高麗英

摘 要：在高溫曝曬下，汽車內(nèi)部溫度會(huì)急劇升高，會(huì)降低司乘人員駕駛舒適度甚至誘發(fā)身體疾病，導(dǎo)致“車內(nèi)悲劇”，解決車內(nèi)溫度在曝曬下迅增問(wèn)題急不可待。文章以半導(dǎo)體制冷片的peltier效應(yīng)和太陽(yáng)能光伏發(fā)電為技術(shù)核心，設(shè)計(jì)了一種高溫曝曬下車內(nèi)智能降溫系統(tǒng)。系統(tǒng)由車體模塊和控制模塊兩部分組成，通過(guò)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行功能控制，驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷模塊運(yùn)轉(zhuǎn)，在不啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的前提下完成車體的整個(gè)內(nèi)外循環(huán)降溫。通過(guò)理論計(jì)算，并設(shè)計(jì)fluent仿真、簡(jiǎn)化裝置及整車實(shí)體三個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)環(huán)境與外界進(jìn)行大氣交換，實(shí)現(xiàn)了降溫智能化、低碳化，同時(shí)通過(guò)車內(nèi)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及遠(yuǎn)程控制，提高了駕駛舒適性和安全性。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體制冷;光伏發(fā)電;智能降溫;節(jié)能高效

中圖分類號(hào)：TG156 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2019）12-39-06

Abstract： Under high temperature exposure， the internal temperature of the vehicle will rise sharply， which will reduce the driving comfort and even induce physical diseases， resulting in "tragedy in the vehicle". Therefore， it is urgent to solve the problem of rapid increase in the temperature in the vehicle under exposure. Based on the peltier effect of semiconductor cooling sheet and solar photovoltaic power generation technology， a kind of intelligent cooling system is designed in this paper. The system consists of two parts， the vehicle body module and the control module. Through the functional control of the single-chip microcomputer， the semiconductor refrigeration module is driven to run， and the whole internal and external cooling cycle of the vehicle is completed without starting the engine. The feasibility of the system is verified by theoretical calculation， fluent simulation， simplification device and vehicle entity experiments. The experimental results show that the system can exchange atmosphere between the system environment and the outside world， realize intelligent cooling and low carbonization， and improve driving comfort and safety through real-time monitoring and remote control of vehicle temperature.

Keywords： Semiconductor refrigeration; Photovoltaic power generation; Intelligent cooling; Energy conservation and efficient

CLC NO.： TG156 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2019）12-39-06

前言

隨著交通便捷程度的提高，汽車逐漸普及，汽車安全隱患成了關(guān)注焦點(diǎn)，其中高溫下車體的安全隱患成為一種發(fā)生頻率極高卻不易引起注意的隱患。在高溫曝曬下，汽車內(nèi)部溫度會(huì)急劇升高，車內(nèi)高溫對(duì)人體健康危害極大[1]。然而，目前常用于實(shí)現(xiàn)車體恒溫的方式主要使用自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)、智能換氣系統(tǒng)、汽車防曬罩和化學(xué)降溫劑等[2-4]，其中，市場(chǎng)上最為主流的是依靠車體的空調(diào)降溫，而這已經(jīng)造成了巨大能耗，嚴(yán)重違背了國(guó)家“節(jié)能減排”的戰(zhàn)略。而自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)利用溫度傳感器、光照傳感器，以及車窗霧氣傳感器收集車內(nèi)環(huán)境信息，自動(dòng)調(diào)節(jié)車溫從而保持車內(nèi)溫度的恒定的。但此系統(tǒng)成本較高，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。智能換氣系統(tǒng)主要是依靠通風(fēng)起到換氣降溫作用，但其主要適用于車內(nèi)溫度升高不顯著情況，在極高溫環(huán)境下的換氣工作效果不明顯，且頻繁的運(yùn)作空調(diào)系統(tǒng)極易導(dǎo)致其使用壽命減少。汽車防曬罩是目前最普遍的降溫方法，需要人工布置，步驟繁瑣。而化學(xué)類降溫方法可以通過(guò)在車內(nèi)使用化學(xué)降溫噴劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，其原材料一般是干冰、氮?dú)獾?，通常只能?shí)現(xiàn)局部降溫效果，且在使用過(guò)程中，部分化學(xué)添加劑具有一定危害性。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者考慮將汽車空調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行改革，促進(jìn)其小型化、節(jié)能化、智能化轉(zhuǎn)型[5-7]。通過(guò)利用半導(dǎo)體溫控特性，采用熱電制冷器，改變流過(guò)制冷器的電流方向進(jìn)而實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制冷效果。目前，半導(dǎo)體制冷裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生、石油化工、電子技術(shù)等領(lǐng)域，并取得了很好的效果。本文在現(xiàn)有的半導(dǎo)體制冷裝置基礎(chǔ)上，對(duì)其特性進(jìn)行研究，研發(fā)了一種以太陽(yáng)能為能量來(lái)源，有效控制車內(nèi)溫度的高溫曝曬下車內(nèi)智能降溫系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了車體模塊和控制模塊兩大模塊。并對(duì)車體模塊中的半導(dǎo)體制冷裝置、水循環(huán)冷卻裝置、內(nèi)外循環(huán)管道裝置、太陽(yáng)能供電裝置進(jìn)行連接，通過(guò)遠(yuǎn)程手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種不同控制方法，解決了現(xiàn)有汽車車體溫度過(guò)高，車載空調(diào)能耗大，難以提前啟動(dòng)及電路安全無(wú)保障等諸多弊端，能在極短時(shí)間內(nèi)讓車內(nèi)達(dá)到舒適溫度，實(shí)現(xiàn)了車內(nèi)降溫的智能化、低碳化。

