CN114991634B - 可调温玻璃和汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可调温玻璃和应用该玻璃的汽车，其中，可调温玻璃包括内层玻璃、外层玻璃及半导体组件，所述内层玻璃与所述外层玻璃相对设置。所述半导体组件设于所述内层玻璃与所述外层玻璃之间，所述半导体组件包括P型半导体与N型半导体，所述P型半导体固定于所述内层玻璃与所述外层玻璃的二者之一，所述N型半导体固定于另一者，且所述P型半导体与所述N型半导体串联。本发明技术方案能够提高汽车的降温效果。

Description

可调温玻璃和汽车
技术领域
本发明涉及工业生产技术领域，特别涉及一种可调温玻璃和应用该可调温玻璃的汽车。
背景技术
在夏季天气炎热，紫外线强烈，诸如汽车、建筑等长时间暴露在阳光下，可能导致汽车表面、建筑幕墙的急速升温，使得车内及建筑内的人们感觉不适。以汽车为例，为增大车内乘客视野，汽车顶部会采用天幕玻璃，为了满足车内头部空间，且保证开阔的视野，通常不会另外设置遮阳帘。因此天幕玻璃需要采用具有隔热性能的玻璃，以保证车内乘客的舒适性。
传统玻璃的降温方式大都采用添加涂层等反射或吸收热量的物理方式降温，但此种方式，降温效果有限，难以应对汽车长期在烈日下暴晒的情况。
发明内容
本发明的主要目的是提出可调温玻璃，旨在提高汽车的降温效果。
为实现上述目的，本发明提出的可调温玻璃，包括：
内层玻璃与外层玻璃，所述内层玻璃与所述外层玻璃相对设置；以及
半导体组件，设于所述内层玻璃与所述外层玻璃之间，所述半导体组件包括P型半导体与N型半导体，所述P型半导体固定于所述内层玻璃与所述外层玻璃的二者之一，所述N型半导体固定于另一者，且所述P型半导体与所述N型半导体串联。
可选地，所述半导体组件包括多个所述P型半导体与多个所述N型半导体，多个所述P型半导体均位于所述内层玻璃或所述外层玻璃的二者之一上，多个所述N型半导体均固定于另一者，且所述P型半导体与所述N型半导体通过导电件依次交替连接。
可选地，所述P型半导体与所述N型半导体相对设置，所述P型半导体的一端连接于相对位置的所述N型半导体，另一端连接错位位置的所述N型半导体。
可选地，所述P型半导体与所述N型半导体错位设置，所述P型半导体的两端分别与相邻两个错位位置上的所述N型半导体连接。
可选地，所述内层玻璃与所述外层玻璃通过中间层胶合固定，所述中间层的一侧固定于所述内层玻璃，另一侧固定于所述外层玻璃，且所述导电件固定于所述中间层内。
可选地，所述P型半导体为透明材料；和/或，所述N型半导体为透明材料。
可选地，所述可调温玻璃内设有多个所述半导体组件，且多个所述半导体组件分别与电源串联形成串联电路。
可选地，所述串联电路上还设有控制模块，以控制所述串联电路的电流方向及大小。
本发明还提出一种汽车，包括车身以及如上所述的可调温玻璃，所述可调温玻璃安装于所述车身上。
可选地，所述可调温玻璃安装于所述车身的顶部。
本发明技术方案通过设置相对设置的内层玻璃与外层玻璃，且半导体组件设于内层玻璃与外层玻璃之间，半导体组件包括P型半导体与N型半导体，P型半导体固定可以固定于内层玻璃，N型半导体固定于外层玻璃；或N型半导体固定于内层玻璃，P型半导体固定于外层玻璃，且P型半导体与N型半导体串联。从而利用珀尔帖(Peltier)效应，使得P型半导体与N型半导体分别形成冷端和热端。且冷端与热端的位置可调节，只需改变流经P型半导体与N型半导体的电流方向，即可实现内层玻璃与外层玻璃的冷、热端的转换。实际降温过程中，通常内层玻璃为冷端，外层玻璃为热端，从而实现汽车内外热量的中和，防止太阳热量向车内辐射；同时根据热量平衡原理，车内的热量也能通过外片可调温玻璃向外扩散。同时，通过汽车在行驶过程，车外气流可以带走外层玻璃产生的热量，从而起到散热效果，从而调节车内温度，并降低乘客头顶温度，提高乘车的舒适性。相较于传统的物理降温方式，本方案的降温效果不随暴晒的时间的延长而降低，从而提高可调温玻璃的降温效果，以应对汽车长期在烈日下暴晒的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明中的半导体组件的工作原理示意图；
图2为本发明可调温玻璃一实施例的结构示意图；
图3为图2中可调温玻璃的剖面图；
图4为本发明可调温玻璃另一实施例的剖面图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 可调温玻璃 132 N型半导体
110 内层玻璃 133 导电件
120 外层玻璃 140 电源
130 半导体组件 150 中间层
131 P型半导体 200 外部导线
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
