车载太阳能供电环控系统和车辆

本发明涉及新能源技术领域，具体而言，涉及一种车载太阳能供电环控系统和车辆。

背景技术：

随着科学技术的进步，社会生产力的水平在快速地发展，汽车已经成为了家庭使用较为频繁的交通工具。随着人们对环保的重视度越来越高，油(气)电混合车或者全电车发展迅速，随着电力汽车的不断发展，不仅能够在汽车运行的同时进行其他清洁发电，以提高汽车一次蓄电的使用时间，提高汽车续航能力。目前较为成熟的清洁能源技术为太阳能电池发电，因此，在汽车顶部设置太阳能发电板以提高车辆电池使用时间成为主流的研究方向。目前市面上有较多的在车顶设置太阳能电池板的车辆。

经研究发现，现有的车顶装载有太阳能电池板的车辆存在如下缺点：

太阳能电池板与车辆结合效果差，仅相当于车辆直接配置一个外加的太阳能电源。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车载太阳能供电环控系统和车辆，将太阳能电源与汽车进行功能上的深度融合，除具有发电功能外，提高太阳能电池板与车辆结合的效果，利于车内温度的调控，提高车辆的安全性和改善车辆使用的舒适性。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种车载太阳能供电环控系统，包括：

太阳能电池板；

与太阳能电池板电连接的升降机构，升降机构用于设在车体的顶部，太阳能电池板与升降机构连接，升降机构用于驱动太阳能电池板运动，以使太阳能电池板能在收纳状态和升起状态之间切换；处于收纳状态时，太阳能电池板与车体的顶部贴合；处于升起状态时，太阳能电池板与车体的顶部具有间距；应当理解，根据实际设计的需要，升降机构可以简化为固定支撑结构或取消升降结构将电池板直接固定安装在车体顶部；

以及与太阳能电池板电连接的传感器，传感器和升降机构均用于与车辆的车载控制系统通信连接；传感器用于检测车内温度，以使车载控制系统在传感器检测到的车内温度高于第一设定值时启动升降机构，从而使太阳能电池板从收纳状态切换至升起状态。

在可选的实施方式中，太阳能电池板包括相对的第一板面和第二板面，第一板面和第二板面均为弧形面，且第一板面在车辆行进方向上的两侧与第二板面在车辆行进方向上对应的两侧平滑连接，以减少车辆行驶中的空气阻力。应当理解，在车辆运行速度要求不高的时候，太阳能电池板也可以简化为平板结构。同样，应当理解，折叠收纳太阳能电池板可以减少车辆整体轮廓体积，在汽车行进时有助于减少车辆行驶中的空气阻力。显然，应当理解，汽车停止时可以展开多片电池板获得更大的发电面积和更大的遮光面积。

在可选的实施方式中，车载太阳能供电环控系统还包括风扇，风扇设于太阳能电池板结构和车顶结构的中间空隙里，如位于升降机构上等，风扇与太阳能电池板电连接，风扇用于与车载控制系统通信连接，车载控制系统用于在车内温度大于第一设定值时启动风扇，以加速太阳能电池板与车体的顶部之间的空气流动。

在可选的实施方式中，车载太阳能供电环控系统还包括第一整流板和第二整流板，第一整流板和第二整流板分别位于太阳能电池板在车辆行进方向上的两侧，用于在汽车行进中减阻，也可以用于车辆停放时封闭太阳能电池板和车体顶部之间的空隙。

在可选的实施方式中，第一整流板和第二整流板均与太阳能电池板可转动地连接，以调节第一整流板和第二整流板对应的仰俯角，以便减阻和停车时封闭间隙。

在可选的实施方式中，升降机构包括直线伸缩结构和折叠臂，直线伸缩结构和折叠臂均用于与车体的顶部连接，直线伸缩结构与折叠臂连接，太阳能电池板与折叠臂连接，直线伸缩结构用于驱动折叠臂折叠或打开，从而带动太阳能电池板相对于车体的顶部对应地降低或升高。应当理解的是，在车辆运行速度要求不高等情况下，升降机构也可以简化为固定不可收纳的结构或者取消升降机构。

在可选的实施方式中，太阳能电池板用于与车辆的外循环系统电连接。

在可选的实施方式中，太阳能电池板用于与车辆的温控系统电连接，且当传感器检测到车内温度高于第一设定值时，车载控制系统控制温控系统的外循环系统为车内外提供空气交换和/或控制空调系统向车内提供冷空气。

在可选的实施方式中，太阳能电池板用于与车辆的温控系统电连接，且当传感器检测到车内温度低于第二设定值时，车载控制系统控制温控系统的电加热系统为车内提供热保护。车内概念不局限于乘员舱，也包括机电舱、电池舱等需要进行低温保护的部分。电加热方式包括电热加热和空调压缩机制热通热风等常规手段。

