一种面包车防晒太阳能发电空调组合系统及面包车的制作方法

本发明涉及一种机动车辅助装置，特别是指安装于机动车（尤指面包车）顶部用于防晒太阳能发电——空调的组合系统及安装该组合空气调节系统的机动车。

背景技术：

机动车，尤其是公交车，如大轿车、面包车等，在使用过程中普遍存在夏季长时间行驶在公路上时，机动车内被晒得温度升高，人们只得大量使用空调降温或者开窗避暑。众所周知，空调的油耗是很高的，最好能减少车辆接受太阳辐射能量。从而减少空调的使用量。一辆13米的公交车也大约有30平方米的顶部空间，这部分太阳能相当于3000w，却被白白浪费了。

目前现有解决方案存在结构复杂，制作、运行成本都很高，（如授权公告：cn201138756y，所述专利方案）；或存在只能停车后使用，在正常行驶过程中不能使用导致的装置运行效率下降（如授权公告：cn2900216y，所述专利方案,授权公告：cn101624004a，所述专利方案）；或只能防晒不能利用相关能量（如授权公告：cn2544995y，所述专利方案）；或利用阳光面积相对小致使设备投入成本收益低（如授权公告：cn2890749y，所述专利方案）等缺点。

目前，在全世界的公交车都属于面包车，公交车还属于公共场所。而中国的空气污染指数，尤其是pm2.5平均值很高，公共场所的空气质量很差。还没有对公交车这一特殊的公共场所进行高效的空气净化和空气调节的组合装置，以及安装该组合装置的公交车。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种安装在机动车顶部的防晒太阳能发电空调组合装置，本空调组合装置是包含空气调温和空气净化两部分功能模块的组合。该防晒太阳能发电空气调温和空气净化组合装置，能减少太阳辐射对汽车的影响，即为机动车防晒减晒，又能高效率利用太阳辐射的太阳能发电，并转化为机动车需要的空气冷暖调节和空气净化装置的电能。并可以在汽车行进中正常使用。达到综合实用价值的优化。

本发明第二个目的是提供一种安装有防晒太阳能发电和与太阳能发电板匹配工作的空气调温和空气净化组合装置，即目的一所提供的，组合装置的面包车。

本发明解决上述问题，提供如下方案：

为实现上述目的，设计的一种机动车顶部的防晒太阳能发电空气调温和空气净化组合装置，具体是：在机动车顶盖上固定连接有一个或多个刚性支撑物，在一个或多个刚性支撑物的组合上固定有一块或多块太阳能电池板及其框架组成的防晒板，防晒板与车顶盖有一定的距离，（即支持棒或支持板的高度，）防晒板的大小可与车顶盖大小匹配或部分匹配。太阳能电池防晒板与空气调温装置和空气净化装置直接电连接。

太阳能电池防晒板与空调装置连接的方式包含：太阳能电池防晒板与空调制冷装置中的制冷半导体有电相连，制冷半导体的热端与散热器紧贴，制冷半导体的冷端与散热器紧贴；或太阳能电池防晒板与空调制冷装置中的制冷用直流压缩机有电相连，制冷用直流压缩机的发热排管与散热器紧贴，制冷用直流压缩机的蒸发冷凝器与散热器紧贴。

当然，发热排管、蒸发冷凝器可以不与散热器紧贴或一体化；但是，不紧贴将使空气调温装置结构复杂化，在机动车运动过程中更容易出故障，也不利于安装和维修和模块化生产，不紧贴的紧凑化设计将导致空气调温系统的劣化。这些设计这都是本领域工程师自然可以想到的，也包含在本发明中。

太阳能电池防晒板与空气净化装置连接的方式包含：太阳能电池防晒板与空气净化装置中的风机和控制电路或调压装置有电相连。空气净化装置包含输风管道、风机、除尘净化单元、控制电路组成；除尘净化单元包含但不限于布袋除尘单元、过滤器除尘单元、电除尘单元、光分解（光触媒）净化单元、吸附净化单元等独立工作单元的独立使用或组合使用。

光触媒材料主要有纳米tio2、zno、cds、wo3、fe2o3、pbs、sno2、zns、srtio3、sio2等，2000年以来又发现一些纳米贵金属（铂、铑、钯等）具有更好的光催化性能。

