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基本信息
- 項目名稱：
- 電動汽車太陽能溫度輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品設(shè)計了一個利用綠色太陽能對車廂內(nèi)溫度進行自動調(diào)節(jié)的方案，在不占用電動汽車動力電能的基礎(chǔ)上提高電動汽車舒適性。 作品設(shè)計的結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、實現(xiàn)容易，采用MCU實現(xiàn)全自動傻瓜式管理，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。
- 詳細介紹：
- 電動汽車是解決能源和環(huán)境問題的一個重要發(fā)展方向, 但由于電池技術(shù)的限制，現(xiàn)階段電動汽車攜帶的電能還非常有限, 大多數(shù)電動汽車?yán)m(xù)航能力僅為100km左右。改善車輛乘坐舒適性的空調(diào)系統(tǒng)也是耗電大戶,使用空調(diào)會占用動力電能,影響續(xù)航能力而降低電動汽車的實用性。 本作品設(shè)計了一個利用太陽能對車廂內(nèi)溫度進行自動調(diào)節(jié)的方案，在不占用電動汽車動力電能的基礎(chǔ)上提高電動汽車舒適性。 作品設(shè)計思想是在電動汽車的車頂放置一塊一體式太陽能電池板集熱器，發(fā)電并收集太陽的熱能；集熱器和車內(nèi)的散熱器連接成熱循環(huán)通路；車廂下部安裝一臺用于車內(nèi)外空氣交換的換氣風(fēng)扇；MCU通過傳感器測量各關(guān)鍵點溫度，根據(jù)設(shè)計好的策略開啟熱循環(huán)或者換氣扇來調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度。 作品的創(chuàng)新點在于利用取之不盡、用之不竭、清潔環(huán)保的太陽能來改善電動汽車的乘駕舒適性。作品設(shè)計的結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、實現(xiàn)容易，采用MCU實現(xiàn)全自動傻瓜式管理，用戶完全不用介入。作品也可以用在現(xiàn)在的普通汽車中，如果結(jié)合汽車設(shè)計直接整合到汽車中成本將非常低廉，但在節(jié)能環(huán)保中卻能起到非常積極的作用。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、作品設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路： 隨著社會的不斷進步，人們對能源的需求越來越多。汽車是提高人們生活質(zhì)量的重要工具之一，同時也是高耗能、高污染產(chǎn)品之一。應(yīng)對環(huán)境問題和能源危機，電動汽車是一個重要的發(fā)展方向。但電動汽車當(dāng)前技術(shù)尚不成熟，仍然有很多技術(shù)問題需要解決。例如受電池技術(shù)的限制，大多數(shù)電動汽車?yán)m(xù)航能力不足100km。 使用車載電池提供的電能來驅(qū)動空調(diào)對電動汽車進行溫度調(diào)節(jié)，會進一步降低電動汽車的續(xù)航能力。不使用空調(diào)，則會嚴(yán)重影響電動汽車的乘坐舒適性，也勢必會降低電動汽車的實用性。 二、創(chuàng)新點 本發(fā)明的創(chuàng)新點在于利用取之不盡、用之不竭、綠色環(huán)保的太陽能來改善電動汽車的乘駕舒適性而不影響其續(xù)航能力，或者說間接提高電動汽車的續(xù)航能力。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易，是現(xiàn)階段提高電動汽車實用性的一個切實有效的手段。 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，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，整個系統(tǒng)在單片機的統(tǒng)一控制下自動工作，全傻瓜式設(shè)計，完全無須用戶介入。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，容易實現(xiàn)，可行性高。 電動汽車太陽能溫度輔助調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如下（驗證模型）： 工作溫度 -40-60℃ 輸入功率 0W 太陽能電池板 15W 風(fēng)扇風(fēng)量 26.9CFM 理想條件下 夏季車廂內(nèi)溫度 = 環(huán)境氣溫 冬季模式 = 25℃
科學(xué)性、先進性
- 本作品的思路是從改善的角度尋找電動汽車空調(diào)的折中解決方案，利用綠色環(huán)保的太陽能對車內(nèi)溫度進行輔助調(diào)節(jié)。本作品是太陽能的光熱、光電綜合利用項目。光電的主要利用不是直接使用光電池發(fā)出的電來制冷或加熱，而是使用這些電能驅(qū)動泵和風(fēng)扇與環(huán)境進行高效的熱交換，大大的提高溫度調(diào)節(jié)效率。 作品利用MCU作為主控制器，使用先進的單總線溫度傳感器采集溫度，將采集的車內(nèi)外的溫度作為依據(jù)，通過程序自動控制系統(tǒng)工作，停車、行車時都能自動工作，時刻調(diào)節(jié)車內(nèi)的溫度，無需用戶干預(yù)，使用起來十分方便。 此作品無需輸入電能，能源來自低碳環(huán)保的太陽能電池。太陽能電池板壽命很長，使用安全可靠，幾乎無須維護，一次安裝可伴隨電動汽車一生。這是其它解決方案無法比美的。
