CN221049792U - 车身顶棚、车身组件和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车身顶棚、车身组件和车辆。该车身顶棚包括：顶棚本体和相变介质，顶棚本体内限定出容纳腔，相变介质填充于容纳腔内，且相变介质的沸点T满足关系式：30℃≤T≤50℃，在乘员舱内温度大于等于相变介质的沸点T时，乘员舱与车辆的外部可通过相变介质的气液相变进行换热，以使乘员舱降温，且无需消耗车辆的能源，从而有利于减少车辆的能耗。

Description

车身顶棚、车身组件和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种车身顶棚、车身组件和车辆。

背景技术

在相关技术中，在车辆的乘员舱内温度较高时，驾乘人员需要开启空调使乘员舱内温度降低，开启空调会使车辆的能耗增加，从而导致车辆的续航里程减少。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种车身顶棚，可降低乘员舱的温度，减少车辆的能耗。

本实用新型还提出了一种具有上述车身顶棚的车身组件。

本实用新型还提出了一种具有上述车身组件的车辆。

根据本实用新型实施例的车身顶棚，包括：顶棚本体和相变介质，所述顶棚本体内限定出容纳腔；所述相变介质设于所述容纳腔内，且所述相变介质的沸点T满足关系式：30℃≤T≤50℃。

根据本实用新型实施例的车身顶棚，顶棚本体内具有容纳腔，容纳腔内设有相变介质，相变介质的沸点T满足关系式：30℃≤T≤50℃，在乘员舱内温度大于等于相变介质的沸点T时，乘员舱与车辆的外部可通过相变介质的气液相变进行换热，以使乘员舱降温，且无需消耗车辆的能源，从而有利于减少车辆的能耗。

根据本实用新型的一些实施例，所述车身顶棚还包括毛细吸液芯，所述毛细吸液芯设于所述容纳腔内且与所述容纳腔的底壁贴合。

进一步地，所述毛细吸液芯与所述容纳腔的顶壁间隔开。

根据本实用新型的一些实施例，所述相变介质全部为液态时，所述相变介质的体积V1与所述容纳腔的体积V2满足关系式1/10V2≤V1≤1/2V2。

根据本实用新型的一些实施例，所述相变介质为水，在所述相变介质全部为液态时，所述容纳腔内的气压P满足关系式4000pa≤P≤13000pa。

可选地，所述相变介质为制冷剂。

根据本实用新型的一些实施例，所述车身顶棚还包括泄压阀，所述泄压阀安装于所述顶棚本体，且所述泄压阀的进口与所述容纳腔连通，所述泄压阀的出口位于所述顶棚本体的外侧，所述泄压阀构造为：在所述容纳腔的气压大于等于第一预设压力阈值时，所述泄压阀打开以使所述容纳腔内的气体排出。

根据本实用新型的一些实施例，所述顶棚本体内限定出多个所述容纳腔，每个所述容纳腔内均设有所述相变介质。

根据本实用新型另一方面实施例的车身组件，包括上述的车身顶棚。

所述车身组件与上述的车身顶棚相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

根据本实用新型再一方面实施例的车辆，包括上述的车身组件。

所述车辆与上述的车身组件相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的车身顶棚的内部结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的车身组件的结构示意图。

附图标记：

顶棚本体1、容纳腔11、顶壁12、底壁13、毛细吸液芯2、车身顶棚10、乘员舱20、车身组件100。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合图1和图2详细描述根据本实用新型实施例的车身顶棚10、车身组件100和车辆。