吸附净化单元包含但不限于众所周知的hepa、除臭过滤网等。

hepa是（高效率空气微粒滤芯）的缩写，hepa过滤器由一叠连续前后折叠的亚玻璃纤维膜构成，形成波浪状垫片用来放置和支撑过滤界质。空气净化器的hepa高效率微粒滤网呈多层折叠，展开后面积比折叠时可增加约14.5倍，滤净效能十分出众。

过滤器除尘单元包含但不限于玛雅蓝过滤吸附、竹炭吸附、活性炭吸附、陶瓷材料、粉煤灰制品。这些既有吸附功能的过滤材料，能过滤最小的微粒。

玛雅蓝是以凹凸棒土及海泡石为基础，加入硅藻土、电气石等其它天然矿物质，经过加工制作而成，其内部孔隙的孔径在0.27～0.98纳米之间，呈晶体排列。同时具有弱电性，甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯的分子直径都在0.4～0.62纳米之间，且都是极性分子，具有优先吸附甲醛、苯、tvoc等有害气体的特点，达到净化空气的效果。

还有很多天然材料可以形成孔径在0.2～1纳米之间，呈晶体排列。同时具有弱电性的吸附过滤材料，包含但不限于陶瓷材料.。

电除尘单元包含但不限于众所周知的干法电除尘、湿法电除尘、离子风除尘、低温等离子体等除尘结构。

输风管道内还可增设消音材料减少噪音或增设降噪单元、可在出风口附近增设负氧离子发生器。

空气净化装置主体工作部分，外形是圆形或方形管道或箱体形式，安装于车顶或车后部；可多节串装，连接可使用刚性连接或柔管连接，柔管连接便于在两节等超长公交车上使用。安装于车后部的主要是二层公交车车型。进风口和出风口以及出风管道应该安装在车内，第二进风口在车外。

空气净化装置主体工作部分也可以安装于车内，不过需要有针对电除尘单元或噪音的装置。而且空气净化装置的体积受限制，净化效果要差一些。

在电连接电路上还设有其它辅助工作的电控装置，如调压、稳压、缓冲电量输出装置，包含不限于单独或组合使用大容量电容组、超级电容组、蓄电池、锂系蓄电池、电感等电压、电流控制装置及控制器等工作控制装置，这都是本领域工程师自然可以想到的，也包含在本发明中。

为实现第二个发明目的，设计的一种机动车，其特征是在机动车顶部有防晒太阳能发电装置和匹配的空气调温和空气净化组合装置，防晒板与车顶盖有一定的距离或称空间高度，防晒板的大小可与车顶盖大小匹配或部分匹配；防晒板上面有光伏太阳能电池板或由光伏太阳能板组成；太阳能电池防晒板与空气调温装置和空气净化装置直接电连接。

光伏板是晶硅组件、微晶硅薄膜组件，铟稼硒铜光伏组件，硫化镉太阳能电池组件、砷化镓太阳能电池组件、石墨烯光伏组件的一种或多种组合。

为了提高光伏发电装置的使用效率，所述的空气净化装置可以是多组并行，可根据光伏发电的功率而自动调整工作的组数。发电功率能满足几组，就使用几组。

为了提高空气调温和空气净化组合装置的使用效率，尤其是在阴天和夜晚的使用，所述的在公交车上还安装有可充电电池及配套充电和控制系统，特别是顶部安装有蓄电池，蓄电池的种类多，包含但不限于镍、锰、锂系列可充电电池；可充电电池及配套充电和控制系统与汽车电池箱可实现电连接；或与汽车刹车和减速能量采集发电装置，汽车停车发动机空转能量采集发电装置，光伏发电装置和外接充电口实现部分或全部电连接。所述可充电电池其能量来源主要大约有三个，65%的来自光伏发电，20%的来自汽车空转或低档运行发电，15%来自的汽车刹车和减速能量采集发电。

为了减少夏季太阳辐射的影响，还可在上述的机动车顶部的左右两侧纵向增加垂帘式卷筒防晒装置。机动车顶部的后侧横向也可增加垂帘式卷筒防晒装置。可加装在车内或车外。

所述的垂帘式卷筒防晒装置由收放窗帘装置、窗帘、卷筒、配重物、定位固定装置组成。

所述的垂帘式卷筒防晒装置，其特征是窗帘是防晒局部透光的材料或太阳能薄膜制品。窗帘设计时要闪开车门。配重物为铁片或铁棒等铁质材料构成。定位固定装置内部含有吸铁石。收放窗帘装置中包含直流电机和控制电路。不使用时可将窗帘卷在上。太阳能薄膜制品产生的电能通过导线输出。

