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基本信息

項(xiàng)目名稱：
電動(dòng)汽車(chē)太陽(yáng)能溫度輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)
小類(lèi)：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本作品設(shè)計(jì)了一個(gè)利用綠色太陽(yáng)能對(duì)車(chē)廂內(nèi)溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的方案，在不占用電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電能的基礎(chǔ)上提高電動(dòng)汽車(chē)舒適性。 作品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、實(shí)現(xiàn)容易，采用MCU實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)傻瓜式管理，用戶完全不用介入。在節(jié)能環(huán)保中卻能起到非常積極的作用。
詳細(xì)介紹：
電動(dòng)汽車(chē)是解決能源和環(huán)境問(wèn)題的一個(gè)重要發(fā)展方向, 但由于電池技術(shù)的限制，現(xiàn)階段電動(dòng)汽車(chē)攜帶的電能還非常有限, 大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航能力僅為100km左右。改善車(chē)輛乘坐舒適性的空調(diào)系統(tǒng)也是耗電大戶,使用空調(diào)會(huì)占用動(dòng)力電能,影響續(xù)航能力而降低電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)用性。 本作品設(shè)計(jì)了一個(gè)利用太陽(yáng)能對(duì)車(chē)廂內(nèi)溫度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的方案，在不占用電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電能的基礎(chǔ)上提高電動(dòng)汽車(chē)舒適性。 作品設(shè)計(jì)思想是在電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)頂放置一塊一體式太陽(yáng)能電池板集熱器，發(fā)電并收集太陽(yáng)的熱能；集熱器和車(chē)內(nèi)的散熱器連接成熱循環(huán)通路；車(chē)廂下部安裝一臺(tái)用于車(chē)內(nèi)外空氣交換的換氣風(fēng)扇；MCU通過(guò)傳感器測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)溫度，根據(jù)設(shè)計(jì)好的策略開(kāi)啟熱循環(huán)或者換氣扇來(lái)調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)溫度。 作品的創(chuàng)新點(diǎn)在于利用取之不盡、用之不竭、清潔環(huán)保的太陽(yáng)能來(lái)改善電動(dòng)汽車(chē)的乘駕舒適性。作品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、實(shí)現(xiàn)容易，采用MCU實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)傻瓜式管理，用戶完全不用介入。作品也可以用在現(xiàn)在的普通汽車(chē)中，如果結(jié)合汽車(chē)設(shè)計(jì)直接整合到汽車(chē)中成本將非常低廉，但在節(jié)能環(huán)保中卻能起到非常積極的作用。

作品圖片

  • 電動(dòng)汽車(chē)太陽(yáng)能溫度輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)
  • 電動(dòng)汽車(chē)太陽(yáng)能溫度輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)
  • 電動(dòng)汽車(chē)太陽(yáng)能溫度輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)
  • 電動(dòng)汽車(chē)太陽(yáng)能溫度輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)