参照图1和图2所示，根据本实用新型实施例的车身顶棚10包括顶棚本体1和相变介质，顶棚本体1内限定出容纳腔11，相变介质设于容纳腔11内，且相变介质的沸点T满足关系式：30℃≤T≤50℃，也就是说，相变介质在容纳腔11内的沸点T在30℃到50℃之间，沸点T可以是30℃、35℃、40℃、45℃或50℃，顶棚本体1可固设于车辆的顶部，顶棚本体1的下方为车辆的乘员舱20，在重力作用下，液态的相变介质位于容纳腔11靠近乘员舱20一侧的底壁13上，在车辆的乘员舱20由于阳光照射等原因而温度升高时，乘员舱20的温度大于车辆外部的环境温度，乘员舱20内的热空气上升并通过顶棚本体1与容纳腔11内的液态的相变介质换热，当液态的相变介质达到沸点T时，相变介质由液态迅速气化为气态，且相变介质在气化过程中可吸收乘员舱20内的热量，从而降低乘员舱20的温度，气态的相变介质在容纳腔11内上升至容纳腔11远离乘员舱20一侧的顶壁12，气态的相变介质可通过顶棚本体1与车辆外部的空气进行换热，以使气态的相变介质向车辆外部散发热量发生冷凝变回液态，并在重力的作用下落回容纳腔11的底壁13上，相变介质的气液相变可不断重复上述过程，以实现对乘员舱20进行散热，也就是说，容纳腔11内的相变介质可在容纳腔11靠近乘员舱20的一侧由液态相变为气态以吸收乘员舱20的热量，然后在容纳腔11背离乘员舱20的一侧由气态相变为液态以向车外放热，以降低乘员舱20的温度，上述整个过程无需使用车辆的能源，从而有利于减少车辆的能耗。

可以理解的是，车辆在冬季采暖时，车辆的空调系统会对乘员舱20进行加热，若相变介质的沸点T＜30℃，则乘员舱20的温度大于等于相变介质的沸点T时，相变介质由液态蒸发为气态并吸收乘员舱20的热量，从而造成乘员舱20内热量的损失，影响车辆的采暖。

若相变介质的沸点T＞50℃，则在乘员舱20由于阳光照射等原因而温度升高时，相变介质在乘员舱20内的温度大于50℃时才会由液态蒸发为气态，相变介质吸热后的乘员舱20内的温度仍较高，驾乘人员对相变介质的降温功能感受不明显，相变介质对乘员舱20的散热效果较差，影响驾乘人员的舒适性。

优选地，相变介质沸点T为40℃，以使车辆在冬季采暖时避免相变介质蒸发吸热，防止乘员舱20内的热量被浪费，还可以保证车辆在夏季时可通过相变介质蒸发吸热来降低乘员舱20的温度。

根据本实用新型实施例的车身顶棚10，顶棚本体1内具有容纳腔11，容纳腔11内设有相变介质，相变介质的沸点T满足关系式：30℃≤T≤50℃，在乘员舱20内温度大于等于相变介质的沸点T时，乘员舱20与车辆的外部可通过相变介质的气液相变进行换热，以使乘员舱20降温，且无需消耗车辆的能源，从而有利于减少车辆的能耗。

在本实用新型的一些实施例中，参照图1所示，车身顶棚10还包括毛细吸液芯2，毛细吸液芯2设于容纳腔11内且与容纳腔11的底壁13贴合，毛细吸液芯2和容纳腔11的底壁13可形成平板热管结构，相变介质在毛细吸液芯2内可对乘员舱20进行均匀散热，且毛细吸液芯2可利用毛细力将液态的相变介质吸附于毛细吸液芯2内，在车辆振动或加速度发生变化时，毛细吸液芯2可避免液态的相变介质在容纳腔11内流动而发出异响，同时，当车辆处于倾斜的路面时，液态的相变介质在毛细吸液芯2的吸附作用下可基本均布于毛细吸液芯2内，以避免液态的相变介质在重力的作用下堆积于容纳腔11高度较低的一侧，以使相变介质对乘员舱20进行均匀散热，从而可保证车身顶棚10的散热效果。

在本实用新型的一些实施例中，参照图1所示，毛细吸液芯2与容纳腔11的顶壁12间隔开，在液态的相变介质被毛细吸液芯2吸附时，容纳腔11在毛细吸液芯2上方可形成供气态的相变介质的上升空间，可以理解的是，液态的相变介质吸收乘员舱20内的热量相变为气态后，气态的相变介质可上升至容纳腔11的顶壁12，气态的相变介质通过容纳腔11的顶壁12与车辆外部的空气进行换热，从而可将吸收的乘员舱20内的热量散发至车辆外部，从而可实现乘员舱20的降温。