1 智能降溫系統(tǒng)車體模塊設(shè)計(jì)

1.1 總體設(shè)計(jì)

整個(gè)基于單片機(jī)控制的半導(dǎo)體智能降溫系統(tǒng)由車體模塊和控制模塊兩個(gè)模塊組成，見(jiàn)圖1。該系統(tǒng)中車體模塊主要包括半導(dǎo)體制冷裝置、水循環(huán)冷卻裝置、內(nèi)外循環(huán)氣體交換裝置、太陽(yáng)能供電裝置。系統(tǒng)控制模塊包括遠(yuǎn)程手動(dòng)控制模塊、電路自動(dòng)控制模塊。整個(gè)系統(tǒng)基于太陽(yáng)能電池組物理性能，將整個(gè)裝置改制成太陽(yáng)能天窗，利用太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)化原理，將接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能提供給半導(dǎo)體制冷裝置。當(dāng)車內(nèi)溫度達(dá)到溫度控制器的設(shè)定值時(shí)，電路自動(dòng)控制模塊啟動(dòng)，首先切換成外循環(huán)模式，抽氣泵運(yùn)行，將車內(nèi)大概70℃的高溫空氣與環(huán)境40℃的空氣進(jìn)行交換，內(nèi)外空氣交換之后使車內(nèi)溫度與環(huán)境溫度達(dá)到相同溫度，實(shí)現(xiàn)第一步降溫;接著在基于環(huán)境溫度下再切換成內(nèi)循環(huán)模式并啟動(dòng)半導(dǎo)體制冷，經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體制冷片降溫處理后的氣體通過(guò)汽車空調(diào)管道排至汽車車內(nèi)，讓汽車內(nèi)部氣流在內(nèi)循環(huán)過(guò)程中降至設(shè)定溫度（如26℃）。當(dāng)遇到臨時(shí)停車或需在預(yù)定時(shí)間到達(dá)車時(shí)，車主可啟動(dòng)遠(yuǎn)程手動(dòng)控制模塊，直接利用時(shí)間控制系統(tǒng)，設(shè)定某一時(shí)刻，啟動(dòng)車體恒溫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程提前降溫，具體系統(tǒng)降溫過(guò)程見(jiàn)圖2。

在整個(gè)系統(tǒng)中，車體模塊和控制模塊分別保證整個(gè)車體溫度的恒溫性，由圖3可直接看出這兩個(gè)部分所控制裝置之間相互配合、相互支撐、協(xié)同工作，保證了恒溫系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

