CN110979020A - 车用太阳能电池发电装置及可伸缩式车顶 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是针对现有的车用太阳能装置受光面积小、发电量小、太阳能利用率不高的问题，提供一种车用太阳能电池装置,包括支架、固定太阳能电池板、活动太阳能电池板以及驱动活动太阳能电池板滑动的驱动装置,当车用太阳能电池发电装置处于收起状态时，活动太阳能电池板位于固定太阳能电池板的上方或者下方,当车用太阳能电池发电装置处于展开状态时，活动太阳能电池板伸出到支架；提供一种可伸缩式车顶，包括车顶板和车用太阳能电池发电装置，支架固设在车顶板上；可以在停车时展开，增加吸收太阳光的受光面积，更大限度的利用太阳能，提高太阳能的使用率，提高发电量，还可以在夏季驻车时起到遮阳作用，可提高人员舒适度，延长内饰寿命。

Description

车用太阳能电池发电装置及可伸缩式车顶
技术领域
本发明涉及光伏领域，特别涉及一种车用太阳能电池发电装置及可伸缩式车顶。
背景技术
随着化石能源的逐渐消耗而不可再生，以及消耗化石能源引起的全球气候变化等问题日益严峻，电动汽车已逐渐替代传统柴油、汽油车而进入普通消费者的家庭。随着电动汽车的不断普及，电能的消耗也随之增加；太阳能作为一种清洁能源，具有取之不尽用之不竭的特点，作为电动车而言，如何最大限度的利用太阳能，提高发电量，最大限度的利用太阳能这一清洁能源，成了车载太阳能系统要解决的主要问题。
目前市面上常见的车顶太阳能装置是将一块太阳能电池板安装在车顶，如授权公告号为CN206968786的中国专利，公开了一种太阳能车顶装置，这种太阳能装置设置在车体顶部，在有阳光时可以为车辆提供清洁环保的能源。但是这类车用太阳能装置为了不妨碍车辆视野，只能设置在车顶，太阳能装置受光面积小，发电量低，对电动车的日常用电量补充小，效率低，不能最大限度的发挥利用太阳能的优势。
发明内容
本发明的目的是针对现有的车用太阳能装置受光面积小、发电量小、太阳能利用率不高的问题，提供一种车用太阳能电池装置以及可伸缩式车顶。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种车用太阳能电池发电装置，包括支架、固定连接在支架上的固定太阳能电池板、与支架滑动连接的活动太阳能电池板以及驱动活动太阳能电池板滑动的驱动装置；当车用太阳能电池发电装置处于收起状态时，活动太阳能电池板位于固定太阳能电池板的上方或者下方；当车用太阳能电池发电装置处于展开状态时，活动太阳能电池板伸出到支架外。
较佳的，驱动装置包括滑动构件、与活动太阳能电池板固定连接的齿条、与支架转动连接的齿轮以及驱动齿轮转动的齿轮驱动器；滑动构件包括滑轨以及与滑轨相适配的滑块，滑轨与支架固定连接，滑块与活动太阳能电池板固定连接，齿轮与支架转动连接，齿轮的转动轴线水平且垂直于滑动构件的导向方向，所述齿轮与所述齿条啮合。
较佳的，驱动装置包括导轨、与导轨滑动连接的连接滑架、拉索、卷线轮以及驱动卷线轮转动的卷线驱动器；导轨的两端分别转动连接有两个导向轮，两个导向轮的转动轴线平行其垂直于导轨的导向方向，拉索缠绕在卷线轮上，拉索绕过两个导向轮，拉索与连接滑架固定连接，活动太阳能电池板与连接滑架固定连接。
较佳的，活动太阳能电池板为柔性太阳能电池板或刚性太阳能电池板。
较佳的，每个活动太阳能电池板对应设置两组驱动装置，所述两组驱动装置分别位于对应活动太阳能电池板的两侧。
较佳的，活动太阳能电池板设置有两个，当装置处于展开状态时，两个活动太阳能电池板分别从支架的两端滑出支架。
较佳的，驱动器与所述车的控制装置电连接，当车辆锁车后，驱动装置驱动活动太阳能电池板移出支架。
一种可伸缩式车顶，包括车顶板，还包括如权利要求1-7中任意一项所述的车用太阳能电池发电装置，所述支架固定设置在所述车顶板上；当车用太阳能电池发电装置处于展开状态时，活动太阳能电池板遮挡车体的挡风玻璃。
本发明具有以下有益效果：
