汽车用太阳能供电装置的制作方法

一.所属技术领域：本发明属于汽车配件技术领域。

二.

背景技术：
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现有汽车使用的电源，通常都是由汽车发动机带动发电机为蓄电池充电的。这个过程是先将油料的化学能转化成汽车发动机的机械能，再由汽车发动机带动发电机将机械能转化成电能，最后又将电能转化成蓄电池的化学能储存起来，在使用时再将化学能转化成电能供使用，整个过程需要多次能量转换，才能达到使用的目的。不言而喻，每经过一次转换，都会因为转换效率问题，而造成能量损失，导致最终使用的电能都是在付出较高的油料代价后才得到的。本发明“汽车用太阳能供电装置”，利用汽车在行驶中或停车在露天地时，其顶面通常都处于被太阳照射状态的特点，将太阳能电池板安装在汽车顶面上，不需要消耗油料，也不需要经过机械转换，就将太阳能直接转化成可以充入蓄电池的电能，并进一步转化成蓄电池的化学能储存起来供使用。不仅减少了能量转化过程，提高了能量的转化效率，而且这种能源来自汽车不能不面对的太阳，化无用为有用，根本不用消耗油料。如今汽车的数量数以千万计，因此，这项发明如能得到推广使用，对于节能环保来说是很有价值的。

虽然现在已经有利用太阳能电池板为电动车辆充电的装置，但由于其针对的都是专门的电动车辆，专业性太强，都需要专门的电动车设计制造，或在现有车上进行有损车顶原来结构状态的固定安装，因此不便用于最大多数的其他车辆使用。本发明“汽车用太阳能供电装置”的提出，针对的是最大多数不能或不愿对其车顶表面结构进行损伤性改变的现有车辆，例如各种型号和档次的私家小轿车等，利用太阳能电池，为其提供补充性充电电源，适合各种现有车辆使用。

三.

技术实现要素：
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绝大多数汽车通常都是行驶在道路上或停放在露天地上。即使有的汽车停在车库，离开车库以后也都处于室外的露天环境。无论是停车在露天地，还是行驶在路上，除了夜晚，基本都有可能被太阳照射。因此，在汽车顶面上安装太阳能电池，利用太阳能发电，提供给汽车使用，是一种很有价值的节能途径和措施；但是，要想将太阳能电池安装在现有汽车的顶面上，除了专门设计建造的太阳能汽车之外，就还需要解决几个关键问题。

首先，既要能够将太阳能电池板固定到汽车顶面上，还必须不能给汽车的顶面造成损伤。这是技术方案能不能被广大的汽车用户接受的最重要的一条。除了出租车和电动车，数以千万计的小汽车的主人，都不愿意为了节电而使爱车的顶面受到损坏。而且安装的太阳能电池板还应当方便安装和取下，在不需要时可以无损伤地去掉，恢复车顶原有的完美状态。

其次，安装在汽车顶面上的太阳能电池板还要具备防盗能力。停放在外的汽车，顶面上安装的太阳能电池板，如果很容易被盗，自然不会有人愿意花钱为别人做嫁衣裳。

还需要注意安装的太阳能电池板总体美观“顺眼”，不能因为安装有太阳能发电装置而看着不美观不协调和别扭。这对于能否被小汽车的车主选用也很重要。另外还有一些技术上的问题需要解决。

本发明“汽车用太阳能供电装置”采用磁性座或磁性贴片(磁性塑料带或磁性橡胶带)来解决将太阳能电池板无损安装到汽车顶面的问题。对于需要长时间安装在车顶而不取下的情况，采用磁性座和专门设计的带锁的磁性座套来解决太阳能电池板的防盗问题。这种带锁的磁性座套在磁性座利用强磁力吸附将太阳能电池板固定到汽车顶面上后，可以把固定太阳能电池板的磁性座保护性“围”或“罩”起来，使得在将磁性座套锁定后，不能开锁的外人就不能触及磁性座的控制旋钮，无法解锁，也就不能把安装在车顶上的太阳能电池板盗走。对于愿意在不用时就将车顶上的太阳能电池板取下来放进车里的用户需要来说，也可以采用磁性塑料带或磁性橡胶带的薄型轻便结构，或采用可折叠式结构。

