本實(shí)用新型涉及新能源汽車(chē)領(lǐng)域，具體涉及一種用于太陽(yáng)能汽車(chē)的可調(diào)節(jié)車(chē)頂太陽(yáng)能裝置。

背景技術(shù)：

汽車(chē)工業(yè)是我國(guó)戰(zhàn)略性支柱產(chǎn)業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量超過(guò)2800萬(wàn)輛，創(chuàng)全球歷史新高，連續(xù)八年蟬聯(lián)全球第一。而在全球環(huán)境危機(jī)、能源危機(jī)和能源安全的多重因素推動(dòng)下，電動(dòng)汽車(chē)為主的新能源汽車(chē)成為汽車(chē)工業(yè)未來(lái)發(fā)展的主要方向。隨著政府全面出臺(tái)支持發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的政策，企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的升級(jí)改進(jìn)和社會(huì)認(rèn)可度的提升，2016年電動(dòng)汽車(chē)有著較快的發(fā)展，預(yù)計(jì)全年銷(xiāo)量為50萬(wàn)輛。預(yù)計(jì)未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，電動(dòng)汽車(chē)將保持高速發(fā)展趨勢(shì)。然而電動(dòng)汽車(chē)也存在隱患和發(fā)展痛點(diǎn)。其中，充電是制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展和普及的一項(xiàng)瓶頸技術(shù)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：充電時(shí)間長(zhǎng)、效率低、存在安全隱患。目前，電動(dòng)汽車(chē)的常見(jiàn)充電設(shè)施有充電樁和充電站。充電樁提供的充電過(guò)程緩慢，適合于家用。充電站可提供慢速和快速充電兩種方式，但是由于充電速度比加油速度慢很多，不僅設(shè)備要求高，還需要建設(shè)大量停車(chē)位占用土地資源，因此導(dǎo)致充電站的建設(shè)成本巨大，也使得當(dāng)前充電站的建設(shè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上電動(dòng)車(chē)發(fā)展步伐。更為嚴(yán)重的是，巨額投資建成充電站的停車(chē)位常常被普通汽車(chē)占據(jù)，不僅使電動(dòng)車(chē)無(wú)法充電，也浪費(fèi)了社會(huì)資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種用于太陽(yáng)能汽車(chē)的可調(diào)節(jié)車(chē)頂太陽(yáng)能裝置，解決了以上所述的技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種用于太陽(yáng)能汽車(chē)的可調(diào)節(jié)車(chē)頂太陽(yáng)能裝置，包括太陽(yáng)能電池板、連接機(jī)構(gòu)和用于調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板與汽車(chē)頂棚之間角度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述連接機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)頂桿，所述至少一個(gè)頂桿一端與太陽(yáng)能電池板鉸接，所述至少一個(gè)頂桿另一端固定在汽車(chē)頂棚的凹槽中。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型在汽車(chē)頂棚上設(shè)置凹槽，并將連接機(jī)構(gòu)設(shè)置在凹槽中，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；在不同光照條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板與汽車(chē)頂棚之間的角度，從而使太陽(yáng)能電池板盡可能迅速且有效地吸收光能并將光能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)能在車(chē)載動(dòng)力電池中，不僅可以增加行駛里程，而且可以減少充電次數(shù)，緩解電動(dòng)汽車(chē)充電難的問(wèn)題。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述太陽(yáng)能電池板為矩形太陽(yáng)能電池板，所述連接機(jī)構(gòu)包括四個(gè)頂桿；所述矩形太陽(yáng)能電池板包括第一端和與第一端垂直設(shè)置的第二端和第三端，所述第一端固定在汽車(chē)頂棚上；所述第二端的任意兩個(gè)四等分點(diǎn)處分別設(shè)有一個(gè)頂桿，所述第三端與第二端的對(duì)應(yīng)位置處也設(shè)有頂桿。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：本進(jìn)一步技術(shù)方案中，太陽(yáng)能電池板通過(guò)頂桿設(shè)置在汽車(chē)頂棚上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接效果好。

進(jìn)一步，所述頂桿一端與所述太陽(yáng)能電池板通過(guò)球形鉸鏈連接。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：本進(jìn)一步技術(shù)方案中，為了滿足在任意停車(chē)方位，太陽(yáng)能電池板能大角度地隨太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，故頂桿和太陽(yáng)能電池板連接處用球鉸進(jìn)行連接。

