自能源驱动便携式驻车通风降温系统的制作方法

本发明涉及汽车通风技术领域，特别是指一种自能源驱动便携式驻车通风降温系统。

背景技术：

夏季强烈的太阳辐射、车身的热量传导及车厢温室作用，使得车室内部温度迅速升高。这种驻车高温现象首先导致了发车时空调系统的负荷；其次，导致了车内车体材料的老化和在高温下挥发出有毒物质，不但严重背离了乘客对于热舒适性的需求、还影响他们的身体健康；若有儿童老人遗留在车内，还有造成悲剧的可能。

针对这一问题，目前公开的技术如在《上海汽车》(2013.01)杂志上《太阳能驻车通风技术应用综述》中提到，目前，一些高档进口车开始应用太阳能天窗技术实现汽车的驻车通风，如新奥迪AL6太阳能天窗可以在阳光充足时利用太阳能驱动鼓风机运转，将车内外空气进行交换，不消耗电能和其他能量。这种技术主要有车载太阳能电池组、控制单元、蓄电池、鼓风机、传感器组成，其工作模式是通过车载太阳能电池将太阳能转换为电能储存在车载蓄电池内，驻车时车内温度聚集并升高到一定温度时，控制单启动鼓风扇将车位低温气体吸入车内，同时将车内高温空气排出车外。

但该技术运用范围较小，生产时对工序的要求和成本都变高。在国产自主品牌车型上还鲜有应用，在广大家用车上也未能应用。而且，该技术从整体设计上讲，利用了汽车空调系统的鼓风机作为通风系统的鼓风扇，工作时采用空调外循环，将车外的低温空气吸入车内，车内的空气压力升高，使热空气经过车尾部的排气口及车身缝隙挤出车外，实现循环。这种布置带来的问题是，使得汽车电路系统复杂化了，在原有的基础上并入了一个新的驻车控制系统，并且不具有灵活的拆装性的太阳能电池，在冬季或阴天无法发挥其作用。从气流循环来讲，众所周知，高温时车内的温度和压力场应当是从车顶到车底压力逐渐降低；现有技术常采用前进后出的方法来实现循环，使气流从低温低压口排出，加之通风面积较小，排气阻力大，达到降温效果的时间要求也较长。从太阳能电池设计来讲，该技术选用层压技术将太阳能电池片和高透光曲面玻璃压合在一起形成天窗；但是天窗面积小，太阳能电池功率是不足的，因此必须将电池组镶嵌在整个车顶才能达到需要的能量。这显然增加了生产难度和成本。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种自能源驱动便携式驻车通风降温系统。

该系统包括太阳能电池板、蓄电池、测控元件和换气装置，太阳能电池板布置在车内驾驶室平台，测控元件检测车内温度和有无乘客，测控元件控制换气装置，换气装置包括风扇和“介”字形排风装置，换气装置安装在车窗上，蓄电池通过太阳能电池板充电，蓄电池为测控元件和换气装置供电。

其中，太阳能电池板为柔性太阳能电池板。太阳能电池板布置在车内驾驶室的平台即可，无需安装在天窗顶部或车身外壁，保证美观性、安全性，又达到了工作供能的面积需要。蓄电池的作用是储存和释放太阳能转化而来的电能。

测控元件包括温度传感器、红外传感器和控制元件，温度传感器检测车内温度，红外传感器检测车内有无遗漏乘客，控制元件控制换气装置和蓄电池。

每个换气装置对应一个风扇，上部风口对应该风扇，可以向外鼓风，下部风口可以仅靠自然循环，不需要风扇。

所述靠近车顶的上沿风口通过风扇向外强制鼓出高温高压的热风，产生抽力，靠近车头或车尾的下沿风口依靠相对外界的正压和车内负压压差产生的抽力实现自然吸风，形成置换通风式换气循环，增强对流换热强度，达到显著的通风降温效果。

“介”字形排风装置为“介”字结构，与汽车车窗配合安装。“介”字形排风装置顶面卡入车门框中，下面卡装在车窗上，“介”字形结构朝向车外侧的翅膀中间有口琴状结构，风扇安装在“介”字形结构朝向车内侧，且风扇外侧加装挡板。

风扇为离心式风扇或横流式风扇，有效增强对流换热强度；风扇的轴安装在介字结构中，风扇与介字结构一体化；风扇的电机安装在轴上，轴通过轴承和挡圈固定在介字结构上。

该系统可配合机械送风耦合热电制冷、机械送风耦合雾化制冷。

该系统整体用树脂粉一类轻质、便宜、有强度的易成型的金属和非金属材料制成，且所用部件参数可由具体车型和车窗定做模具，用成型材料来成批生产。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

(1)给出面向广大老百姓家用车的设计，不改装车、不增加电路、安装方便、即装即用；

(2)给出生产难度和成本低的设计，实现批量生产、原材料低成本、绿色环保；

(3)给出美观简洁的车内布置，兼有艺术装饰效果和实用性；

(4)给出科学利用车内温度场和组织流场的设计，使降温效果明显；

(5)保证装置的安全性、防盗性等。

该系统风扇与创新设计“介”字型车窗集成，通过“介”字结构与车窗配合安装，实现了换气面积增大、一体化安装方便、保证驻车安全、不占用车内空间，具有装饰效果等目标。

附图说明

图1为现有太阳能驻车通风系统构成及车内空气流通结构示意图；

图2为本发明自能源驱动便携式驻车通风降温系统电路整体简图；

图3为本发明自能源驱动便携式驻车通风降温系统的电压转换电路设计图；

图4为本发明的“介”字型排风装置结构示意图；

图5为本发明的“介”字型排风装置与离心式风扇配合示意图；

图6为本发明的“介”字型排风装置与横流式风扇配合示意图；

图7为本发明的风口排布示意图；

图8为本发明“介”字形排风装置与车窗配合的效果图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种自能源驱动便携式驻车通风降温系统。