所述空调制冷装置，设置风扇与散热器匹配。风扇也是用太阳能电池的供电。

所述空调制冷装置，鉴于与太阳能电池组合使用，电压是匹配的，而此方案涉及的公交车开关门较频繁，温度低可以通过开窗调节，因此不用担心输出的冷风量导致车内温度太低。因此，本空调制冷装置可以只有制冷半导体或压缩机、散热器、连接导线、支撑外壳构成，无需温控、遥控、调节、变压等空调必备的构件。结构是最简单的。这也是本方案一个特点。

所述空调制冷装置可以是多组并用。

所述空调制冷装置，可多组组合安装在公交车顶板上，并可利用车顶板为（冷端）散热器。

所述空调制冷装置可安装在公交车顶部通风口处。

所述空调制冷装置尺寸与面包车顶部通风口匹配。安装时将机动车顶部通风口活动窗盖换下，进行替换拆换。

所述空调制冷装置制冷半导体或压缩机的冷端与热端可以根据季节需要进行更换。

所述太阳能电池防晒板与空调制冷装置中的制冷半导体或压缩机有电线相连，可在电路中增设控制开关；可在电路中增设电流表、电压表等状态显示仪表；可增设用电开关，供机动车自身使用电力。具体控制方式众多，都是本行业工程师可以自然想到的。

所述的刚性支撑物是机动车顶部行李架或后安装好的基座。

所述的机动车顶部行李架是固定在机动车顶部的，由若干个固定形状的板块结构的组合或框架结构的组合。

所述的基座由若干个支撑棒或若干个支持板组合或固定形状的结构体组合而成的刚性架构，是需要后加装在机动车顶部的支撑架。

所述的基座其特征在于支撑棒或支撑棒的主体采用绝热材料或热的不良导体材料。

所述的基座与机动车顶盖之间采用镙接、铆接、焊接等机械固定连接；或采用粘合剂粘结固定；或采用将永磁铁包含在有高摩擦系数的塑料或橡胶的基座内，并采用粘合剂的复合方式实现的后加装的固定。

防晒板与机动车顶部行李架或后安装的基座，可通过简单连接装置连接，包括但不限于镙接固定。具体连接固定方式众多，都是本行业工程师可以自然想到的。

防晒板主框架与机动车顶部行李架或后安装的基座固定连接，防晒板主框架与防晒主体支撑框架之间有缓冲性结构连接。

缓冲性结构的减震装置的材料是塑料、泡沫塑料、橡胶、软木；缓冲性结构的减震装置是充气气垫、橡胶充气气垫、充液囊状气垫、悬挂弹簧组或液压减震器。具体形状和结构方式众多，都是本行业工程师可以自然想到的。

防晒板与机动车顶部通过基座或车顶行李架牢固固定。防晒板是一个可以抗一定风速冲击的比较牢固的近似平面。与机动车顶部匹配，近似平行。

防晒板与机动车顶部通过支撑系统或基座或车顶行李架牢固固定。防晒板与机动车顶部匹配，可以是多个近似平面的梯形组合。

防晒板与机动车顶部通过基座或机动车顶行李架牢固固定。防晒板与机动车顶部匹配，可以由两个或两个以上的平面或近似平面的相互支撑组成的伞形。以适应下雨不易存水和便于清扫除尘的要求，且更适应震动的运动环境，强度远高于普通的平面。形成的伞形的夹角角度可以很大，甚至可以接近175度，在伞形结合缝处有加强结构。

太阳能电池板产生的富余电能，可通过导线传入机动车内使用。

太阳能电池板产生的电能，可存入机动车内蓄电池或独立的蓄电池供机动车内使用。

所述的机动车，包括但不限于燃油车、电动车、混合动力车。

所述的防晒板与车顶盖之间存在一定形状一定体积的空间。尤其是在冬季时，可添加匹配该空间的确定形状的泡沫塑料或海绵等保温材料，其特征是所述确定形状的泡沫塑料或海绵等保温材料为空调散热口留有固定的通风管道。

