CN108466563A - 一种具有收放功能的电动车太阳能充电装置 - Google Patents

一种具有收放功能的电动车太阳能充电装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有收放功能的电动车太阳能充电装置,该装置包括:太阳能电池板(1)、收放机构(2)和控制器(3);所述收放机构(2)的底部与车顶固定,其侧面在不同方向上设置有若干个供太阳能电池板(1)收放的端口(201),所述的太阳能电池板(1)呈卷帘状,由若干块电池板模块(101)相互铰接而成,所述的收放机构(2)与太阳能电池板(1)连接,用于驱动太阳能电池板(1)执行卷曲和展开动作,所述的控制器(3)用于控制收放机构(2)的运行。上述装置无需占用公共用地,同时可根据充电需要铺设任意面积的太阳能电池板,提高了电动汽车的充电功率,减少了充电时长;通过将太阳能电池板进行模块化设计,以便于电池板收取存放。

Description

一种具有收放功能的电动车太阳能充电装置
技术领域
[0001] 本发明涉及电动汽车充电设备领域,具体涉及一种具有收放功能的电动车太阳能 充电装置。
背景技术
[0002] 近年来,国家一直倡导“新能源”的发展,一方面从保护环境的角度考虑,是为了减 少燃油车排放废气对大气的污染,另一方面是为了节约能源,充分利用自然资源。新能源汽 车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力 装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的具有先进技术和结构的汽车。 与传统的汽车相比,新能源汽车的废气排放量较低。
[0003] 目前,在市场上普遍销售的是电动汽车,其采用单一蓄电池作为储能动力源,通过 电池向电动机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车行驶。为了扩大电动汽车的普及, 需要大量建设用于对电动汽车能源进行充电的基础设施。但是现有的电动汽车充电设备 (即充电粧)均采用有线连接方式进行充电,使得汽车在充电时无法移动,且为了保证续航 的持久性,充电操作的耗时较长;另外,由于现有的充电桩为固定在路边的公用设备,使得 其无法随汽车一起移动。基于上述诸多问题,导致现有的充电桩还无法更好地满足公共需 求。
[0004] 为了解决上述技术问题,许多企业研发了无线充电设备,即采用电磁感应技术在 次级线圈中产生一定的电流,从而将能量从传输端转移到接收端,以实现充电设备与汽车 的无线连接;但是,由于各汽车生产厂商没有构建统一的无线充电标准,以及无线连接的充 电效率远远低于铜线连接的充电效率,使得无线充电方式还无法普及;另一种研究方向是 采用太阳能充电技术替代传统的充电桩,其基本原理大致相同,即都是在车体上搭载太阳 能充电设备,利用太阳能电池板将光能转化成电能,从而实现车载电池的充电功能。但是, 由于现有的太阳能电池板的能量转化效率并不高,需要大面积铺设面板以提高电能转化 量;而对于家用汽车而言,在标准面积的停车位上根本没有足够的空间以满足电池板铺设 的条件,从而导致现有的太阳能充电设备的充电效率较低。另外,因太阳能电池板不能弯 折,从而使得其难于收取存放,增加了使用的不便因素。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于,为克服现有的汽车太阳能充电设备受空间环境的限制而无法 大面积铺设,从而导致其充电效率较低,且难于收放的技术问题,提供一种具有收放功能的 电动车太阳能充电装置,利用本发明的装置能够在不占中过多空间的同时,提高了电动汽 车的充电功率,减少了充电时长,通过对电池板模块化设计,使其便于收放。
[0006] 为实现上述目的,本发明提供的一种具有收放功能的电动车太阳能充电装置,该 装置具体包括:太阳能电池板、收放机构和控制器;所述收放机构的底部与车顶固定,其侧 面在不同方向上设置有若干个供太阳能电池板收放的端口,所述的太阳能电池板呈卷帘 状,由若干块电池板模块相互铰接而成,所述的收放机构与太阳能电池板连接,用于驱动太 阳能电池板执行卷曲和展开动作,所述的控制器用于控制收放机构的运行,所述太阳能电 池板的电能输出端与电动车的供电设备连接;
