关于汽车防晒技术的研究

毕 业 论 文标 题： 关于汽车防晒技术的研究 关 键 词： 汽车防晒 传感器 太阳能 撰 写 人： 指导教师：_ _ _ _提交日期： 2014年4月26日 摘 要由于气温的变化和红外线、紫外线更加强烈。如何帮助汽车防晒也慢慢的走进人们的世界。如何让汽车度过炎热的夏天。汽车防晒这项已经受到各国家广泛的关注和研究，一个良好的车室环境对人的身体健康存在一定影响。目前市场上已经有一系列汽车防晒产品（如防暴膜、太阳罩等）的销售，起到了一定的隔热作用，但是防晒的效果不是特别明显。本文针对当前汽车防晒研究的现状提出了电控自动防晒系统。目的为了营造一个更舒适、健康的车室环境，减少因车内皮革、橡胶等高温下散发出有害气体对人体健康构成伤害。关键词：汽车防晒；传感器；太阳能 关于汽车防晒技术的研究前言：汽车工业从无到有，迅猛发展，产量大幅增加，技术日新月异，当今时代，汽车工业已成为一个国家工业的支柱，汽车技术己成为一个国家工业技术水平的标志。汽车防晒已经受到各国家广泛的关注和研究，一个良好的车室环境对人的身体健康存在一定影响。目前市场上已经有一系列汽车防晒产品（如防暴膜、太阳罩等）的销售，起到了一定的隔热作用，但是防晒的效果不是特别明显。正文：一、汽车与防晒随着世界汽车工业的发展，汽车数量日益增加，汽车作为一种便捷的交通工具，与人们的生活密切联系在一起，然而汽车在夏季经过太阳光暴晒之后，汽车车室内的橡胶、皮革诸如之类会因温度过高产生对人体有害的气体，影响人们的身体健康，另外研究表明，人体在高温环境下容易产生疲劳和情绪暴躁，对行车安全存有一定隐患。 因此，在追求生活质量的今天，研发汽车防晒装置用以降低人身伤害，营造一个安全、舒适的车室环境，极具现实研究意义和应用前景。随着汽车工业的迅猛发展，加上经济水平的不断提高，小型汽车逐步成为人们的代步工具，走进了家庭，为人们的生活增添色彩。汽车防晒保养产品成为车饰市场急需的产品之一，特别是炎炎夏日，强烈的阳光直射汽车外壳，使整个汽车特别是汽车顶部被晒得很烫，而车内更是闷热得让人难受。另外，汽车经过太阳暴晒之后，可使车内温度达到680C以上，车内的胶水、涂漆、泡沫、橡胶、皮革等等，都会散发出对人体十分有害的气体，如甲苯、丙酮醛等。现代的人们在享受生活所带来的快乐同时也不时考虑到人身安全和健康问题。那么，如何让爱车在烈日之下能拥有一个良好、健康、舒适的室内环境十分重要。换句话说汽车防晒隔热十分地具有意义。二、常见防晒产品的比较与分析1、防晒膜、车用窗帘、防晒罩的比较 防晒膜和车车用窗帘都是夏季必不可少的随车装备，比较起来也各有优势，具体如下：前挡位置：前挡玻璃要求较高的透光性和较高的紫外线、红外线阻隔率，因此前挡膜在防暴膜世界中具有无可替代的地位，也是窗帘无法比较的。防暴膜的装贴需要有专门的工具和防尘车间。如果装贴环境多尘，势必使灰尘沾入到防暴膜与车窗玻璃之间，造成粘贴不牢和部分阴影。汽车窗帘的安装只在车窗的上下装一条滑槽，然后把窗帘安装在其间，使用起来有手拨动，有时滑槽并不顺畅，拉动起来比较费事，而且可能当车窗玻璃降下来后窗帘还拨不开。装贴防暴膜需要到正规的店面选购，以免买到“歪货”。而相对防暴膜来说，窗帘就问题不大了，一般的窗帘比较便宜，也很少有品牌之分，到用品行即定即做的服务。太阳防晒罩材料采用特殊材料复合而成的高反射低辐射面料制成。可降低车内温度1520度，一般可使用35年时间，抗紫外线，减少车内有害物质挥发，防止车内皮革、仪表、仪器等老化。2、分析汽车停泊的防晒装置，大多采用在汽车内部悬挂窗帘或直接在汽车内部玻璃上贴薄膜，来达到防晒的目的。但是这类防晒装置不能有效保护外部日光照射。尤其是在夏天，强烈的阳光直射汽车外壳，使整个汽车特别是顶部被晒得很烫，而车内更是闷热的让人难受。是因为对于汽车防晒膜和车用窗帘而言，可以阻挡掉部分从车身前后和侧面通过车床玻璃照射进来的太阳光，但这些也只是部分的热量。另外，也有人设计通过一个防晒装置遮住车身起到防晒作用，但由于机动车特别是汽车的设计都注重外观设计，在汽车外部找固定点很困难，使得防晒保护外部日光照射的防晒装置由于找不到固定处而很难实现。对于市场上出售的太阳防晒罩，也可以阻挡部分的紫外线、红外线和热辐射，但是待停车后它必须人工的将其覆盖在车身上，要用到汽车时，还需将其从车身上取下，整理后放入行李箱。可以说这样的产品使用起来比较麻烦。如何才能提供一种固定简单、结构合理，能有效保护日光照射的汽车防晒装置，还有待进一不思考和研究。