所述的确定形状的泡沫塑料或海绵等保温材料对太阳能板有一定的支撑和减震的保护作用。

所述的确定形状的泡沫塑料或海绵等保温材料，可以是多块组合。

如上所述的装置，当阳光直射机动车时，在机动车的顶盖上有一防晒板，有如自带一片荫凉，太阳的辐射能量大部分被防晒板挡住吸收。即使防晒板很热，其对周围的热辐射（黑体辐射）和热传导均因与车顶有一段空间，机动车运动时会有一定的气流从车顶和防晒板之间流过，而对车顶盖的辐射较少，且由于支撑棒和支撑板的上部主体是绝热材料（热的不良导体），只能将很少热量传导到车顶盖，因此其将大大减少太阳辐射对机动车内部的温度影响。

通过使用上述装置将减少汽车所需使用空调的制冷量或冬季的热风量，能在关闭发动机后提供需要的冷热风。大大改善公交车司乘人员的乘车环境。

因为空气净化装置的出口的空气质量非常优质，无论来自于车内空气的循环净化和外采空气净化后补充，其净化后的空气质量pm2.5含量是接近0（μg/m³）的。当公交车内的空气不断补充和不断净化，其车内的pm2.5平均值含量将大大降低，保持公共场所优质的空气质量。成为了车内空气洁净的公交车。公交车内成为洁净空气区域，这对司乘人员的身体健康是有好处的。

无论是冷暖风，还是洁净纯净的空气，其需要的能量，主要都来自车顶的太阳能发电和公交车刹车时的能量回收。（来自火电的发电过程将释放更多的pm2.5微尘。）这是本发明的显著的积极作用。

还可将剩余电量通过导线传入机动车内使用。如控制车门的自动开关等，并提高车载蓄电池的使用寿命。可减少油耗，减少汽车废气排放，有利于环保。

还可在纯净空气的出口处安装加湿器，提高空气质量，减少北方冬季的干燥，这都是本领域技术人员可以自然想到的，也在本发明中。

本发明同现有技术相比，防晒功能强，安装简便，工作效率高，成本低，便于改造。同时每辆13米公交车都可以产生3000w的清洁电力，可以节约公交车运行成本。制造的纯净空气和冷暖风有利于人们的健康。

【附图说明】

下面结合具体实施例的附图做进一步说明

图1实施例1防晒板与机动车顶部匹配近似平行示意图

图2支撑棒和防晒主体支撑框架结构图

图3空调制冷装置结构图

图4防晒板是两个平面相互支撑组成的伞形结构，车顶的剖面示意图

图5、局部爆炸图

图6、装配完成的示意图

图7在机动车顶部的左右两侧增加垂帘式卷筒防晒装置的剖面示意图

图8在机动车顶左右两侧外部增加垂帘式卷筒防晒装置的使用状态（剖面）示意图

图9实施例4所述的机动车外部后侧视图

图10实施例4所述的机动车外部侧面俯视视图

图11实施例4所述的机动车，去防晒板后的（车顶）外部俯视视图

图12实施例4所述的空气净化装置俯视示意视图

图13实施例4所述的空气净化装置后视示意视图

图14实施例4所述的空气净化装置后半部分部分配件爆炸内部示意视图

图15、图14的侧俯视视图

图16、实施例4所述的空气净化装置前半部分的侧视示意视图

其中１－机动车，２－支撑棒主体，３－太阳能电池防晒板，４－面包车顶部通风口，５－支撑棒基座，６－空调制冷装置，７－环型永久磁铁，８－橡胶基座主体，９－连接螺栓，１０－螺孔，11-散热器,12-制冷半导体,13－螺钉,14-风扇,15-连接导线，16-加装在车外部的垂帘式卷筒防晒装置，17-加装在车内部的垂帘式卷筒防晒装置，18-太阳能薄膜窗帘，19-片状铁质配重物，20-含有吸铁石的定位固定装置，43-防晒板主框架，42-防晒主体支撑框架，44-充液囊状气垫，81-车内采气管、82-输风管道、89-车外采气管、83-布袋滤芯式除尘净化单元、84-风机、85-电除尘单元、86-截止阀、87-光分解（光触媒）净化单元、88-活性炭吸附净化单元、91-出风口、92-出风管道、94-立检口旋盖、95-hepa过滤器