系統(tǒng)的整體布局受車體水箱及空調(diào)位置限定，安放在汽車車內(nèi)前端。該系統(tǒng)將原來(lái)導(dǎo)致車輛高溫的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成控溫能源，在控溫的同時(shí)不增加任何油耗，避免了因高溫產(chǎn)生的安全隱患;同時(shí)利用車內(nèi)原有部件，不需要對(duì)車體進(jìn)行大改造，而是另附零件，無(wú)需進(jìn)行車輛組裝，通過(guò)太陽(yáng)能板供電給車體開(kāi)啟內(nèi)外循環(huán)系統(tǒng)，讓車體迅速降溫，有效地降低車載空調(diào)的耗能。

1.2 半導(dǎo)體制冷裝置

半導(dǎo)體制冷裝置是由半導(dǎo)體制冷片、冷端肋片等組成，它是汽車車體恒溫系統(tǒng)的核心部分，能夠?qū)⑵囓圀w內(nèi)的高溫氣體進(jìn)行冷卻降溫處理，并排至汽車車體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)汽車車體的降溫效果。

半導(dǎo)體制冷片作為特種新型冷源，對(duì)比傳統(tǒng)其他用于汽車的制冷方式時(shí)，其可實(shí)現(xiàn)無(wú)需任何制冷劑制冷，可無(wú)污染、無(wú)噪音地連續(xù)工作。同時(shí)半導(dǎo)體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時(shí)間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達(dá)到最大溫差。而由于半導(dǎo)體制冷片是電流換能型片件，可實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制，很容易實(shí)現(xiàn)遙控、程控、計(jì)算機(jī)控制，便于組成自動(dòng)控制系統(tǒng)。

1.3 內(nèi)外循環(huán)管道裝置

利用汽車空調(diào)的循環(huán)管道、汽車內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(jī)、內(nèi)外循環(huán)端溫度傳感器和抽氣泵（抽氣泵，是指具備一進(jìn)一出的抽氣嘴、排氣嘴各一個(gè)，并且在進(jìn)口處能夠持續(xù)形成真空或負(fù)壓;排氣嘴處形成微正壓），將降溫裝置產(chǎn)生的冷風(fēng)，通過(guò)車內(nèi)循環(huán)送達(dá)車體。車體內(nèi)外循環(huán)的流程見(jiàn)圖5。

在車內(nèi)已配置的內(nèi)外循環(huán)系統(tǒng)上通過(guò)不啟動(dòng)車而由太陽(yáng)能供電時(shí)自啟動(dòng)對(duì)應(yīng)溫度設(shè)定下的內(nèi)外循環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)接于外循環(huán)模塊的溫度傳感器在感測(cè)到車內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定高溫時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)外循環(huán)管道的循環(huán)過(guò)程，此時(shí)進(jìn)風(fēng)口開(kāi)啟，利用汽車排風(fēng)機(jī)功率大，排風(fēng)量大和其工作電壓為6V-24V且可自動(dòng)調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，與太陽(yáng)能板在不同的日照下輸出電壓也不穩(wěn)定性能互補(bǔ)，隨著車內(nèi)溫度升高利用太陽(yáng)能供能引發(fā)外循環(huán)電路的自啟，同時(shí)且利用排風(fēng)機(jī)排風(fēng)性能實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)降溫。在完成車內(nèi)溫度由60-70℃到40℃的降溫過(guò)程后，外循環(huán)結(jié)束。即汽車室內(nèi)溫度達(dá)到了與環(huán)境溫度相同的情況下，因環(huán)境溫度仍高于所設(shè)定的內(nèi)循環(huán)自啟溫度26℃，則實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)過(guò)程。內(nèi)循環(huán)過(guò)程中關(guān)閉了車內(nèi)外的氣流通道，即進(jìn)風(fēng)口關(guān)閉，并啟動(dòng)半導(dǎo)體制冷裝置工作，自啟動(dòng)開(kāi)風(fēng)機(jī)時(shí)吸入的氣流也僅來(lái)自車內(nèi)，形成車輛內(nèi)部的氣流循環(huán)。內(nèi)循環(huán)主要是及時(shí)有效地阻止外部的灰塵和有害氣體進(jìn)入車內(nèi)，具有更好制冷保溫效果。