在本实用新型的一些实施例中，相变介质全部为液态时，相变介质的体积V1与容纳腔11的体积V2满足关系式1/10V2≤V1≤1/2V2，V1可以是1/10V2、1/5V2或1/2V2，以在容纳腔11内保证液态的相变介质上方形成供气态的相变介质的上升空间，从而可保证液态的相变介质吸收乘员舱20内的热量相变为气态后，气态的相变介质可上升至容纳腔11的顶壁12，气态的相变介质可将吸收的乘员舱20内的热量通过容纳腔11的顶壁12散发至车辆外部，进而可实现降低乘员舱20内的温度。

可以理解的是，当V1＜1/10V2时，容纳腔11内的相变介质较少，当部分液态的相变介质吸热变为气态时，剩余的液态的相变介质可能会不足以覆盖容纳腔11的底壁13，导致车身顶棚10的散热能力下降，当V1＞1/2V2时，容纳腔11内的液态相变介质较多，容纳腔11内可容纳气态的相变介质的空间较小，液态的相变介质吸收乘员舱20的热量相变后只能产生少量的气态的相变介质，容纳腔11内相变介质的气液相变循环不容易建立，导致车身顶棚10的散热能力下降，优选地，相变介质全部为液态时，相变介质的体积V1为容纳腔11的体积V2的1/3，以保证车身顶棚10的散热能力。

在本实用新型的一些实施例中，相变介质为水，在相变介质全部为液态时，容纳腔11内的气压P满足关系式4000pa≤P≤13000pa，以使水的沸点T1在30℃到50℃左右的范围内，也就是说，容纳腔11为负压腔，气压P可以是4000pa、7300pa或13000pa，优选地，气压P为7300pa，此时水的沸点T1为40℃，水无毒无害、廉价且可获取性高，从而有利于降低车身顶棚10的制造成本，且在车身顶棚10损坏导致水泄漏的情况下，水不会污染环境或对人体健康造成危害，从而有利于提升车身顶棚10的安全性。

在本实用新型的另一些实施例中，相变介质为制冷剂，制冷剂在常压下可满足30℃≤T≤50℃的沸点要求，容纳腔11可以是常压腔，相比与负压腔，顶棚本体1无需额外加固来抵抗大气压的作用力，从而有利于降低顶棚本体1的制造成本。

可选地，制冷剂可以是HCFC-141b(一氟二氯乙烷)，在常压下，HCFC-141b沸点为32.1℃，且HCFC-141b没有闪点，属非可燃液体，具有优良的热稳定性和化学稳定性，以保证车身顶棚10的安全性。

在本实用新型的一些实施例中，车身顶棚10还包括泄压阀，泄压阀安装于顶棚本体1，且泄压阀的进口与容纳腔11连通，泄压阀的出口位于顶棚本体1的外侧，泄压阀构造为：在容纳腔11的气压大于等于第一预设压力阈值时，泄压阀打开以使容纳腔11内的气体排出，第一预设压力阈值可以是13000pa，在车辆发生碰撞导致顶棚本体1受到挤压变形等情况下，容纳腔11体积减小，容纳腔11内的气压会升高，当容纳腔11内的气压升高到大于或等于第一预设压力阈值时，泄压阀打开以使容纳腔11与顶棚本体1的外侧环境连通，容纳腔11内的气体可通过泄压阀排出，容纳腔11内的气压快速降低，从而可避免顶棚本体1因容纳腔11内的气压过高发生爆炸，进而有利于提高车身顶棚10的安全性能。

在本实用新型的一些实施例中，顶棚本体1内限定出多个容纳腔11，每个容纳腔11内均设有相变介质，多个容纳腔11和其内的相变介质可提升车身顶棚10的散热效果。

可以理解的是，当顶棚本体1仅限定出一个容纳腔11时，为保证车身顶棚10的散热效果，需要将容纳腔11的体积设置的较大，较大体积的容纳腔11会减小顶棚本体1的结构强度，可通过在顶棚本体1设置多个容纳腔11，来减小每个容纳腔11的体积(每个容纳腔11的体积可小于顶棚本体1体积的20％)，从而既可以保证车身顶棚10的散热效果，还可以降低每个容纳腔11对顶棚结强度的影响，另外，顶棚本体1在相邻两个容纳腔11之间还可设置车身的顶部加强梁，以提升车身顶棚10的结构强度，保证车辆的安全性。