[0007] 所述的收放机构包括:外壳、收卷轴和旋转伺服电机;所述的控制器、收卷轴与旋 转伺服电机均设置于外壳内部,该收卷轴与外壳上开设的端口相对设置,并与太阳能电池 板的一端连接;所述的旋转伺服电机与收卷轴连接,用于驱动收卷轴转动,进而带动太阳能 电池板卷至收卷轴上,或带动太阳能电池板从收卷轴向端口外展开,所述的控制器与旋转 伺服电机连接,通过该控制器控制旋转伺服电机运行。
[0008] 作为上述技术方案的进一步改进,所述的外壳呈长方体结构,该外壳的尺寸与车 顶的尺寸相同,在四个侧面各开设有一端口。
[0009] 作为上述技术方案的进一步改进,所述外壳的表面涂覆有反射型太阳能涂料,用 于反射太阳光线。
[0010] 作为上述技术方案的进一步改进,所述的收放机构还包括升降杆和升降伺服电 机,所述的外壳架设于升降杆的顶部,该升降杆通过其底部设置的底座固定于车顶;所述的 升降伺服电机与升降杆连接,用于驱动升降杆沿竖直方向进行升降运动。
[0011] 作为上述技术方案的进一步改进,还包括速度感应器和光照强度感应器;所述速 度感应器和光照强度感应器的数据输出端均与控制器连接,该速度感应器用于感应汽车的 速度,并将测量获得的速度值发送至控制器,所述的光照强度感应器用于感应汽车顶部的 光照强度分布状况,并将测量获得的光照强度分布数据发送至控制器;
[0012]当控制器判定速度感应器测量的速度值不为零时,控制收放机构驱动太阳能电池 板执行卷曲动作;
[0013]当控制器判定速度感应器测量的速度值为零时,进一步将设定的光照标准数据与 各端口的光照强度值进行比较,控制收放机构收取低于光照标准数据的端口对应位置上的 太阳能电池板,或控制收放机构展开高于光照标准数据的端口对应位置上的太阳能电池 板。
[0014]本发明的一种具有收放功能的电动车太阳能充电装置优点在于:
[0015]本发明的装置设置于车辆顶部,通过将太阳能电池板铺设于车体各个侧面,使得 本装置无需占用公共用地,同时可根据充电需要铺设任意面积的太阳能电池板,提高了电 动汽车的充电功率,减少了充电时长;通过将太阳能电池板进行模块化设计,利用电池板模 块两两铰接固定在一起,实现了太阳能电池板的收卷与展开功能,以便于电池板收取存放; 从而进一步减小了装置占用的空间,并起到了电池板的保护效果。
附图说明
[0016]图1为本发明实施例中提供的具有收放功能的电动车太阳能充电装置俯视图; [0017]图2为本发明实施例中提供的太阳能电池板的结构示意图;
[0018]图3为本发明实施例中提供的收放机构的外部结构示意图。
[0019]附图标记
[0020] 1、太阳能电池板 101、电池板模块 102、合页
[0021] 2、收放机构 201、端口 202、外壳
[0022] 203、收卷轴 204、旋转伺服电机 205、升降杆
[0023] 206、底座 3、控制器
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本发明所述的一种具有收放功能的电动车太阳能充电 装置进行详细说明。
[0025]如图1所示,本发明提供的一种具有收放功能的电动车太阳能充电装置,该装置包 括:太阳能电池板1、收放机构2和控制器3;所述收放机构2的底部与车顶固定,其侧面在不 同方向上设置有若干个供太阳能电池板1收放的端口 201,所述的太阳能电池板1呈卷帘状, 由若干块电池板模块101相互铰接而成,所述的收放机构2与太阳能电池板1连接,用于驱动 太阳能电池板1执行卷曲和展开动作,所述的控制器3用于控制收放机构2的运行,所述太阳 能电池板1的电能输出端与电动车的供电设备(未图示)连接,用于将光电转换后产生的电 能输出给供电设备。
[0026]由于电动车能够使用的公共空间有限,而利用太阳能给蓄电池充电时需要足够的 空间,用于铺设太阳能电池板;考虑到上述问题,本发明将太阳能电池板铺设在车体的侧 面,使得该充电装置不占用公共用地,同时可根据需要铺设任意面积的太阳能电池板。通过 将太阳能电池板进行模块化设计,利用电池板模块两两铰接固定在一起,实现了太阳能电 池板的收卷与展开功能,以便于电池板收取存放;如图2所示,所述的电池板模块1 〇 1呈条 形,彼此之间平行排列,任意两个相邻的电池板模块101之间可采用合页102铰接。当需要充 电时,控制收放机构展开太阳能电池板,此时的电池板在吸收光能的同时可以为车辆遮风 挡雨,当不需要充电或充满电时,控制收放机构将电池板收卷存放,从而大大减小了装置占 用的空间,并起到了电池板的保护效果。
