CN216929947U - 一种大型车用的光伏发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的是新能源汽车领域，具体为一种大型车用的光伏发电装置。为了满足碳达峰，碳中和的环保需求以及后续的可持续发展的需要，新能源汽车取代燃油汽车将成为未来的发展趋势，目前大型的新能源汽车像客车、房车、公交车都是采用固定支架的光伏发电技术来增加续航里程，由于其发电量低、无法追日的缺陷，就存为新能源汽车领域内亟待解决的技术难题。本实用新型提供的车载固定式和追踪型一体化技术，不仅增强了抗风性，而且构建成了一个无需光电传感器的2维度追踪的光伏发电装置，提高了发电效率，缓解了大型新能源汽车续航里程不足的技术难题，与目前市场上不能追日的产品相比，本实用新型的太阳能发电量平均多增加了40%以上。

Description

一种大型车用的光伏发电装置

技术领域

本实用新型涉及的是新能源汽车领域，具体为一种大型车用的光伏发电装置。

背景技术

为了满足碳达峰，碳中和的环保需求以及后续的可持续发展的需要，新能源车除了乘用车外，大型车辆像巴士、客车、货车、房车将会取代同类型的燃油车将成为未来的发展趋势，但是，续航里程的不足却又是个困扰新能源车难以顺利发展的瓶颈，为此光伏发电将会被广泛应用到新能源车行业当中，目前大型的新能源车都是采用固定支架的光伏发电技术来增加续航里程，但由于其发电量低、无法追日的缺陷，难以满足大型新能源车的要求，如何解决大型的新能源汽车的续航里程的不足，车载光伏发电装置抗风性能差、以及如何减少大型新能源车对燃煤发电使用量的问题，这些都是新能源汽车所亟待解决的技术难题。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型通过提供一种大型车用的光伏发电装置，使得上述的技术难题得到了缓解。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种大型车用的光伏发电装置，其包括转台、追踪支架、光伏板，其特征在于：追踪支架为2维度追踪，其分为升降式或转动式的两种模式，在升降式的2维度追踪模式当中，其包含有光伏板、电机、齿轮、基座支柱、转轴、托盘、安全梁、支柱、电子锁或电磁铁，电子锁有两种类型，第一种是采用射频识别技术RFID的电子锁，其又分为三种不同的类型，分别为无源RFID和有源RFID和半有源RFID，第二种是采用无线网络技术的电子锁，托盘、基座支柱、支柱的形状为多边形或圆形，电机A的轴A和转轴A的上端固定一块工字型板，工字型板的翼固定在基座支柱上，工字型板上有两个相邻的圆孔，圆孔处安装有轴承，转轴A穿过中央的圆孔，下端连接在轴承上，轴承固定在支架上，电机A的轴A穿过另一圆孔，轴承支架和电机A的机座都是固定在基座支柱底部，在工字型板上的轴A和转轴A上对应的安装有一对齿轮A和B，齿轮A、B相互啮合，托盘中心的空心管和转轴A是螺纹连接，其在转轴A上下移动，三根支柱按三角形状固定托盘上，支柱分为支柱C和支柱D两种类型，2根支柱C并列安装成一列，支柱D安装在2根支柱C的中间，每根支柱顶端固定有多边形或圆形的板或盖子，支柱C或支柱D的顶端分别安装铰接连接或固定连接的构件，支柱D是升降电动柱，包括电机B、转轴B、空心管B，空心管B与转轴B是螺纹连接，在转轴B上下移动，转轴B固定在电机B的轴上，三根支柱的高度相同，空心管B的长度和转轴B的高度H相同，H1是空心管B升、降的高度，1/2 H≤H1≤2/3 H，基座支柱顶端固定有盖子，其和三根支柱不相连，转轴A的顶端通过固定在盖子上的轴承和盖子连接，基座支柱的底部安装有蓄电池，基座支柱的顶端凸出在车顶面上，底部固定在转台上，转台为多边形或圆形的T型支柱，转台的底面周边安装有万向轮，在万向轮和转台的空心管之间安装有抗风装置，抗风装置由梁和凹槽轨道所构成，梁的一端是铰接或固定在转台底面，另一端固定一个多边形或圆形的扣件，扣件插入凹槽轨道内，凹槽轨道的形状为圆形，截面是梯形，固定在套筒底部，套筒为多边形或圆形的筒，转台的空心管是固定在电机C的轴C上，电机C的机壳是固定在套筒底部，套筒的顶部和基座支柱之间安装有防尘带，其材质分为刚性材料或软性材料两种，并与车顶面齐平，刚性的防尘带不与