力发电机如何来和汽车配套:
这种风力发电机只机头的重量就超过半吨,要让它达到滿功率至少要有五级以上的大风、或让汽车以时速36公里以上的速度行驶。显然这样头重脚轻的结构,不要说五级风,就是一、二级的微风也会把它吹倒,自己行驶就更不可能了。

  图中的那个小发电机为1KW,差不多能够汽车空调使用,也可为蓄电池来补充电能。我们看一下它的可行性。

  它的机头重量为30Kg,离地面总高度(含汽车)接近5m。这台风力发电机的滿功率运行所需的风力还要稍大于上边那台(12.5m/S) 。让汽车带着它跑到时速45Km也是不可能的。即使跑起来也无安全性可言,随时有可能翻车。

  如果停在那里利用大风天气来发电,那就需要给车装上吊车用的那种液压支撑臂来稳定车体。为这区区1KW的电把汽车变成了怪物,也是得不偿失的。

  所以在汽车上装风力发电机,无论从理论还是实际都是行不通的。以上是我的回答。

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  能量守恒是物理定律,在任何场合都普遍适用。电动车头部安装的风扇,在行驶中会遇到阻力并旋转,也会发电,但消耗的电能大于发电能,中间差值就是风扇传动系损耗及风扇摩擦损耗,及发电机线圈电磁感抗损耗,还有转子摩擦损耗等,所以,永动机是理想化模型,现实不可能工作。

  谢谢邀请,在汽车车头安装风力发电补充电量理论上不违背能量守恒定律,只是实际汽车设计和风力发电的效率以及行驶中产生的阻力会起到反作用。

  汽车的行驶中最大的阻力是风阻,如何克服风阻是节能减排的重要因素之一,这也才有汽车的设计风格越来越流线、越来越运动化的原因;这种风格用在电动汽车上连进气格栅都做了全封闭,为什么可以全封闭呢?

  原因是电机的运转依靠磁场推动转子转动,做功不像内燃机一样需要油气混合燃烧实现热能到机械能的转变,所以进气格栅可以完全封闭。

  燃油车开放的进气格栅会导致行驶中的机舱出现紊流,撞风面的加大会增加车辆需要克服的阻力从而消耗更多的燃油,电动汽车没有进气的需求所以可以封闭机舱更理想的克服风阻。

  如果在进气格栅后部设计完整的进气管道利用风力发电,理论上是可行的但发电的效率一定要足够高。

  想象一下在进气格栅后布局一个漏斗形的进气管道是不是非常类似减速伞,某些极端赛车减速仅靠制动是不够的需要在车辆尾部弹出减速伞来辅助制动;风力发电设计在机舱位置进气管道就等于是一个前置减速伞,想要保证车辆迅速行驶就必须克服“减速伞”的阻力。

  风口越大阻力越大汽车行驶需要消耗更多的电能,但同步进风量越大发电效率也就越高,只要发电效率超过克服阻力消耗的电能就是合理的,可事实并不能做到。

  以1kw的风力发电机为例,启动速度需要风速超过2.5m/s、额定功率风速需要10m/s;
 

  汽车以城市路况平均50km/h的限速为例,行驶车速为13.8m/s;

  车速看似能带来合理的发电机转速,不过不计风力发电机的自重但发电机小型化之后本身运转浪费的动能不能不算,风力发电过程中对车身姿态的改变也需要电子系统不停的修正也要耗电,再加上阻力的增加每秒钟的耗电量一定是大于每秒钟0.0008kwh左右发电量的,而且面对实际拥堵路况车速达到50km的时间有多长呢?

  所以电动汽车理想的状态很难实现风力补电,在光伏能转换效率提高之后太阳能几乎是唯一的途径,需要大里程续航的车辆只能选择和曾经内燃机火车相同的柴油机发电增程,中型客货车、汽车列车会以这种形态普及。个人观点,仅供参考。

  目前科技是做不到,车上要安装电机和电池,剩下的地方本就不宽裕,没办法安装风力发电机构,风力发电首先要有大扇页,怎么装进车里这是目前攻克不了的,还有阻力怎么抵消等等,不过最近在研究在车轮位置安装转子发电机,利用车轮旋转带动发电机供电,但是能量终归守恒,肯定充的没有放的快,世界上没有永动机,最多能增加点续航罢了

  理论上是可行的,但是发电量太小,却又增加很多阻力,实际起不到真正的作用

  能量永恒不好实现,电动车加装风力发电机,增大了电动车的行驶阻力,风发出来的电抵消了,第二更严重的问题这属于非法改装,交通法是不允许的,如果要是说能打到能量永恒,电动车制造厂就不会再出现有200公里的续航能力了

  农村大仙提出的问题,不知怎么回答才好

  有这样的想法,敢于想象,真的是很好。但是这个想象力也仅限于理想化的想象而已。新能源汽车的充电和发电并不是大家想象的那么简单。首先你用风扇来发电。那么请问风扇的电又是从哪里来的呢?风扇转起来所需的电量远远超过风扇所能够发出的电量。其次,风扇的发电量它储存在哪里呢?电量的储存也是一个非常核心的问题。第三发电储电和用电这三者之间的转换,如何实现呢?您可能以为只是增加了一个小小的风扇。但是,利用风扇来发电里面所需要的装置和核心部件要大大的增加成本。所以目前来讲这个想法是不可取的。

  没有风扇发电时车跑起来也有风阻,假设你很厉害能设计的把风阻全部转化成风车动能,那也存在一个转化率问题,电动车能源消耗还是主要在轮胎的摩擦上,还有其他传动等消耗,所以即使你能设计的加个风扇发电能最大情况的利用风阻,那也充其量比你不加风力发电多跑一些路程而已,和刹车动能回收原理差不多的。

  能量守恒论毋庸置疑。

  想利用能量守恒定律来给电动车发电.能问这个问题的同志看来是物流学习不是很好哦.在能量守恒定律上.这个现象是可以通过的.但是要有个先决条件.那就是发电机功率要超过电池放电功率.而且要在你行驶的过程中不增加阻力.但是你要知道.当车子启动的一瞬间.放电电流大.如果你行驶在闹市中.频繁的起步和刹车用的电光靠你那个发电机是冲不上去的.好,你排除了这些问题.你用大功率充电器来冲.(这里排除阻力.在满足你要求的前提下)大功率充电器的功率大油耗是不是也大.当你用冲电的钱来支付油钱的时候.你有会发现.花的钱远远比你用电池的钱更多.所以说.你这想法有很多人想过.但是都不行.不知道你听过增程器没有.就是你那原理.但是效果不是能好.

  理论可行,但是有条件,就看吹动风扇转动的风来自于哪里。如果来自于车辆行驶产生的空气阻力,那就不可以,因为这会进一步加大阻力,导致行驶耗电量增大,得不偿失。如果风扇动力来自于自然风,那就是可行的,但是看你发电机功率了,一般来说不到台风级别,很难保证发电功率够用,所以理论可以,实现很难。

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