若在太阳能电池板的四角使用磁性座进行活性固定，在安装或取下时就需要从车的两边分别锁定或解锁，而且总体结构较高，设计要美观；也可以在太阳能电池板四周采用具有柔性的磁性塑料带或磁性橡胶带的方式，将太阳能电池板吸附在车顶上。用这种方式将太阳能电池板吸附在车顶上时，应当在前边使用磁力强的磁性塑料带或磁性橡胶带，而在侧面和后面采用磁力较弱的磁性塑料带或磁性橡胶带。在这种情况下，整个装置是一层不很厚的片状结构，在不用时只需要在车的一边从一角开始将具有柔性底板的太阳能电池板“揭”起来即可取下。柔性(软的)磁性塑料带或磁性橡胶带的吸附力大小，可以通过磁路的设计和内含磁性材料的选取来控制调节，既要保证能够稳定地吸在车顶上，又要便于将太阳能电池板揭起来取下。这种柔性结构更能够保护车顶面不受伤害。而在使用刚性磁性座时，还应当在磁性座下面有一层不厚的软垫片(布的或尼龙的或橡胶的等)，在保证足够吸力的情况下，防止磁性座底面硬碰硬地接触车顶面，以防止车顶面受伤害。

所以，本发明“汽车用太阳能供电装置”是将太阳能电池用于汽车供电的一套组合发明，主要包括安装在汽车顶面上具有防雨防冰雹保护层的太阳能电池板、安装太阳能电池板的支架底板、将安装有太阳能电池板的支架底板活动固定到汽车顶面上(即既可以固定在车顶上、也可以随时取下来)的刚性磁性座或柔性磁性塑料带或磁性橡胶带。

对于使用刚性磁性座的情况，可以将磁性座安装在太阳能电池板支架底板四个角的下面或侧面，并对磁性座配以能够保护和锁定磁性座、使太阳能电池板安装到车顶上后不能被外人盗窃拆走的带锁的磁性座套，以及能够将磁性座套与太阳能电池板的支架底板固定在一起的托板，或直接将专门设计的磁性座套固定到支架底板上而省去托板。

如果是将太阳能电池板安装在刚性平面支架底板上，具有强磁力的带锁的磁性座处于支架底板四个角的下面，太阳能电池板和支架底板离开汽车顶面有较大的距离(与磁性座的高度相当)，处于架空状态，其间可以填充一层能够变形以适应汽车顶部曲面的比较厚的软橡胶或泡沫塑料层，并在支架底板的前部和尾部加导流结构或采用导流形状，用以减小在车速快时的风阻。

如果是将太阳能电池板安装在刚性平面支架底板上，由于汽车顶面通常是具有凸形曲面的，倘若磁性座的底面与刚性支架底板的平面是平行的，往往就与磁性座所在部位处的汽车顶面不能平行，就会有一个夹角而难以紧密相吸。要想使安装在刚性平面支架底板四个角的磁性座的底面都能够紧密地吸附在该磁性座所在部位的汽车顶面上，往往就需要使磁性座的底面能够相对于刚性支架底板的平面倾斜一个不大的角度。这就需要介入一个托板来进行调和解决，通过磁性座或磁性座套与托板连接时能够稍加松动的单螺栓的倾斜，使磁性座底面能够不留倾斜夹角地紧密吸附在与刚性支架底板的平面不平行的该处汽车的顶面上。托板的这个功能也可以直接由刚性支架底板来实现，只不过需要先将磁性座装配到刚性支架底板上后，再加装太阳能电池板。

如果使用柔性太阳能电池板，或将太阳能电池板安装在具有一定柔性的半刚性(即可以适当变形)的支架底板上，并且将磁性座锁套与支架底板连接固定在一起，使其处于太阳能电池板支架底板的周边部位，这种情况下，太阳能电池板的支架底板与汽车顶面之间间隙不大，垫一层较薄的软橡胶或泡沫塑料层即可。利用带锁套的磁性座，既能将装有太阳能电池板的支架底板固定，又能吸紧在汽车顶面上。在这种情况下所使用的磁性座套要有比较美观的外形。

也可以在安装太阳能电池板的半刚性或柔性支架底板四周，利用柔性的磁性塑料带或磁性橡胶带，将半刚性的或柔性的太阳能电池板支架底板四周边直接吸附到汽车顶面上。这种情况下，“汽车用太阳能供电装置”整体的高度不大，大致相当于越野车行李架的高度，甚至更低一些。