本课题所设计的汽车防晒系统思路来源于太阳能汽车。将汽车的顶部采用太阳能电池板转换太阳能，并用于作为辅助动力，取消汽车上空调系统的使用，取而代之的则是风扇。既不会因夏季开空调而导致汽车动力下降和浪费燃油，又不会产生污染问题，减小温室效应。三、汽车防晒系统的概述车身上大部分是金属材料，而我们知道金属材料的导热性特别好，当炎炎夏日的高温笼罩在汽车周围，热量通过车身被吸收传递，使车室内的温度居高不下，最高温度可达到68摄氏度，车身表面的温度更高。这对车身表面的油漆产生脱落、褪色甚至剥蚀作用，不仅影响汽车的外观美容，而且与人密切接触的车室内环境也会受到不同程度的影响，车室内充满了有害气体，危害着人的身体健康。汽车是人们生活的一部分，总是在这样恶劣的环境下开车行驶，人不仅会容易疲劳，而且会导致精神上的不集中，间接构成了交通事故的客观因素。这就对汽车防晒系统的性能提出了更高的要求。基于可靠操作性和易实现性为出发点，本文讨论并研究能够自动控制车室内温度使其达到人体舒适度要求的自动防晒控制系统，并对该系统的性能要求如下：（1）能够将太阳能有效转化用来作为辅助动力，提供电能给车室内的风扇对外排风，如果风扇未工作，则向太阳能经转化后向12V的电池进行充电，做到能源的有效利用。（2）太阳能光电转化装置太阳能的转化率要高，使用寿命长，确保能量的有效转化。（3）随时能够通过传感器精确的反馈汽车车室内的室温，系统ECU根据传感器的信号电压，自动控制风扇的开启和关闭，实现自动降温功能。（4）在保证系统性能的前提下，做到成本抵，整机体积小，便于推广和在汽车上的安装。四、汽车防晒系统的组成在考虑防晒的基础上，能否利用清洁无污染的太阳能是目前国内外研究的重点方向，因此就设计了这样一个系统。该系统由太阳能光电转化装置、传感器和风扇组成。系统中太阳能光电转化装置是由光生伏打电池组成的太阳能电池板，如果太阳能电池板的转化率为20，则安装在汽车顶棚上1mm2（甚至更多）的太阳能电池板，就能转化200瓦的功率，这将用来作为辅助动力，当传感器反馈的温度如果超出了预先设定的温度值，ECU就自动开启风扇开关，这部分动力将提供给风扇进行排风。当汽车内温度低于预先设定的温度值，ECU自动关闭风扇开关，太阳能电池将给12V电池充电。由于汽车顶棚安装了太阳能电池板，由于太阳能的作用，汽车内的温度就没先前那么高。1、系统流程图设计 本文中所设计的汽车防晒装置，取消了空调系统在汽车上的使用，取而代之的是一个风扇。主要是考虑到空调系统的使用会导致汽车动力性的降低，汽车空调运行引起的温室气体排放量约占汽车排气管排放量的2 10 ，随着高性能发动机的使用，这一比例逐渐变大。在美国，EPA统计的汽车空调引起的温室气体排放约占全球温室气体排放的0.1 。长时间开空调还会对人体造成不必要的伤害，其次夏天汽车开空调是比较费油的。汽车防晒系统的作用是能起到对日光照射的阻挡，太阳能在传统汽车上的利用，作为辅助动力系统来用，急节能又环保，可以说是一举两得。对于传统汽车太阳能的利用之所以不能作为汽车的驱动力，是因为太阳能的转化率并不是很高，另一个很重要的因素在于汽车车身的表面积有限，一般3到5个平米。一个小轿车，比如桑塔纳，大概有七十几个千瓦，如果太阳能的转化率为20的话，一平米才200瓦，对于桑塔纳轿车，表面积算5平米，就算全部贴上太阳能电池，也就得到1个千瓦。这一个千瓦是不足以推动汽车的，也不能带动空调里面的压缩机，因为压缩机需好几个千瓦。所以设计将空调系统拿掉，装一个风扇，当汽车内温度很高时，这部分辅助动力就带动风扇排风，当汽车停在那里，如果风扇不工作，则给12伏电池充电。本文中汽车防晒系统流程图设计如下：是ECU传感器是否高于设定温度否向12V电池充电采集数据启动风扇系统分析 图1自动控制汽车防晒系统流程图通过传感器采集信号，将信号输入ECU，由电脑进行分析判断，当车室内的温度高于预先设定的温度时，由ECU控制将自动开启风扇开关，对外排风，降低车内的温度。通过风扇对外排风，车室内的气体流通，温度降低，降低到设定的温度时，ECU将自动关闭风扇开关使其停止工作，转到对车上12V电池充电。从目前的技术方面来考虑，本文所设计的自动控制汽车防晒系统，在现有的技术上，是可行的，可以有效地防止汽车车室内温度过高。结束语：汽车自动控制防晒系统是围绕防晒和太阳能转换两个方面为中心，设想的一种汽车防晒装置，它将伴随着太阳能技术和电子技术进步