1.4 太陽(yáng)能供電裝置

為了解決在汽車發(fā)電機(jī)未啟動(dòng)時(shí)，汽車車體恒溫系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)源問(wèn)題，本文應(yīng)用了太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，將太陽(yáng)能電池板安裝于汽車頂部。在太陽(yáng)暴曬時(shí)充分利用高溫所提供的特定環(huán)境資源，吸收太陽(yáng)能用以供電[9]。整個(gè)太陽(yáng)能供電裝置由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）組成。如輸出電源為交流220V或110V，還需額外配置逆變器。太陽(yáng)能光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，不論是獨(dú)立使用還是并網(wǎng)發(fā)電，光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成，它們主要由電子元器件構(gòu)成，不涉及機(jī)械部件，因此，光伏發(fā)電設(shè)備精煉且可靠穩(wěn)定壽命長(zhǎng)[10]。

如圖6所示，太陽(yáng)能供電裝置中各部分的作用分別是：1）太陽(yáng)能電池板作用是將太陽(yáng)的輻射能力轉(zhuǎn)換為電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來(lái)，或推動(dòng)負(fù)載工作;2）太陽(yáng)能控制器能有效控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對(duì)蓄電池起到過(guò)充電保護(hù)、過(guò)放電保護(hù)的作用;3）蓄電池主要是在有光照時(shí)將太陽(yáng)能電池板所發(fā)出的電能儲(chǔ)存起來(lái)，到需要的時(shí)候再釋放出來(lái);4）逆變器需要將太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能。同時(shí)，本文考慮目前所有種類的太陽(yáng)能電池中光電轉(zhuǎn)換效率最高為單晶硅太陽(yáng)能，其光電轉(zhuǎn)換效率最高的達(dá)到24%，因此利用單晶硅太陽(yáng)能電池，在陽(yáng)光照射下，光能立即轉(zhuǎn)化為直流電，供給汽車車體恒溫系統(tǒng)的各裝置，降低駕駛室內(nèi)溫度;當(dāng)光照強(qiáng)度較大時(shí)，一部分電能直接供給汽車車體恒溫系統(tǒng)，另一部分由控制器向蓄電池輸送并儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)電量比較低時(shí)，再釋放給汽車車體恒溫系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)降溫理論計(jì)算

2.1 換氣風(fēng)扇換氣工作時(shí)間計(jì)算

在完成車體模塊設(shè)計(jì)后，整個(gè)半導(dǎo)體智能降溫系統(tǒng)在工作時(shí)長(zhǎng)內(nèi)能否完成降溫要求需要通過(guò)理論計(jì)算來(lái)分析。

2.4 太陽(yáng)能電池板工作計(jì)算

夏季，按太陽(yáng)能電池板一天工作6小時(shí)、吸收率為23%計(jì)算，太陽(yáng)能一天的發(fā)電量至少為0.67度，W=0.67KJ·h，整套裝置由70℃降到30℃時(shí)使用一次的能耗為86250J，則可供整套裝置運(yùn)行次數(shù)為f=0.67×1000÷86250×3600=28次，若太陽(yáng)能電池板每小時(shí)充電1小時(shí)，則可以供應(yīng)的次數(shù)為f=4.7次。外循環(huán)管道模塊運(yùn)行，將車內(nèi)大概70℃的高溫空氣換為環(huán)境40℃的空氣，需要3.6分鐘;內(nèi)循環(huán)管道模塊運(yùn)行，將車內(nèi)40℃空氣降至30℃，需要1分鐘即可。整個(gè)過(guò)程低能耗運(yùn)行5分鐘即可制造舒適的車內(nèi)環(huán)境。

3 單片機(jī)溫度控制模塊設(shè)計(jì)

3.1 換氣風(fēng)扇換氣工作時(shí)間計(jì)算

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制模塊是基于單片機(jī)的智能化控制系統(tǒng)，從架構(gòu)上講，由遠(yuǎn)程手動(dòng)控制部分、自動(dòng)控制部分兩個(gè)主要控制端組成。這兩部分所控制的電路及器件主要包括處理器，溫度傳感器，數(shù)碼管顯示，按鍵調(diào)節(jié)電路，控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，半導(dǎo)體制冷執(zhí)行器連接電路，詳細(xì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖7所示：