進(jìn)一步，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括控制器、微型空氣泵和與所述頂桿個(gè)數(shù)相同的高度調(diào)節(jié)組件，每個(gè)高度調(diào)節(jié)組件均包括用于驅(qū)動(dòng)頂桿上下運(yùn)動(dòng)的氣壓缸和用于控制頂桿運(yùn)動(dòng)距離的高度控制閥，所述氣壓缸的氣孔通過(guò)管路連接微型空氣泵，所述高度控制閥設(shè)置在氣壓缸與所述微型空氣泵之間的管路上且所述高度控制閥與控制器輸出端電連接。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：本進(jìn)一步技術(shù)方案中，采用控制器向高度控制閥輸出控制信號(hào)，高度控制閥根據(jù)控制信號(hào)控制壓縮空氣從微型空氣泵流向或流出氣壓缸，通過(guò)氣壓缸驅(qū)動(dòng)頂桿上下運(yùn)動(dòng)，從而改變太陽(yáng)能電池板與汽車(chē)頂棚之間角度。

進(jìn)一步，所述氣壓缸固定在汽車(chē)頂棚的凹槽中。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：本進(jìn)一步技術(shù)方案中，所述汽車(chē)頂棚凹槽的深度和氣壓缸的高度一致，從而將氣壓缸設(shè)置在凹槽中，同時(shí)進(jìn)氣管口設(shè)置在凹槽的內(nèi)壁四側(cè)，微型空氣泵布置在汽車(chē)底盤(pán)上，因此分布更加簡(jiǎn)單合理。

進(jìn)一步，所述可調(diào)節(jié)車(chē)頂太陽(yáng)能裝置還包括設(shè)置在太陽(yáng)能電池板上的太陽(yáng)光跟蹤傳感器，所述太陽(yáng)光跟蹤傳感器連接所述控制器的輸入端。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：本進(jìn)一步技術(shù)方案中，可以通過(guò)太陽(yáng)光跟蹤傳感器所感應(yīng)到的太陽(yáng)位置調(diào)整太陽(yáng)能電池板的角度，使太陽(yáng)能電池板吸收光能的效果更好，光電轉(zhuǎn)換速度更快。

進(jìn)一步，所述太陽(yáng)光跟蹤傳感器包括至少一個(gè)光伏探測(cè)器。

進(jìn)一步，所述可調(diào)節(jié)車(chē)頂太陽(yáng)能裝置還包括套設(shè)在所述光伏探測(cè)器上的避光罩，所述避光罩上與所述光伏探測(cè)器對(duì)應(yīng)位置處設(shè)有通孔。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：本進(jìn)一步技術(shù)方案中，通過(guò)設(shè)置避光罩，可以進(jìn)一步提高通過(guò)光伏探測(cè)器追蹤太陽(yáng)位置的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步，所述通孔處設(shè)有用于調(diào)節(jié)照射到所述光伏探測(cè)器上陽(yáng)光投影的大小和形狀的透鏡。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：本進(jìn)一步技術(shù)方案中，當(dāng)陽(yáng)光透過(guò)透鏡且在太陽(yáng)能電池板上的投影與光伏探測(cè)器的探頭形狀及大小相同時(shí)，光伏探測(cè)器能更精確追蹤太陽(yáng)光的位置，從而更加準(zhǔn)確的調(diào)整太陽(yáng)能電池板的角度。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的一種用于太陽(yáng)能汽車(chē)的可調(diào)節(jié)車(chē)頂太陽(yáng)能裝置的側(cè)視圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的連接示意圖；

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1、太陽(yáng)能電池板，2、汽車(chē)頂棚，3、凹槽，4、頂桿，5、微型空氣泵，6、氣壓缸，7、高度控制閥，8、排氣閥，9、球形鉸鏈。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

圖1為實(shí)施例1提供的一種用于太陽(yáng)能汽車(chē)的可調(diào)節(jié)車(chē)頂太陽(yáng)能裝置的側(cè)視圖，如圖1所示，包括太陽(yáng)能電池板1、連接機(jī)構(gòu)和用于調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板與汽車(chē)頂棚2之間角度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述連接機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)頂桿4，所述至少一個(gè)頂桿4一端與太陽(yáng)能電池板鉸接，所述至少一個(gè)頂桿4另一端固定在汽車(chē)頂棚2的凹槽3中。具體而言，實(shí)施例1中，所述太陽(yáng)能電池板1為矩形太陽(yáng)能電池板，所述連接機(jī)構(gòu)包括四個(gè)頂桿4，所述矩形太陽(yáng)能電池板包括第一端和與第一端垂直設(shè)置的第二端和第三端，所述第一端固定在汽車(chē)頂棚上，所述第二端的第一個(gè)四等分點(diǎn)處和第三個(gè)四等分點(diǎn)處分別設(shè)有一個(gè)頂桿4，所述第三端與第二端的對(duì)應(yīng)位置處也設(shè)有頂桿，通過(guò)以上結(jié)構(gòu)使太陽(yáng)能電池板設(shè)置在汽車(chē)頂棚上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接效果好。當(dāng)然在其他實(shí)施例中，可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)頂桿的位置和個(gè)數(shù)進(jìn)行限定，這些限定均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。