獲獎情況及鑒定結(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)科技作品競賽二等獎。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 有償轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 驗證模型
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 該溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是全自動化系統(tǒng)，安裝在電動汽車上就能自動開始工作，無需用戶參與即可實現(xiàn)其功能。該作品利用成熟技術(shù)綜合應(yīng)用解決實際問題，屬于應(yīng)用型創(chuàng)新作品。 技術(shù)優(yōu)勢主要表現(xiàn)為： 1、利用太陽能，實現(xiàn)節(jié)能、減排的環(huán)保理念。 2、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、易于實現(xiàn)，具有很強的實用性和可行性。 3、全自動控制設(shè)計，可以在無人干預(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，沒有更好的電池技術(shù)，本作品可以作為電動汽車的很好的空調(diào)輔助設(shè)備方案。 本作品為電動汽車設(shè)計，也可以此為基礎(chǔ)開發(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)、野外考察隊等。本作品亦可作為普通汽車的溫度輔助調(diào)節(jié)，在一定程度上減少汽車的油耗。 如果汽車制造商考慮本方案，在汽車生產(chǎn)中直接增加該系統(tǒng)，則本方案可以做很多革命性改進： 1、光照好的時候富余的電能可以充到車載電池里。 2、用太陽能電池制作車頂 3、控制器直接整合到車輛舒適系統(tǒng)中 4、一些機械機構(gòu)、管路可以利用車輛的主空調(diào)系統(tǒng)。
同類課題研究水平概述
- 隨著電動汽車技術(shù)的不斷進步,電動汽車產(chǎn)業(yè)化的趨勢越來越明顯。作為未來主要潛在車型,電動汽車也需要為駕乘人員提供舒適的環(huán)境,并且擁有一套節(jié)能高效的電動空調(diào)系統(tǒng)對電動汽車開拓市場也是至關(guān)重要的。但是,各種形式的電動汽車的出現(xiàn),也為其空調(diào)系統(tǒng)的研究開發(fā)提出了新的課題與挑戰(zhàn)。 電動汽車是最近才出現(xiàn)的新事物，從各種文獻報道來看，對電動汽車的研究和探索非常多，但是主要都是解決電池或者節(jié)電的問題。從目前看來，短期內(nèi)電池技術(shù)還不會有質(zhì)的突破，電動汽車的續(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汽車技術(shù)的首要方案，電動汽車空調(diào)方面的研究比較少，解決方案也較少。 通過檢索各種文獻和媒體，歸納起來電動汽車的空調(diào)系統(tǒng)解決方案主要有三種類型：采用節(jié)能型的熱泵空調(diào)或其他技術(shù)的電驅(qū)動型空調(diào)；采用太陽能發(fā)電的電驅(qū)動型空調(diào)；采用燃油的輔助空調(diào)系統(tǒng)。這三種各有優(yōu)缺點，第一種方案仍然需要從車載電池中獲取電能來驅(qū)動空調(diào)系統(tǒng)，提高舒適性的代價就必須犧牲續(xù)航能力；第二種方案一般將車頂全部鋪設(shè)太陽能電池板，即使如此這些電池板只能提供200-300W的電能，只能驅(qū)動功率很小的空調(diào)，實用意義不大，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，雖然從目前來看來可能是最為實際有效的手段，但是對推進電動汽車的環(huán)保節(jié)能技術(shù)具有負面影響，不利于環(huán)保技術(shù)的發(fā)展。所以從目前來看電動汽車的空調(diào)技術(shù)還沒有理想的解決方案。 通過網(wǎng)絡(luò)了解到一些節(jié)能環(huán)保愛好者自己動手做一些小的實驗，利用太陽能電池發(fā)電驅(qū)動風(fēng)扇給一些設(shè)備進行散熱，實驗效果不錯，成本低可行性高。如果不過于追求完美的舒適度，將這些技術(shù)移植到電動汽車上會有不錯的收效。不過這些報道提出的方法都是用電池直接驅(qū)動風(fēng)扇，沒有設(shè)計成成熟的解決方案，特別類似報道中很少有進行太陽能熱利用，也沒有自動控制的功能，使用起來相當(dāng)不便，尚不能夠直接移植到電動汽車中使用。這些實驗給作者帶來很大的啟發(fā)，產(chǎn)生制作這個作品的想法，希望通過這樣的作品能夠推進電動汽車在實用化的道路上邁進一步。
