CN103935252A - 用于机动车辆的具有太阳能充电系统的天窗板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车辆的具有太阳能充电系统的天窗板。天窗板设置有机动车辆太阳能充电系统，其包括安装于机动车辆的车顶的开口中的太阳能板天窗，以将来自太阳的太阳能转换为电能，并且将电能发送至所述机动车辆中的电池。该系统具有12-24VDC以及充电等级指示器。机动车辆内的电子设备被电连接至电池，以接收补充电力，以便由机动车辆的驾驶员利用。

Description

用于机动车辆的具有太阳能充电系统的天窗板

相关申请的交叉引用

本申请要求了于2011年9月24日在美国专利商标局申请的序列号为61/538,858的临时专利申请的权益，其公开内容通过引用被包含在此。

技术领域

本发明涉及太阳能收集装置，并且尤其涉及用于机动车辆的太阳能充电系统。

很多驾驶员选择驾驶电动车辆或混合动力车辆，从而降低二氧化碳的排放。然而，目前的电动车辆必须在充电站频繁充电。驾驶员常常忘记充电，其将导致在路上行驶时动力的损失。很多驾驶员发现如果他们在驾驶的同时或者在将车辆停在室外的时候为电动车辆充电是很方便的。使用太阳作为能量源可以是理想的充电替换物。

太阳能充电系统包括车辆天窗，其利用预先安装的太阳能板，以产生电能。本发明可以辅助产生能量，从而为电动车辆/混合动力车辆提供电力。其还可以结合气动机动车辆使用，以提供补充电力，从而操作音频/视频播放器、便携式计算机、便携式真空吸尘器、手机充电器、导航装置以及其他电子设备。使用太阳能充电系统以产生额外的能量使得不需要经常为电动车辆插入充电。本发明对所有驾驶员提供便利性与实用性。

背景技术

在将要描述的现有技术中已经提供了许多用于车辆太阳能板的创新。虽然这些创新可以适合于它们提出的特定的个别目的，然而，它们不同于本发明。

第一示例，1990年3月27日公布的Kaiimoto等申请的美国专利局文件NO.4,911,257，教导了用于车辆的太阳能电池系统，其包括安装在车身上的太阳能电池；光线强度计，其被设置在车身上用于探测提供给车身的太阳辐射的量；控制器，用于将太阳能电池的输出与光线强度计的探测输出相比较，以获得比较结果，并且当比较结果在预定条件之外时产生警报信号；以及警报装置，其被设置在车辆中形成的客舱中，用于给出响应于从控制器获得的警报信号的报警。

第二示例，1992年2月18日公布的Bobier等申请的美国专利局文件NO.5,089,764，教导了当在火热太阳下的状况下停车时，用于净化来自车辆的客舱的热气的装备与系统。该系统利用适合于与车辆的天窗或后视镜合并且相对尺寸较小的太阳能板。利用能量输送调节器，其响应于太阳能板的峰值电压特性，以使得板基本上连续以其峰值电力输出能力工作。如此，将低电压处的等量电力与提高的电流水平被供给至车辆中的空气净化风机的电驱动电机。提供切换控制，其通过点火开关监控车辆的内燃机的状态，并且在车辆客舱的温度达到预定水平时提供净化系统的开启。当停止空气循环系统时，将太阳能板用于为车辆的电池充电。

第三示例，1993年7月20日公布的Nath等申请的美国专利局文件NO.5,288,925，教导了适合于在建筑物与车辆的应用中使用的光伏窗组件。窗组件包括具有一个或多个布置于其上的光伏设备的光传递衬底。具有与每个光伏装置共同延伸的切口的装饰性模板被布置于衬底上，以使得光伏装置穿过切口延伸。窗开口也被形成于装饰性模板中，用于光的传递。封装层被形成于衬底、太阳能电池以及装饰性模板之上，以保护太阳能电池与组件不受环境损害与恶化。

第四示例，2002年6月18日公布的Tolinski等申请的美国专利局文件NO.6,406,090，教导了自供电天窗组件，其可以安装于车辆的顶棚中，并且包括优选为天窗的可移动的板、用于控制可移动板的运动的电机、以及将电能供应至电机的自包含电源单元。自包含电源单元包含电池与至少一个为电池充电的太阳能电池阵列。太阳能电池阵列优选地连接至可移动板，但可以位于直接或间接暴露至阳光的天窗组件上的任意位置。此外，太阳能电池阵列在可移动天窗上的位置不降低透过天窗的可见度。

