本發(fā)明涉及一種車(chē)輛，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種低能耗車(chē)輛。

背景技術(shù)：

隨著人民生活水平的提高，汽車(chē)保有量不斷增長(zhǎng)，人們對(duì)駕駛時(shí)車(chē)內(nèi)舒適度的要求也不斷提升。在夏季烈日暴曬條件下，車(chē)內(nèi)溫度會(huì)迅速升高，剛進(jìn)入車(chē)?yán)锏娜藛T有炙熱中暑的感覺(jué)，嚴(yán)重影響了駕駛的舒適度，即使啟動(dòng)車(chē)內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)，也很難在短時(shí)間內(nèi)降到舒適溫度，增大了車(chē)內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)能耗。

雖然市面上已有車(chē)用遮陽(yáng)布、遮陽(yáng)罩等產(chǎn)品，但該類(lèi)產(chǎn)品在烈日暴曬下實(shí)際的遮陽(yáng)、降溫效果并不理想，遮陽(yáng)效率偏低，嚴(yán)重影響了車(chē)內(nèi)人員的熱舒適度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種低能耗車(chē)輛，在溫度較高的環(huán)境中，降低車(chē)輛啟動(dòng)和行駛過(guò)程中的能耗，提高車(chē)內(nèi)人員舒適度。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種低能耗車(chē)輛，包括車(chē)體和遮陽(yáng)單元，所述遮陽(yáng)單元布設(shè)在車(chē)體內(nèi)側(cè)，所述遮陽(yáng)單元包括相變材料制成的遮陽(yáng)板、柔性連接件、彈性插銷(xiāo)、兩個(gè)相對(duì)的塑條軌道、鋼繩、熱敏電阻、a/d轉(zhuǎn)換器、可編程邏輯控制器和電機(jī)；塑條軌道固定連接在車(chē)體上，且遮陽(yáng)板嵌至在塑條軌道中，位于頂端的遮陽(yáng)板與車(chē)體固定連接，相鄰遮陽(yáng)板之間通過(guò)柔性連接件連接；鋼繩穿過(guò)遮陽(yáng)板，鋼繩與電機(jī)的動(dòng)力輸出軸連接；電機(jī)通過(guò)鋼繩拉動(dòng)遮陽(yáng)板實(shí)現(xiàn)展開(kāi)或收縮；彈性插銷(xiāo)位于塑條軌道中，且固定連接在塑條軌道的上部；熱敏電阻的信號(hào)輸出端與a/d轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端連接，a/d轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸出端與可編程邏輯控制器的信號(hào)輸入端連接，可編程邏輯控制器的信號(hào)輸出端與電機(jī)的信號(hào)輸入端連接。

作為優(yōu)選例，所述遮陽(yáng)單元還包括滑輪，滑輪與車(chē)體固定連接；所述鋼繩為兩根，一鋼繩的一端與位于最底部的遮陽(yáng)板的一端固定連接，另一端從下向上穿過(guò)遮陽(yáng)板后，固定連接在電機(jī)的動(dòng)力輸出軸上；另一鋼繩的一端與位于最底部的遮陽(yáng)板的另一端固定連接，另一端從下向上穿過(guò)遮陽(yáng)板后，繞過(guò)滑輪，固定連接在電機(jī)的動(dòng)力輸出軸上。

作為優(yōu)選例，所述遮陽(yáng)單元還包括滑輪，滑輪與車(chē)體固定連接；所述鋼繩為一根，鋼繩一端固定連接在位于最底部的遮陽(yáng)板左側(cè)，另一端在電機(jī)的動(dòng)力輸出軸上纏繞固定后，繞過(guò)滑輪，從位于最頂端的遮陽(yáng)板右側(cè)開(kāi)始，依次交叉穿過(guò)所有遮陽(yáng)板，最終固定在位于最底部的遮陽(yáng)板的右側(cè)。