在可选的实施方式中，太阳能电池板用于与车辆的温控系统电连接，且当传感器检测到车内温度高于第一设定值时，车载控制系统控制温控系统的空调系统为车内外提供空气交换和/或控制空调系统向车内提供冷空气。

第二方面，本发明提供一种车辆，车辆包括：

车体和前述实施方式中任一项的车载太阳能供电环控系统，太阳能电池板设于车体的顶部，升降机构设于车体的顶部；传感器与车体或升降机构连接。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供了一种车载太阳能供电环控系统，太阳能电池板通过升降机构设于车体的顶部，车辆在行进或停放过程中均能够通过太阳能电池板进行发电，太阳能电池板发出的电能够为车辆电池充电，以及直接为车辆用电设备供电。由于太阳能电池板通过升降机构设于车体的顶部，太阳能电池板具有在车体的顶部收纳的收纳状态和与车体的顶部具有间距的升起状态。并且，车内还设有与太阳能电池板电连接的传感器。在车体受阳光直射的情况下，使车内温度升高，此时，传感器检测到温度升高并达到了第一设定值，传感器将温度信息传递至车载控制系统，车载控制系统直接控制升降机构运动，升降机构带动太阳能电池板升起，使太阳能电池板与车体的顶部产生间距，使太阳能电池板被阳光直射部分不直接与车体的顶部接触，形成空气隔层，减少热量的传导。如果外界环境风速较低，气流交流不畅的情况下，可以启动位于空气隔层内的风扇，加速空气隔层里热空气的流动。如此，阳光的热量不易传递至车内。

车内的热空气还可以通过空气外循环系统吹出，使车内的温度不易持续升高，利于车内环境的舒适性。当环境温度更高的时候，可以通过启动空调系统降低车内乘员舱的温度。

同时，在车内温度适中时，升降机构不会带动太阳能电池板升起，太阳能电池板始终处于与车体的顶部接触的收纳状态，可以减少车辆整体轮廓体积。

在车内温度车低于第二设定值时，太阳能发电配合暖风系统使车内温度保持在合适值，提高车内人员的舒适度以及，电加热系统可以为车内的电池系统、机电舱等提供低温保护，避免过低温度下汽车无法正常工作。

在本实施例中，太阳能电池板的发电和控制纳入汽车整体温度控制体系，通过相应的自动控制在传感器感知车内温度变化时使车内温度保持在合适范围内，为用车提供方便，与车辆的结合效果好。创新点在于太阳能电池板除进行野外环境下的充电功能外，通过物理的隔热层设计以及在光照下的持续供电，可避免环控系统长时间的工作导致车辆电池的过度消耗的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的太阳能电池板呈升起状态的结构示意图；

图2为本发明实施例的太阳能电池板呈收纳状态的结构示意图；

图3为本发明实施例的车辆的控制流程示意图。

图标：

001-车体；100-太阳能电池板；110-第一板面；120-第二板面；200-升降机构；210-折叠臂；300-传感器；400-风扇；500-车载控制系统；600-外循环系统；700-空调系统；800-整流板。

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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前，一些新能源车辆和混动车辆为了提高电池巡航能力，在车辆的顶部设置有太阳能板，用于进行太阳能发电。太阳能板发出的电直接供车辆的电池充电。单纯充电的太阳能板与车辆结合效果差。

请参阅图1-图3，鉴于此，设计人设计了一种车载太阳能供电环控系统，太阳能电池板100的发电和控制纳入汽车整体控制体系，通过相应的自动控制，还能够在传感器300感知车内温度变化时相应地自动调整其位置，利于使车内温度保持在合适温度范围内，为用车提供方便，且能提高车内人员舒适度，与车辆的结合效果好。创新点在于太阳能电池板除进行汽车结构上的隔热设计外，在光照下的持续供电，可避免长时间的环控系统工作导致车辆电池的过度消耗。

本实施例中，车载太阳能供电环控系统包括：

太阳能电池板100；

与太阳能电池板100电连接的升降机构200，升降机构200用于设在车体001的顶部，太阳能电池板100与升降机构200连接，升降机构200用于驱动太阳能电池板100运动，以使太阳能电池板100能在收纳状态和升起状态之间切换；处于收纳状态时，太阳能电池板100与车体001的顶部贴合；处于升起状态时，太阳能电池板100与车体001的顶部具有间距；