作品專(zhuān)業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

一、作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路： 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)能源的需求越來(lái)越多。汽車(chē)是提高人們生活質(zhì)量的重要工具之一，同時(shí)也是高耗能、高污染產(chǎn)品之一。應(yīng)對(duì)環(huán)境問(wèn)題和能源危機(jī)，電動(dòng)汽車(chē)是一個(gè)重要的發(fā)展方向。但電動(dòng)汽車(chē)當(dāng)前技術(shù)尚不成熟，仍然有很多技術(shù)問(wèn)題需要解決。例如受電池技術(shù)的限制，大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航能力不足100km。 使用車(chē)載電池提供的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)空調(diào)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，會(huì)進(jìn)一步降低電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力。不使用空調(diào)，則會(huì)嚴(yán)重影響電動(dòng)汽車(chē)的乘坐舒適性，也勢(shì)必會(huì)降低電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)用性。 二、創(chuàng)新點(diǎn) 本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于利用取之不盡、用之不竭、綠色環(huán)保的太陽(yáng)能來(lái)改善電動(dòng)汽車(chē)的乘駕舒適性而不影響其續(xù)航能力，或者說(shuō)間接提高電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)容易，是現(xiàn)階段提高電動(dòng)汽車(chē)實(shí)用性的一個(gè)切實(shí)有效的手段。 三、技術(shù)關(guān)鍵和技術(shù)指標(biāo) 本作品中關(guān)鍵控制技術(shù)是MCU控制技術(shù)，控制程序由作者自己編寫(xiě)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，整個(gè)系統(tǒng)在單片機(jī)的統(tǒng)一控制下自動(dòng)工作，全傻瓜式設(shè)計(jì)，完全無(wú)須用戶介入。利用到的光伏發(fā)電技術(shù)、熱收集交換技術(shù)和傳感器技術(shù)都是成熟的工業(yè)技術(shù)，可靠性高，容易實(shí)現(xiàn)，可行性高。 電動(dòng)汽車(chē)太陽(yáng)能溫度輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如下（驗(yàn)證模型）： 工作溫度 -40-60℃ 輸入功率 0W 太陽(yáng)能電池板 15W 風(fēng)扇風(fēng)量 26.9CFM 理想條件下 夏季車(chē)廂內(nèi)溫度 = 環(huán)境氣溫 冬季模式 = 25℃

科學(xué)性、先進(jìn)性

本作品的思路是從改善的角度尋找電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)的折中解決方案，利用綠色環(huán)保的太陽(yáng)能對(duì)車(chē)內(nèi)溫度進(jìn)行輔助調(diào)節(jié)。本作品是太陽(yáng)能的光熱、光電綜合利用項(xiàng)目。光電的主要利用不是直接使用光電池發(fā)出的電來(lái)制冷或加熱，而是使用這些電能驅(qū)動(dòng)泵和風(fēng)扇與環(huán)境進(jìn)行高效的熱交換，大大的提高溫度調(diào)節(jié)效率。 作品利用MCU作為主控制器，使用先進(jìn)的單總線溫度傳感器采集溫度，將采集的車(chē)內(nèi)外的溫度作為依據(jù)，通過(guò)程序自動(dòng)控制系統(tǒng)工作，停車(chē)、行車(chē)時(shí)都能自動(dòng)工作，時(shí)刻調(diào)節(jié)車(chē)內(nèi)的溫度，無(wú)需用戶干預(yù)，使用起來(lái)十分方便。 此作品無(wú)需輸入電能，能源來(lái)自低碳環(huán)保的太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池板壽命很長(zhǎng)，使用安全可靠，幾乎無(wú)須維護(hù)，一次安裝可伴隨電動(dòng)汽車(chē)一生。這是其它解決方案無(wú)法比美的。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

作品于2011年5月獲安徽省“挑戰(zhàn)杯”學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽二等獎(jiǎng)。

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

有償轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

驗(yàn)證模型

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

該溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是全自動(dòng)化系統(tǒng)，安裝在電動(dòng)汽車(chē)上就能自動(dòng)開(kāi)始工作，無(wú)需用戶參與即可實(shí)現(xiàn)其功能。該作品利用成熟技術(shù)綜合應(yīng)用解決實(shí)際問(wèn)題，屬于應(yīng)用型創(chuàng)新作品。 技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為： 1、利用太陽(yáng)能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排的環(huán)保理念。 2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于實(shí)現(xiàn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可行性。 3、全自動(dòng)控制設(shè)計(jì)，可以在無(wú)人干預(yù)的情況下作業(yè)，體現(xiàn)了高科技的特性。 4、根據(jù)現(xiàn)階段情況，沒(méi)有更好的電池技術(shù)，本作品可以作為電動(dòng)汽車(chē)的很好的空調(diào)輔助設(shè)備方案。 本作品為電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)，也可以此為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出很多的衍生應(yīng)用，例如可以將此系統(tǒng)應(yīng)用于家庭中房間的溫度輔助調(diào)節(jié)、野外考察隊(duì)等。本作品亦可作為普通汽車(chē)的溫度輔助調(diào)節(jié)，在一定程度上減少汽車(chē)的油耗。 如果汽車(chē)制造商考慮本方案，在汽車(chē)生產(chǎn)中直接增加該系統(tǒng)，則本方案可以做很多革命性改進(jìn)： 1、光照好的時(shí)候富余的電能可以充到車(chē)載電池里。 2、用太陽(yáng)能電池制作車(chē)頂 3、控制器直接整合到車(chē)輛舒適系統(tǒng)中 4、一些機(jī)械機(jī)構(gòu)、管路可以利用車(chē)輛的主空調(diào)系統(tǒng)。