作為優(yōu)選例，所述可編程邏輯控制器按照式控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)；

其中，h表示遮陽(yáng)板沿塑條軌道移動(dòng)長(zhǎng)度，單位：m；hmax表示塑條軌道長(zhǎng)度，即遮陽(yáng)板最大移動(dòng)長(zhǎng)度，單位：m；tmax表示車(chē)內(nèi)環(huán)境可能達(dá)到的最高溫度，單位：℃；tmin表示舒適條件下的車(chē)內(nèi)空氣溫度；t表示所測(cè)得的車(chē)內(nèi)實(shí)際空氣溫度，單位：℃。

作為優(yōu)選例，所述遮陽(yáng)單元布設(shè)在車(chē)體前擋風(fēng)玻璃、后擋風(fēng)玻璃和車(chē)窗旁；所述遮陽(yáng)單元能夠覆蓋前擋風(fēng)玻璃、后擋風(fēng)玻璃和車(chē)窗。

作為優(yōu)選例，所述遮陽(yáng)板中位于底端的遮陽(yáng)板的兩端呈工字形，塑條軌道中設(shè)有t形軌道，所述底端的遮陽(yáng)板與塑條軌道相適配。

作為優(yōu)選例，所述遮陽(yáng)板包括依次連接的金屬層、相變材料層和反光層、相變材料層中填充有相變材料；當(dāng)遮陽(yáng)板處于展開(kāi)狀態(tài)時(shí)，反光層朝向車(chē)體外側(cè)。

作為優(yōu)選例，所述的相變材料層包括塑料殼體，塑料殼體內(nèi)設(shè)有網(wǎng)格，相變材料填充在網(wǎng)格中。

作為優(yōu)選例，所述的熱敏電阻固定連接在車(chē)體的空調(diào)出風(fēng)口的格柵上。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的車(chē)輛可以降低車(chē)輛啟動(dòng)和行駛過(guò)程中的能耗，提高車(chē)內(nèi)人員舒適度。本發(fā)明實(shí)施例的車(chē)輛中設(shè)有相變材料制成的遮陽(yáng)板。遮陽(yáng)板可吸收太陽(yáng)輻射熱量，發(fā)生固-液相態(tài)轉(zhuǎn)變，抑制車(chē)內(nèi)溫度升高。當(dāng)車(chē)內(nèi)空調(diào)運(yùn)行時(shí)，車(chē)內(nèi)溫度低于相變材料的熔點(diǎn)溫度，相變材料發(fā)生液-固轉(zhuǎn)變，空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷量被材料儲(chǔ)存起來(lái)。當(dāng)溫度高于其熔點(diǎn)溫度時(shí)，冷量得到釋放，有效減緩車(chē)內(nèi)空間的溫升，達(dá)到車(chē)內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)“削峰”作用。另外，本發(fā)明實(shí)施例的車(chē)輛中，遮陽(yáng)單元安裝在車(chē)體內(nèi)側(cè)，基本不占用車(chē)內(nèi)空間的前提下，結(jié)構(gòu)更加緊湊，且達(dá)到了更好的遮陽(yáng)、節(jié)能效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的遮陽(yáng)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的塑條軌道的剖面圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中遮陽(yáng)板和塑條軌道的裝配示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例中鋼繩、遮陽(yáng)板、電機(jī)和滑輪的裝配示意圖；