公交车顶或其他大车顶上使用的“汽车用太阳能供电装置”，所用的太阳能电池板的面积比较大，安装太阳能电池板和支架底板时，不仅在四角、还可以在周边多用几对磁性座，而且通常不需要带锁的磁性座套。也可以在四周采用柔性的磁性塑料带或磁性橡胶带，将其吸附到车顶上。

“汽车用太阳能供电装置”及其支架底板不限于平面状，就像人戴的帽子那样，为了美观，也可以设计成各种具有装饰效果的色彩和立体结构形状。而且不限于安装在车顶上，也可以活动安装到车头或车尾的顶盖上。

此外，对于整套“汽车用太阳能供电装置”来说，还离不了蓄电池，和将太阳能电池与蓄电池连接的导线和控制器，以及将蓄电池与各种用电器连接的导线。控制器的作用是保护蓄电池防止过充电和过放电。这里的蓄电池，可以是汽车原有的蓄电池，也可以是另行增加配置的蓄电池。为了保护蓄电池、防止过充电，在绝大部分的太阳能发电系统中均包含了充电控制器，其最基本功能是当蓄电池饱满时切断充电电流，由于各种蓄电池的充电特性不同，所以，应根据电池类型选择适合使用的充电控制器。

由于安装到汽车顶面上的太阳能电池板平时都处于室外环境，因此还需要具有防污染防雨防冰雹的能力。这可以在太阳能电池板的表面加一层能防水又便于擦洗(或冲洗)的钢化玻璃保护层来解决，并进行防水封装处理。这种钢化玻璃保护层既可以整体使用地加在整个太阳能电池板上面，也可以分区分块地加在组成太阳能电池板的各组太阳能电池的表面。钢化玻璃保护层也可以采用柔性透明的有机钢化膜片代替。

所使用的光电池的大小规格和技术性能指标，根据汽车充电的需要确定。

对于开有天窗的汽车，安装的太阳能电池板可以避开天窗。为了美观，可以使“汽车用太阳能供电装置”的侧面带有与该车色彩一致的色彩，或专门采用其他醒目的颜色或立体折叠结构。

四.附图说明：

图1是汽车上安装有“汽车用太阳能供电装置”的侧面外观示意图。由于“汽车用太阳能供电装置”采用簿型磁性座，总的高度与越野车的行李架差不多，因此对于越野车来说，从侧面几乎难以发现。如果安装在不带行李架的小汽车上，就能够从侧面看到车顶上有一个横条状的顶帽。如果为了美观，还可以采用各种色彩，或在侧面两边加装以条状的装饰。图中数码1是汽车，数码2是“汽车用太阳能供电装置”的侧面。

图2是“汽车用太阳能供电装置”本身的俯视示意图。图中数码3是太阳能电池板，数码2是支架底板的边框，数码6、7是支架底板下垫的具有导流结构的软橡胶层或泡沫塑料层的前、后端。

图3是“汽车用太阳能供电装置”本身的侧视示意图。图中数码2是太阳能电池板支架底板的边框，数码3是太阳能电池板，数码4是内围有磁性座的带锁的磁性座套，数码5是安装在太阳能电池板支架底板下面的软橡胶层或泡沫塑料层，数码6是支架底板下垫的软橡胶层或泡沫塑料层的前端，数码7是支架底板下垫的软橡胶层或泡沫塑料层的尾端。