同類(lèi)課題研究水平概述

隨著電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的不斷進(jìn)步,電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。作為未來(lái)主要潛在車(chē)型,電動(dòng)汽車(chē)也需要為駕乘人員提供舒適的環(huán)境,并且擁有一套節(jié)能高效的電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)拓市場(chǎng)也是至關(guān)重要的。但是,各種形式的電動(dòng)汽車(chē)的出現(xiàn),也為其空調(diào)系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)提出了新的課題與挑戰(zhàn)。 電動(dòng)汽車(chē)是最近才出現(xiàn)的新事物，從各種文獻(xiàn)報(bào)道來(lái)看，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的研究和探索非常多，但是主要都是解決電池或者節(jié)電的問(wèn)題。從目前看來(lái)，短期內(nèi)電池技術(shù)還不會(huì)有質(zhì)的突破，電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力是現(xiàn)階段的主要矛盾，作為耗電大戶的空調(diào)系統(tǒng)還不能成為解決電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的首要方案，電動(dòng)汽車(chē)空調(diào)方面的研究比較少，解決方案也較少。 通過(guò)檢索各種文獻(xiàn)和媒體，歸納起來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的空調(diào)系統(tǒng)解決方案主要有三種類(lèi)型：采用節(jié)能型的熱泵空調(diào)或其他技術(shù)的電驅(qū)動(dòng)型空調(diào)；采用太陽(yáng)能發(fā)電的電驅(qū)動(dòng)型空調(diào)；采用燃油的輔助空調(diào)系統(tǒng)。這三種各有優(yōu)缺點(diǎn)，第一種方案仍然需要從車(chē)載電池中獲取電能來(lái)驅(qū)動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)，提高舒適性的代價(jià)就必須犧牲續(xù)航能力；第二種方案一般將車(chē)頂全部鋪設(shè)太陽(yáng)能電池板，即使如此這些電池板只能提供200-300W的電能，只能驅(qū)動(dòng)功率很小的空調(diào)，實(shí)用意義不大，另外成本也非常高昂；第三種方案能源回到礦物能源的老路上，雖然從目前來(lái)看來(lái)可能是最為實(shí)際有效的手段，但是對(duì)推進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的環(huán)保節(jié)能技術(shù)具有負(fù)面影響，不利于環(huán)保技術(shù)的發(fā)展。所以從目前來(lái)看電動(dòng)汽車(chē)的空調(diào)技術(shù)還沒(méi)有理想的解決方案。 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)了解到一些節(jié)能環(huán)保愛(ài)好者自己動(dòng)手做一些小的實(shí)驗(yàn)，利用太陽(yáng)能電池發(fā)電驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇給一些設(shè)備進(jìn)行散熱，實(shí)驗(yàn)效果不錯(cuò)，成本低可行性高。如果不過(guò)于追求完美的舒適度，將這些技術(shù)移植到電動(dòng)汽車(chē)上會(huì)有不錯(cuò)的收效。不過(guò)這些報(bào)道提出的方法都是用電池直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，沒(méi)有設(shè)計(jì)成成熟的解決方案，特別類(lèi)似報(bào)道中很少有進(jìn)行太陽(yáng)能熱利用，也沒(méi)有自動(dòng)控制的功能，使用起來(lái)相當(dāng)不便，尚不能夠直接移植到電動(dòng)汽車(chē)中使用。這些實(shí)驗(yàn)給作者帶來(lái)很大的啟發(fā)，產(chǎn)生制作這個(gè)作品的想法，希望通過(guò)這樣的作品能夠推進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)在實(shí)用化的道路上邁進(jìn)一步。
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