圖中有：遮陽(yáng)板1、柔性連接件2、彈性插銷(xiāo)3、塑條軌道4、鋼繩5、熱敏電阻6、a/d轉(zhuǎn)換器7、可編程邏輯控制器8、電機(jī)9、滑輪10、車(chē)體11。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種低能耗車(chē)輛，包括車(chē)體11和遮陽(yáng)單元。遮陽(yáng)單元布設(shè)在車(chē)體11內(nèi)側(cè)。所述遮陽(yáng)單元包括相變材料制成的遮陽(yáng)板1、柔性連接件2、彈性插銷(xiāo)3、兩個(gè)相對(duì)的塑條軌道4、鋼繩5、熱敏電阻6、a/d轉(zhuǎn)換器7、可編程邏輯控制器8和電機(jī)9。塑條軌道4固定連接在車(chē)體11上，且遮陽(yáng)板1嵌至在塑條軌道4中。位于頂端的遮陽(yáng)板1與車(chē)體11固定連接。相鄰遮陽(yáng)板1之間通過(guò)柔性連接件2連接。鋼繩5穿過(guò)遮陽(yáng)板1，鋼繩5與電機(jī)9的動(dòng)力輸出軸連接。電機(jī)9通過(guò)鋼繩5拉動(dòng)遮陽(yáng)板1實(shí)現(xiàn)展開(kāi)或收縮。彈性插銷(xiāo)3位于塑條軌道4中，且固定連接在塑條軌道4的上部。熱敏電阻6的信號(hào)輸出端與a/d轉(zhuǎn)換器7的信號(hào)輸入端連接，a/d轉(zhuǎn)換器7的信號(hào)輸出端與可編程邏輯控制器8的信號(hào)輸入端連接，可編程邏輯控制器8的信號(hào)輸出端與電機(jī)9的信號(hào)輸入端連接。

上述實(shí)施例中，遮陽(yáng)單元布設(shè)在車(chē)體11內(nèi)側(cè)，可以布設(shè)在車(chē)體11前擋風(fēng)玻璃旁、后擋風(fēng)玻璃旁或者車(chē)窗旁。遮陽(yáng)單元能夠覆蓋前擋風(fēng)玻璃、后擋風(fēng)玻璃或者車(chē)窗。作為優(yōu)選例，遮陽(yáng)單元分別布設(shè)在車(chē)體11前擋風(fēng)玻璃旁、后擋風(fēng)玻璃旁和車(chē)窗旁。遮陽(yáng)單元能夠覆蓋前擋風(fēng)玻璃、后擋風(fēng)玻璃和車(chē)窗。這樣可以增加遮陽(yáng)效果，降低空調(diào)能耗。

上述實(shí)施例的遮陽(yáng)單元中，相鄰遮陽(yáng)板1之間通過(guò)柔性連接件2連接。數(shù)個(gè)單塊遮陽(yáng)板1由柔性材料2連接成一體，柔性材料2連接方式使得各遮陽(yáng)板能夠繞著柔性材料2自由活動(dòng)，因此易于折疊。這樣遮陽(yáng)板1可以折疊收縮，也可以展開(kāi)處于同一面上。遮陽(yáng)板1由相變材料制成。

當(dāng)車(chē)輛處于高溫環(huán)境下，熱敏電阻6采集的車(chē)內(nèi)空氣環(huán)境溫度高于設(shè)定環(huán)境溫度時(shí)，熱敏電阻6受熱后電阻值發(fā)生改變，將電信號(hào)傳遞到a/d轉(zhuǎn)換器7，a/d轉(zhuǎn)換器7將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞到可編程邏輯控制器8，可編程邏輯控制器8計(jì)算遮陽(yáng)板1的收回移動(dòng)距離，發(fā)出控制指令，電機(jī)9接收控制指令進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，控制遮陽(yáng)板1展開(kāi)。遮陽(yáng)板1沿塑條軌道4展開(kāi)。當(dāng)環(huán)境溫度高于相變材料的熔點(diǎn)時(shí)，相變材料吸收車(chē)內(nèi)的熱量，由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。這一過(guò)程可避免車(chē)內(nèi)空氣溫度進(jìn)一步升高，從而維持相對(duì)舒適的車(chē)內(nèi)空氣溫度。

