基本信息
- 项目名称：
- 电动汽车太阳能温度辅助调节系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品设计了一个利用绿色太阳能对车厢内温度进行自动调节的方案，在不占用电动汽车动力电能的基础上提高电动汽车舒适性。 作品设计的结构简单、成本低廉、实现容易，采用MCU实现全自动傻瓜式管理，用户完全不用介入。在节能环保中却能起到非常积极的作用。
- 详细介绍：
- 电动汽车是解决能源和环境问题的一个重要发展方向, 但由于电池技术的限制，现阶段电动汽车携带的电能还非常有限, 大多数电动汽车续航能力仅为100km左右。改善车辆乘坐舒适性的空调系统也是耗电大户,使用空调会占用动力电能,影响续航能力而降低电动汽车的实用性。 本作品设计了一个利用太阳能对车厢内温度进行自动调节的方案，在不占用电动汽车动力电能的基础上提高电动汽车舒适性。 作品设计思想是在电动汽车的车顶放置一块一体式太阳能电池板集热器，发电并收集太阳的热能；集热器和车内的散热器连接成热循环通路；车厢下部安装一台用于车内外空气交换的换气风扇；MCU通过传感器测量各关键点温度，根据设计好的策略开启热循环或者换气扇来调节车内温度。 作品的创新点在于利用取之不尽、用之不竭、清洁环保的太阳能来改善电动汽车的乘驾舒适性。作品设计的结构简单、成本低廉、实现容易，采用MCU实现全自动傻瓜式管理，用户完全不用介入。作品也可以用在现在的普通汽车中，如果结合汽车设计直接整合到汽车中成本将非常低廉，但在节能环保中却能起到非常积极的作用。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一、作品设计、发明的目的和基本思路： 随着社会的不断进步，人们对能源的需求越来越多。汽车是提高人们生活质量的重要工具之一，同时也是高耗能、高污染产品之一。应对环境问题和能源危机，电动汽车是一个重要的发展方向。但电动汽车当前技术尚不成熟，仍然有很多技术问题需要解决。例如受电池技术的限制，大多数电动汽车续航能力不足100km。 使用车载电池提供的电能来驱动空调对电动汽车进行温度调节，会进一步降低电动汽车的续航能力。不使用空调，则会严重影响电动汽车的乘坐舒适性，也势必会降低电动汽车的实用性。 二、创新点 本发明的创新点在于利用取之不尽、用之不竭、绿色环保的太阳能来改善电动汽车的乘驾舒适性而不影响其续航能力，或者说间接提高电动汽车的续航能力。本发明的结构简单、实现容易，是现阶段提高电动汽车实用性的一个切实有效的手段。 三、技术关键和技术指标 本作品中关键控制技术是MCU控制技术，控制程序由作者自己编写，拥有自主知识产权，整个系统在单片机的统一控制下自动工作，全傻瓜式设计，完全无须用户介入。利用到的光伏发电技术、热收集交换技术和传感器技术都是成熟的工业技术，可靠性高，容易实现，可行性高。 电动汽车太阳能温度辅助调节系统主要技术指标如下（验证模型）： 工作温度 -40-60℃ 输入功率 0W 太阳能电池板 15W 风扇风量 26.9CFM 理想条件下 夏季车厢内温度 = 环境气温 冬季模式 = 25℃
科学性、先进性
- 本作品的思路是从改善的角度寻找电动汽车空调的折中解决方案，利用绿色环保的太阳能对车内温度进行辅助调节。本作品是太阳能的光热、光电综合利用项目。光电的主要利用不是直接使用光电池发出的电来制冷或加热，而是使用这些电能驱动泵和风扇与环境进行高效的热交换，大大的提高温度调节效率。 作品利用MCU作为主控制器，使用先进的单总线温度传感器采集温度，将采集的车内外的温度作为依据，通过程序自动控制系统工作，停车、行车时都能自动工作，时刻调节车内的温度，无需用户干预，使用起来十分方便。 此作品无需输入电能，能源来自低碳环保的太阳能电池。太阳能电池板寿命很长，使用安全可靠，几乎无须维护，一次安装可伴随电动汽车一生。这是其它解决方案无法比美的。