第五示例，2004年1月27日公布的Hahn申请的美国专利局文件6,682,132，教导了用于机动车辆的车顶模块以及生产车顶模块的方法，其包括至少两个彼此相邻定位的平坦顶盖，并且其使用驱散周边泡沫材料的工具彼此连结。

第六示例，2005年3月3日公开的Sasaki等申请的美国专利局公开号2005/0046241，其教导了天窗装备，其包括安装在车顶的第一开口之上的天窗板，提供在天窗板的内部空间侧的遮阳罩，太阳能电池，其被提供给天窗板并且连接在朝向遮阳罩的一个表面，用于将从天窗板一侧表面以及另一侧表面入射的光能转换为电能，以及提供给遮阳罩，并且连接在朝向天窗板处的一个表面的反射元件。

第七示例，2006年7月20日公开的Khalil申请的美国专利局公开号2006/0156738，教导了温度调节系统，其可以用于冷却汽车/机动车辆的内部温度，设计并且生产成当停在太阳下时基本低于外部温度。系统通过太阳能电池提供电力，因此在不需要从车辆电池消耗任意能量的情况下起作用。系统的机械装置结合了珀耳帖元件、散热器以及风扇，所有均由电路板形式的电源控制。当开启汽车时，进一步将系统用作汽车空调控制单元，用于加热或冷却，从电池回收补充电力，另一特征由电路板控制。

第八示例，2007年7月12日公开的Woodhouse等申请的美国专利局公开号2007/0158978，教导了包括安装至车顶开口并且具有相对侧边的天窗框架的车辆天窗。天窗框架具有相邻于车顶的外表面的外边缘以及位于车辆客舱中的内边缘。车辆天窗还包括许多太阳能板。每个太阳能板包括用于采集阳光以产生太阳能的太阳能采集表面。太阳能板在天窗框架的相对侧边之间延伸，并且连接至天窗框架的相对侧边。

第九示例，2008年5月1日公开的Ward申请的美国专利局公开号2008/0100258，教导了一种太阳能电池，其被连接至例如天窗或车厢盖的车辆元件，以产生模块化太阳能板。可调节的安装座可以连接至太阳能板，以调节太阳能电池沿阳光方向的角度。使用太阳能板自身的太阳能电池，或单独的传感器，可以实现对追踪阳光角度的太阳感测。可伸缩的天窗安装机构可以允许第一太阳能板在车顶上延伸，以允许额外的太阳能板伸出，并且还暴露至阳光下。额外的电池可以安装在车厢盖中，并且与混合动力电池并联。

第十示例，2010年2月4日公开的Harris申请的美国专利局公开号2010/0026235，教导了车辆的充电系统，其在用于将电压传送至例如电机的载荷的串联连接与用于充电的并联连接之间重新布置电池单元堆。电池单元堆因此可以通过12伏电池充电器充电。充电器可以是插入式充电器，或可以是太阳能电池。例如，无论车辆是否停车，都可以移动太阳能电池，以覆盖车辆的风挡或其他表面。

第十一示例，2010年7月15日公开的Ryu申请的美国专利局公开号2010/0175819，教导了用于制造车辆天窗的太阳能电池模块的方法，其中，将太阳能电池分割为多片，以使得其可以紧密地粘附至天窗的弯曲玻璃，该弯曲玻璃通常安装于车顶的中间部分，以便为驾驶员提供车内的空气循环作用，并且通过其开放环境提供清新的驾驶感觉。基于高温以及使用压膜机作为EVA膜粘附单元的真空压缩工作制造天窗的太阳能电池模块。因此，可能相比于不容易完成以上工作的传统技术更容易完成粘附天窗弯曲玻璃与太阳能电池的压膜工作。