基座支柱相连，而软性的防尘带能与基座支柱相连，套筒的侧壁和底部固定在支撑架上，支撑架固定在车体的骨架上，车顶上安装有条多边形或圆形的安全梁，安全梁内安装有上述的电子锁或电磁铁，安全梁的内侧和基座支柱凸出的部分，安装有上述的抗风装置，其内侧安装凹槽轨道或梁，基座支柱凸出部分的侧面铰接或固定安装有带扣件的梁或固定安装的轨道，光伏板分为1块或多块的两种类型，当光伏板为多块时，采用T型板和固定构件把多块光伏板固定为一体，光伏板背面或T型板上安装有与支柱C或D上相对应的铰接或固定的构件，光伏板的背面还安装有和安全梁上相对应的电子锁或电磁铁，在转动式的2维度追踪模式当中，其包含有转台、Π型或工字型支架、管状驱动装置、套筒、安全梁、框架，框架的形状为多边形或圆形，框架背面安装所述的电子锁或电磁铁，框架的一端固定在管状驱动装置中的空心管上，管状驱动装置包括空心管、管状电机、驱动轮或齿轮，驱动轮或齿轮连接在管状电机轴上并固定于空心管内侧，管状电机安放在空心管内，管状电机固定在电机机座上，电机机座固定在紧固构件上，空心管的两端分别连接在紧固构件的转轮上，紧固构件固定在支架上，支架固定在Π型或工字型的支架上，Π型或工字型的支架底部是固定在所述的转台上，顶端是套筒的盖子，其是悬浮在套筒顶端与其不相连，形状为圆形，所述安全梁上的抗风装置和紧固构件的支架相连，光伏板安装在框架内，套筒的顶面凸出或凹入车顶面，当凹入车顶面时，Π型或工字型的支架的顶面和车顶面齐平，电机的驱动，将由角度追踪控制器来控制，其内安装的电子模块包括了主芯片、多轴角度传感器或倾角传感器、GPS卫星定位、时钟芯片、电机驱动的模块，角度追踪控制器平行地安装在光伏板背面，方位角的调节，在上午和下午时间段内，每隔δ分钟调节一次，正午不调节，倾角的调节分为1日3次的几次调节或3次以上的多次调节的两种类型，角度追踪控制器采用的是无需光电传感器的非感应式追踪的工作原理，倾角的调节，当为升降式的2维度追踪模式时，在几次调节模式当中，是采用固定倾角来调节，支柱D在上午、下午时间段内上升的高度为H1，正午时间段内下降的高度为H1，与其相对应的倾角值为θ或 0，把θ、0的倾角值和与其相对应的时间段，预先输入到控制器的记忆模块当中，当收到调节的信号时，角度追踪控制器是根据θ或0的倾角来调节支柱D的上升或下降H1的高度；在多次调节模式当中，是采用实时倾角来调节，在上、下午时间段内，是在δ分钟内对倾角调节λ次，正午不调节，把调节的时刻表预先输入到控制器的记忆模块当中，其是采用多轴角度传感器中的模块或倾角传感器，实时检测角度值来确定倾角调节的大小，每次调节开始时的倾角α，都是当时的实时倾角，多轴角度传感器模块分为3种组合类型，第1种组合为多轴陀螺仪和多轴加速度，第2种组合为多轴陀螺仪和多轴角度，第3种组合为多轴陀螺仪和多轴加速度和多轴角度，当收到调节的信号时，多轴角度传感器或倾角传感器的核心芯片利用自身的数字运动处理器经过姿态解算或卡尔曼滤波的算法，通过主接口向外输出经过算法后的实时倾角值α，经过模拟数字转换器转换后送入主芯片的主控制器，主控制器根据倾角值α驱动支柱D的升降，使得光伏板的倾角调节成为α，调节后的倾角值，又再次经过模拟数字转换器转换后送入主芯片的主控制器，主控制器再根据此输入值和倾角值α相对比，来判定光伏板已经调节到位的倾角是否在误差范围内，并据此来控制支柱D的电机控制模块，由此完成一次倾角α的调节，当为转动式的2维度追踪模式时，光伏板的倾角和管状驱动装置的转角相同，在几次调节的模式当中，也和升降式一样是采用固定倾角，管状驱动装置在三个时段内所转动的转角，和记忆模块中的倾角值β、0相同；多次调节的模式和升降式的相同，只是倾角α的调节，是通过驱动管状驱动装置转动α的转角来完成，方位角的调节，升降式和转动式2种模式的方位角的调节都相同，把δ次调节的时刻表预先输入到控制器的记忆模块当中，当到达预定调节时刻时，角度追踪控制器接受到GPS实时定位的信息，通过主芯片的控制模块的计算，得出一个朝东或朝西的实时方位角度值φ，主控制器根据方位角φ来驱动转台旋转角度φ，使得光伏板的方位角转变为φ，方位角调节后的误差检测方式与倾角的相同，光伏板的角度调节将采用时间计时，由角度追踪控制器分别控制转台的旋转或支柱D的升降或管状驱动装置的转动来完成。