當(dāng)車(chē)內(nèi)空調(diào)運(yùn)行時(shí)，車(chē)內(nèi)環(huán)境溫度逐步降低。熱敏電阻6采集的車(chē)內(nèi)空氣環(huán)境溫度低于設(shè)定環(huán)境溫度時(shí)，熱敏電阻6受熱后電阻值發(fā)生改變，將電信號(hào)傳遞到a/d轉(zhuǎn)換器7，a/d轉(zhuǎn)換器7將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞到可編程邏輯控制器8，可編程邏輯控制器8計(jì)算遮陽(yáng)板1的收回移動(dòng)距離，發(fā)出控制指令，電機(jī)9接收控制指令進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，控制遮陽(yáng)板1沿塑條軌道4原路折疊收縮。在此過(guò)程中，當(dāng)溫度低于相變材料熔點(diǎn)時(shí)，相變材料重新由液態(tài)相變?yōu)楣虘B(tài)，儲(chǔ)存了空調(diào)供應(yīng)的部分冷量，能夠有效減緩空調(diào)停止后車(chē)內(nèi)空間的溫升，達(dá)到空調(diào)負(fù)荷“削峰”的作用。

上述實(shí)施例中，作為一優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述遮陽(yáng)單元還包括滑輪10，滑輪10與車(chē)體11固定連接；所述鋼繩5為兩根，一鋼繩5的一端與位于最底部的遮陽(yáng)板1的一端固定連接，另一端從下向上穿過(guò)遮陽(yáng)板1后，固定連接在電機(jī)9的動(dòng)力輸出軸上；另一鋼繩5的一端與位于最底部的遮陽(yáng)板1的另一端固定連接，另一端從下向上穿過(guò)遮陽(yáng)板1后，繞過(guò)滑輪10，固定連接在電機(jī)9的動(dòng)力輸出軸上。

在該優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，當(dāng)需要將展開(kāi)的遮陽(yáng)板1收回時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)9，電機(jī)9的動(dòng)力輸出軸旋轉(zhuǎn)，使得鋼繩5在動(dòng)力輸出軸纏繞。這樣，遮陽(yáng)板1從展開(kāi)狀態(tài)逐漸回收，處于折疊狀態(tài)。當(dāng)需要展開(kāi)遮陽(yáng)板1時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)9，電機(jī)9的動(dòng)力輸出軸反方向旋轉(zhuǎn)，鋼繩5逐漸脫離動(dòng)力輸出軸。當(dāng)鋼繩5作用于遮陽(yáng)板1的拉力大于彈性插銷(xiāo)3的彈力時(shí)，遮陽(yáng)板1脫離彈性插銷(xiāo)3阻擋向下移動(dòng)。這樣，遮陽(yáng)板1從折疊狀態(tài)逐漸展開(kāi)，起到遮陽(yáng)作用。

作為另一優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述遮陽(yáng)單元還包括滑輪10，滑輪10與車(chē)體11固定連接。所述鋼繩5為一根，鋼繩5一端固定連接在位于最底部的遮陽(yáng)板1左側(cè)，另一端在電機(jī)9的動(dòng)力輸出軸上纏繞固定后，繞過(guò)滑輪10，從位于最頂端的遮陽(yáng)板1右側(cè)開(kāi)始，依次交叉穿過(guò)所有遮陽(yáng)板1，最終固定在位于最底部的遮陽(yáng)板1的右側(cè)。該優(yōu)選結(jié)構(gòu)僅用一根鋼繩5，易于實(shí)現(xiàn)遮陽(yáng)板兩端同步移動(dòng)。與前一優(yōu)選結(jié)構(gòu)相同，通過(guò)控制電機(jī)9的動(dòng)力輸出軸旋轉(zhuǎn)方向，使得鋼繩5在處于收和放不同狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)遮陽(yáng)板1在展開(kāi)狀態(tài)和折疊狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。具體來(lái)說(shuō)，鋼繩5一端固定在位于最底部的遮陽(yáng)板1左側(cè)，另一端在電機(jī)9的動(dòng)力輸出軸上纏繞后，繞過(guò)滑輪10，在塑條軌道4中拉直再?gòu)奈挥谧铐敹说恼陉?yáng)板1右側(cè)開(kāi)始，依次交叉穿過(guò)所有遮陽(yáng)板1，最終固定在位于最底部的遮陽(yáng)板1的右側(cè)。當(dāng)電機(jī)9逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，鋼繩5帶動(dòng)滑輪10也逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，左端鋼繩5縮短，右端鋼繩5增長(zhǎng)，當(dāng)插銷(xiāo)3中彈簧的彈力小于鋼繩拉力時(shí)，鋼繩5拉動(dòng)相變材料板1，從而使相變材料板1與對(duì)應(yīng)的擋風(fēng)玻璃、和車(chē)窗保持平行位置展開(kāi)；當(dāng)電機(jī)9順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，鋼繩5帶動(dòng)滑輪10也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，左端鋼繩5增長(zhǎng)，右端鋼繩5縮短，使遮陽(yáng)板1折疊，當(dāng)遮陽(yáng)板1折疊至原位置后，插銷(xiāo)3不再受外界壓力發(fā)生形變，擋住遮陽(yáng)板1。展開(kāi)時(shí)，通過(guò)鋼繩5恒定的拉力大于插銷(xiāo)3的彈力，使遮陽(yáng)板1下移。折疊收回時(shí)，通過(guò)鋼繩5的恒定拉力大于遮陽(yáng)板1自身重力，使遮陽(yáng)板1上移。