第十二示例，2010年8月31日公开的Kirkptrick申请的美国专利局文件NO.RE41,597，教导了为车辆的电池充电或维持电池的荷电状态的系统和方法。该系统利用可以将光能转换为电流的光转换单元。支撑该单元，以使得单元暴露于光能。由单元产生的电流通过电连接器与电池相连通，其可以具有开关。该发明可以减少车辆操作者面对车辆中变弱或失去活性的电池的情况，因为当车辆不使用时，本发明用于维持车辆电池的电荷。

第十三示例，2011年4月21日公开的Ward申请的美国专利局公开号2011/0089887，教导了以多重低电压太阳能板(2.sub.1-n)为电动车辆中的高电压电池充电的连接系统。该连接系统包括多套传输线，以单独将太阳能板(2.sub.1-n)中的每一个连接至组成电池的电池单元中的每个单独的一个(34.sub.1-n)。在不使用有损耗的DC-DC转换器系统的情况下，使用该连接系统，可以通过低电压太阳能板(2.sub.1-n)为高电压电池充电，该DC-DC转换器系统将DC太阳能板输出转换为AC，用于在转换回DC以连接至电池之前横跨电池的一次电路终端变换为更高电压。

应该清楚的是，在现有技术中已经提出了足以用于各种目的的车辆太阳能板的大量创新。而且，虽然这些创新可以适合于它们提出的特定的独特目的，但是，它们不适合于此前描述的本发明的目的。

发明内容

本发明的目标在于提供用于机动车辆的太阳能充电系统，其避免现有技术的缺点。

本发明的另一目标在于提供用于机动车辆的太阳能充电系统，其制造简单并且廉价。

本发明的又一目标在于提供用于机动车辆的太阳能充电系统，其使用简单。

简要说明，本发明的又一目标在于提供用于机动车辆的太阳能充电系统，其包括安装于机动车辆的车顶开口中的太阳能板天窗，以将来自太阳的太阳能转换为电能，并且将电能发送至机动车辆中的电池。机动车辆中的电子设备被电连接至电池，以接收补充电力，从而由机动车辆的驾驶员利用。

在所附权利要求中提出被认为是本发明特征的新颖性特征，然而，当结合附图阅读与理解时，本发明自身关于操作的结构与方法，与其额外的目标与优势一起将从特定实施例的以下说明中被最佳地理解。

附图说明

附图中的图简要描述如下：

图1为示出了本发明各种元件的框图；

图2为示出了安装于机动车辆顶的开口中的太阳能板天窗的机动车辆的透视图；以及

图3为示出了由太阳能板天窗提供电力的电子设备的机动车辆内部的透视图。

附图中利用的参考数字

110太阳能充电系统

112机动车辆

114系统110的太阳能板天窗

116车顶118中的开口

118机动车辆112的车顶

120来自太阳122的太阳能

122太阳

124来自太阳能板天窗114的电能

126机动车辆112中的电池

128机动车辆112中的电子设备

130机动车辆112的驾驶员

132太阳能板天窗114的框架

134太阳能板天窗114的透明玻璃板

136太阳能板天窗114的光伏太阳能电池

138太阳能板天窗114的12VDC-24VDC转换器/调节器

140太阳能板天窗114的充电等级指示器

142电子设备128的手机充电器

144电子设备128的导航装置

146电子设备128的音频/视频播放器

具体实施方式

如图1所示，本发明为用于机动车辆112的太阳能充电系统110，其包括安装于机动车辆112车顶118的开口116中的太阳能板天窗114、以将来自太阳122的太阳能120转换为电能124、并且将电能124发送至机动车辆112中的电池126。机动车辆112中的电子设备128被电连接至电池126，以接收补充电力，以便由机动车辆112的驾驶员130利用。

太阳能板天窗114包括框架132。将透明玻璃板134安装于框架132中。多个光伏太阳能电池136在透明玻璃板134之上串联定位。太阳能板天窗114进一步包括12VDC-24VDC转换器/调节器138以及充电等级指示器140，电压可以随着每个模式而改变。

图2示出了在机动车辆112的车顶118中的开口116中的太阳能板天窗114。图3示出了具有包括手机充电器142、导航装置144以及音频/视频播放器146的电子设备128的机动车辆112的内部。

