一种不用充电桩的太阳能组合电力节能环保房车的制作方法

本发明涉及新能源汽车领域，具体为一种不用充电桩的太阳能组合电力节能环保房车。

背景技术：

燃油汽车尾气产生的pm2.5雾霾污染已成为中国城市大气环境的主要污染源，联合国的统计数据表明，它已占总污染的60％，为解决燃油汽车污染的问题，在中国实用新型专利号为201920903368.7的专利中，提到了一种太阳能电-lng气强混动力汽车，该专利中提到：如图1-2所示，汽车的车头顶部设置有车头滑动折叠展开光伏板组件；汽车的车身顶部设置有车身顶部光伏板组件；停车时，车头滑动折叠展开光伏板组件可向车头前方滑动伸出并左右翻转展开；行进时，车头滑动折叠展开光伏板组件可折叠并缩回，使其与车身顶部光伏板组件部分重叠；汽车的车身侧面设置有可翻转的车身侧面光伏板组件，汽车的车身尾部设置有可翻转的车尾光伏板组件；该设计方案能够有效的增加光伏板组件的采光面积，但是该方案的车头滑动折叠展开光伏板组件在沿车头方向伸出并回缩时，采用的齿轮齿条传动，使得车头滑动折叠展开光伏板组件在向车头方向伸出展开时，由于光伏板组件伸出车头部分过大，容易造成齿轮齿条啮合不稳固，进而磨损严重，同时对光伏板组件支撑不稳固；

现有技术中，纯电动汽车、氢燃料电池汽车以及新能源油-电混合动力汽车各有缺点：纯电动汽车续航能力低，受充电桩的限制，目前充电桩的建设只在一些大城市有，而中小城市以及高速路上缺乏严重，推广困难；氢燃料电池汽车中，生产氢气所产生的燃煤污染比生产电更加严重，以及生产运输都比较困难，很难推广；新能源油-电混合动力汽车，虽尾气污染有所减少但不能根治，雾霾问题依然存在。

目前房车旅游已经成为时尚，现有技术中，电动房车逐渐进入人们生活之中，内置客厅、厨房、空调、冰箱、卧室、煤气灶、淋浴间等，可供4-6人住宿，但是电动房车仍存在许多不完善的地方，例如续航能力短，依赖充电桩，且房车中家用电器等需要不间断供电，供电紧张，只能去往设有充电桩的地方充电，推广不易。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种不用充电桩的太阳能组合电力节能环保房车，将太阳能转换成电能供房车动力系统及房车内部家用电器使用，清洁环保，并结合发动机发电增加续航能力。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种不用充电桩的太阳能组合电力节能环保房车，包括光伏板组件，所述光伏板组件包括设置在车头顶部的滑动折叠光伏板组件、设置在车身顶部的顶部光伏板组件、设置在车身两侧与车身顶部两侧铰接的侧面光伏板组件、设置在车身尾部与车身尾部顶端铰接的尾部光伏板组件，所述滑动折叠光伏板组件停车时可向车头前方滑动伸出并左右翻转展开，行车时所述滑动折叠光伏板组件可折叠缩回并与所述顶部光伏板组件底部部分重叠，所述滑动折叠光伏板组件下部设有驱动机构，所述驱动机构包括设置在所述滑动折叠光伏板朝向房车尾部方向一端底部的伺服马达、设置在所述滑动折叠光伏板组件朝向房车头部一端的拖动板，所述伺服马达与所述拖动板之间设有丝杠，所述房车的车头顶部设有与所述丝杠对应的丝母，所述房车内部设有发动机、发电机、整流器、直流变压器、逆变器、锂电池组、电机、家用电器，所述发动机为所述发电机发电提供动力，所述整流器用于将所述发电机输出的交流电转换成直流电，所述直流变压器用于将所述整流器输出的直流电压变压并分别输送至所述锂电池组和所述逆变器，所述逆变器用于将所述直流变压器输出的直流电转换成交流电输送至所述电机，所述电机用于为所述房车提供动力，所述滑动折叠光伏板组件用于向所述锂电池组充电和向所述家用电器提供电量，所述锂电池组用于向所述家用电器供电以及通过所述直流变压器向所述逆变器提供直流电。