圖2為實(shí)施例1中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的連接示意圖，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括控制器(圖中未示出)、微型空氣泵5和與所述頂桿4個(gè)數(shù)相同的高度調(diào)節(jié)組件，每個(gè)高度調(diào)節(jié)組件均包括用于驅(qū)動(dòng)頂桿上下運(yùn)動(dòng)的氣壓缸6和用于控制頂桿4運(yùn)動(dòng)距離的高度控制閥7，所述氣壓缸6設(shè)置在頂桿4底部，且所述氣壓缸6的氣孔通過(guò)管路連接微型空氣泵5，所述高度控制閥7設(shè)置在氣壓缸6與所述微型空氣泵5之間的管路上且所述高度控制閥7與控制器輸出端電連接，如圖2所示，所述高度控制閥7和微型空氣泵5之間的管路上還設(shè)有排氣閥8。本實(shí)施例采用控制器向高度控制閥輸出控制信號(hào)，高度控制閥根據(jù)控制信號(hào)控制壓縮空氣從微型空氣泵流向或流出氣壓缸，通過(guò)氣壓缸驅(qū)動(dòng)頂桿上下運(yùn)動(dòng)，從而改變太陽(yáng)能電池板與汽車(chē)頂棚之間角度。如圖2所示，所述頂桿4一端與所述太陽(yáng)能電池板通過(guò)球形鉸鏈9連接，從而方便太陽(yáng)能電池板運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例在汽車(chē)頂棚上設(shè)置凹槽，并將連接機(jī)構(gòu)設(shè)置在凹槽中，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；同時(shí)在不同光照條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)太陽(yáng)能電池板與汽車(chē)頂棚之間的角度，從而使太陽(yáng)能電池板盡可能迅速且有效地吸收光能并將光能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)能在車(chē)載動(dòng)力電池中，不僅可以增加行駛里程，而且可以減少充電次數(shù)，緩解電動(dòng)汽車(chē)充電難的問(wèn)題。

優(yōu)選實(shí)施例中，所述氣壓缸固定在汽車(chē)頂棚的凹槽中。所述汽車(chē)頂棚凹槽的深度和氣壓缸的高度一致，從而將氣壓缸設(shè)置在凹槽中，同時(shí)進(jìn)氣管口設(shè)置在凹槽的內(nèi)壁四側(cè)，微型空氣泵布置在汽車(chē)底盤(pán)上，因此分布更加簡(jiǎn)單合理。

在另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述可調(diào)節(jié)車(chē)頂太陽(yáng)能裝置還包括設(shè)置在太陽(yáng)能電池板上的太陽(yáng)光跟蹤傳感器，所述太陽(yáng)光跟蹤傳感器連接所述控制器的輸入端，可以通過(guò)太陽(yáng)光跟蹤傳感器所感應(yīng)到的太陽(yáng)位置調(diào)整太陽(yáng)能電池板的角度，使太陽(yáng)能電池板吸收光能的效果更好，光電轉(zhuǎn)換速度更快。具體的，太陽(yáng)光跟蹤傳感器包括光信號(hào)接收器和分別連接反饋處理電路的4組信號(hào)輸出端。光信號(hào)接收器由四象限感光面光伏探測(cè)器、兩組相交的擋光板組成，擋光板表面覆有光反射層，光反射層可以是粘貼反光鋁膜、鑲貼薄玻璃鏡片、拋光基材或涂覆反光涂料。兩組相交的擋光板置于光伏探測(cè)器的四象限感光面上，四象限感光面各引出一組信號(hào)輸出端。當(dāng)太陽(yáng)光線與太陽(yáng)光跟蹤傳感器Z軸線呈一夾角時(shí)，光伏探測(cè)器某一象限受到一部分陽(yáng)光直接照射，而相對(duì)方向的另一象限由于受到擋光板的遮擋只能接受到散射光，結(jié)果輸出信號(hào)產(chǎn)生差異，經(jīng)反饋處理電路比較放大處理后可控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，使太陽(yáng)光線與太陽(yáng)光跟蹤傳感器Z軸平行、光伏探測(cè)器各象限受到的光信號(hào)相等，從而達(dá)到跟蹤太陽(yáng)的目的，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，跟蹤精度較高。