五.具体实施方式：

不同型号的汽车顶面，有着不同形状的凸起曲面，但安装的太阳能电池板及其支架底板，却没有必要去适应各种不同的曲面，而可以使用刚性的平面支架底板，只要支架底板的四个角使用磁性座固定在车顶上，而让支架底板中部留出空虚的、能够在其下容纳和适应不同汽车顶部的凸起就可以了。在这种情况下，为了减小车速快时因这种空隙造成的风阻，在太阳能电池板的支架底板与汽车顶面之间用厚片状的、可以变形(以适应汽车顶面的凸起)的软橡胶或泡沫塑料层加以填充。为了美观，填充的软橡胶或泡沫塑料是整体成形的；而且为了既能适应不同型号汽车顶部的不同凸起的曲面，又要确保磁性座与该处汽车顶面接触面能不存在夹角地全面贴紧，就需要在磁性座安装在刚性平面的支架底板框架上时，相对于平面的框架能够有可以稍微转动仰俯角度的能力，以便在不同凸起形状的汽车顶面安装时，磁性座所在部位的底面可以有稍微区别于刚性支架底板框架平面的不同方向和大小的倾斜角度，以使磁性座底面能够全面吸紧该处汽车的顶面，不至因刚性支架底板框架平面与该处汽车顶面之间不平行而留出空隙减小吸附力。磁性座这种微小的转动倾斜角度，可以通过平面支架底板的稍微变形来解决；或者可以在将磁性座安装到支架底板上时，介入一个支架固定板(托板)，其上带有一个与磁性座或磁性座套上固定用的螺孔直径相当(稍大)的不带螺纹的单孔，利用螺栓穿过这个单孔，将磁性座或磁性座套与支架固定板(托板)固定在一起。而在螺栓穿过该孔将磁性座与支架固定板(托板)固定在一起时，不要拧得太紧，使螺栓(可以带有垫片)与支架固定板(托板)的固定孔之间能够适当活动转向，以便在各种曲面的汽车顶面上安装对，使安装在平面刚性支架底板下的磁性座的底面，都能够紧贴与平面刚性支架底板不平行的该处的汽车顶面。在磁性座底面与车顶面相接触的两个表面之间，垫有很薄的软防护层(布或塑料或橡胶软膜片)，既不会明显影响吸附力，又避免在安装时硬碰硬地损伤汽车的顶面。

对于这种使用刚性平面支架底板的情况，将磁性座安装到支架底板上的程序是：1、对框架的四个角分别进行安装：2、先用一个螺栓透过(穿过)托板(支架固定板)留出的固定孔，插入磁性座(或磁性座套)上留出的螺母孔，旋转固定，就将处于非吸附状态(即解锁状态)的磁性座(或磁性座套)与托板(支架固定板)安装在了一起。此时注意不要将螺栓拧得太紧，使得磁性座(或磁性座套)与托板(支架固定板)之间还能够稍微有点仰俯转动；3、再用四个螺钉(螺栓)将带有非吸附状态磁性座(以及磁性座套)的托板(支架固定板)与刚性平面的支架底板安装在一起。4、在四个角分别用十六个螺栓将四套带有磁性座(及磁性座套)的托板(支架固定板)与装有太阳能光电池板的支架底板连接固定在一起。5、最后再将带有太阳能光电池板及其支架底板和安装在支架底板四个角、带有四个处于非磁性吸附状态的磁性座(以及磁性座套)的整套装置，安放到汽车顶上的适当部位。6、再旋转磁性座的旋钮，使其处于锁定(即吸紧)状态。7、最后把四角的保护磁性座的带锁的磁性座套关门锁上，就完成了把整套太阳能光电池板安装到汽车顶面上的工作。

在这里，与刚性支架底板固定在一起的、处于吸紧状态的四个磁性座，可以把安装固定在支架底板上的太阳能电池板牢牢地吸附固定在汽车顶面上，而带锁的磁性座套则把磁性座保护起来，只有用钥匙开锁之后，才能旋转磁性座的旋钮，进行解锁，使整个装置不再吸在车顶面上，整个装置才能够从汽车顶部取下。带锁的磁性座套的具体结构形式以及所使用的锁，可以多种多样，以能够将磁性座的控制旋钮围在其中保护起来为目的，可以是只包围磁性座周边的围框形式，由磁性座与太阳能电池板的支架底板或托板直接连接，或在围框上面还加有能够与托板连接的顶盖；所使用的锁具可以是机械锁，或密码锁，或磁性锁，或电子锁，只要能达到安全防护的目的就行。磁性座套使用的锁可以用手动钥匙开，也可以像遥控汽车锁那样采用遥控开。由于磁性座的旋钮只在安装和取下时使用一次，平时不需要旋动，因此采用手动钥匙控制磁性座套即可。

对于使用半刚性或柔性太阳能电池板，及其半刚性或柔性支架底板，并且采用柔性的磁性塑料带或磁性橡胶带将半刚性或柔性的太阳能电池板支架底板四周边直接吸附到汽车顶面上的情况，在靠车头一边使用的磁性塑料带或磁性橡胶带的吸力要强些，以保证吸紧，而处于两边和车尾方向的磁性塑料带或磁性橡胶带的吸力要弱些，以便于揭去。