[0027]基于上述结构的电动车太阳能充电装置,如图1所示,所述的收放机构2包括:外壳 202、收卷轴203和旋转伺服电机204;所述的控制器3、收卷轴203与旋转伺服电机204均设置 于外壳202内部,该收卷轴203与外壳202上开设的端口201 (如图3所示)相对设置,并与太阳 能电池板1的一端连接;所述的旋转伺服电机2〇4与收卷轴203连接,用于驱动收卷轴203转 动,进而带动太阳能电池板1卷至收卷轴203上,或带动太阳能电池板1从收卷轴203向端口 201外展开,所述的控制器3与旋转伺服电机204连接,通过该控制器3控制旋转伺服电机204 运行。
[0028]如图3所示,本实施例中收放机构2的外壳2〇2呈长方体结构,该外壳202的尺寸与 车顶的尺寸相同,即完全覆盖在车顶上,在四个端面上各开设有一端口201,在每个端口201 内均设置有与其位置相对的收卷轴2〇3,所述的收卷轴203的两端各设置有一旋转伺服电机 204,每一个收卷轴2〇3上均连接有一太阳能电池板1,使得四个太阳能电池板]_分别铺设在 车体的两侧、车尾以及车头的四个面上。当太阳光线充足时,通过收卷轴203驱动太阳能电 池板1从各个端口2〇1输出,并覆盖在车体的侧面上,以实现充电功能;同时起到遮阳作用, 从而大大降低了车内的温度,减少安全隐患。
[0029]利用本实施例的上述装置实现充电功能的具体操作过程为:
[0030]当需要给电动车的蓄电池充电时,利用控制器3控制旋转伺服电机204始终沿同一 时针方向转动,从而带动太阳能电池板1从端口 201向外展开,待电池板将车体完全覆盖后, 控制旋转伺服电机204停止转动,此时利用太阳能电池板1将光能转换成电能,并将电能充 入电动车搭载的蓄电池内;当不需要充电或蓄电池已充满电时,同样利用控制器3控制旋转 伺服电机2〇4沿另一个时针方向转动,带动太阳能电池板丨从端口 201向外壳202内移动,并 由收卷轴203收卷存放。
[0031]所述的控制器3可通过无线传输方式与用户的终端设备连接,以便于随时对控制 器3进行操控。
[0032]为了进一步增大太阳能电池板的光照面积,可通过设置的升降设备将收放机构2 的端口 201抬高,从而提高电池板的铺设高度。在本实施例中,可通过设置的升降杆和升降 伺服电机实现上述高度调节功能。如图3所示,所述的外壳202架设于升降杆205的顶部,该 升降杆205通过其底部设置的底座206固定于车顶;所述的升降伺服电机(未图示)与升降杆 205连接,用于驱动升降杆205沿竖直方向进行升降运动,进而调节端口 201的高度。运用上 述高度调节机制,太阳能电池板的铺设面积可设计为车体侧面面积的一到四倍,从而显著 地提高了光能接收量,缩短了充电时间。
[0033]对于车载太阳能电池板的开启一般需要符合两个条件,一方面是对车速的限定, 从安全的角度考虑,汽车在移动的过程中不能开启太阳能电池板,另一方面是对光照强度 的限定,只有光照达到一定程度时电池板才能有效吸收光能。为了实现车速和光照强度的 监测,并以监测值为依据实时控制装置的运行,本发明的装置还可设置有速度感应器和光 照强度感应器,所述速度感应器和光照强度感应器的数据输出端(未图示)均与控制器3连 接,该速度感应器用于感应汽车的速度,并将测量获得的速度值发送至控制器3,所述的光 照强度感应器用于感应汽车顶部的光照强度分布状况,并将测量获得的光照强度分布数据 发送至控制器3。
[0034]当控制器3判定速度感应器测量的速度值不为零时(即汽车在移动状态),控制收 放机构2驱动太阳能电池板1执行卷曲动作,以收取各端口 201位置上的太阳能电池板1; [0035]当控制器3判定速度感应器测量的速度值为零时(即汽车在静止状态),进一步将 设定的光照标准数据与各端口 201的光照强度值进行比较,控制收放机构2收取低于光照标 准数据的端口 201对应位置上的太阳能电池板1,或控制收放机构2展开高于光照标准数据 的端口 201对应位置上的太阳能电池板1。运用上述光感控制机制,能够实现各电池板的独 立控制功能;即控制收起部分无阳光照射的太阳能电池板,并保持有阳光照射的太阳能电 池板处于展开状态。
[0036] 所述的速度感应器可采用传统的光电式测速仪实现测速功能,在车身的四个方向 上均可安装有光电式测速仪,这种光电式测速仪是通过激光发射口对着被测物发射激光, 经反射到摄像接收端口,通过对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距,取得在该 一时段内被测物体的移动距离,从而得到该被测物体的移动速度。