【具体实施方式】

实施例1，如如图１所示，防晒板３上有相对应支撑棒的螺孔１０，可用螺钉１１将防晒板固定在各支撑棒主体２上，支撑棒主体２与基座５已固定成一体，然后将基座５粘于机动车１的上顶盖相应位置即可。由太阳能板组成的防晒板３安装后与车顶几乎平行，之间的空间高度与支撑棒主体２的高度相当。内含半导体制冷片12的空调制冷装置６安装在公交车的顶部通风孔处。空调制冷装置６与防晒板３通过导线15相连，只要有阳光，上述空调系统将自动工作。

如图3所示空调制冷装置结构图：

制冷半导体12的热端与散热器11紧贴，制冷半导体的冷端冷凝器11紧贴，2组风扇14设置于冷风出口内。1组风扇14设置于热风出口处。其整体形状与公交车顶部通风口匹配。

实施例2，如图4所示，防晒板３为是两个平面相互支撑组成的伞形，与各支撑棒主体２螺接固定。内含半导体制冷片12的空调制冷装置６安装在公交车的顶部通风孔处。空调制冷装置６与防晒板３通过导线相连，只要有阳光，上述空调系统将自动工作。安装在机动车1机身顶部的是空调制冷装置，由制冷半导体12的热端与散热器11紧贴，制冷半导体的冷端冷凝器11紧贴，风扇14设置于冷风出口内。

为固定上述防晒板，可使用已有的机动车顶部行李架为支撑防晒板的基础，也可使用后安装的基座为支撑防晒板的基础。基座是与机动车顶盖固定连接的主体，由支持棒或支持板组成。

实施例3，如图7或8所示，为了减少夏季太阳辐射的影响，在上述的机动车1顶部的左右两侧（车外）增加垂帘式卷筒防晒装置16。所述的垂帘式卷筒防晒装置由收放窗帘装置、窗帘18、卷筒、配重物19、定位固定装置20组成。其中，窗帘18是太阳能薄膜制品。配重物19为铁片。定位固定装置20内部含有吸铁石。收放窗帘装置中包含直流电机和控制电路。不使用时可将窗帘卷在上。太阳能薄膜制品产生的电能通过导线输出用于制冷。

实施例4，如图9～16所示，所述的在公交车上，特别是顶部安装有蓄电池，蓄电池的种类是锂系列可充电电池。容量12000wh。安装光伏发电板3000wp；安装的空气净化装置，工作组数为4组，自动调整。其能量来源：主要有三个，光伏发电、汽车空转发电、汽车刹车发电。其中，空气净化装置主体工作部分，外形是圆形或方形管道或箱体形式，安装于车顶；多节串装。空气净化装置工作部分包含车内采气管81、输风管道82、车外采气管89、布袋滤芯式除尘净化单元83、风机84、电除尘单元85、截止阀86、光分解（光触媒）净化单元87、活性炭吸附净化单元88、负离子发生装置、出风管道92等独立工作单元的多节串装。

空气净化装置还包含便于清洗的通水孔93；在适当位置安装管道活塞（立检口旋盖94），便于更换滤芯。

具体工作过程是，由风机84提供风力，空气自车内采气管81或者车外采气管89进入输风管道82，经过布袋滤芯式除尘净化单元83内的hepa过滤器95初步过滤，进入电除尘单元85，进行静电除尘和离子风高压静电除尘两级电除尘，经过截止阀86，进入光分解（光触媒）净化单元87，在光分解（光触媒）净化单元87中设有紫外灯源和匹配的多组有纳米光触媒涂料的栅格网，对空气进行再净化，经过除臭网，最后进入公交车前部的活性炭吸附净化单元88进行过滤式吸附，最后补充负氧离子，通过出风口91和出风管道92，将多级净化后的洁净空气吹入公交车内。最佳的是，公交车内保持微正压。为了提高冬季的空气质量，在出口处安装加湿器。

上述净化空气过程中，消耗的电力来自于光伏发电、汽车空转或低档运行发电，汽车刹车和减速能量采集发电。这些电可存于车顶的容量12000wh锂系列可充电电池。电力的缓冲电路中还设有超级电容箱。正常情况下，即使是阴天，上述电力也可以维持空气净化系统工作。电量确实很低时，还可以只开一组净化单元。

经过多级的净化，出口的空气质量将达到海边的特级空气质量要求。