本实用新型的一种大型车用的光伏发电装置，在固定支架中安装有追踪支架，这种追踪型和固定型一体化的技术，技术简单、成本低，不仅增强了抗风性能，而且构建成了一个无需光电传感器的2维度追踪的光伏发电装置，提高了发电的效率，减少了对市电的使用量，缓解了新能源汽车续航里程不足的问题，更是解决了新能源汽车中，大型车用的车载光伏发电装置不仅要能够追日，而且要具有实用价值的新能源汽车领域内的技术难题，本实用新型的发电效率比目前固定安装模式的平均多增加40%以上，为碳中和后时代新能源汽车领域的可持续发展，起到了积极的有益的效果。

附图说明

图1为升降式的平面俯视图：符号1为光伏板，符号2为光伏板背面的T型板，符号3为基座支柱的盖子，符号4为支柱C，符号5为转轴A，符号6为支柱D，符合7为电子锁或电磁铁，符合8安全梁，符合9为基座支柱；图2为升降式收纳时的正视图：符号10为支柱C上的铰接构件，符号11为支柱D上的固定构件，符号12为套筒，符号13为齿轮A，符号14为托盘中心的空心管，符号15为托盘，符号16齿轮B，符号17为电机B，符号18为轴B；图3为升降式的光伏板上升到位时的正视图：符号19为工字型板的翼，符号20为工字型板，符号21为蓄电池，符号22为轴承，符号23为轴承的支架，符号24为电机A，符号25为电机轴A，图4为升降式的光伏板倾斜状态时的正视图：符号26为抗风装置的梁，符号27为凹槽轨道，符号28为转台中心的空心管，符号29为转台，符号30为转台的万向轮，符号31为电机C，符号32为电机轴C，符号33为车顶面；图5为转动式中，套筒凸出车顶面类型的光伏板水平时的正视图：符号34为框架，符号35为框架和管状驱动装置连接的支架，符号36为管状驱动装置，符号37为管状驱动装置的支架；图6为转动式中，套筒凹入车顶面类型的光伏板倾斜时的正视图：符号38为Π型或工字型支架。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图对本实用新型做进一步描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