以及与太阳能电池板100电连接的传感器300，传感器300和升降机构200均用于与车辆的车载控制系统500通信连接；传感器300用于检测车内温度，以使车载控制系统500在传感器300检测到的车内温度高于第一设定值时启动升降机构200，从而使太阳能电池板100从收纳状态切换至升起状态。

应当理解，传感器300可以设置为一个或多个，用于检测车内不同位置的温度，还可以设置在车体表面用于检测车周边环境温度。同时，还可以设置光敏传感器来检测光照强度，以控制电池板的姿态，从而提高太阳能电池板遮光与发电的工作效率。

本实施例提供的车载太阳能供电环控系统的优点包括，例如：

太阳能电池板100通过升降机构200设于车体001的顶部，车辆在行进或停放过程中均能够通过太阳能电池板100进行发电，太阳能电池板100发出的电能够为车辆的主电池充电，以及直接为车辆用电设备供电。由于太阳能电池板100通过升降机构200设于车体001的顶部，太阳能电池板100具有在车体001的顶部收纳的收纳状态和与车体001的顶部具有间距的升起状态。并且，车内还设有与太阳能电池板100电连接的传感器300，传感器300用于检测车内温度值。

应当理解，在车体受阳光直射的情况下，使车内温度升高，此时，如果传感器300检测到温度升高并达到了第一设定值时，传感器300将温度信息传递至车载控制系统500，车载控制系统500能控制升降机构200运动，使升降机构200带动太阳能电池板100升起，从而使太阳能电池板100与车体001的顶部产生间距，使太阳能电池板100被阳光直射部分不直接与车体001的顶部接触，并形成空气隔层，减少热量的传导。如果外界环境风速较低，气流交流不畅的情况下，可以启动位于空气隔层内的风扇，吹除空气隔层里的热空气。如此，阳光的热量不易传递至车内，车内的热空气还可以通过空气外循环系统600吹出，使车内的温度不易持续升高，利于车内温度环境的舒适性。当环境温度更高的时候，可以通过启动空调降低车内乘员舱的温度。

并且，在传感器300检测到车内温度环境适中时，车载控制系统500不会控制升降机构200带动太阳能电池板100升起或者控制太阳能电池板100从升起状态切换至收纳状态，可以减少车辆整体轮廓体积和行驶中的空气阻力。

在车内温度低于第二设定值时，太阳能发电配合暖风系统使车内温度保持在合适值，提高车内人员的舒适度。以及电加热系统可以为车内的电池系统、机电舱等提供低温保护，避免过低温度下汽车无法正常工作，太阳能电池板100的发电能够为长时间的低温环境停车提供更持久的低温保护。

需要说明的是，太阳能电池板100可以是一块板或多块板的组合结构。同时，当太阳能电池板100为多块板时，太阳能电池板100还可以设计为能够折叠和展开，从而调节受光面积。此外，太阳能电池板100还可以设计为调节角度。

本实施例中，可选的，以太阳能电池板100为一块板为例进行说明。

可选的，太阳能电池板100可以是矩形板，太阳能电池板100具有相对设置的第一板面110和第二板面120，第一板面110和第二板面120均为弧形面，同时，第一板面110和第二板面120均具有在车辆行进方向上间隔排布的前侧和后侧，第一板面110的前侧和第二板面120的前侧平滑连接，可以是圆弧过渡连接。第一板面110的后侧和第二板面120的后侧平滑连接，可以是圆弧过渡连接。如此，太阳能电池板100的结构满足流线型减阻，太阳能电池板100无论是在收纳状态还是升起状态，均能够减小太阳能电池板100在车辆行进过程中受到的风阻。

本实施例中，应当理解，在车辆行驶速度较低时，太阳能电池板100也可以简化为平板结构。此外，可以在汽车行进时对太阳能电池板100进行收纳，以减少车辆行驶中的空气阻力，汽车停止时可以展开太阳能电池板100获得更大的发电面积和更大的遮光面积。

进一步的，在太阳能电池板100装配至车体001的顶部后，太阳能电池板100的第一板面110相比第二板面120更加靠近车体001的顶部，并且，第一板面110的断面轮廓和第二板面120的断面轮廓均为弧线形，第一板面110的断面轮廓的曲率半径小于第二板面120的断面轮廓的曲率半径，也即，第一板面110相比第二板面120更加平缓，在第一板面110既满足降低流阻的前提下，还能减小太阳能电池板100处于收纳状态时第一板面110在纵向上所需空间，降低太阳能电池板100折叠后的高度，降低车辆整体高度。