圖7中，以單片機(jī)為處理中心，接受溫度傳感器所在電路的反饋信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)內(nèi)部模糊控制算法處理，單片機(jī)IO口輸出一定占空比的PWM信號(hào)控制量，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器的作用，最終驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體制冷器制冷。同時(shí)，在單片機(jī)的外圍電路中，通過(guò)8位數(shù)碼管顯示給定值和反饋值，通過(guò)安檢設(shè)定控制系統(tǒng)的溫度目標(biāo)值。并在實(shí)際溫度和目標(biāo)設(shè)定溫度之間進(jìn)行反饋調(diào)整，完成制冷恒溫過(guò)程。

3.2 遠(yuǎn)程手動(dòng)控制模塊設(shè)計(jì)

汽車遠(yuǎn)程手動(dòng)溫控系統(tǒng)，整車智能控溫，手機(jī)一鍵啟動(dòng)，即可達(dá)到遠(yuǎn)程控制車內(nèi)溫度高低[11]。車主可以通過(guò)手機(jī)APP達(dá)到人機(jī)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在未發(fā)動(dòng)汽車且未進(jìn)入車內(nèi)時(shí)便可控制制冷系統(tǒng)的循環(huán)開(kāi)啟。整個(gè)遠(yuǎn)程模塊包括外循環(huán)手動(dòng)控制電路，內(nèi)循環(huán)手動(dòng)控制電路。外循環(huán)電路由太陽(yáng)能供能給鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，啟動(dòng)外電路為一溫度感測(cè)電路和溫度控制驅(qū)動(dòng)電路。內(nèi)循環(huán)部分為基于單片機(jī)的半導(dǎo)體制冷片溫度控制電路，其系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖8所示。

該系統(tǒng)中包括的部件主要有液晶顯示電路，鍵盤的輸入，溫度傳感器，單片機(jī)元件以及驅(qū)動(dòng)的電路設(shè)計(jì)等等。在這個(gè)系統(tǒng)中液晶屏的作用主要是顯示實(shí)時(shí)溫度的變化，而單片機(jī)的作用主要是整體上控制各支路有序工作。

3.3 自動(dòng)控制部分設(shè)計(jì)

本文中，半導(dǎo)體制冷溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以STC89C52RC單片機(jī)為核心，通過(guò)內(nèi)外循環(huán)所設(shè)定的溫度傳感器電路，分別在設(shè)定外循環(huán)電路初始溫度40℃，當(dāng)高于40℃時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟外循環(huán)，達(dá)到與外界溫度一致（假設(shè)40℃），設(shè)定溫度40℃（即達(dá)到與室溫一致時(shí)）則自動(dòng)控制內(nèi)循環(huán)開(kāi)啟，實(shí)際溫度與自動(dòng)設(shè)定溫度（假設(shè)30℃）相比較，當(dāng)實(shí)際溫度與設(shè)定溫度相差較大時(shí)，單片機(jī)5V電壓通過(guò)繼電器來(lái)控制12V半導(dǎo)體制冷片工作;當(dāng)實(shí)際溫度降到設(shè)定溫度附近時(shí)，采用PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制場(chǎng)效應(yīng)管IRF630的電流變化，來(lái)改變制冷片的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)恒溫的目的。

如圖9所示，在Multisim中畫出單片機(jī)程序原理圖后，再在單片機(jī)中編寫具體程序，從而在組件部分實(shí)現(xiàn)溫度控制功能。

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

4.1 仿真模擬實(shí)驗(yàn)

通過(guò)采用流體工程仿真軟件fluent，仿真模擬在汽車車體恒溫系統(tǒng)的作用下車內(nèi)氣體溫度變化。本次實(shí)驗(yàn)主要研究出高溫暴曬下，啟動(dòng)汽車車體恒溫系統(tǒng)后車內(nèi)氣體溫度變化。通過(guò)設(shè)置邊界條件、進(jìn)風(fēng)口參數(shù)、出風(fēng)口參數(shù)、迭代步數(shù)等模擬實(shí)際環(huán)境，獲得精確可靠的結(jié)果，具體結(jié)果如圖10、11所示。

由圖10、11可得，根據(jù)fluent仿真實(shí)驗(yàn)中可以得出在利用內(nèi)外循環(huán)兩個(gè)模塊之后汽車車體內(nèi)部氣流及溫度變化態(tài)勢(shì)，由初始高溫32℃在10s后降至29℃的變化過(guò)程。