在优选的实施方案中，所述丝杠设有两个，且所述伺服电机对应所述丝杠设有两个，所述丝杠与所述伺服电机的输出端连接，所述丝杠与所述拖动板通过设置在所述拖动板上的轴承连接，且每个所述丝杠与房车的车头顶部之间均设有多个丝母。

在优选的实施方案中，所述滑动折叠光伏板组件底部设有位于两个所述丝杠之间的导轨，所述房车的车头顶部固定设有多个与所述导轨对应的滑块，所述滑块内部与所述导轨配合面之间设有滚珠。

在优选的实施方案中，所述发动机为汽油发动机或lng发动机。

在优选的实施方案中，所述房车内部设有与所述锂电池组连接的交流220v备用车载充电机，所述备用车载充电机可直接连接市电。

在优选的实施方案中，所述电机为交流异步电机或永磁同步电机。

在优选的实施方案中，所述房车内设有智能自动控制系统，所述智能自动控制系统包括分别与所述光伏板组件、锂电池组、家用电器连接的处理器、设置于房车四个侧面的多个位置传感器、均匀设置于所述光伏板组件顶面的光敏传感器，所述位置传感器、光敏传感器均与所述处理器连接。

本发明的有益效果为：

1、本发明仅靠太阳能电力驱动也能实现60～120km的续航里程，在房车组合电力系统辅助下，续航里程可达600公里；

2、本发明中光伏板使用寿命25年以上，使用太阳能供房车动力系统及房车内部家用电器使用，不仅清洁无污染，同时极大的节省了后期使用成本；

3、本发明太阳能房车舒适度很高，具有冬暖夏凉特质，因为夏天光伏板全展开能在房车上方形成67.76平米的大遮阳棚，冬天晚上光伏板紧抱房车，相当于在房车外面包上一层50㎜厚的保温层，使房车的保暖性能成倍增长，同时因为房车的内部空调使用面积不大，用1匹(p)空调机就能满足，每小时耗电0.735度，50～60度光伏电可绝对保暖；本发明中对光伏热的利用也给予考虑，67.76平米太阳能光伏板收集的热能也足以满足房车取暖。

4、本发明太阳能房车行进中，太阳能光伏板紧贴房车外表面，构成50㎜厚的盔甲保护层，光伏板受光面由3㎜钢化防弹玻璃做成，受到直径45㎜冰球(质量43.9克)以30.7m/s速度冲撞时不会损坏，光伏板外框架和支撑底板由高比强度镁铝合金构成，并且表面粘贴有一层高比强度、高比刚度的碳纤维复合层，这些高技术新材料、新工艺的采用，使得太阳能房车的抗撞击能力比普通房车提高一倍以上，也就是说太阳能房车的行驶安全性更高；

5、本发明用组合电力系统后，具有以下几点优势：①不需要充电桩；②续航里程超600公里；③锂电池用量仅为纯电动汽车的1/5～1/3，储能成本大大降低，安全可靠性也大大提高；

6、本发明车上有备用充电机(交流220v)，紧急情况可用电葫芦拉出50米输电线给电池充电，220v交流电在全国范围内已基本普及，相比较充电桩，使用方便、快捷。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例所述的一种不用充电桩的太阳能组合电力节能环保房车的外部结构图；