为增加车内或室内的通透性，扩大人们视野，汽车及一些建筑就会采用玻璃表面，如汽车上的天窗、房间的建筑幕墙、工业厂房的墙壁以及窗户上均会采用玻璃等透光性能好的材料。但增加透光性的同时，也使得车内或房间内的温度更易升高。
研究表明，太阳光线主要以两种方式使车内或房间内温度升高，一、光线穿过玻璃，使车内或房间内的温度升高；二、玻璃吸收部分太阳热量，二次向车内或房间内辐射热量，故长时间在阳光暴晒下的玻璃温度很高。
以汽车为例，传统汽车上的玻璃的降温方式通常为在内层玻璃110与外层玻璃120之间设置隔热层或吸热层，从而隔绝或吸收太阳热量。该隔热层可以为镀银层，该银层对红外线具有反射作用，从而隔绝热量，起到降低车内温度作用；该隔热层也可以为于内层玻璃110与外层玻璃120之间设置Low-E膜层，Low-E玻璃又称低辐射玻璃，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比，具有优异的隔热效果和良好的透光性。吸热层即在内层玻璃110与外层玻璃120设置吸热粒子，从而吸收热量，起到降低车内温度的作用。这些降温方式均为物理降温，短时间内具有较好的降温效果，但难以应对汽车长期在烈日下暴晒的情况，随着暴晒的时间的延长，该物理降温方式逐渐失效，最后相对普通玻璃，其隔热降温优势完全消失。
有鉴于此，本发明提出一种可调温玻璃100，能够提高可调温玻璃100的降温效果，以应对汽车长期在烈日下暴晒的情况。
在本发明实施例中，如图1至图4所示，该可调温玻璃100包括内层玻璃110、外层玻璃120及半导体组件130，内层玻璃110与外层玻璃120相对设置。半导体组件130设于内层玻璃110与外层玻璃120之间，半导体组件130包括P型半导体组件131与N型半导体组件132，P型半导体组件131固定于内层玻璃110与外层玻璃120的二者之一，N型半导体组件132固定于另一者，且P型半导体组件131与N型半导体组件132串联。
具体地，半导体组件130包括P型半导体组件131与N型半导体组件132，从而利用珀尔帖(Peltier)效应对可调温玻璃100进行降温，珀尔帖(Peltier)效应是指当有电流通过不同的导体组成的回路时，除产生不可逆的焦耳热外，在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。以该可调温玻璃100为例，参照图1，图1为本发明中的半导体组件130的工作原理示意图。当N型半导体组件132和P型半导体组件131串联成的热电偶对时，若N型半导体组件132连接电流正极，P型半导体组件131连接电流负极，其中有电流通过时，内层玻璃110为冷端，外层玻璃120为热端，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷、热端，从而将太阳热量隔绝于车外。当然，在其它实施例中，半导体组件130的相对两侧，也可以采用其它具有绝缘性能的材料，以应对其它应用场景。例如，半导体组件130的相对两侧均为绝缘陶瓷片(即以两层相对设置的绝缘陶瓷片替代内层玻璃110与外层玻璃120)。
夏季降温时，通常内层玻璃110为冷端，外层玻璃120为热端，从而实现汽车内外热量的中和，防止太阳热量向车内辐射；同时根据热量平衡原理，车内的热量也能通过外片可调温玻璃100向外扩散。同时，通过汽车在行驶过程，车外气流可以带走外层玻璃120产生的热量，从而起到散热效果，从而调节车内温度，并降低乘客头顶温度，提高乘车的舒适性。P型半导体组件131固定于内层玻璃110与外层玻璃120的二者之一，外层玻璃120N型半导体组件132固定于另一者，即P型半导体组件131固定可以固定于内层玻璃110，N型半导体组件132固定于外层玻璃120；或，N型半导体组件132固定于内层玻璃110，P型半导体组件131固定于外层玻璃120。只需改变流经P型半导体组件131与N型半导体组件132的电流方向，即可实现内层玻璃110与外层玻璃120的冷、热端转换，故而P型半导体组件131与N型半导体组件132的固定位置可以相互转换。其中，该可调温玻璃100既可以为有机玻璃，也可以为无机玻璃。
本实施例中，通过在内层玻璃110与外层玻璃120的两个相对设置的侧面上印刷或者涂覆半导体材料，从而即可实现半导体组件130的固定安装，结构简单，方便半导体组件130的固定与安装。当然，在其它实施例中，也可以直接在内层玻璃110与外层玻璃120的两个相对设置的侧面上，或者内层玻璃110与外层玻璃120内部分别固定两种半导体件，实现半导体组件130的固定安装。
