风力发电电动车 商业化道路难

人人都有过乘车时把手伸出窗外享受风吹的经历，大部分人感到的是惬意，小部分人会意识到这不安全，很少有人能想到，窗外的风也可以利用，来为汽车提供动力。

今年55岁的张家港人施裕祥属于后者。早在1980年代，他在乘坐汽车时像所有人一样把手伸出窗外，风掠过手掌和手指，一种无形的力量推着他的手。施裕祥意识到，这是一种能量，“给汽车安上风力发电机不就可以把能源回收了吗，阻力可以变成动力。”

也许大多数人都有过类似的灵感闪现，但是偶尔的奇思妙想过后，创意便淹没于日常生活中。不同的是，施裕祥是一个痴迷于发明的民间发明家，先后发明改进过液压式三爪拉马千斤顶、医用钛合金接骨板等设备工具，这些发明只取得了实用新型专利，成果被大量模仿，自己并没有从发明中获得任何利益。当然，他利用自己的这个发明亲自在医院为病人接骨除外。

施裕祥很认真地说：“我所有的发明灵感都是晚上睡着的时候做梦一样冒出来的，醒来就想‘怎么回事啊’，仔细一研究发现有道理，就动手去做。”

几年前，当国家开始鼓励发展新能源汽车时，施裕祥想到了20多年前的创意，自己做了一番可行性论证：汽车高速行驶时风力很大(汽车厂商都在为降低风阻绞尽脑汁)，在车上安装风力发电机和叶轮，借助风力转动叶轮，叶轮带动发电机发电为电池充电并驱动汽车。

理论上并不复杂，“电动车+风力发电”的嫁接模式，在互联网上可以搜索到很多民间甚至小企业制造的风力电动车，有的还结合了太阳能，但基本都是在观光电瓶车的基础上加装风能发电装置，叶轮外露，车头前酷似飞机的螺旋桨，比较简陋。

施裕祥的试验一开始就基于量产的轿车改造。他的构想有两大前提基础——电动车和风力发电系统，几年前，国内有电瓶轿车上市时，施裕祥购买了一辆在夏利N5三厢车基础上改装的电瓶轿车，自己动手再改装，加装风力发电机、叶轮、动力电池等设备，2009年底，施裕祥的“风电合一电瓶轿车”正式出炉。

从外观上看，这辆奶白色的夏利N5三厢车与其他汽车没有什么不同，本质上它已经是一辆零排放的汽车，不烧油，无排放。秘密武器——发电机、叶轮被安装在引擎盖下发动机的位置，电池安装在后备箱。如果只依赖容量为800安时的铅酸电池，新装上时一次充满电能跑60公里，现在衰减为50公里，他说，如果加上风力发电装置中途充电，能将续航里程从50公里提升至120公里。

探索风电合一电瓶轿车

因为电机变速箱的限制，这辆车最高时速只能到55公里。施裕祥不断强调它还有巨大的改进空间：只要更换电机变速箱，最高时速就可以达到100-120公里;他说，上海交大工程师测试过他的车后认为，只要电池换成更为先进的锂电池，比如两组2000安时的锂电池，仅凭电池续航里程可达200公里，加上风力发电作用就能跑500公里以上，而充满两组锂电池仅需20度电。

20度电跑500公里，看似一组梦幻般的数据，但理论上并非不可行，施裕祥也已经以实车实验给出了部分印证。难道新能源汽车又将涌现出新的一个旁支?

曾于2010年10月进行了实地考察、试驾施裕祥的风力电动车，其动力和操控难言优秀，但都在可接受范围内，唯独刹车与转向有些沉重。施裕祥给出的答复是当时助力泵电路出了一些问题，检修线路后这个难题会迎刃而解，现在“转向用一根手指就行，轻得很”。

施裕祥认为他的风力电动车不适用于大车，但很适合在1.6升及以下的经济型轿车中推广普及，最大优点是节能减排，甚至比普通电动车的省电幅度都大。现在，他所能做的都已基本成熟，未来的关键是寻找生产企业，合作进行技术研发改进和商业化应用。

这位民间发明家感叹，实现后者要比搞发明艰难十倍。

装上风力发电机

风力发电装置的位置是决定成败的关键因素。最早动手造风力电动车的时候，施裕祥想到的是在车顶安装风力发电机——“只要有风就能转，一转就能发电充电”。这也是当今诸多同类型发明的做法，发电机叶轮装在车前部或者车顶，酷似飞机的螺旋桨。

这个思路不久就被否定，他要在量产轿车的基础上改装，因为大幅度改变外观，不仅破坏汽车造型，其山寨气质很难被接受外，而且在外部加装风力发电设备会增加阻力，发出来的电力能不能抵消增加的阻力都是未知，这种改造没有意义。

改装必须在不影响汽车外观的前提下进行。传统车头部有自然吸气式发动机的进气口，完全可以用来给风力发电机提供气流，引擎盖下发动机的位置正好可以安装发电机和叶轮。

位置确定后，叶轮成为关键。一般风力发电厂的叶轮几十米长，显然不能用于车载，叶轮缩小后能否提供足够的电量是个问题。

施裕祥为此走访了风力发电厂，咨询风力发电的原理，得到的答案是转速是风力发电的关键，而叶轮转速根据发电机的功率而定，5000瓦功率需要每分钟转速达到200转、3000瓦功率每分钟转速要到300转才能正常发电。

咨询中他还得知风力发电有一定危险性，在安装线路时如果有风叶轮会转动，叶轮一转动就会发出比较高的电压，接线容易触电。这一点让施裕祥很是兴奋，这说明风力发电电压高、电流大，适用于汽车动力，而一般发电机转速要到1450转以上，风力发电200、300的转速就可以平稳发电，这很容易达到。

