一种便携式车用太阳能半导体制冷装置的制作方法

本实用新型涉及汽车用品领域，特别是涉及一种便携式车用太阳能半导体制冷装置。

背景技术：

夏天室外气温达到35℃时，阳光照射车辆15分钟，封闭车厢里的温度就能达到60℃，汽车长时间停在40℃的阳光下，车内温度最高可达90℃。高温不仅能使车辆上一些零部件老化，影响使用寿命甚至引起自燃，还会直接影响驾驶员的生理和心理，使其不能专心驾驶。此外，车内高温也是婴幼儿生命的潜在威胁，根据统计，美国每年平均有近40名儿童在车内中暑死亡。

太阳能利用技术是汽车空调的发展趋势，目前汽车上的太阳能空调主要是将太阳能所转换的电能用于空调。汽车的空调系统早已经成为汽车中举足轻重的功能部件，但是大多数汽车的空调系统只有在汽车启动后，通过发动机带动空调压缩机和风机实现空气调节，在炎热的夏季，阳光直射下露天停放汽车内，发动机停止工作无法为空调系统提供电能，伴随着太阳光的强烈照晒，密闭车内空气温度会急剧升高，由此产生“孤岛”效应。高温易导致车辆自燃，也使进入车内驾驶者感到非常酷热。意外被锁在汽车内的孩童导致高温死亡事件的常见报道发生，可见在车辆熄火情况下保持车内温度适宜尤为重要。

目前市场上已有的降温方法主要有采用遮光布、汽车遮阳伞等减少太阳直接辐射和在进入车辆前使用降温剂。遮光布和车顶棚虽然能在一定程度上减少辐射传热，但是随着室外温度的升高，周围环境的热传导和辐射仍然会使得车内温度逐渐升高。降温剂主要成分是干冰、软化水、和少量香料，一般可以喷洒在车内，遇热即迅速汽化，从而吸收其表面热量。降温剂只能使物体表面温度降低，对车内整体空气温度影响不大，且对户外经高温照射到的车窗玻璃及仪表玻璃上喷洒，在冷热物理条件下会导致玻璃爆裂。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种便携式车用太阳能半导体制冷装置，主要原理为通过展开的太阳能板将辐射能转换为电能，利用半导体材料的peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。

设计思路：根据热力学相关知识，热量传递主要有三种形式：热传导、热对流和热辐射，减少太阳辐射以及将车内热量通过导热或者对流传递到车外是使车内温度降低的主要方法，因此主要设计思路为选择能源获取方式、传递热量（制冷）方式选择、整体结构设计和材料选择。（1）供能：太阳能板借鉴了人造卫星太阳能板的展开方式，在车顶展开，不仅能阻止太阳对车顶的直接照射，还能获得充分光源，吸收太阳能这一清洁能源，为装置提供动力。（2）制冷：目前制冷主要方式有：压缩式制冷、半导体温差制冷、吸收式制冷、磁力冷冻法和激光超低温法等，其中压缩式制冷和半导体制冷应用最为广泛。相对于压缩式制冷，半导体制冷装置工艺复杂程度低，安装简单，利于装置的小型化，更符合本项目的设计初衷，并且还具有不需要任何制冷剂、没有震动、噪音、寿命长等优点。（3）结构：汽车内部为封闭结构，而为了充分制冷，必须采用对流换热，因此需要采取措施在不破坏汽车结构的前提下连通车内外。常用方法有接入车辆自带的空调系统，但是改装难度大且存在安全隐患。本装置利用车窗可以升降的特点，将主体部分的凹槽与车窗结合，并且封堵了车窗打开的部分，保证财产安全。（4）材料：考虑到需要在高温下长时间运行，且为了满足便携性，主体部分选择耐高温树脂，综合比较之后选取了聚酰胺，不仅具有良好的综合性能，还有易于加工和成本低廉的特点

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种便携式车用太阳能半导体制冷装置，包括壳体，所述壳体内部固定安装有半导体制冷片，所述壳体上侧壁开设有顶板卡槽，所述壳体其余三侧壁均开设有车窗卡槽，所述壳体前侧一体成型有凹槽，所述凹槽上方设有支架，所述支架与壳体转动连接，所述支架内转动连接有太阳能板，所述壳体两侧开设有两个大小相同的通孔，通孔内分别固定安装有排气风扇和导气风扇，所述半导体制冷片、排气风扇和导气风扇均与太阳能板通过电性连接。