图2是本发明实施例所述的一种不用充电桩的太阳能组合电力节能环保房车的光伏板组件展开示意图；

图3是本发明实施例所述的一种不用充电桩的太阳能组合电力节能环保房车的驱动机构结构示意图；

图4是本发明实施例所述的一种不用充电桩的太阳能组合电力节能环保房车的驱动机构的a-a界面示意图；

图5是本发明实施例所述的一种不用充电桩的太阳能组合电力节能环保房车的系统框架示意图；

图6是本发明实施例所述的一种不用充电桩的太阳能组合电力节能环保房车的智能自动控制系统框架结构示意图。

图中：

1、光伏板组件；2、滑动折叠光伏板组件；3、顶部光伏板组件；4、侧面光伏板组件；5、尾部光伏板组件；6、驱动机构；601、伺服马达；602、拖动板；603、丝杠；604、丝母；605、轴承；606、导轨；607、滑块；608、滚珠；7、发动机；8、发电机；9、整流器；10、直流变压器；11、逆变器；12、锂电池组；13、电机；14、家用电器；1401、空调系统；1402、淋雨热水器；1403、储能备用热水器；15、备用车载充电机；16、智能自动控制系统；17、处理器；18、位置传感器；19、光敏传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面将参照附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-5所示，本发明实施例的一种不用充电桩的太阳能组合电力节能环保房车，包括光伏板组件1，光伏板组件1包括设置在车头顶部的滑动折叠光伏板组件2、设置在车身顶部的顶部光伏板组件3、设置在车身两侧与车身顶部两侧铰接的侧面光伏板组件4、设置在车身尾部与车身尾部顶端铰接的尾部光伏板组件5，滑动折叠光伏板组件2停车时可向车头前方滑动伸出并左右翻转展开，行车时滑动折叠光伏板组件2可折叠缩回并与顶部光伏板组件3底部部分重叠，滑动折叠光伏板组件2下部设有驱动机构6，驱动机构6包括设置在滑动折叠光伏板2朝向房车尾部方向一端底部的伺服马达601、设置在滑动折叠光伏板组件2朝向房车头部一端的拖动板602，伺服马达601与拖动板602之间设有丝杠603，房车的车头顶部设有与丝杠603对应的丝母604，房车内部设有发动机7、发电机8、整流器9、直流变压器10、逆变器11、锂电池组12、电机13、家用电器14，发动机7为发电机8发电提供动力，整流器9用于将发电机8输出的交流电转换成直流电，直流变压器10用于将整流器9输出的直流电压变压并分别输送至锂电池组12和逆变器11，逆变器11用于将直流变压器10输出的直流电转换成交流电输送至电机13，电机13用于为房车提供动力，滑动折叠光伏板组件2用于将太阳能转换为电能向锂电池组12充电和向家用电器13提供电量，锂电池组12用于向家用电器13供电以及通过直流变压器10向逆变器11提供直流电；

本发明实施例中，滑动折叠光伏板组件2包括上中下三层光伏板，上中两层光伏板通过设置角度调整机构沿着下层光伏板的两侧进行翻转，所述角度调整机构为现有技术，详情可见专利号为201920903368.7的实用新型专利中的角度调整机构，此处不再赘述，滑动折叠光伏板组件2、顶部光伏板组件3、侧面光伏板组件4展开后如图2所示，所述房车还包括车头部光伏整流板(图中未示出)及车身顶部支撑架(图中未示出)，所述车身顶部支撑架安装在房车的车身顶部，且所述车身顶部支撑架的顶面上安装顶部光伏板组件3，所述车头部光伏整流板包括前部整流板、侧面整流板，所述前部整流板安装在车头滑动折叠光伏板组件2前端与拖动板605固定连接，所述侧面整流板安装在车头顶部且位于滑动折叠光伏板组件2的左、右侧，所述车头部光伏整流板与车身顶部支撑架配合形成完整的气动外形。

具体的实施例中，如图3-4所示，丝杠603设有两个，且伺服电机601对应丝杠603设有两个，丝杠603与伺服电机601的输出端连接，丝杠603与拖动板602通过设置在拖动板602上的轴承605连接，且每个丝杠603与房车的车头顶部之间均设有多个丝母604；

本发明实施例中，滑动折叠光伏板组件2停车时，通过驱动机构6向车头前方滑动伸出，行车时通过驱动机构6部分缩回至顶部光伏板组件3的底部，驱动机构6在运转时，伺服电机601输出动力至丝杠603，丝杠603与丝母604啮合，因为丝母604固定在房车的车头顶部，所以丝杠603与丝母604啮合旋转向车头前方或后方进行移动，进而带动滑动折叠光伏板组件2向车头前方滑动伸出或向车头后方滑动缩回。