制作叶轮时，施裕祥最先想到的是电风扇的叶片，年轻时家乡有人出嫁的陪嫁品中经常有落地扇，放在拖拉机上，车一开叶片就会迎风自己转起来。他拆掉电风扇的叶片装到发电机上，实验中却启动不了，研究后发现是电风扇叶片很容易被电源或者风力带动，却无法带动发电机。

多次的试验摸索后，施裕祥采用了吸尘器叶片的设计原理，自己动手制作了叶轮。电风扇叶片只有3片，每片面积大，迎风面不集中，而吸尘器式叶片呈半圆形，8片叶片形成封闭的圆周，采风面更集中，对气流的利用率更大，经过鼓风机的测试，效果非常理想。

两组直径500毫米的叶轮被安装在前舱，前脸进风口与叶轮之间有喇叭形引风通道相连，最大化地利用气流，气流转动叶轮，汽车时速35公里以上发电机启动，时速40公里以上进入平稳发电状态。风力发电机输出端与自动充电断路开关输入端相连，自动充电断路开关输出端与充电器相连。

整个系统运转的关键是充放电控制，要保证平稳充放电，施裕祥自己研发改进了充放电控制系统，使电压保持在电机工作电压48伏左右。风力发电机的输出电压随汽车时速而变，时速超过50公里时发电输出电压能超过220伏，要通过充放电控制系统将充放电电压控制在60伏以下。

施裕祥称，2010年10月上海交大要与他展开合作，派了工程师到张家港进行实地考察，测试结果是，无风力发电介入时的续航里程为50公里左右，风力发电介入后的续航里程提升至120公里左右。

上海交大专家比较认可他的技术，并提出了改进建议：电池换成更先进的锂电池，分为两组，每组容量2000安时，充满电后先使用A电池组驱动，A组电量快耗尽时切换至B电池组驱动，同时充电器为A组充电，如此循环反复，风能利用率能得到进一步提升。4000安时的电池组续航里程为200公里，加上风力充电能达到500公里左右。4000安时锂电池重200公斤，比现在的铅酸电池轻了80公斤，体积缩小了一半。如果汽车时速达到80公里以上，发电机还可以直接为电机供电，而不用经过电池充放电过程，能量损耗更小。

此外，前舱布置还可以改进优化，充分利用空间后能使进风量更大，时速20公里时叶轮就能够启动。

施裕祥改装后的风电合一电瓶车重1.2吨，与同型号的传统车差别不大，外观与风阻亦没有变化，如果上海交大专家的推断能够实现，充满电池只用16度电，续航里程达到500公里，如果能够有更为详实的实验和论证能够证明其可行性，这或许这将是新能源汽车的一个革命性成果。

商业化困境

施裕祥的风力电动车按交通法规属于非法改装，但在张家港，他拥有副市长特批的科学实验身份，可以在全市畅行无阻。施的理想是让风力电动车开上全中国的所有公路。

2008年10月，他申请了专利保护，实用新型专利已经批复，发明专利仍在审批中。要将发明成果商业化，施裕祥必须与企业合作，在新能源汽车被热炒的今天，这变得更容易也更复杂。

上海交大曾有意与施裕祥合作，专家考察后出具了可行性报告，但条件是技术转让成功后要抽取50%的收益，施裕祥觉得这不公平，“发明完全是我做的，他生生拿去一半，想不通”，合作搁浅。

不少生产企业也曾表示过浓厚的兴趣，一家厂商与他签署了合作协议，规定只要产品能实现边跑边充电的效果，厂商就付给他一笔技术使用费。2010年10月，有厂商派出3位工程师在张家港测试一个月之久，有翔实的测试报告，工程师非常认可他的技术，厂商老总也认可，但就是不提付款。

“老总说没钱，过了年再说，过完年还说没钱。他其实是想拿我这个项目申报科研经费，如果能拿到钱就分我一部分。”施裕祥对此十分失望。类似的厂商不少，都想利用他的项目从国家争取经费，他认为这项技术能从市场销售中赚钱，不必盯着国家的科研经费。

5月中旬，施裕祥跑了一趟北京，一个打着国家发改委旗号的单位发函邀请他来讨论技术细节，要筛选后把他的发明认定为发改委的高科技重点支持项目进行推广。到北京之后按地址找过去发现不是发改委，单位在长安街12号的纺织工业大楼里，原来是发改委下属的高科技导报编辑部，两间办公室，几个工作人员，给他一张表，说填了之后交1.2万元就行。

“我说我没钱，你爱搞就搞，我已经搞了一二十年了，所有血本都堆在里面，我现在吃饭都成问题了，在给别人打工，反正就是没钱。”施裕祥没有客套，直接交了老底。工作人员答应把这个情况向领导反映一下。

“当天下午打电话给我，说通过领导讨论，可以给我减免50%，转化成功了我再补50%给他们，我说我现在5%都拿不出来。那边说那没办法，只能撤掉了，我说你撤掉吧。他就不是发改委里边的，就是纯粹收你钱，没什么用。”施裕祥已经习惯了这种评选和申报，不轻易交钱，也不介意接触一下，看看对方什么底细，什么目的，在绝望中寻找希望。

也有数家电池配套商跟施联系过，号称能提供性能优良的动力电池，希望合作，他去几家考察过，有的产品不理想，有的目的不纯，就都没有答应。

施裕祥对此既无奈又淡定，“我搞的医用钛合金接骨板，现在到处在仿冒，虽然我没有受益，但是患者和社会受益了。风力电动车，可能我这一辈子都不会从中受益，后来人能受益就行了。”