在一实施例中，P型半导体组件131为透明材料，N型半导体组件132也为透明材料。因安装于汽车上的可调温玻璃100一般为透明可调温玻璃100，若P型半导体组件131与N型半导体组件132均为不透明材料，不仅影响可调温玻璃100美观，而且降低可调温玻璃100的透光性，影响乘客视野。其中，该透明材料一般为二氧化锡。当然，在其它实施例中，半导体材料也可采用不透明材料或半透明材料，可以根据实际运用场景选择。
本发明技术方案通过设置相对设置的内层玻璃110与外层玻璃120，且半导体组件130设于内层玻璃110与外层玻璃120之间，半导体组件130包括P型半导体组件131与N型半导体组件132，P型半导体组件131可以固定于内层玻璃110，N型半导体组件132固定于外层玻璃120；或，N型半导体组件132固定于内层玻璃110，P型半导体组件131固定于外层玻璃120，且P型半导体组件131与N型半导体组件132串联。从而利用珀尔帖(Peltier)效应，使得P型半导体组件131与N型半导体组件132分别形成冷端和热端。且冷端与热端的位置可调节，只需改变流经P型半导体组件131与N型半导体组件132的电流方向，即可实现内层玻璃110与外层玻璃120的冷、热端的转换。实际降温过程中，通常内层玻璃110为冷端，外层玻璃120为热端，从而实现汽车内外热量的中和，防止太阳热量向车内辐射；同时根据热量平衡原理，车内的热量也能通过外片可调温玻璃100向外扩散。同时，通过汽车在行驶过程，车外气流可以带走外层玻璃120产生的热量，从而起到散热效果，从而调节车内温度，并降低乘客头顶温度，提高乘车的舒适性。相较于传统的物理降温方式，本方案的降温效果不随暴晒的时间的延长而降低，从而提高可调温玻璃100的降温效果，以应对汽车长期在烈日下暴晒的情况。
进一步的，在一实施例中，半导体组件130包括多个P型半导体组件131与多个N型半导体组件132，多个P型半导体组件131均位于内层玻璃110或外层玻璃120的二者之一上，多个N型半导体组件132均固定于另一者，且P型半导体组件131与N型半导体组件132通过导电件133依次交替连接。具体地，多个P型半导体组件131均位于内层玻璃110或外层玻璃120的二者之一上，多个N型半导体组件132均固定于另一者，即多个P型半导体组件131均固定于同一侧，多个N型半导体组件132也均固定于另一侧，因P型半导体组件131与N型半导体组件132依次交替连接，以形成串联电路，故半导体组件130中的电流方向不变，热量始终由P型半导体组件131传导至N型半导体组件132，或者由N型半导体组件132传导至P型半导体组件131，若多个P型半导体组件131分别固定于内层玻璃110与外层玻璃120的相对两侧，会导致内层玻璃110或外层玻璃120难以始终作为冷端或热端，使得热量传导在内层玻璃110与外层玻璃120发生紊乱，难以实现调节车内温度的作用。P型半导体组件131与N型半导体组件132通过导电件133依次交替连接，该导电件133可以为导线，且为进一步提升乘客视野，该导电件133也可以为透明材料。
在一实施例中，结合参照图2和图3，P型半导体组件131与N型半导体组件132相对设置，P型半导体组件131的一端连接于相对位置的N型半导体组件132，另一端连接错位位置的N型半导体组件132。具体地，P型半导体组件131与N型半导体组件132相对设置，且P型半导体组件131与N型半导体组件132依次交替连接，使得位于中部的P型半导体组件131的一端连接于相对位置的N型半导体组件132，另一端连接错位位置的N型半导体组件132，且为减少导线长度，降低布线难度，P型半导体组件131的另一端一般连接相邻错位位置的N型半导体组件132，同理，位于中部的N型半导体组件132的一端连接于相对位置的P型半导体组件131，另一端连接相邻错位位置的P型半导体组件131。而位于端部的P型半导体组件131的一端连接于相对位置的N型半导体组件132，另一端连接可调温玻璃100的外部导线200；位于端部的N型半导体组件132的一端连接于相对位置的P型半导体组件131，另一端连接可调温玻璃100的外部导线200。
在另一实施例中，结合参照图2和图4，P型半导体组件131与N型半导体组件132错位设置，P型半导体组件131的两端分别与相邻两个错位位置上的N型半导体组件132连接。具体地，P型半导体组件131与N型半导体组件132错位设置，且P型半导体组件131与N型半导体组件132依次交替连接，使得位于中部P型半导体组件131的两端分别与相邻两个错位位置上的N型半导体组件132连接，从而减少导线长度，降低布线难度。同理，位于中部的N型半导体组件132的两端分别与相邻两个错位位置上的P型半导体组件131连接。而位于端部的P型半导体组件131的一端连接于错位位置的N型半导体组件132，另一端连接可调温玻璃100外部的导线，位于端部的N型半导体组件132的一端连接于错位位置的P型半导体组件131，另一端连接可调温玻璃100外部的导线。即P型半导体组件131与N型半导体组件132既可以相对设置，也可以错位设置。P型半导体组件131与N型半导体组件132的排布方式灵活，实际生产过程中，可以灵活选择。
