一种车载太阳能追光系统的制作方法
一种车载太阳能追光系统的制作方法
随着全球对可再生能源需求的不断增加，太阳能技术在汽车领域的应用日益受到关注。本文介绍了一种创新的车载太阳能追光系统，该系统通过精密的机械结构设计，能够在有限的车顶空间内实现高效的太阳能采集。
背景技术
随着社会的发展，需要积极稳妥推进碳达峰碳中和，加快规划建设新型能源体系。实现“双碳”目标，能源是主战场，电力是主力军。构建清洁低碳、安全高效的能源体系，要求加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统。我国已提出到2030年风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上目标。随着光伏发电高质量快速发展，光伏发电在我国新型能源体系构建中将发挥重要作用。在汽车领域，运用较为广泛的是光伏充电站、车载充电。
太阳能板追光技术，是保持太阳能板追踪光线，使光线保持垂直照射太阳能板，以保持最大发电效率的技术，通常采用双组光敏电阻或者光电传感器感应光线强弱，通过电路控制调整太阳能板角度，使双组光敏电阻感应光线强度一致，此时太阳能板到达最佳对光角度。
对于车载追光系统，通常是将太阳能板总成放置在车顶位置，但由于车顶的面积和承重有限(一般来说，轿车的车顶面积大约在1.5平方米，suv的车顶面积大约在2平方米。举个例子，比如小鹏p7的全天幕玻璃天窗的面积为1.75平方米)，导致无法布置大量的太阳能板以达到目标功率，自动追光系统可利用有限的太阳能板增加光源的利用率。
技术实现思路
本实用新型的目的在于提供一种车载太阳能追光系统，结构简单、稳定、重量轻等特点，通过机构控制旋转运动四向展开，并进行翻转，扩展原有受光的面积。
为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种车载太阳能追光系统，包括：
- 第一太阳能板；
- 转动机构，用于带动所述第一太阳能板转动，实现追光功能；
- 第二太阳能板，收缩于所述追光系统内，包括四块太阳能板单元，通过展开机构驱动连杆运动展开或收缩所述第二太阳能板；
- 所述展开机构，包括：
- 第二电机，用于驱动所述展开机构；
- 展开组件，在第二电机的驱动下转动，带动连杆转动展开或收缩所述第二太阳能板；
- 连杆，设置有四组，四组所述连杆的一端与所述展开组件转动连接，
- 另一端与所述第二太阳能板转动连接；
- 翻转机构，用于驱动所述第一太阳能板和所述第二太阳能板翻转，包括：
- 第三电机，安装于底座上，所述第三电机用于驱动所述翻转机构转动带动所述第一太阳能板和所述第二太阳能板翻转；
- 升举齿轮，与所述第三电机的输出端啮合连接；
- 升举撑杆，一端与所述升举齿轮固定连接，另一端活动连接于限位滑
- 槽内；
- 限位滑槽，用于限定所述升举撑杆的转动范围；
- 所述底座，用于支撑所述追光系统，并将所述追光系统安装在车顶上。
本实用新型提供的车载太阳能追光系统包含位于顶层的第一太阳能板，以及可以通过平移的方式收缩或展开的第二太阳能板；可以通过展开机构将第二太阳能板展开，并通过转动机构控制第一太阳能板和第二太阳能板实现转动动作，通过翻转机构实现翻转动作，调整第一太阳能板和第二太阳能板的倾斜角度。
通过第三电机带动升举齿轮转动，使升举撑杆的角度发生改变，使升举撑杆处于限位滑槽的一端在限位滑槽内滑动，从而改变第一太阳能板和第二太阳能板的倾斜角度，翻转的角度从水平至向下倾斜45度角，通过限位槽进行限位，防止与底座和周边环境物体碰撞。
本实用新型将齿轮、电机和连杆三类机构灵活运用，结构简单，功能齐全，实际量产过程中需要考虑防水、防风及载荷强度，推广运用的价值很高。
另外，所述转动机构包括：
- 第一电机，用于为所述转动机构提供动力；
- 转动齿轮，与所述第一电机的输出端啮合连接，通过第一电机驱动所述转动齿轮转动；
- 电机支架，一端合页安装于所述底座上，所述第一电机固定安装于所述电机支架底部；
- 中间支架，与所述电机支架转动连接；
- 转动支架，包括固定部与套筒，所述固定部与所述中间支架固定连接，所述套筒穿过所述电机支架和所述中间支架与所述转动齿轮固定连接；