采用本发明结构的太阳能电池发电装置，由于设置有活动太阳能电池板和太阳能电池板驱动装置，活动太阳能电池板滑动地设置在固定太阳能电池板的下方，通过驱动装置驱动活动太阳能电池板前后滑动，使活动太阳能电池板能够在位于车顶的收起状态和遮挡挡风玻璃的展开状态两种状态下切换，使车辆可以在行驶过程中采用收起状态，不干涉视野，位于车顶的电池板不受遮挡，在有日照的情况下，可以正常连续为车辆供电；可以在停车时展开活动太阳能电池板，固定太阳能电池板和活动太阳能电池板同时吸收阳光，增加了吸收太阳光的受光面积，更大限度的利用太阳能，提高太阳能的使用率，提高发电量。此外在夏季驻车时可以使活动的太阳能电池板伸出展开，展开的太阳能电池板能遮挡一部分太阳光，可减少车内吸收太阳光的量，可避免车内温度过高，提高人员进入车辆时的舒适度，延长汽车内饰使用寿命。
采用本发明结构的车顶，在其顶板上设置有可伸缩式的活动太阳能电池板，充分利用了车顶的空间，收纳活动太阳能电池板，因此，使整个车的发电量获得了提高。
附图说明
图1是实施例一车用太阳能电池装置的主视图示意图；
图2是实施例一的仰视图示意图；
图3是实施例一安装在车体上的示意图；
图4是实施例二中绳轮拉索装置的结构示意图。
附图标记说明，
10、固定太阳能电池板；
20、活动太阳能电池板；21、活动太阳能电池板一；22、活动太阳能电池板二；
31、齿条；32、齿轮；33、齿轮驱动器；
411、导轨一；412、导轨二；421、连接滑架一；422、连接滑架二；431、拉索一；432、拉索二；44、卷线轮；45、卷线驱动器；461、导向轮一；462、导向轮二；463、导向轮三；464、导向轮四；
50、支架。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
一种车用太阳能电池发电装置，结合图1和图2所示，包括支架50、固定设置在支架50上的固定太阳能电池板10、与支架50滑动连接的活动太阳能电池板20以及驱动活动太阳能电池板20滑动的驱动装置。车用太阳能电池发电装置通过其支架50固定设置于车体顶部。固定太阳能电池板10可以设置在活动太阳能电池板20的上方，也可以设置在活动太阳能电池板的下方，本实施例采用固定太阳能电池板10在上的结构。在驱动装置的驱动下活动太阳能电池板能够向前向后往复滑动，滑出/滑入支架50，当活动太阳能电池板位于支架50内时也就是位于固定太阳能电池板下方时，固定太阳能电池板10和活动太阳能电池板呈层叠状，车用太阳能电池发电装置处于收起状态，车用太阳能电池发电装置仅遮挡住车顶板的位置，不影响行驶视野；活动太阳能电池板滑出支架50后，也就是大部分或全部位于固定太阳能电池板外，车用太阳能电池发电装置处于展开状态，活动太阳能电池板20与固定太阳能电池板10的互不遮挡或仅有小部分活动太阳能电池受挡，此时活动太阳能电池板20和固定太阳能电池板10均可以有效受光，有效受光面积增大，可以提高车用太阳能电池发电装置的发电量，与此同时伸出支架50的活动太阳能电池板20能够遮挡车体的前挡风玻璃或者后挡风玻璃，在夏日能够减少阳光直射车内，从而延长车内饰的使用寿命，提高夏日驾车的舒适度。可以采用如下驱动装置驱动活动太阳能电池板。太阳能电池板可为柔性的也可以是刚性的。
实施例一，如图1所示，驱动装置包括滑动构件、齿条31、齿轮32以及齿轮驱动器33。滑动构件包括滑轨以及与滑轨相适配的滑块，滑轨与支架50固定连接，滑块与活动太阳能电池板20固定连接且设置在活动太阳能电池板20的边缘，活动太阳能电池板20的两侧分别设置一组滑动构件以及驱动齿轮32转动的齿轮驱动器33。齿条31沿活动太阳能电池板20两侧的边缘固定设置在活动太阳能电池板20上，并。齿轮32与支架50转动连接，齿轮的转动轴线水平且垂直于滑动构件的导向方向，齿轮32设置在支架靠外的位置并且靠近滑轨，齿轮32与齿条31啮合。齿轮驱动器33的输出端与齿轮32连接，驱动齿轮32转动，齿轮驱动器33可以采用电机与齿轮32直连或者通过带传动、链传动传动结构进行传动。需要说明的是，驱动装置中的齿轮32也可以设置在活动太阳能电池板20上，通过固定在活动太阳能电池板20上的连接件转动连接在活动太阳能电池板20上，齿轮32设置在太阳能电池板靠内的一端。驱动装置中的齿条31固定设置在支架50上。为了提高活动太阳能电池板20滑动的稳定性，最好在活动太阳能电池板20的两侧分别设置一组驱动装置，这样可以有助于使柔性的太阳能电池板的两侧同步移动，有效避免活动太阳能电池板20歪斜、使活动太阳能电池板20卡住或者发生拉扯。采用本驱动装置，活动太阳能电池板最好为刚性的。