在另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述可調(diào)節(jié)車(chē)頂太陽(yáng)能裝置還包括套設(shè)在所述光伏探測(cè)器上的避光罩，所述避光罩上與所述光伏探測(cè)器對(duì)應(yīng)位置處設(shè)有通孔，通過(guò)設(shè)置避光罩，可以進(jìn)一步提高通過(guò)光伏探測(cè)器追蹤太陽(yáng)位置的準(zhǔn)確性。更加優(yōu)選的實(shí)施例中，所述通孔處設(shè)有用于調(diào)節(jié)照射到所述光伏探測(cè)器上陽(yáng)光投影的大小和形狀的透鏡，當(dāng)陽(yáng)光透過(guò)透鏡且在太陽(yáng)能電池板上的投影與光伏探測(cè)器的探頭形狀及大小相同時(shí)，光伏探測(cè)器能更精確追蹤太陽(yáng)光的位置，從而更加準(zhǔn)確的調(diào)整太陽(yáng)能電池板的角度。

采用裝置后，假設(shè)一天中能垂直照射的時(shí)間為10點(diǎn)到14點(diǎn)，其余時(shí)刻近似簡(jiǎn)化為不采用改進(jìn)裝置。在有效采光時(shí)間內(nèi)所獲得的能量W₁等于太陽(yáng)能板面積A與f(γ)計(jì)算后的結(jié)果(f(γ)是以光強(qiáng)γ為變量的函數(shù))。

若不采用改進(jìn)裝置，則太陽(yáng)能板的等效采光面積為Asinα，若計(jì)算一天內(nèi)該等效采光面積所能產(chǎn)生的電能，即需對(duì)該面積積分(取10點(diǎn)至14點(diǎn)之間)。

某時(shí)某地太陽(yáng)高度角α與地理緯度、太陽(yáng)赤緯和太陽(yáng)時(shí)角相關(guān)。因此其公式為：

上式就是求任意時(shí)刻太陽(yáng)高度的三角公式.其中,α是太陽(yáng)高度角是當(dāng)?shù)氐牡乩砭暥?δ是當(dāng)日的太陽(yáng)赤緯,w是當(dāng)時(shí)的太陽(yáng)時(shí)角，太陽(yáng)赤緯是地球赤道平面與太陽(yáng)和地球中心的連線之間的夾角。太陽(yáng)赤緯等于此刻太陽(yáng)直射點(diǎn)的緯度。

太陽(yáng)時(shí)角w＝15×(ST-12) (2)

其中ST為真太陽(yáng)時(shí)，ST＝北京時(shí)間+時(shí)差,以24小時(shí)計(jì)。

現(xiàn)以北京地區(qū)春分3月19日為例。此時(shí)太陽(yáng)直射赤道δ＝0，δ＝0°，ST＝北京時(shí)間t，即Sinα＝cos40×cos0×cos15×(t-12)，故

在有效采光時(shí)間內(nèi)所獲得的能量W2等于與f(γ)進(jìn)行計(jì)算后的結(jié)果。因此發(fā)電功率提高比例

對(duì)比改進(jìn)前后太陽(yáng)能板所能轉(zhuǎn)化為電能的大?。?/p>

當(dāng)日北京標(biāo)準(zhǔn)日照時(shí)間為10.5h，有效日照時(shí)間為5h，以2平米、300w太陽(yáng)板計(jì)算(效率取70％)：

日發(fā)電量計(jì)算公式為

太陽(yáng)能板發(fā)電功率×有效日照小時(shí)數(shù)×系統(tǒng)效率＝300×5×70％＝1.05Kwh。

裝備改進(jìn)裝置后太陽(yáng)能板日發(fā)電量大致為：

W₁＝1.32Kwh

若該套裝置在10～14點(diǎn)運(yùn)行(即工作4小時(shí))

W₀＝0.035×4kWh＝0.140Kwh

ΔE＝W₁-W₂-W₀＝1.32-1.05-0.14＝0.13kWh

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。