太阳能板天窗114可以被手动操作或电机驱动，并且可以做成很多形状、尺寸以及样式。太阳能板天窗114实际上包括透明玻璃板134，其嵌入了使得透明玻璃板134完全不透明的光伏太阳能电池136。当太阳能板天窗114与常规工厂安装的玻璃天窗(倾斜与缩回)一样操作时，当机动车辆112停留在阳光下的室外时，太阳能板天窗114可以为室内通风风扇提供电力，用于在热天冷却机动车辆内部。本发明的主要功能在于经由电池126向电子设备128提供电力。太阳能板天窗114可以作为工厂可选组件安装在2010普锐斯、最近的奥迪汽车、雷诺柔依中，并且还可以安装在马自达千年的某些版本中。

回顾，太阳能充电系统110使得驾驶员130能够使用太阳能板天窗114为机动车辆112的电池126充电。本发明包括与传统机动车辆天窗外表相似的太阳能板天窗114。以与其他天窗相似的方式将太阳能板天窗114安装进机动车辆112的车顶118的开口116中，并且能够以相同方式起作用。太阳能板天窗114的独特特征在于其包括框架132、多个在透明玻璃板134上串联的光伏太阳能电池136、12VDC-24VDC转换器/调节器138、以及驾驭来自太阳122的太阳能120的充电等级指示器140。太阳能板天窗114可以制成可缩回与不可缩回的结构。当关闭时，太阳能板天窗114从太阳122收集能量，并且将其转换为电能124。随后将该电力经由电线发送至电池126，并且发送至机动车辆112中的电子设备128。电子设备128可以是手机充电器142、导航设备144以及音频/视频播放器146。当驱动或停止机动车辆122时，可以为电池126充电。根据机动车辆112，太阳能板天窗114能够做成各种形状与尺寸。某些太阳能板天窗114可以包含例如玻璃的其他材料或材料的组合，以赋予其吸引人的外表与风格。准确的说明书可以变化。

应该理解的是，以上描述的每个元件、或两个元件或更多在一起的元件，还可以在不同于以上描述的类型的其他类型的结构中发现有用的应用。

尽管以机动车辆的太阳能充电系统的实施例已经示例和描述了本发明，但是并不限于示出的所示细节，因为应该理解的是，示出的装置的形式与细节上的各种省略、修改、替换与改变及其操作可以在不以任何方式脱离本发明的精神的情况下由本领域技术人员进行。

无需进一步分析，前述内容将完全展示本发明的主旨，其他人可以通过应用当前知识，容易地将其适应于各种应用，而不省略特征，从现有技术的观点来看，公平的构建了本发明的通用或特定方面的特征。

Claims (8)

1.一种用于机动车辆的具有太阳能充电系统的天窗板，其包括：

A)太阳能板天窗，所述太阳能板天窗被安装于所述机动车辆的车顶的开口中，以将来自太阳的太阳能转换为电能，并且将所述电能发送至所述机动车辆中的电池；

B)框架；

C)透明玻璃板，所述透明玻璃板被安装于所述框架中；以及

D)多个光伏太阳能电池，所述多个光伏太阳能电池在所述透明玻璃板上串联定位，以及

E)电子设备，所述电子设备在所述机动车辆内、电连接至所述电池，以接收补充电力，以便由所述机动车辆的驾驶员利用。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述太阳能板天窗进一步包括12VDC-24VDC转换器/调节器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述太阳能板天窗进一步包括充电等级指示器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电子设备包括手机充电器。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电子设备包括导航装置。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电子设备包括音频/视频播放器。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述太阳能板天窗进一步包括水传感器装置，当探测到下雨时，如果所述天窗开启则自动关闭所述天窗。

8.前述典型说明与本发明的示例性优选实施例已经在附图中解释并详细说明，教导了改变修正与可替换的实施例。值得注意的设计、材料、尺寸、电压、传感器等可以随着每个模型一起改变，当技术进步时，可以修改这些以进一步升级，并且维护太阳能板天窗。当已经如此示出、说明以及示例了本发明时，本领域技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的真实精神与范围的情况下，可以在此进行形式与细节上的等量改变，并且本发明的范围仅限制于权利要求，除了由现有技术排除的。而且，如此处公开的本发明可以在缺少此处公开的特定要素的情况下被适当应用。