上述實(shí)施例中，所述可編程邏輯控制器8按照式(1)控制電機(jī)9的轉(zhuǎn)動(dòng)；

其中，h表示遮陽(yáng)板沿塑條軌道移動(dòng)長(zhǎng)度，單位：m；hmax表示塑條軌道長(zhǎng)度，即遮陽(yáng)板最大移動(dòng)長(zhǎng)度，單位：m；tmax表示車(chē)內(nèi)環(huán)境可能達(dá)到的最高溫度，單位：℃；tmin表示舒適條件下的車(chē)內(nèi)空氣溫度；t表示所測(cè)得的車(chē)內(nèi)實(shí)際空氣溫度，單位：℃。作為優(yōu)選，所述tmin為26℃。

可編程邏輯控制器8依據(jù)溫度變化幅度，可實(shí)現(xiàn)遮陽(yáng)板1的連續(xù)變化。在不同外界溫度下，保持車(chē)輛內(nèi)部處于合適的溫度環(huán)境中。

上述實(shí)施例中，為便于遮陽(yáng)板1的移動(dòng)，所述遮陽(yáng)板1中位于底端的遮陽(yáng)板1的兩端呈工字形，塑條軌道4中設(shè)有t形軌道，所述底端的遮陽(yáng)板1與塑條軌道4相適配。遮陽(yáng)單元中的遮陽(yáng)板1有多塊。位于最頂端的遮陽(yáng)板1固定在車(chē)體11上，是不移動(dòng)的。位于最低端的遮陽(yáng)板1與塑條軌道4相適配，以控制位于中間的遮陽(yáng)板的移動(dòng)。通過(guò)設(shè)置塑條軌道4，對(duì)遮陽(yáng)板1的移動(dòng)進(jìn)行限位。

上述實(shí)施例中，所述遮陽(yáng)板1包括依次連接的金屬層101、相變材料層102和反光層103、相變材料層102中填充有相變材料；當(dāng)遮陽(yáng)板1處于展開(kāi)狀態(tài)時(shí)，反光層103朝向車(chē)體外側(cè)。當(dāng)溫度較高，遮陽(yáng)板1處于展開(kāi)狀態(tài)時(shí)，外界太陽(yáng)光先照射在反光層103上，通過(guò)反光層103反射出去。通過(guò)設(shè)置反光層103利于降低車(chē)內(nèi)溫度。設(shè)置金屬層101，有利于快速傳熱，將車(chē)內(nèi)的熱量及時(shí)傳遞給相變材料層102。相變材料層102吸熱，其含有的相變材料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，進(jìn)行儲(chǔ)熱。該結(jié)構(gòu)的遮陽(yáng)板1，利于快速降低車(chē)內(nèi)溫度。

