集成光电管即镶嵌密集细微光电管的车辆顶棚，与DC/DC变 换器连接，利用光电管将太阳能转化成电能，并将电能输送至化C/DC变换器;DC/DC变换器， 接收顶棚集成光电管产生的电能，输出电流，用于整车负载或给蓄电池组充电;MPPT为最大 功率点控制系统，与DC/DC变换器连接，通过监测顶棚集成光电管和蓄电池组的电压和电 流，来控制DC/DC变换器的输出功率，使集成光电管在任何光照条件下均工作在最大功率 点;蓄电池组，用于储备多余的电能，给整车负载提供功率。
[0026]若整车负载所需功率大于DC/DC变换器输出功率，则蓄电池组与顶棚集成光电管 共同给整车负载提供功率。反之，顶棚集成光电管在给整车负载提供功率的同时给蓄电池 组充电。
[0027]在具体制造过程中，根据车顶棚的大小选取碳纤维加强筋2,所述碳纤维加强筋由 9个横梁，3个纵梁构成;选取16块表面涂有绝缘层的碳纤维板5,每块碳纤维板5表面设有32 个电极孔7,从碳纤维板5的一面引出电极引出导线I，从碳纤维板的另一面引出电极引出导 线n，用来连接相邻两个光电管板1中的正负极;选取512个光电管4和16块ETFE膜6;将光电 管4分别连接到相对应的电极孔7内，每块碳纤维板5中的32个光电管4为串联，安装完成后 将ETFE膜6分别覆盖在光电管4上，通过强性的粘结剂氯下橡胶(溶剂型)使其与碳纤维板5 粘结。然后，将每块光电管板1放置在碳纤维加强筋2相应的空槽内，使用强性的粘结剂氯下 橡胶将其粘结固定，再通过碳纤维板5上的电极引出导线1(8)、电极引出导线n(9)将16块 光电管板1依次连接，制作成横向每两块光电管板1并联，纵向8组光电管板1串联，组成2X 32串X8并的顶棚集成光电管，输出开路电压为40V，功率为12抓;选用DC/D邱華压变换器，额 定功率为300W，将其与顶棚集成光电管连接，接收电能，输出电流，用于整车负载或给蓄电 池组充电;MPPT最大功率点控制系统，将其与DC/D邱華压变换器连接，监测顶棚集成光电管 和蓄电池组的电压和电流，控制DC/DC变换器的输出功率，使顶棚集成光电管在任何光照条 件下均工作在最大功率点;蓄电池组，电压范围为19V-28.8V。
[00%]若整车负载所需功率大于DC/DC变换器输出功率，则蓄电池组与顶棚集成光电管 共同给整车负载提供功率。反之，顶棚集成光电管在给整车负载提供功率的同时给蓄电池 组充电。
[0029]本发明所述的镶嵌密集细微光电管的碳纤维车辆顶棚与其他材料顶棚性能对比 见表1:
由表1可知:本发明所述的镶嵌密集细微光电管的车辆顶棚具有多方面优越的性能，有 效达到减重的目的，并且强度和刚度都较高。同时，能够有效的将太阳能转化成光能供车内 电器设备的使用。
[0030]上述实施方式只是用于对本发明的内容进行阐述，但并不限制，因此与本发明权 利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括权利要求书的范围内。
【主权项】
1. 一种可实现光电转换的车辆顶棚，所述车辆顶棚包括光电管板、加强筋、ETFE膜和连 接在光电管板上的发电系统;所述光电管板设置在加强筋相应的空槽内，包括光电管和表 面涂有绝缘层的碳纤维板;所述碳纤维板设有电极孔、电极引出导线I和电极引出导线Π， 电极引出导线I从碳纤维板的一面引出，电极引出导线Π从碳纤维板的另一面引出，用来连 接相邻两个光电管板中的正负极，所述光电管与电极孔相连构成回路;所述ETFE膜覆盖在 光电管板外层。2. 根据权利要求1所述的一种可实现光电转换的车辆顶棚，其特征在于:所述加强筋为 通过冲压工艺制成的碳纤维加强筋。3. 根据权利要求1或2所述的一种可实现光电转换的车辆顶棚，其特征在于:所述光电 管板上的每个光电管之间串联，横向每块光电管板通过电极引出导线I和电极引出导线Π 并联，纵向每块光电管板通过电极引出导线I和电极引出导线Π串联。4. 根据权利要求1所述的一种可实现光电转换的车辆顶棚，其特征在于:所述光电管板 和加强筋采用强性粘结剂粘结。5. 根据权利要求4所述的一种可实现光电转换的车辆顶棚，其特征在于:所述强性粘结 剂包括氯丁橡胶、聚丙烯酸酯、聚氨酯、SBS热塑性弹性体或聚酰胺。6. 根据权利要求1所述的一种可实现光电转换的车辆顶棚，其特征在于:所述发电系统 包括顶棚集成光电管、DC/DC变换器、MPPT和蓄电池组，所述顶棚集成光电管与DC/DC变换器 连接，将电能输送到DC/DC变换器;DC/DC变换器，接收顶棚集成光电管产生的电能，输出电 流，用于整车负载或给蓄电池组充电;MPPT与DC/DC变换器连接，通过监测顶棚集成光电管 和蓄电池组的电压和电流，来控制DC/DC变换器的输出功率，使集成光电管在任何光照条件 下均工作在最大功率点;蓄电池组，用于储备多余的电能，给整车负载提供功率。
【专利摘要】本发明公开一种可实现光电转换的车辆顶棚，所述车辆顶棚包括光电管板、加强筋、ETFE膜和连接在光电管板上的发电系统，所述光电管板设置在加强筋相应的空槽内，包括光电管和表面涂有绝缘层的碳纤维板，所述碳纤维板设有电极孔、电极引出导线Ⅰ和电极引出导线Ⅱ，电极引出导线Ⅰ从碳纤维板的一面引出，电极引出导线Ⅱ从碳纤维板的另一面引出，用来连接相邻两个光电管板中的正负极，所述光电管与电极孔相连构成回路；所述ETFE膜覆盖在光电管板外层。本发明所述车辆顶棚能够有效的将太阳能转化成电能，供车内电器使用，也能够大大减轻车的重量，提高车顶棚的刚度和强度。
【IPC分类】B62D25/06, H02S40/38, H02S40/36
【公开号】CN105438270
【申请号】CN201510884834
【发明人】马芳武, 赵颖, 苏畅, 葛林鹤, 于海峰, 王月强
【申请人】吉林大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月25日