本实施例中，可选的，太阳能电池板100可以通过螺钉或卡扣结构装配在升降机构200上。

在其他实施例中，为了进一步降低风阻，可以在太阳能电池板100在车辆进行方向的前端和后端分别设置整流板800，两块可以直接与太阳能电池板100连接，也可以与升降机构200连接，或者设于车体001的顶部。两块整流板800均设置为活动式，例如，两块整流板800均与太阳能电池板100可转动地连接，从而调节两块整流板800相对于太阳能电池板100的仰俯角，以便减阻和停车时封闭间隙。

应当理解，在其他可实现的方式中，两块整流板800中的一个可以设置为活动式，另一个设置为固定式，或者，两块整流板800均可以设置为固定式。

同时，整流板800的设计，也可以用于车辆停放时封闭太阳能电池板和车体顶部之间的空隙。

本实施例中，可选的，升降机构200包括直线伸缩结构和折叠臂210，直线伸缩结构与车体001的顶部连接。折叠臂210设置有多个，例如，本实施例中，折叠臂210设置有四个，四个折叠臂210在车体001的顶部位于同一矩形的四个角处。每个折叠臂210均包括第一杆和第二杆，第一杆的一端与车体001的顶部铰接，第一杆的另一端与第二杆的一端铰接，第二杆的另一端与太阳能电池板100铰接。直线伸缩结构与太阳能电池板100连接，用于驱动太阳能电池板100升降。在太阳能电池板100降低时，折叠臂210的第一杆和第二杆相互转动而折叠，同理，当太阳能电池板100升高时，折叠臂210的第一杆和第二杆相互转动而展开。

应当理解，升降机构200还可以是其他结构，能够带动太阳能电池板100在收纳状态和升降状态之间切换即可。

需要说明的是，直线伸缩结构可以是气缸、液压缸或电动推杆等。

应当理解，在车辆运行速度要求不高的时候，升降机构也可以简化为固定不可收纳的结构。

本实施例中，可选的，车载太阳能供电环控系统还包括风扇400，风扇400设于太阳能电池板100和车体001的顶部之间，例如可以将风扇400设于升降机构200上，风扇400用于在太阳能电池板100呈升起状态时，加速太阳能电池板100和车体001的顶部之间的空气隔层中空气的流动速度，从而提高散热，例如车内温度降温。

应当理解，风扇400与太阳能电池板100电连接，能够通过太阳能电池板100供电，风扇400用于与车载控制系统500通信连接，车载控制系统500用于在车内温度大于第一设定值时启动风扇400，以加速太阳能电池板100与车体001的顶部之间的空气流动。也即，在传感器300检测到车内温度高于第一设定值时，使车载控制系统500同时控制升降机构200带动太阳能电池板100升起，以及使风扇400启动，从而在减少太阳能电池板100发电过程中产生的热量传递至车内的同时加速车体001的顶部空气流动，便于降低车内温度。尤其是在车辆停放在室外时，受到光照影响，车内温度升高速度快，如果温度不及时降低，用车极为不便，甚至有车辆自燃风险。此时，在传感器300检测到车内温度升高到第一设定值后，车载控制系统500控制升降机构200运动，带动太阳能电池板100升起，在太阳能电池板100和车体001的顶部之间形成空气隔层，减少热量传导至车内，同时风扇400启动，加速空气隔层中空气流动速度，加快散热速度，使车内温度适中保持在合适温度。

本实施例中，可选的，太阳能电池板100还与车辆的温控系统电连接，传感器300检测到车内温度过高且高于第一设定值时，可以直接通过车载控制系统500控制打开车辆的外循环系统600，使车内外空气循环流动，进行温度调节。或者直接打开车辆的外循环系统600，使车内外空气循环流动，进行温度调节。或者控制打开温控系统的空调系统700，向车内提供冷空气，对车内进行制冷。

应当理解，在传感器300检测到车内温度低于第二设定值时，车载控制系统500控制电加热系统为车内提供热保护，从而提高车内温度。应当理解，车内概念不局限于乘员舱，也包括机电舱、电池舱等需要进行低温保护的部分。电加热方式包括电热加热和空调压缩机制热通热风等常规手段。

需要说明的是，太阳能电池板100发出的电不仅可以用于车辆的主电池充电，还可以用于车辆的电瓶、电加热系统、空调系统700等所有需要用电的单元，功能多样化。

本实施例中，车载太阳能供电环控系统功能多样化，且有助于车内温度的控制，即使车辆较长时间停放在室外，也能够及时有效的控制车内温度，提高车辆的安全性和便捷性。

本实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例提到的车载太阳能供电环控系统。太阳能电池板100设于车体001的顶部，升降机构200设于车体001的顶部；传感器300与车体001或升降机构200连接。

应当理解，车辆可以是轿车、越野车、货车、客车或景区观光游览车等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。