具体的实施例中，滑动折叠光伏板组件2底部设有位于两个丝杠603之间的导轨606，房车的车头顶部固定设有多个与导轨606对应的滑块607，滑块607内部与导轨606配合面之间设有滚珠608，滑动折叠光伏板组件2在驱动机构6的驱动下沿车头前后方移动时，导轨606相应的在滑块607内进行前后滑动，本发明实施例中通过两个丝杠603与导轨606作为滑动折叠光伏板组件2的支撑件，传动更加稳定，支撑更加稳固。

具体的实施例中，所述发动机7为汽油发动机或lng发动机，发动机7为发电机8提供动力发电，发动机7选用汽油发动机时，汽油发动机可排除怠速等严重污染工况，发动机7工况可调节到单一的最清洁状态，即使采用汽油燃料，也能轻松满足国六排放标准，且发动机7的燃料可以改成液化天燃气(lng)，清洁无污染，发电机8发的电可直接输给电机13驱动房车，也可以随时给锂电池组12充电。

具体的实施例中，所述房车内部设有与锂电池组12连接的交流220v备用车载充电机15，备用车载充电机15可直接连接市电，紧急情况可用电葫芦拉出50米输电线给电池充电，220v交流电在全国范围内已基本普及，相比较充电桩，使用方便、快捷。

具体的实施例中，所述电机13为交流异步电机或永磁同步电机。

具体的实施例中，所述房车内设有智能自动控制系统16，智能自动控制系统16包括分别与光伏板组件1、锂电池组12、家用电器14连接的处理器17、设置于房车四个侧边的多个位置传感器18、均匀设置于光伏板组件1顶面的光敏传感器19，位置传感器18、光敏传感器19均与处理器17连接。

下面以参考车型6米考斯特为例进行说明，考斯特裸车外形尺寸长×宽×高5940×2300×2800(㎜)，该房车的车头顶部安装滑动折叠光伏板组件2，车身顶部安装顶部光伏板组件3，两侧分别安装侧面光伏板组件4，尾部安装尾部光伏板组件5，光伏板组件1均采用高效硅晶光伏板，光伏板组件厚50㎜，顶部光伏板组件2底部安装的车身顶部支撑架高450mm，安装光伏板组件1后长×宽×高为5990×2400×3300(㎜)，光伏板组件1采光面采用厚3㎜的钢化防弹玻璃，在直径45㎜(质量43.9克)冰球以30.7米/秒速度撞击下可确保完好无损，光伏板组件1的边框与车身顶部支撑架采用航天轻质高比强度的镁铝合金，表面还粘贴一层高比强度、高比刚度的碳纤维复合材料。因此光伏板的加强作用，使太阳能房车(与普通考斯特裸车相比)车体抗撞击能力与安全性能得到大幅度提高；

如图2所示，裸车头部车顶的面积长×宽1320×2300(㎜)，面积为3.04平米；车头顶部安装滑动折叠光伏板组件2，滑动折叠光伏板组件2包括上中下三层光伏板，每层光伏板尺寸长×宽×厚3360×2200×50(㎜)，停车时，滑动折叠光伏板组件通过角度调整机构完全展开面积达到22.18平米，行车时，滑动折叠光伏板组件2通过角度调整机构收缩，并通过驱动机构6将滑动光伏板组件2向车身方向滑动2040㎜并缩进车体内，在车头部光伏整流板的保护下避免增加行车时的空气阻力，同理，在停车时，在驱动机构6的推动下，滑动折叠光伏板组件2会向车头方向滑动2040㎜，即滑动折叠光伏板组件2将有2040㎜长度被悬在车头外部，留在车顶部分的长度只剩1320㎜，本发明实施例中通过两个丝杠603与导轨606作为滑动折叠光伏板组件2的支撑件，使之传动更加稳定，支撑更加稳固，滑动折叠光伏板组件2底部设有二条丝杠603，每条长3400㎜，直径ф30㎜，每条丝杠603均配两件丝母604，丝杠603转动时通过拖动板602带动滑动折叠光伏板组件2滑动；滑动折叠光伏板组件2底部导轨606长3400㎜，直径ф30㎜，滑块607套在导轨606上，滑块607内预埋有滚珠608，导轨606相对滑块607可轻松的滑动，滑块607固定在车顶，导轨606固定安装在滑动折叠光伏板组件2底面；