由于相變材料層102在展開(kāi)和折疊回縮狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，所以為避免在展開(kāi)狀態(tài)時(shí)，相變材料都集中到相變材料層102的下部，所述相變材料層102包括塑料殼體，塑料殼體內(nèi)設(shè)有網(wǎng)格，相變材料填充在網(wǎng)格中。這樣，不論相變材料層102位置怎么變化，其中的相變材料始終在網(wǎng)格中，利于相變材料在相變材料層102中的均勻分布，使得相變材料層102能夠起到很好的蓄熱和釋放熱量的作用。

當(dāng)駕駛?cè)藛T進(jìn)入車(chē)內(nèi)時(shí)，位于前擋風(fēng)玻璃處的遮陽(yáng)板1需要折疊收回，駕駛?cè)藛T才能駕駛。為便于快速響應(yīng)，所述的熱敏電阻6固定連接在車(chē)體11的空調(diào)出風(fēng)口的格柵上。車(chē)輛啟動(dòng)時(shí)，空調(diào)出風(fēng)口處的溫度會(huì)驟然降低。這樣，位于出風(fēng)口的熱敏電阻6及時(shí)將采集的溫度信息傳送給可編程邏輯控制器8，進(jìn)而控制遮陽(yáng)板1折疊回位。

上述實(shí)施例中，當(dāng)車(chē)內(nèi)空氣溫度高于遮陽(yáng)板內(nèi)部相變材料熔點(diǎn)時(shí)，相變材料吸收車(chē)內(nèi)熱量，發(fā)生固態(tài)到液態(tài)的相變，使車(chē)內(nèi)空氣溫度降低，減少了汽車(chē)空調(diào)再次運(yùn)行時(shí)的能耗。在車(chē)內(nèi)空調(diào)運(yùn)行條件下，車(chē)內(nèi)空氣溫度低于遮陽(yáng)板裝置內(nèi)部相變材料熔點(diǎn)時(shí)，相變材料重新由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，并儲(chǔ)存一部分冷量，能夠有效減緩空調(diào)系統(tǒng)停止運(yùn)行后及太陽(yáng)暴曬條件下車(chē)內(nèi)空間的溫升，對(duì)空調(diào)負(fù)荷起到了“削峰”的作用。另外，本實(shí)施例中，遮陽(yáng)板處于折疊狀態(tài)時(shí)，即不展開(kāi)時(shí)，各遮陽(yáng)板之間有間隙，各遮陽(yáng)板仍能與空氣接觸，可起到蓄熱或蓄冷作用。

上述實(shí)施例中，當(dāng)車(chē)內(nèi)溫度處于正常值范圍時(shí)，遮陽(yáng)板1折疊處于塑條軌道4上部，由插銷(xiāo)3抵住不下落。

在以下兩種情況，展開(kāi)的遮陽(yáng)板1會(huì)自動(dòng)折疊收縮：一是當(dāng)汽車(chē)啟動(dòng)，車(chē)內(nèi)空調(diào)開(kāi)啟時(shí)，置于送風(fēng)口近處的熱敏電阻6檢測(cè)到送風(fēng)口附近風(fēng)量陡增，溫度驟降；二是當(dāng)汽車(chē)熄火時(shí)，車(chē)內(nèi)環(huán)境溫度在相變材料遮陽(yáng)板1吸收一定熱量以后已經(jīng)降低至設(shè)定溫度以下。電機(jī)9再次啟動(dòng)，鋼繩5所形成的循環(huán)反向旋轉(zhuǎn)使材料板能夠折疊收起。

與傳統(tǒng)的車(chē)用遮陽(yáng)板相比，本發(fā)明中的遮陽(yáng)板采用相變材料，可以有效利用相變材料的等溫吸熱特性提高遮陽(yáng)的效率，消除人員進(jìn)入太陽(yáng)暴曬下車(chē)輛內(nèi)部的炙熱感，為行車(chē)提供良好的車(chē)內(nèi)溫度環(huán)境，提高駕駛員和車(chē)內(nèi)乘客的人體舒適度。