活动太阳能电池板20可以为平板式，滑轨与齿条呈直线形。活动太阳能电池板20也可以设置成圆弧形的板，滑轨设置为圆弧形，且滑轨与活动太阳能电池板20同心，弧形的结构可以较好适应车体上半部分类似拱形的形状。
为了进一步增大车用太阳能电池发电装置的可受光面积，可以设置两个活动太阳能电池板20，展开时可以分别从支架50的前方和后方伸出，分别遮挡车体的前挡风玻璃和后挡风玻璃。两个活动太阳能电池板20对应的滑轨可以一高一低设置，较低的滑轨位于较高的滑轨的内侧，较低的活动太阳能电池板的尺寸小于较高的太阳能电池弧的尺寸，当车用太阳能电池装置处于收起状态时，两个活动太阳能电池板呈层叠状。具有这种车用太阳能电池发电装置的车顶，当车用太阳能电池发电装置展开状态时，两个活动太阳能电池板20可分别从支架50前端和后端滑出分别遮挡车体的前挡风玻璃和后挡风玻璃，可以进一步增大有效受光面积，进一步减少夏日直射入车内的阳光。还可以将两个活动太阳能电池板20对应的滑轨设置在同一高度，这样两个活动太阳能电池板20就处在同一高度呈并排设置。采用上述结构，本发明的车用太阳能电池发电装置，电池板的有效受光面积可以提高2~3倍，每天的发电量将提高2~3倍，目前市面常见的车用太阳能发电装置的有效受光面积一般在0.5~1㎡左右，发电功率最大在100~200瓦左右，在日照条件良好的情况下，单日有效受光时长按8小时计算，每天的发电量在0.8~1.6度之间；那么采用本发明每天的发电量可达3~6度。目前常见的电动车，每度电的续航里程大约为3公里，那么3~6度电可行驶的里程为9~18KM。对于低速电动车来说一天的发电量甚至可以跑到几十公里以上，对于一些短途的电车使用者或驾驶低速电动车的使用者来说，具有很高的实用价值。
本发明的车用太阳能电池发电装置可按如下方式使用。在正常行驶状态，使活动太阳能电池板位于固定太阳能电池板的下方，太阳能发电装置处于收起状态，由固定太阳能电池板受光，当车辆停车不再行驶时，启动车用太阳能电池发电装置的各齿轮驱动器33驱动与其对应的齿轮32转动，对应齿条31随之移动，其中一个活动太阳能电池板20沿对应滑轨向前滑出支架50，遮挡车体的前挡风玻璃，其中另一个活动太阳能电池板20沿对应滑轨向后滑出支架50，遮挡车体的后挡风玻璃，关闭各齿轮驱动器33，两个活动太阳能电池板20和固定太阳能电池板10可以同时吸收阳光。当需要驾驶车辆时，使各齿轮驱动器33反转，对应齿轮32反转，活动太阳能电池板20沿其滑轨滑入支架50，固定太阳能电池板10吸收阳光。在实际使用中，当然可根据需要滑出单个活动太阳能电池板20或两个活动太阳能电池板。
实施例二：与实施例一的区别之处在于，驱动装置为绳轮拉索装置，它包括导轨、与导轨滑动连接的连接滑架、拉索、卷线轮44以及驱动卷线轮44转动的卷线驱动器45。卷线轮44和卷线驱动器45设置在支架50上。导轨的两端分别转动连接有导向轮，两个导向轮的转动轴线平行其垂直于导轨的导向方向，拉索缠绕在卷线轮44上，拉索的一端绕过其中一个导向轮与连接滑架固定连接，拉索的另一端绕过另一个导向轮与连接滑架固定连接。活动太阳能电池板20与连接滑架固定连接，当卷线轮44往复转动时，拉动拉索往复移动，从而带动连接滑架在导轨上滑动。为了提高活动太阳能电池板20滑动的稳定性，每个活动太阳能电池板20可以对应设置两条导轨，下面具体说明，导轨一411和导轨二412平行且均固定连接在支架50上，导轨一411滑动连接有连接滑架一421，导轨二412上滑动连接有连接滑架二422，连接滑架一421和连接滑架二422分别固定设置在活动太阳能电池板20的两侧。导轨一411的两端分别转动连接有导向轮一461和导向轮二462，导轨二412的两端分别转动连接导向轮三463和导向轮四464，导向轮一461和导向轮三463设在对应导轨的前端，导向轮二462和导向轮四464设置在对应导轨的后端。