为实现内层玻璃110与外层玻璃120的固定，结合参照图2至图4，在一实施例中，内层玻璃110与外层玻璃120通过中间层150胶合固定，中间层150的一侧固定于内层玻璃110，另一侧固定于外层玻璃120，且导电件133固定于中间层150内。中间层150的一侧粘接于内层玻璃110，另一侧粘接于外层玻璃120，从而实现内层玻璃110与外层玻璃120的胶合固定，提高可调温玻璃100的结构整体性，减少内层玻璃110与外层玻璃120相互移位的可能，另一方面也能固定导电件133，降低导电件133在汽车行驶过程中与半导体组件130意外断开，使得串联电路短路的可能。其中，该中间层150通常为PVB胶层(聚乙烯醇缩丁醛)，经高压复合、加温而成于内层玻璃110与外层玻璃120之间。
为进一步提高可调温玻璃100的调温效果，在一实施例中，可调温玻璃100内设有多个半导体组件130，且多个半导体组件130分别与电源140串联形成串联电路。具体地，多个半导体组件130在可调温玻璃100上间隔排布，从而增大可调温玻璃100的调温面积，从而提高可调温玻璃100的调温效果。多个半导体组件130分别与电源140串联形成串联电路，即多个半导体组件130分别与电源140串联，且多个半导体组件130之间可以采用并联，从而减少电源140数量。
在一实施例中，串联电路上还设有控制模块，以控制串联电路的电流方向及大小。具体地，该控制模块通过控制串联电路的电流方向从而控制内层玻璃110与外层玻璃120的冷、热端的转换；控制模块通过控制串联电路的电流的电流大小，可以控制半导体组件130的调温强度。其中，该控制电路可与汽车内部电路连接，使得乘客可通过汽车的功能区，控制半导体组件130的工作；也可以设置温度传感器，当温度传感器感应到可调温玻璃100温度升高到预设值，将信号传递给控制模块，使得控制模块控制半导体组件130开始工作；还可以设置无线控制模块，使得乘客可在手机等终端设备上，远程控制半导体组件130的工作。
本发明还提出一种汽车，该汽车包括车身和可调温玻璃100，该可调温玻璃100的具体结构参照上述实施例，由于本汽车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，可调温玻璃100安装于所述车身上。
在一实施例中，可调温玻璃100安装于车身的顶部。因车身顶部的天幕玻璃受到阳光直射，更易升温。故可以仅将汽车的天幕玻璃上设置半导体组件130作为可调温玻璃100，以调节温度。可调温玻璃100的大小以及弯曲程度可根据汽车造型进行选择。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种可调温玻璃，其特征在于，包括：
内层玻璃与外层玻璃，所述内层玻璃与所述外层玻璃相对设置；以及
半导体组件，设于所述内层玻璃与所述外层玻璃之间，所述半导体组件包括P型半导体与N型半导体，所述P型半导体固定于所述内层玻璃与所述外层玻璃的二者之一，所述N型半导体固定于另一者，且所述P型半导体与所述N型半导体串联；
所述半导体组件包括多个所述P型半导体与多个所述N型半导体，多个所述P型半导体均位于所述内层玻璃或所述外层玻璃的二者之一上，多个所述N型半导体均固定于另一者，且所述P型半导体与所述N型半导体通过导电件依次交替连接；
所述P型半导体与所述N型半导体相对设置，所述P型半导体的一端连接于相对位置的所述N型半导体，另一端连接错位位置的所述N型半导体；
所述内层玻璃与所述外层玻璃通过中间层胶合固定，所述中间层的一侧固定于所述内层玻璃，另一侧固定于所述外层玻璃，且所述导电件固定于所述中间层内。
2.如权利要求1所述的可调温玻璃，其特征在于，所述P型半导体为透明材料；和/或，所述N型半导体为透明材料。
3.如权利要求1至2中任意一项所述的可调温玻璃，其特征在于，所述可调温玻璃内设有多个所述半导体组件，且多个所述半导体组件分别与电源串联形成串联电路。
4.如权利要求3所述的可调温玻璃，其特征在于，所述串联电路上还设有控制模块，以控制所述串联电路的电流方向及大小。
5.一种汽车，其特征在于，包括车身以及如权利要求1至4中任意一项所述的可调温玻璃，所述可调温玻璃安装于所述车身上。
6.如权利要求5所述的汽车，其特征在于，所述可调温玻璃安装于所述车身的顶部。
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