参阅图1-4，升降式的两块光伏板1采用T型板2固定为一体，光伏板背面按圆环状固定电子锁或电磁铁7，T型板2上的铰接构件10和固定构件11分别与支柱4和支柱6顶端上的构件连接，形成2个铰接装置和一个固定装置，支柱4和支柱6都固定在托盘15上，托盘15中心的空心管14和转轴5螺纹连接，工字型板20通过两翼19固定在基座支柱9上，工字型板20上有两个圆孔，转轴5穿过中央的圆孔，电机轴25穿过另一圆孔，在工字型板20上的电机轴25和转轴5上对应的安装有一对齿轮16和13，齿轮16和齿轮13相互啮合，转轴5的下端连接在轴承22上，轴承22的支架23、蓄电池21、电机24的机座都是固定在基座支柱9的底部，基座支柱9的顶端固定有盖子3，其顶端凸出在车顶面33之上，车顶33上固定有安全梁8，其上安装有与光伏板1相对应的电子锁或电池铁7，基座支柱9底部固定在转台29上，转台29的背面四周安装有万向轮30，转台中心的空心管28固定在电机31的轴32上，空心管28和万向轮30之间以及安全梁8和基座支柱9之间安装有抗风装置，抗风装置中的凹槽轨道27是分别固定在安全梁8的内侧或套筒12的底部，梁26是连接在基座支柱9凸出部或转台29的背面，套筒12顶部与车顶面33齐平，底部和四周固定在支撑架上，支撑架固定在车体的骨架上，角度追踪控制器平行安装在光伏板的背面，把角度追踪控制器和电机以及蓄电池之间的防水公母接头相互对接，由此完成了2维度追踪光伏发电装置的安装，参阅图2。车辆在行驶过程当中，光伏板1是水平固定在安全梁8上，此时采用固定支架的模式进行发电，参阅图2，需要追日时，当车挺稳在停车场后，打开驾驶室内的调节开关或通过APP启动开关后，光伏板1和安全梁8上的电子锁打开或电磁铁断电，光伏板1和安全梁8分离，首先调节托盘15的上升。角度追踪控制器控制电机24旋转，通过电机轴25带动齿轮13转动，并带动齿轮16转动和转轴5的旋转，由此使得托盘15上升，当托盘15顶部与车顶33齐平时，托盘15停止上升，则光伏板1上升到位，并呈现水平状态，电机24自锁不动，参阅图3。在预定角度调节时刻时，首先调节方位角，角度追踪控制器控制根据其内的储存模块中预先输入的方位角调节时间表，由电机31驱动轴32转动，驱动转台29通过万向轮30绕轴32在套筒12的底部做圆周运动，车顶部和套筒底部的抗风装置也随同基座支柱9和套筒12的转动而做圆周运动，基座支柱9整体的方向将会随着转台29的转动，朝向东面或西面的方向，使得光伏板1的方位角发生改变，由此完成方位角的调节，然后调节倾角。在几次调节模式当中，角度追踪控制器根据其内的储存模块中预先输入的倾角值θ或0，在上午时段开始时，控制电机17驱动轴18转动并带动空心管6上升H1的高度，推动光伏板1由水平状态转变为倾斜状态，参阅图4，在正午时段，空心管6则是被下降H1的高度，拉动光伏板1由倾斜状态转变为水平状态，参阅图3，在下午的调节与上午的相同，光伏板1调节到位后静止不动，至到下次调节时间到来为止。在多次调节的模式当中，当到达预定调节时刻时，多轴角度传感器或倾角传感器输出的倾角值α经过模拟数字转换器转换后送入主芯片的主控制器，主控制器根据倾角值α控制电机17旋转，驱动轴18转动并带动空心管6升降，使得光伏板1的倾角调节为α，调节后的倾角值，又再次经过模拟数字转换器转换后送入主芯片的主控制器，主控制器再根据此输入值和倾角值α相对比，来判定光伏板1已经调节到位的倾角是否在误差范围内，并据此来控制电机17的控制模块，由此完成一次倾角α的调节，当到达预定正午的调节时刻时，空心管6被完全收缩，使得光伏板1呈现水平状态后静止不到，至到下次调节时间到来为止，参阅图3。方位角调节后的误差检测方式与倾角的相同，只是控制转台29的转动来完成。收纳时，角度追踪控制器调节光伏板1处于水平状态后，再调节托盘15下降，调节的方式刚好与上升的方式相反，当光伏板1和安全梁8的电子锁或电磁铁7相连，电子锁或电磁铁7关闭或通电锁定后，把光伏板1固定在安全梁8上，表明光伏板1和托盘15都已经归位，托盘15停止不动，电机24自锁，当车辆启动时，光伏板1没有归位，则将会在驾驶室里响起提醒的报警声。当发生突发事件时能够通过远程遥控或手机控制光伏板1的归位。