停车时，光伏板组件1展开，如图2所示，展开面积达到67.76平方米，光伏发电量达到50～60度(kwh)，其中驾驶室顶部光伏采光面积扩大7.3倍，整车光伏采光面积扩大约5倍。

下面结合房车内部耗电量进行说明：

1、参考郑州宇通e7纯电动客车：长7米、自重4340kg，乘员20人，续航里程120～150km，锂电池储电量64度(kwh)；本发明实施例的房车长6米，乘员5～7人，比e7重量轻不少，因此锂电池储量按30度(kwh)充电，行驶里程60km不会有问题；

2、车行驶时仪表及控制的辅助系统用电0.5度(kwh)；

3、锂电池组的温控系统用电1度(kwh)(充放电时工作)；

4、行驶时车用照明、冰箱、电视、音响等用电0.5度(kwh)；

5、房车生活用电(含行驶状态)：

(1)夏季用电

①车内空调用电：车内制冷面积按2.2×5.9＝13平米计算，一匹(p)空调制冷面积10～14平米，选一匹空调掛机，设定温度调节范围10℃(从35℃下调到25℃)，8小时耗电8×0.735＝6kw(6度)；

②夏季淋浴热水器用电：本发明实施例中，6米房车乘员5～7人，按7人计算，每人每天用热水30升，每天用热水总量210升，水的比热容cp＝4.2×103j/kg℃，设定水温从20℃加热到75℃，经计算夏季淋浴热水器耗电12度(kwh)；

(2)冬季车内取暖用电

车内空调用电：设定温度调节从-10℃上调到+20℃，温度调节范围30℃，经计算冬季车内取暖用电18度(kwh)；

综上所述，房车主要用电量汇总：

1、夏季：主要用电总量50度(kwh)，其中房车驱动用电30度(kwh)；

2、冬季：主要用电总量50度(kwh)，其中房车驱动用电30度(kwh)；

因此，本发明以6米长考斯特为例，光伏板组件发电量达到50～60度(kwh)，除用于为家用电器15提供电量外，光伏板组件1的发电量至少支持房车每日行驶里程60km。

本发明实施例中，如图6所示，所述房车内设有智能自动控制系统16，智能自动控制系统16包括分别与光伏板组件1、锂电池组12、家用电器14连接的处理器17、设置于房车四个侧边的多个位置传感器18、均匀设置于光伏板组件1顶面的光敏传感器19，位置传感器18、光敏传感器19均与处理器17连接，家用电器14包括空调系统1401、淋雨热水器1402、储能备用热水器1403，智能自动控制系统16中处理器17用于控制光伏板组件产生的50～60度电除了用于驱动的30kwh光伏电外，其余光伏电量都不通过锂电池组12，而是直接输送给车载家用电器14，即使有少量富余的光伏电，也不输送至锂电池组12，而是输给储能备用热水器，以热水形式储能，锂电池组12中锂电池用量大大减少，仅为纯电动汽车的1/5～1/3；

同时，位置传感器18用于监测房车所处的位置，光敏传感器19用于监测光信号或光辐射强度，位置传感器18以及光敏传感器19将监测的信号传递至处理器17，处理器17与驱动机构6以及角度调整机构连接，用于房车在停车状态时，自动监测房车位置以及光辐射强度，进而通过控制驱动机构6以及角度调整机构将滑动折叠光伏板组件2滑动展开，并通过角度调整机构调整滑动折叠光伏板组件2的上中层光伏板的翻转角度，最大程度的接收太阳能。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。