下面提供一試驗(yàn)，驗(yàn)證本發(fā)明實(shí)施例的車(chē)輛具有低能耗。

(1)降低車(chē)內(nèi)空氣溫升效果

一輛普通轎車(chē)的容積為3m³，已知空氣的比熱容為1.0kj/kg.k，密度為1.2kg/m³。未安裝本發(fā)明所述的相變材料遮陽(yáng)單元時(shí)，轎車(chē)的空調(diào)負(fù)荷lq0為2119w。采用的相變材料正十八烷的相變焓值約為231kj/kg,即每千克正十八烷固-液相變時(shí)可吸收的熱量為231kj。在吸收太陽(yáng)輻射熱量與空氣傳熱熱量比例為5：1條件下：

由公式q＝cvρδt，可得遮陽(yáng)板內(nèi)每千克相變材料固-液相變時(shí)可抑制車(chē)廂內(nèi)空氣溫升為：

式中，q表示每千克正十八烷固-液相變時(shí)可吸收的車(chē)內(nèi)空氣的熱量，單位：kj；c表示空氣比熱容，單位：kj/(kg·℃)；v表示車(chē)廂內(nèi)的空氣體積，單位：m³；ρ表示空氣密度，單位：kg/m³；δt表示車(chē)廂內(nèi)空氣溫升抑制量，單位：℃。

本實(shí)例中，固液相變吸收的總熱量分成6份，其中1份熱量來(lái)自于車(chē)內(nèi)空氣，其余5份熱量來(lái)自于吸收太陽(yáng)照射輻射。因此，q為231/6。v取3m³。

由計(jì)算得，理想條件下每千克正十八烷能夠抑制車(chē)內(nèi)溫度升高近11℃，故車(chē)輛裝有本發(fā)明的遮陽(yáng)單元后，能夠有效降低車(chē)廂內(nèi)溫度。

(2)降低汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)能耗效果

在擋風(fēng)玻璃處添加相變遮陽(yáng)板后，降低了通過(guò)車(chē)窗玻璃傳熱和日射得熱構(gòu)成的空調(diào)負(fù)荷，同時(shí)由于相變材料的吸熱作用，汽車(chē)空調(diào)負(fù)荷將會(huì)進(jìn)一步降低。各部分負(fù)荷如下：

1)通過(guò)車(chē)身非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)傳熱形成的空調(diào)負(fù)荷lq1

lqt＝ktft(tz1-tn)＝4.57×2.6×(50-25)＝297w

lqs＝2ksfs(tz1-tn)＝2×3.86×2.17×(50-25)＝419w

lqb＝kbfb(tz1-tn)＝1.57×3.33×(50-25)＝131w

式中，lqt為車(chē)頂傳熱形成的冷負(fù)荷，單位：w；lqs為車(chē)身側(cè)面?zhèn)鳠嵝纬傻睦湄?fù)荷，單位：w；lqb為車(chē)底傳熱形成的冷負(fù)荷，單位：w；kt為車(chē)頂?shù)膫鳠嵯禂?shù)，單位：w/(m²·k)；ks為車(chē)身側(cè)面的傳熱系數(shù)，單位：w/(m²·k)；kb為車(chē)底的傳熱系數(shù)，單位：w/(m²·k)；ft為車(chē)頂?shù)膫鳠崦娣e，單位：m²；fs為車(chē)身側(cè)面的傳熱面積，單位：m²；fb為車(chē)底的傳熱面積，單位：m²；tz1為車(chē)身外空氣綜合溫度，取50℃；tn為車(chē)內(nèi)空氣溫度，取25℃。

因而，通過(guò)車(chē)身非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)傳熱形成的空調(diào)負(fù)荷為：

lq1＝lqt+lqs+lqb＝847w

式中，lq1為通過(guò)車(chē)身非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)傳熱形成的空調(diào)負(fù)荷，單位：w。