参阅图5-6，转动式的光伏板1嵌入在框架34的顶面，框架34的边侧背面安装有电子锁或电磁铁7，并通过支架35固定在管状驱动装置36上，但在和管状驱动装置36连接处没有安装电子锁或电磁铁7，管状驱动装置36通过支架37固定在支架38的顶面，支架38是套筒12的盖子，但和套筒顶端不相连，支架38固定在转台29上，随同转台29旋转，安全梁8上的抗风装置中的梁26和支架37相连，安全梁8和转台29的安装方式和上述升降式2维度追踪的相同，把角度追踪控制器和电机以及蓄电池之间的防水公母接头相互对接，由此完成了2维度追踪光伏发电装置的安装。车辆在行驶过程当中，光伏板1是水平固定在安全梁8上，此时采用固定支架的模式进行发电，参阅图5，需要追日时，当车挺稳在停车场后，打开驾驶室内的调节开关或通过APP启动开关后，光伏板1和安全梁8上的电子锁打开或电磁铁断电，首先调节框架34升起，倾角在几次调节模式当中，角度追踪控制器控制管状驱动装置中的电机转动，根据储存模块中的倾角值转动同样的角度，光伏板形成倾斜状态，参阅图6，在正午时段，管状驱动装置的转角转变为0后，框架34则静止在安全梁不动，参阅图5，之后调节方位角，调节方式与升降式的相同，此时支架38随同转台29同向转动，支架38顶面绕着套筒12作圆周转动，并带动框架34内的光伏板1转动，使得光伏板1的方位角发生改变。在多次调节的模式当中，调节原理与升降式的相同，角度追踪控制器根据实时倾角值α，驱动管状驱动装置36转动角度为α，带动框架34转动，使得光伏板1的倾角转变为α，由此完成一次倾角α的调节。在正午时段，与上述几次调节模式相同。

Claims (1)