[0037] 所述的光照强度感应器是利用光电感应效应,将光照强度值转为电压值进行测 量,在本实施例中可采用对弱光具有较高灵敏度的硅兰光伏探测器作为光照强度感应器。 [0038] 此外,为了避免收放机构内存放的控制器3因工作在高温环境而老化,甚至烧毁; 所述外壳202的表面还可涂覆有反射型太阳能涂料,由于这种涂料具有反射太阳光线的效 果,利用该反射太阳能涂料可以大大降低外壳202表面的辐照热量,从而降低壳体内的温 度,为控制器3的正常运行提供低温环境。经实验证实,在阳光照射强烈时,通过涂覆涂料可 以将外壳202内环境温度降低至2〇°C。
[0039]最后所应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参 照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方 案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精祌和范围,其均应涵盖在本发明 的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种具有收放功能的电动车太阳能充电装置,其特征在于,包括:太阳能电池板⑴、 收放机构⑵和控制器(3);所述收放机构⑵的底部与车顶固定,其侧面在不同方向上设置 有若干个供太阳能电池板⑴收放的端口(201),所述的太阳能电池板(1)呈卷帘状,由若干 块电池板模块(101)相互铰接而成,所述的收放机构(2)与太阳能电池板(1)连接,用于驱动 太阳能电池板⑴执行卷曲和展开动作,所述的控制器⑶用于控制收放机构⑵的运行,所 述太阳能电池板⑴的电能输出端与电动车的供电设备连接; 所述的收放机构(2)包括:外壳(202)、收卷轴(2〇3)和旋转伺服电机(204);所述的控制 器(3)、收卷轴(203)与旋转伺服电机(204)均设置于外壳(202)内部,该收卷轴(203)与外壳 (202)上开设的端口(201)相对设置,并与太阳能电池板(1)的一端连接;所述的旋转伺服电 机(204)与收卷轴(203)连接,用于驱动收卷轴(203)转动,进而带动太阳能电池板(1)卷至 收卷轴(203)上,或带动太阳能电池板(1)从收卷轴(203)向端口(201)外展开,所述的控制 器(3)与旋转伺服电机(204)连接,通过该控制器(3)控制旋转伺服电机(204)运行。
2. 根据权利要求1所述的具有收放功能的电动车太阳能充电装置,其特征在于,所述的 外壳(202)呈长方体结构,该外壳(202)的尺寸与车顶的尺寸相同,在四个侧面各开设有一 端口(201)。
3. 根据权利要求1所述的具有收放功能的电动车太阳能充电装置,其特征在于,所述外 壳(202)的表面涂覆有反射型太阳能涂料,用于反射太阳光线。
4. 根据权利要求1所述的具有收放功能的电动车太阳能充电装置,其特征在于,所述的 收放机构(2)还包括升降杆(205)和升降伺服电机,所述的外壳(202)架设于升降杆(205)的 顶部,该升降杆(205)通过其底部设置的底座(206)固定于车顶;所述的升降伺服电机与升 降杆(205)连接,用于驱动升降杆(205)沿竖直方向进行升降运动。
5. 根据权利要求1所述的具有收放功能的电动车太阳能充电装置,其特征在于,还包括 速度感应器和光照强度感应器;所述速度感应器和光照强度感应器的数据输出端均与控制 器03)连接,该速度感应器用于感应汽车的速度,并将测量获得的速度值发送至控制器(3), 所述的光照强度感应器用于感应汽车顶部的光照强度分布状况,并将测量获得的光照强度 分布数据发送至控制器(3); 当控制器(3)判定速度感应器测量的速度值不为零时,控制收放机构(2)驱动太阳能电 池板⑴执行卷曲动作; 当控制器(3)判定速度感应器测量的速度值为零时,进一步将设定的光照标准数据与 各端口(201)的光照强度值进行比较,控制收放机构(2)收取低于光照标准数据的端口 (201)对应位置上的太阳能电池板(1),或控制收放机构(2)展开高于光照标准数据的端口 (201)对应位置上的太阳能电池板(1)。
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