- 其中，所述转动齿轮、电机支架、中间支架与所述转动支架同轴设置。
另外，通过第一电机带动转动齿轮进行转动，转动齿轮可以在电机支架的中心位置带动中间支架和转动支架进行转动，从而使第一太阳能板和第二太阳能板进行360°的转动。
另外，所述第二电机固定安装于所述转动支架的固定部。
另外，所述第二太阳能板包括沿x轴向展开的第一辅助太阳能板和沿y轴向展开的第二辅助太阳能板。
另外，四组所述连杆包括与所述第一辅助太阳能板连接的两组第一连杆，以及与所述第二辅助太阳能板连接的两组第二连杆。
在展开机构工作时，可以带动第一连杆运动，带动第一辅助太阳能板沿x轴向展开或收缩，并可以同时带动第二连杆运动带动第二辅助太阳能板沿y轴向展开或收缩。
另外，所述展开组件包括：
- 转盘支架，包括固定部和套筒；
- 展开齿轮，安装于所述转盘支架的套筒上，所述展开齿轮与所述第二电机啮合连接。
- 第一转盘，与所述转盘支架固定连接，所述第一转盘设有第一连接结构，所述第一连接结构与两组所述第一连杆转动连接；
- 第二转盘，通过支撑柱与所述转盘支架固定连接，所述第二转盘设有第二连接结构，所述第二连接结构与两组所述第二连杆转动连接。
第二电机可以驱动展开齿轮进行转动，从而带动第一转盘和第二转盘转动，由于连杆的一端连接在第二太阳能板上，另一端分别连接在第一转盘或第二转盘上，当第一转盘和第二转盘在展开齿轮的带动下转动时，连杆会沿着第一转盘和第二转盘的切线运动，从而使第二太阳能板向内或向外平移。
另外，所述支撑柱由两个所述第一辅助太阳能板之间穿过，使所述第二转盘位于所述第一辅助太阳能板和所述第二辅助太阳能板之间。
另外，以此种方式设计可以有效防止第一辅助太阳能板和第二辅助太阳能板发生碰撞，且可以使第二太阳能板的大小最大设计为接近第一太阳能板的一半，达到更好的光能转化效率。
另外，所述第一太阳能板底部沿x轴向设有第一滑道，所述第一辅助太阳能板滑动连接于所述第一滑道内；
- 所述第一太阳能板底部沿y轴向设有第二滑道，所述第二辅助太阳能板滑动连接于所述第二滑道内。
另外，所述底座包括用于与车顶连接的支撑部，以及用于所述电机支架安装的安装部。
另外，所述限位滑槽安装于所述电机支架的底部。限位滑槽安装于电机支架远离底座的另一端，升举撑杆在第三电机的驱动下于限位滑槽内运动，从而使电机支架以合页为轴转动，实现翻转。
另外，本实用新型中，无论是转动齿轮、展开齿轮还是升举齿轮，均可以通过轴和销钉固定，无论是转动机构、展开机构还是升举机构，均可以通过螺栓螺母的方式进行固定连接，且在螺栓外会设置有套筒。
另外，本实用新型中，可以设置齿轮垫圈，用于防止系统内相近结构之间发生摩擦损坏。
本实用新型提供的车载太阳能追光系统带有控制器进行控制，分别控制太阳能板的展开、旋转及翻转动作，实现追光功能。该系统实现追光的控制方式有多种，可适配于人工控制及自动控制，人工控制的方式有车机、手机app及按钮开关控制，但可以理解的，本系统具体的信号连接方式可以根据具体的车辆进行设计，比如在家庭用车以及工业用车中，其对控制方式的需求不同，因此也可以根据使用需求设计不同的软件或控制方式，因此具体控制方式不在本实用新型的限定范围，一般情况下，会通过控制器按照旋转→展开→翻转的顺序进行运动，在停止工作时的顺序相反，先翻转至太阳能板处于水平状态，然后再进行闭合和旋转的动作，直至回到初始状态。
本实用新型提供的车载太阳能追光系统是针对车辆(包含乘用车、商用车、工程车等车型)的车顶设计一种搭载在车顶上的太阳能系统，该系统具有结构简单、稳定、重量轻等特点，通过机构控制旋转运动四向展开，并进行翻转，扩展原有受光的面积。
本实用新型提供的车载太阳能追光系统结构简单且紧凑，却能实现多级运动行程，达到追光效果，成本低廉，但功率更高。
另外，本实用新型提供的第一太阳能板和第二太阳能板可以通过定制化的方式进行改进，可以根据车辆种类，使用环境等具体的需求进行设计，充分考虑阳光折射角度对其捕捉光源的效果及环境影响。
本实用新型提供的车载太阳能追光系统展开面积达到10平米，理论的功率可达到2kw，具有较大的商业价值，和较高的回报率。