1.一种大型车用的光伏发电装置，其包括转台、追踪支架、光伏板，其特征在于：追踪支架为2维度追踪，其分为升降式或转动式的两种模式，在升降式的2维度追踪模式当中，其包含有光伏板、电机、齿轮、基座支柱、转轴、托盘、安全梁、支柱、电子锁或电磁铁，电子锁有两种类型，第一种是采用射频识别技术RFID的电子锁，其又分为三种不同的类型，分别为无源RFID和有源RFID和半有源RFID，第二种是采用无线网络技术的电子锁，托盘、基座支柱、支柱的形状为多边形或圆形，电机A的轴A和转轴A的上端固定一块工字型板，工字型板的翼固定在基座支柱上，工字型板上有两个相邻的圆孔，圆孔处安装有轴承，转轴A穿过中央的圆孔，下端连接在轴承上，轴承固定在支架上，电机A的轴A穿过另一圆孔，轴承支架和电机A的机座都是固定在基座支柱底部，在工字型板上的轴A和转轴A上对应的安装有一对齿轮A和B，齿轮A、B相互啮合，托盘中心的空心管和转轴A是螺纹连接，其在转轴A上下移动，三根支柱按三角形状固定托盘上，支柱分为支柱C和支柱D两种类型，2根支柱C并列安装成一列，支柱D安装在2根支柱C的中间，每根支柱顶端固定有多边形或圆形的板或盖子，支柱C或支柱D的顶端分别安装铰接连接或固定连接的构件，支柱D是升降电动柱，包括电机B、转轴B、空心管B，空心管B与转轴B是螺纹连接，在转轴B上下移动，转轴B固定在电机B的轴上，三根支柱的高度相同，空心管B的长度和转轴B的高度H相同，H1是空心管B升、降的高度，1/2 H ≤H1≤2/3 H，基座支柱顶端固定有盖子，其和三根支柱不相连，转轴A的顶端通过固定在盖子上的轴承和盖子连接，基座支柱的底部安装有蓄电池，基座支柱的顶端凸出在车顶面上，底部固定在转台上，转台为多边形或圆形的T型支柱，转台的底面周边安装有万向轮，在万向轮和转台的空心管之间安装有抗风装置，抗风装置由梁和凹槽轨道所构成，梁的一端是铰接或固定在转台底面，另一端固定一个多边形或圆形的扣件，扣件插入凹槽轨道内，凹槽轨道的形状为圆形，截面是梯形，固定在套筒底部，套筒为多边形或圆形的筒，转台的空心管是固定在电机C的轴C上，电机C的机壳是固定在套筒底部，套筒的顶部和基座支柱之间安装有防尘带，其材质分为刚性材料或软性材料两种，并与车顶面齐平，刚性的防尘带不与基座支柱相连，而软性的防尘带能与基座支柱相连，套筒的侧壁和底部固定在支撑架上，支撑架固定在车体的骨架上，车顶上安装有条多边形或圆形的安全梁，安全梁内安装有上述的电子锁或电磁铁，安全梁的内侧和基座支柱凸出的部分，安装有上述的抗风装置，其内侧安装凹槽轨道或梁，基座支柱凸出部分的侧面铰接或固定安装有带扣件的梁或固定安装的轨道，光伏板分为1块或多块的两种类型，当光伏板为多块时，采用T型板和固定构件把多块光伏板固定为一体，光伏板背面或T型板上安装有与支柱C或D上相对应的铰接或固定的构件，光伏板的背面还安装有和安全梁上相对应的电子锁或电磁铁，在转动式的2维度追踪模式当中，其包含有转台、Π型或工字型支架、管状驱动装置、套筒、安全梁、框架，框架的形状为多边形或圆形，框架背面安装所述的电子锁或电磁铁，框架的一端固定在管状驱动装置中的空心管上，管状驱动装置包括空心管、管状电机、驱动轮或齿轮，驱动轮或齿轮连接在管状电机轴上并固定于空心管内侧，管状电机安放在空心管内，管状电机固定在电机机座上，电机机座固定在紧固构件上，空心管的两端分别连接在紧固构件的转轮上，紧固构件固定在支架上，支架固定在Π型或工字型的支架上，Π型或工字型的支架底部是固定在所述的转台上，顶端是套筒的盖子，其是悬浮在套筒顶端与其不相连，形状为圆形，所述安全梁上的抗风装置和紧固构件的支架相连，光伏板安装在框架内，套筒的顶面凸出或凹入车顶面，当凹入车顶面时，Π型或工字型的支架的顶面和车顶面齐平，电机的驱动，将由角度追踪控制器来控制，其是采用无需光电传感器的非感应式追踪的工作原理，其内安装的电子模块包括了主芯片、多轴角度传感器或倾角传感器、GPS卫星定位、时钟芯片、电机驱动的模块，其是平行地安装在光伏板背面，光伏板的角度调节将采用时间计时，由角度追踪控制器分别控制转台的旋转或支柱D的升降或管状驱动装置的转动来完成。

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