拉索设置两条，拉索一431缠绕在卷线轮44上，拉索一431的一端绕过导向轮一461与连接滑架一421固定连接，拉索一431的另一端绕过导向轮四464与连接滑架二422固定连接；拉索二432的一端绕过导向轮二462与连接滑架一421固定连接，拉索二432的另一端绕过导向轮三463与连接滑架二432固定连接。拉索一431和拉索二432由连接滑架二422和连接滑架一421连接呈“∞”形。这样可以只用一个卷线驱动器45带动两个连接滑架42同步同向同速移动。绳轮拉索装置可以采用现有的车用玻璃升降器中的绳轮拉索装置，例如申请号201910791007.2的中国专利，汽车绳轮式玻璃升降器系统中的绳轮拉索装置。
实施例三：一种可伸缩式车顶，包括车顶板和上述车用太阳能电池发电装置，车用太阳能电池装置的支架固定设置在车顶板上，驱动器可采用微型直流减速电机，电机可以设置在挡风玻璃与前盖交接处或设置在后挡风玻璃与车顶板的连接处，当设置在前盖与挡风玻璃的连接处时，驱动器要和雨刷器的位置避让开，当设置在后挡风玻璃与车顶板连接处时，最好采用横梁连接两侧的支架，由横梁辅助固定电机。这种车顶不仅可以增加太阳能发电装置的有效受光面积，同时可以对车起到遮阳效果。
本发明的车用太阳能发电装置可单独设置启停电路，由单独的开关控制驱动器，也可以与汽车电控系统连接由汽车电控系统控制驱动器启停，当汽车停车并锁车后电控系统启动驱动器，使驱动器驱动齿轮转动从而将活动太阳能电池板移出到支架外遮挡挡风玻璃受光。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种车用太阳能电池发电装置，其特征在于：包括支架(50)、固定连接在支架上的固定太阳能电池板(10)、与支架(50)滑动连接的活动太阳能电池板(20)以及驱动活动太阳能电池板(20)滑动的驱动装置；当车用太阳能电池发电装置处于收起状态时，活动太阳能电池板(20)位于固定太阳能电池板(10)的上方或者下方；当车用太阳能电池发电装置处于展开状态时，活动太阳能电池板(20)伸出到支架(50)外。
2.根据权利要求1所述的车用太阳能电池发电装置，其特征在于：驱动装置包括滑动构件、与活动太阳能电池板(20)固定连接的齿条(31)、与支架(50)转动连接的齿轮(32)以及驱动齿轮(32)转动的齿轮驱动器(33)；滑动构件包括滑轨以及与滑轨相适配的滑块，滑轨与支架(50)固定连接，滑块与活动太阳能电池板(20)固定连接，齿轮(32)与支架(50)转动连接，齿轮的转动轴线水平且垂直于滑动构件的导向方向，所述齿轮(32)与所述齿条(31)啮合。
3.根据权利要求1所述的车用太阳能电池发电装置，其特征在于：驱动装置包括导轨、与导轨滑动连接的连接滑架、拉索、卷线轮(44)以及驱动卷线轮(44)转动的卷线驱动器(45)；导轨的两端分别转动连接有两个导向轮，两个导向轮的转动轴线平行其垂直于导轨的导向方向，拉索缠绕在卷线轮(44)上，拉索绕过两个导向轮，拉索与连接滑架固定连接，活动太阳能电池板(20)与连接滑架固定连接。
4.根据权利要求1所述的车用太阳能电池发电装置，其特征在于：活动太阳能电池板(20)为柔性太阳能电池板或刚性太阳能电池板。
5.根据权利要求1所述的车用太阳能电池发电装置，其特征在于：每个活动太阳能电池板(20)对应设置两组驱动装置，所述两组驱动装置分别位于对应活动太阳能电池板(20)的两侧。
6.根据权利要求1所述的车用太阳能电池发电装置，其特征在于：活动太阳能电池板(20)设置有两个，当装置处于展开状态时，两个活动太阳能电池板(20)分别从支架(50)的两端滑出支架(50)。
7.根据权利要求1所述的车用太阳能电池发电装置，其特征在于：驱动器与所述车的控制装置电连接，当车辆锁车后，驱动装置驱动活动太阳能电池板(20)移出支架(50)。
8.一种可伸缩式车顶，包括车顶板，其特征在于：还包括如权利要求1-7中任意一项所述的车用太阳能电池发电装置，所述支架(50)固定设置在所述车顶板上；当车用太阳能电池发电装置处于展开状态时，活动太阳能电池板(20)遮挡车体的挡风玻璃。
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