优选的，所述通孔内固定安装有防护板。

优选的，所述排气风扇的防护板位于其后方，所述导气风扇的防护板位于其前方。

优选的，所述壳体的材料为聚酰胺。

优选的，所述太阳能板共有三块，三块太阳能板之间通过转动连接。

有益效果在于：1、本实用新型小巧便携，约一张a4纸大小，厚度小于10厘米，便于收纳，主体结构采用耐高温树脂，密度小，尺寸稳定性、加工成形性和耐冲击性良好；2、结构巧妙，太阳能板展开在车顶上方，吸收能量的同时也减少了汽车受到的辐射量；3、装卸方便，使用时只需将车窗半开，将本实用新型与车窗上沿结合并安装侧板，上摇车窗使本实用新型固定；4、环保节能，太阳能为清洁能源，且不受地域的限制；半导体制冷没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件，工作时没有震动、噪音、寿命长。成本低廉，工艺完善。半导体和太阳能板产业发展迅速，具备工业制造条件。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型所述一种便携式车用太阳能半导体制冷装置的主视图；

图2是本实用新型所述一种便携式车用太阳能半导体制冷装置的i-i剖视图；

图3是本实用新型所述一种便携式车用太阳能半导体制冷装置的b-b剖视图。

附图标记说明如下：

1、壳体；101、凹槽；102、通孔；103、车窗卡槽；104、顶板卡槽；105、防护板；2、支架；3、太阳能板；4、排气风扇；5、导气风扇；6、半导体制冷片。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步阐释：

如图1-图3所示，一种便携式车用太阳能半导体制冷装置，包括壳体1，考虑到需要在高温下长时间运行，且为了满足便携性，壳体1选择耐高温树脂，综合比较之后选取了聚酰胺，不仅具有良好的综合性能，还有易于加工和成本低廉的特点，壳体1内部有空腔，半导体制冷片6固定在壳体1内部，壳体1上侧壁开设有顶板卡槽104，顶板卡槽104的截面为半圆形，半圆形直径为30mm，壳体1其余三侧壁均开设有车窗卡槽103，车窗卡槽103宽度为7.5mm，顶板卡槽104和车窗卡槽103内均设有橡胶垫，一方面能够保护车窗，另一方面能够保证卡接牢固，壳体1前侧一体成型有凹槽101，凹槽101上方设有支架2，设置凹槽101主要用于放置支架2以及支架2内的太阳能板3，凹槽101深度与支架2的宽度一致，支架2与壳体1转动连接，支架2可以绕壳体1做180°旋转，支架2内转动连接有太阳能板3，方便太阳能板3的展开与收缩，支架2与太阳能板3的厚度一致，壳体1两侧开设有两个大小相同的通孔102，通孔102内分别固定安装有排气风扇4和导气风扇5，通电后，半导体制冷片6一端吸热，一端散热，导气风扇5用于将吸热一端变冷的空气吹入车内，排气风扇4用于将散热端的空气排出车外，半导体制冷片6、排气风扇4和导气风扇5均与太阳能板3通过电性连接，通孔102内固定安装有防护板105，排气风扇4的防护板105位于其后方，导气风扇5的防护板105位于其前方，防护板105用于防止杂物排入车内，壳体1的材料为聚酰胺，聚酰胺不仅具有良好的综合性能，还有易于加工和成本低廉的特点太阳能板3共有三块，三块太阳能板3之间通过转动连接，太阳能板3借鉴了人造卫星太阳能板3的展开方式，在车顶展开，不仅能阻止太阳对车顶的直接照射，还能获得充分光源，吸收太阳能这一清洁能源，为装置提供动力。

工作原理：在使用时，将车窗半开，壳体1下端的车窗卡槽103放置在车窗玻璃上，壳体1上端的顶板卡槽104与车板对应，上摇车窗使壳体1固定，固定后将支架2转动180°，转动太阳能板3并将折叠状态的太阳能板3拉伸直放置在车顶，当太阳光照射在太阳能板3上后，光能转化为电能，利用半导体材料的peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的，同时，太阳能板3提供的电能驱动排气风扇4和导气风扇5转动，半导体制冷片6的吸热端吸收热量，周围空气温度下降，导气风扇5将冷气排入汽车内部，半导体制冷片6的散热端释放热量，周围空气温度升高，排气风扇4将热空气排出汽车外部。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。