4.2 簡(jiǎn)化模型實(shí)驗(yàn)

在經(jīng)過(guò)fluent仿真驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)過(guò)程溫度變化趨勢(shì)之后，通過(guò)搭建簡(jiǎn)化模型來(lái)完成整個(gè)車體在簡(jiǎn)要裝置下的效果展示，看是否可以通過(guò)內(nèi)外循環(huán)及太陽(yáng)能供能完成制冷恒溫過(guò)程。通過(guò)在高溫曝曬條件下，利用半導(dǎo)體制冷片、溫控開(kāi)關(guān)、溫度探測(cè)器、風(fēng)扇、水箱、水管、散熱器、導(dǎo)冷片、變壓器等實(shí)驗(yàn)器材搭建簡(jiǎn)化模型，按電路圖連接各電器元件，設(shè)定溫控開(kāi)關(guān)起始溫度與停止溫度，搭建的車體簡(jiǎn)化模型如圖12所示。

將整個(gè)簡(jiǎn)化模型放置在高溫環(huán)境，進(jìn)入自動(dòng)模式，觀察溫度探測(cè)器的示數(shù)并記錄。

通過(guò)對(duì)表1的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在簡(jiǎn)化模型中，汽車車體恒溫系統(tǒng)降溫效果顯著。在高溫曝曬下，僅用時(shí)1分鐘，便可將汽車車內(nèi)溫度從31℃降溫至20℃，該結(jié)果與理論計(jì)算的結(jié)果相近，進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)驗(yàn)真實(shí)有效性。

4.3 實(shí)車實(shí)驗(yàn)

通過(guò)盡量不改變?cè)衅囓圀w內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將整套裝置的核心部分及太陽(yáng)能裝置分別安裝于車體，太陽(yáng)能電池板固定在汽車天窗上方，如圖所示。再將整套汽車車體恒溫系統(tǒng)安裝在小轎車上，利用溫度探測(cè)儀探測(cè)車內(nèi)溫度變化并記錄相關(guān)示數(shù)，同時(shí)用鐘表計(jì)時(shí)。

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析，高溫曝曬下車內(nèi)智能降溫系統(tǒng)降溫效果顯著。在高溫曝曬下，僅用時(shí)3分鐘，便可將汽車車內(nèi)溫度從45.1℃降溫至32.8℃。在整個(gè)過(guò)程中，車輛啟動(dòng)了內(nèi)外循環(huán)兩個(gè)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果雖然比計(jì)算結(jié)果略大，但也符合溫降范圍，因此，由整車實(shí)驗(yàn)再次驗(yàn)證了裝置的可行性。

5 結(jié)論

（1）本文將半導(dǎo)體制冷技術(shù)應(yīng)用于汽車車內(nèi)降溫，并且將裝置與車體原有的空調(diào)管道組件（車載空調(diào)的循環(huán)管道、汽車水箱、汽車天窗三大組件）結(jié)合，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用結(jié)合太陽(yáng)能供電和半導(dǎo)體制冷兩部分特性設(shè)計(jì)的汽車降溫系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)迅速制冷、供能等功能。

（2）系統(tǒng)將制冷組件安裝于汽車空調(diào)管道當(dāng)中，通過(guò)采用單片機(jī)控制，減少電路占比，并設(shè)有電瓶保護(hù)和電路短路保護(hù)裝置。與汽車其他組件無(wú)體積和電路沖突，而電瓶保護(hù)和電路保護(hù)也能夠?yàn)槠囋须娐沸纬呻p重保護(hù)，能在保障汽車原有安全性的同時(shí)，提供額外的保護(hù)。

（3）研究表明，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，安裝方便，與汽車內(nèi)外循環(huán)管道的工作模式結(jié)合，省去了復(fù)雜的傳輸管路，與汽車原有部件無(wú)電路沖突、無(wú)體積沖突。同時(shí)能夠有效降低半導(dǎo)體制冷的能耗，本文的研究結(jié)果使得半導(dǎo)體制冷技術(shù)突破能耗壁壘，有效應(yīng)用于高溫曝曬下車內(nèi)降溫。

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