在相关技术中，车辆停放在阳光下时，车辆的内部仪表板及座椅的深色吸热部位的表面温度可达80℃～90℃，驾乘人员无法舒适地进入车辆，虽然一些车辆具有远程开启空调或开窗等功能可供乘员舱散热，但开启空调会增加车辆的能耗，降低车辆的续航里程，远程打开车窗可能导致车内物品丢失，也会导致外界中灰尘杂质进入乘员舱，若驾乘人员忘记提前通过手机等移动终端远程开启空调或开窗，还会导致需要用车时因车内温度太高而延误用车时间，另外，车辆在行驶时需要降低乘员舱温度时，开启空调也会增加车辆的能耗，开窗则会增加车辆的风阻和风噪，并导致外界中灰尘杂质进入乘员舱。

针对上述问题，根据本实用新型实施例的车身顶棚10，在车辆停放和行驶过程中，容纳腔11内的相变介质可在容纳腔11靠近乘员舱20的一侧由液态相变为气态以吸收乘员舱20的热量，然后在容纳腔11背离乘员舱20的一侧由气态相变为液态以向车外放热，车外的空气或气流可带走相变介质通过顶棚本体1的顶壁12向车外释放的热量，乘员舱20的调温过程可自发实现，无需驾乘人员手动控制，并且可在车窗关闭的情况下无能耗地降低乘员舱20的温度，以解决车辆的能耗、噪音、卫生、车内财物安全等问题，提升驾乘人员的用车体验。

根据本实用新型实施例的车身组件100，包括上述实施例的车身顶棚10。

根据本实用新型实施例的车身组件100，顶棚本体1内具有容纳腔11，容纳腔11内设有相变介质，相变介质的沸点T满足关系式：30℃≤T≤50℃，在乘员舱20内温度大于等于相变介质的沸点T时，乘员舱20与车辆的外部可通过相变介质的气液相变进行换热，以使乘员舱20降温，且无需消耗车辆的能源，从而有利于减少车辆的能耗。

根据本实用新型实施例的车辆，包括上述实施例的车身组件100。

根据本实用新型实施例的车辆，顶棚本体1内具有容纳腔11，容纳腔11内设有相变介质，相变介质的沸点T满足关系式：30℃≤T≤50℃，在乘员舱20内温度大于等于相变介质的沸点T时，乘员舱20与车辆的外部可通过相变介质的气液相变进行换热，以使乘员舱20降温，且无需消耗车辆的能源，从而有利于减少车辆的能耗。

在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车身顶棚，其特征在于，包括：

顶棚本体，所述顶棚本体内限定出容纳腔；

相变介质，所述相变介质设于所述容纳腔内，且所述相变介质的沸点T满足关系式：30℃≤T≤50℃。

2.根据权利要求1所述的车身顶棚，其特征在于，还包括毛细吸液芯，所述毛细吸液芯设于所述容纳腔内且与所述容纳腔的底壁贴合。

3.根据权利要求2所述的车身顶棚，其特征在于，所述毛细吸液芯与所述容纳腔的顶壁间隔开。

4.根据权利要求1所述的车身顶棚，其特征在于，所述相变介质全部为液态时，所述相变介质的体积V1与所述容纳腔的体积V2满足关系式1/10V2≤V1≤1/2V2。

5.根据权利要求1所述的车身顶棚，其特征在于，所述相变介质为水，在所述相变介质全部为液态时，所述容纳腔内的气压P满足关系式4000pa≤P≤13000pa。

6.根据权利要求1所述的车身顶棚，其特征在于，所述相变介质为制冷剂。

7.根据权利要求6所述的车身顶棚，其特征在于，还包括泄压阀，所述泄压阀安装于所述顶棚本体，且所述泄压阀的进口与所述容纳腔连通，所述泄压阀的出口位于所述顶棚本体的外侧，所述泄压阀构造为：在所述容纳腔的气压大于等于第一预设压力阈值时，所述泄压阀打开以使所述容纳腔内的气体排出。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的车身顶棚，其特征在于，所述顶棚本体内限定出多个所述容纳腔，每个所述容纳腔内均设有所述相变介质。

9.一种车身组件，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的车身顶棚。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9中所述的车身组件。