获奖情况及鉴定结果
- 作品于2011年5月获安徽省“挑战杯”学生课外学术科技作品竞赛二等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 有偿转让
作品可展示的形式
- 验证模型
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该温度调节系统是全自动化系统，安装在电动汽车上就能自动开始工作，无需用户参与即可实现其功能。该作品利用成熟技术综合应用解决实际问题，属于应用型创新作品。 技术优势主要表现为： 1、利用太阳能，实现节能、减排的环保理念。 2、结构简单、成本低廉、易于实现，具有很强的实用性和可行性。 3、全自动控制设计，可以在无人干预的情况下作业，体现了高科技的特性。 4、根据现阶段情况，没有更好的电池技术，本作品可以作为电动汽车的很好的空调辅助设备方案。 本作品为电动汽车设计，也可以此为基础开发出很多的衍生应用，例如可以将此系统应用于家庭中房间的温度辅助调节、野外考察队等。本作品亦可作为普通汽车的温度辅助调节，在一定程度上减少汽车的油耗。 如果汽车制造商考虑本方案，在汽车生产中直接增加该系统，则本方案可以做很多革命性改进： 1、光照好的时候富余的电能可以充到车载电池里。 2、用太阳能电池制作车顶 3、控制器直接整合到车辆舒适系统中 4、一些机械机构、管路可以利用车辆的主空调系统。
同类课题研究水平概述
- 随着电动汽车技术的不断进步,电动汽车产业化的趋势越来越明显。作为未来主要潜在车型,电动汽车也需要为驾乘人员提供舒适的环境,并且拥有一套节能高效的电动空调系统对电动汽车开拓市场也是至关重要的。但是,各种形式的电动汽车的出现,也为其空调系统的研究开发提出了新的课题与挑战。 电动汽车是最近才出现的新事物，从各种文献报道来看，对电动汽车的研究和探索非常多，但是主要都是解决电池或者节电的问题。从目前看来，短期内电池技术还不会有质的突破，电动汽车的续航能力是现阶段的主要矛盾，作为耗电大户的空调系统还不能成为解决电动汽车技术的首要方案，电动汽车空调方面的研究比较少，解决方案也较少。 通过检索各种文献和媒体，归纳起来电动汽车的空调系统解决方案主要有三种类型：采用节能型的热泵空调或其他技术的电驱动型空调；采用太阳能发电的电驱动型空调；采用燃油的辅助空调系统。这三种各有优缺点，第一种方案仍然需要从车载电池中获取电能来驱动空调系统，提高舒适性的代价就必须牺牲续航能力；第二种方案一般将车顶全部铺设太阳能电池板，即使如此这些电池板只能提供200-300W的电能，只能驱动功率很小的空调，实用意义不大，另外成本也非常高昂；第三种方案能源回到矿物能源的老路上，虽然从目前来看来可能是最为实际有效的手段，但是对推进电动汽车的环保节能技术具有负面影响，不利于环保技术的发展。所以从目前来看电动汽车的空调技术还没有理想的解决方案。 通过网络了解到一些节能环保爱好者自己动手做一些小的实验，利用太阳能电池发电驱动风扇给一些设备进行散热，实验效果不错，成本低可行性高。如果不过于追求完美的舒适度，将这些技术移植到电动汽车上会有不错的收效。不过这些报道提出的方法都是用电池直接驱动风扇，没有设计成成熟的解决方案，特别类似报道中很少有进行太阳能热利用，也没有自动控制的功能，使用起来相当不便，尚不能够直接移植到电动汽车中使用。这些实验给作者带来很大的启发，产生制作这个作品的想法，希望通过这样的作品能够推进电动汽车在实用化的道路上迈进一步。
