張濤 効迎春 曾俊鑫

摘 要：車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)是將光伏和車載空調(diào)有機結(jié)合起來的新模式，是將太陽能引入到汽車制冷領(lǐng)域當(dāng)中的重要嘗試。車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)具有低碳環(huán)保、綠色節(jié)能的優(yōu)點，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟和完善，車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)必然會在車載空調(diào)當(dāng)中占據(jù)著重要的位置。

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào)；太陽能；遠(yuǎn)程控制

一、車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)的優(yōu)勢簡析

車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)是太陽能在汽車制冷系統(tǒng)中應(yīng)用的具體體現(xiàn)，在汽車空調(diào)中運用太陽能有利于解決早人類發(fā)展面臨的環(huán)境污染和能源緊缺的問題。毫無疑問，車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)是一種低碳環(huán)保、綠色節(jié)能的技術(shù)，是一種順應(yīng)時代發(fā)展潮流的產(chǎn)品。車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)在應(yīng)用中的優(yōu)勢注意體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源的消耗量在持續(xù)增加，對于能源的供應(yīng)提出了更高的要求，能源危機是我國經(jīng)濟發(fā)展中必須要面臨的潛在危險。太陽能不僅是一種新型的清潔能源，而且其獲取方便，隨著太陽能發(fā)電技術(shù)的不斷成熟，在應(yīng)用中越來越廣泛而普遍，是未來新能源發(fā)展的重要方向。車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)可以減少傳統(tǒng)的化石能源的消耗，而且我國的汽車數(shù)量在逐年增長，數(shù)量龐大，太陽能在其次制冷中的應(yīng)用對于節(jié)能減排有很大的幫助。

其次，太陽能是一種綠色能源，車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)的使用可以有效減少汽車的碳排放及其他污染物的排放。傳統(tǒng)的汽車空調(diào)主要依靠汽油等化石能源進(jìn)行運轉(zhuǎn)，這在無形中增加了汽車對于化石能源的消耗，增加污染物的排放，給環(huán)境帶來了極大的負(fù)擔(dān)，太陽能的運用可以有效解決這樣的問題。

最后，車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)的使用更加便捷。從結(jié)構(gòu)上看，汽車太陽能空調(diào)是比較簡單的，主要包括制冷部分、太陽能電池以及控制部分這三個組成部分。而且著三個部分在技術(shù)上都比較成熟，已經(jīng)可以滿足大規(guī)模應(yīng)用的要求。另外，車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)在安裝和使用上也比較方便，不但新投入生產(chǎn)的汽車可以用車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)取代傳統(tǒng)的汽車空調(diào)，而且已經(jīng)生產(chǎn)出來并投入使用的舊車也可以進(jìn)行制冷設(shè)備的升級，可以很方便地裝上車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)，而且其使用效果也不會受到影響。

二、車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)的結(jié)構(gòu)分析

（一）車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)的太陽能電池

太陽能電池是為車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)提供能源的重要結(jié)構(gòu)，是不可或缺的構(gòu)件。光電轉(zhuǎn)換原理是太陽能電池進(jìn)行運轉(zhuǎn)的原理，它可以將光能直接轉(zhuǎn)換成電能為空調(diào)的工作提供動力。以硅型太陽能電池為例，其在與太陽光發(fā)生接觸之后就可以快速吸收可見光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化。如果太陽光照射到硅型電池，電池就會進(jìn)行自動存儲，隨著陽光的不停照射就會產(chǎn)生電子空穴，從而使價帶和導(dǎo)帶中的電子向左右兩邊靠攏，在硅型電池內(nèi)部形成自然電勢差，進(jìn)而產(chǎn)生電能。具體來說，硅原子及圍繞在其周圍的四個電子組成了硅型電池正負(fù)電荷。由于陽光的照射形成了電子空穴，而電子空穴內(nèi)部不存在電子，所以就會吸收周圍的電子從而產(chǎn)生P型半導(dǎo)體的現(xiàn)象。由于硅型電池中加入了磷原子，磷原子有五個電子，硅原子和磷原子的四個電子進(jìn)行交融，剩下的一個電子極為活躍，就演變?yōu)镹型半導(dǎo)體。在硅型電池中，N型半導(dǎo)體含有大量的電子，而P型半導(dǎo)體存在電子空穴，二者結(jié)合在一起后就會使兩個半導(dǎo)體的接觸面形成PN結(jié)，在太陽光的照射下，PN結(jié)中就會出現(xiàn)電子的移動，產(chǎn)生電勢差，從而產(chǎn)生了電流。由于PN型半導(dǎo)體是電的不良導(dǎo)體，很容易產(chǎn)生電流的流失，因此通常會將金屬涂抹于半導(dǎo)體之上在最大限度上減少電流的損耗。由于硅型太陽能電池的點流量較少，所以在實際的應(yīng)用中通常將多個電池進(jìn)行串聯(lián)以組成太陽能電池陣列，增加電池的電流量。單晶硅及薄膜技術(shù)的發(fā)展是汽車太陽能電池得以投入使用的重要技術(shù)條件，這兩項技術(shù)不斷提高了電池的發(fā)電效率，還減輕可電池的重量。

（二）車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)的制冷系統(tǒng)

太陽能半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)是實現(xiàn)汽車車廂制冷的重要設(shè)備，它通過將太陽能電池產(chǎn)生電能傳輸?shù)杰噧?nèi)的蓄電池中，通過蓄電池為汽車內(nèi)的半導(dǎo)體空調(diào)提供進(jìn)行制冷所需的穩(wěn)定電能。在太陽能半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)中，半導(dǎo)體制冷材料的制冷效率是影響制冷效果的重要因素。從理論上看，半導(dǎo)體制冷具有很大的應(yīng)用潛力，但是在現(xiàn)階段，半導(dǎo)體的制冷效率并不高，這給半導(dǎo)體制冷帶來不利的影響，使其推廣受到了很大的限制。由于太陽能半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)目前所采用的材料熱電轉(zhuǎn)化效率低，在具備較高轉(zhuǎn)化能力的半導(dǎo)體材料的開發(fā)上還需要有進(jìn)一步的突破，以研究出更加理想的制冷材料，提高制冷的效率。另外在太陽能半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上也可以進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，通過加強冷熱端的換熱也可以在一定程度上實現(xiàn)半導(dǎo)體的制冷效率的提升，使得太陽能半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)更加高效。

（三）車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)的控制電路

車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)的主要由單片機、升壓調(diào)節(jié)器以及溫度傳感器三個模塊構(gòu)成。

單片機主要為P89LPC922，它能夠同時滿足與低成本和高集成度兩個方面的要求。它不僅處理器結(jié)構(gòu)的性能高，在指令執(zhí)行上所需的時間短，而且還將多種系統(tǒng)級的功能集合在一起，是元件的數(shù)目及電路板的面積大大減少。

升壓調(diào)節(jié)器采用的是SP6641B，它具有很高的電池轉(zhuǎn)換效率能夠滿足多個設(shè)備的電力供應(yīng)，而且還具有極低的靜態(tài)電流。

溫度傳感器為LM75A，它擁有高速I2C接口，不僅溫度的感知范圍廣，而且感知的精度高，而且還支持多個不同的工作模式，通過設(shè)置不同的工作模式可以更好地對溫度進(jìn)行監(jiān)控，對于降低功耗具有很大的幫助。

總之，車載光伏遠(yuǎn)程控制空調(diào)是汽車制冷發(fā)展的一個重要方向，由于其在應(yīng)用上的優(yōu)點突出，在未來擁有著廣闊的應(yīng)用前景。

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