该系统包括太阳能电池板、蓄电池、测控元件和换气装置，太阳能电池板布置在车内驾驶室平台，测控元件检测车内温度和有无乘客，测控元件控制换气装置，换气装置包括风扇和“介”字形排风装置，换气装置安装在车顶，蓄电池通过太阳能电池板充电，蓄电池为测控元件和换气装置供电。

该系统涉及电路如图2所示，电压转换电路如图3所示。

该系统中所述换气装置的风扇为8个，如图7所示，8个风扇沿车窗上沿均匀布置，每个车窗上沿设置两个风扇，每个车窗上设置两个风口，上部风口对应该车窗的两个风扇。其中，风扇为离心式风扇或轴流式风扇。(如图5和图6所示)

如图4所示，本系统中“介”字形排风装置为“介”字结构，其与汽车车窗配合安装，配合效果如图8所示。

下面结合具体实施例予以说明。

实施例1

(1)太阳能电池选择单晶硅柔性太阳能电池板(工作电压18V，电流1.11A，功率20w,转换效率22％)；蓄电池选用中顺芯聚合物锂电池(12V，20AH)；

(2)选用TELESKY LM2596S-ADJ可调降压稳压电源模块进行电压转换，起到稳压限幅作用；小风扇选取工作参数为功率3-4w,输入电压5V，工作电流0.5A—1A。

(3)使用DHT-11温湿度传感器实现对环境温度的检测；使用HC-SR501人体红外传感器感知是否有乘客在车内。使用ATmega16单片机作为微控制器，实现传感器数据的接收，并通过SRD-05VDC-SL-C光耦合器控制风扇，当人员停留在车内且车内温度较高时控制风扇转动，送气装置开启，实现自动控制。

(4)如图5与图6的换气装置。

实施例2

(1)太阳能电池选择单晶硅柔性太阳能电池板(工作电压18V，电流1.11A，功率20w,转换效率22％)；蓄电池选用中顺芯聚合物锂电池(12V，20AH)；

(2)选用TELESKY LM2596S-ADJ可调降压稳压电源模块进行电压转换，起到稳压限幅作用；小风扇选取工作参数为功率3-4w,输入电压5V，工作电流0.5A—1A。

(3)使用DS18B20高精度温度传感器实现对环境温度的检测；使用HC-SR501人体红外传感器感知是否有乘客在车内。使用ATmega16单片机作为微控制器，实现传感器数据的接收，并通过SRD-05VDC-SL-C光耦合器控制风扇，当人员停留在车内且车内温度较高时控制风扇转动，送气装置开启，实现自动控制。

(4)如图5与图6的换气装置。

实施例3

(1)太阳能电池选择单晶硅柔性太阳能电池板(工作电压18V，电流1.11A，功率20w,转换效率22％)；蓄电池选用中顺芯聚合物锂电池(12V，20AH)；

(2)选用TELESKY LM2596S-ADJ可调降压稳压电源模块进行电压转换，起到稳压限幅作用；小风扇选取工作参数为功率3-4w,输入电压5V，工作电流0.5A—1A。

(3)使用DHT-11温湿度传感器实现对环境温度的检测；使用HC-SR501人体红外传感器感知是否有乘客在车内。使用STM32单片机作为微控制器，实现传感器数据的接收，并通过SRD-03VDC-SL-C光耦合器控制风扇，当人员停留在车内且车内温度较高时控制风扇转动，送气装置开启，实现自动控制。

(4)如图5与图6的换气装置。

实施例4

(1)太阳能电池选择单晶硅柔性太阳能电池板(工作电压18V，电流1.11A，功率20w,转换效率22％)；蓄电池选用中顺芯聚合物锂电池(12V，20AH)；

(2)选用TELESKY LM2596S-ADJ可调降压稳压电源模块进行电压转换，起到稳压限幅作用；小风扇选取工作参数为功率3-4w,输入电压5V，工作电流0.5A—1A。

(3)使用DS18B20高精度温度传感器实现对环境温度的检测；使用HC-SR501人体红外传感器感知是否有乘客在车内。使用STM32单片机作为微控制器，实现传感器数据的接收，并通过SRD-03VDC-SL-C光耦合器控制风扇，当人员停留在车内且车内温度较高时控制风扇转动，送气装置开启，实现自动控制。

(4)如图5与图6的换气装置。

该系统解决了现有技术(如图1所示)的弊端。该系统经过试验验证优点如下：

1.从生产角度讲，本发明使用的材料绿色环保、成本更低，容易成批生产、更面向广大普通百姓用车的特点，很容易满足市场需求；

2.从发明理念讲：

技术构想巧妙、难度不高、容易实现合理运用太阳能，把升温的原因变为降温的手段不用对车进行改装，也能保证用户安全；

3.从安装角度和使用体验来讲，本发明设计简单、一体化，不需要对车体以及汽车电路进行改装，结构轻巧、拆卸方便、收纳轻松；

4.从工作特点来讲，相比于其他人提出(该构想仅停留在模拟效果阶段)在前后车窗打孔这类的方法，在车体内实现前进后出的循环，该系统组织侧进侧出的流场，能够达到同样的降温效果，并且流动阻力更小、循环更高效；

5.从安全角度讲，避免车内不慎留下孩童被闷死的悲剧的发生，也避免了驻车闷晒导致车内高温环境带来的车体老化加速等一系列问题；

6.从能量利用的角度讲，驻车降温有利于启动时车内处于环境温度状态，有利空调迅速降温，减小了车载空调的热负荷，从而节约用能。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。