2)通過(guò)車(chē)窗玻璃穩(wěn)態(tài)傳熱形成的空調(diào)負(fù)荷lq2

lqq＝kqfq(tz2-tn)＝8.745×0.709×(35-25)＝62w

lqc＝2kcfc(tz2-tn)＝2×8.78×0.894×(35-25)＝157w

lqh＝khfh(tz2-tn)＝8.86×0.474×(35-25)＝42w

式中，lqq為前擋風(fēng)玻璃傳熱形成的冷負(fù)荷，單位：w；lqc為側(cè)窗傳熱形成的冷負(fù)荷，單位：w；lqh為后擋風(fēng)玻璃傳熱形成的冷負(fù)荷，單位：w；kq為前擋風(fēng)玻璃的傳熱系數(shù)，單位：w/(m²·k)；kc為側(cè)窗的傳熱系數(shù)，單位：w/(m²·k)；kh為后擋風(fēng)玻璃的傳熱系數(shù)，單位：w/(m²·k)；fq為前擋風(fēng)玻璃的傳熱面積，單位：m²；fc為側(cè)窗的傳熱面積，單位：m²；fh為后擋風(fēng)玻璃的傳熱面積，單位：m²；tz2為車(chē)窗外空氣綜合溫度，取35℃；tn為車(chē)內(nèi)空氣溫度，取25℃。

因而，添加相變遮陽(yáng)板后，通過(guò)車(chē)窗玻璃穩(wěn)態(tài)傳熱形成的空調(diào)負(fù)荷為：

lq2＝lqq+lqc+lqh＝261w

式中，lq2為通過(guò)車(chē)窗玻璃穩(wěn)態(tài)傳熱形成的空調(diào)負(fù)荷，單位：w。

3)通過(guò)車(chē)窗玻璃日射得熱形成的空調(diào)負(fù)荷：

由于鋁箔可看成不透光材料，其透射率可忽略不計(jì)，因此在安裝相變材料遮陽(yáng)單元后，通過(guò)車(chē)窗玻璃日射得熱形成的空調(diào)負(fù)荷視為0。

4)因相變材料吸熱降低的空調(diào)負(fù)荷lqabs：

將吸熱量與時(shí)間按近似線性變化，單位質(zhì)量單位時(shí)間相變材料融化吸熱量為30j/s·kg，按照典型家用汽車(chē)車(chē)體透明部分面積，可估算每輛汽車(chē)所使用的相變材料總質(zhì)量為20.2kg，則相變材料吸收的總熱量(即：因相變材料吸熱降低的空調(diào)負(fù)荷)為：

lqabs＝mqabs＝20.20×30＝606w

式中，lqabs為相變材料吸收的總熱量，單位：w；m為相變材料質(zhì)量，單位：kg；qabs為單位質(zhì)量相變材料吸收的熱量，單位：w/kg。

因此采用相變遮陽(yáng)板后，降低的空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷為：

δq＝lq0-(lq1+lq2-lqabs)＝2119-(847+261-606)＝1617w

式中，δq為采用本發(fā)明后空調(diào)負(fù)荷的降低量，單位：w；lq0為未安裝本發(fā)明所述的相變材料遮陽(yáng)單元時(shí)的空調(diào)負(fù)荷，單位：w；lq1為通過(guò)車(chē)身非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)傳熱形成的空調(diào)負(fù)荷，單位：w；lq2為通過(guò)車(chē)窗玻璃穩(wěn)態(tài)傳熱形成的空調(diào)負(fù)荷，單位：w；lqabs為因相變材料吸熱降低的空調(diào)負(fù)荷，單位：w。

相應(yīng)地，可節(jié)省的用于汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的能耗為：

式中，cop為汽車(chē)空調(diào)系統(tǒng)性能系數(shù)(制冷量與運(yùn)行功率之比)，取值為2.6。

綜上，本發(fā)明的車(chē)輛不僅可有效降低車(chē)內(nèi)空氣溫升，也能降低車(chē)輛空調(diào)系統(tǒng)能耗。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。