电动自行车新能源智能型防护装置设计研究

电动自行车新能源智能型防护装置设计研究

蔡凤帅,李丽欣

山东华宇工学院  山东省德州市  253034

摘要：中国拥有世界上最大的电动自行车市场，电动自行车保有量世界第一。在当下，由于公共交通空间有限、人员密集，经常出现堵车现象，出行便利的电动自行车成为了人们出行、锻炼的不贰之选。但电动自行车突出的弊端是夏日不能遮阳避暑，冬天不能抵御风吹酷寒，大大影响了骑行的舒适度。本研究设计了自发电智能控制的冬暖夏凉、形状美观的电动自行车新能源智能型防护装置，既美化了市容又提高了骑行者的舒适感。

关键词：电动自行车；新能源；智能型；防护装置

0引言

20世纪末期，我国国内市场上开始出现电动自行车，在经历了21世纪初的飞速发展期后，电动自行车在我国的大中型城市流行开来，产量大幅提高，保有量持续上升。电动自行车之所以能在国内市场快速推广与普及，是因为电动自行车使用便捷，停放灵活，不产生污染气体，整体机动性能好，此外购买价格相对较低。到目前为止，我国电动自行车社会保有量约3亿辆。面对如此大体量的电动自行车市场，如何提升电动自行车的骑行体验就变得尤为重要，目前市面上的电动自行车不能满足人们的需求，骑行者风吹日晒，冬冷夏热。面对这一问题，本课题研究设计了一款冬暖夏凉电动自行车新能源智能型防护装置，既可解决能源与环保问题，又可以满足人们对于体验感和舒适度的需求，并且市场前景广阔，具有重要的研究意义和开发潜力。

1 新能源发电技术的应用

随着科技的发展，人们对能源的使用效率不断提高，地球的能源储备日益减少，需要发掘全新的能源类型。当今世界新能源的种类众多，有地热能、潮汐能、生物能、风能和太阳能等，风能和光能是优秀的清洁能源，并且现有的技术已经能初步提取和使用这两种能源，因而被认为是新世纪最有前景的可再生能源。风能和光能来源于自然，资源储量近乎无穷无尽，能源使用清洁而无污染。

近年来随着社会的发展，人们对于交通工具的选择也逐渐丰富起来，不同的交通工具使用不同的能源。能源的形式是多种多样的，比如说太阳能、热能、海洋能、地热能以及电能等等。这其中的电能相较于其他能源来说，则是有这众多的优点。电能能大量生产、集中管理，它的传输以及分配都十分便利。同时使用电能对环境造成的危害是极其微小的，是一种清洁能源。这一方面在电动车行业则是引人瞩目。原因则是电动车相较于传统耗油耗气车，具有能源储备大、无污染、运行声音小等特点。

2 新能源智能型防护装置设计

2.1整体框架设计

本设计装置根据电动自行车长期停放在室外的特点，充分利用车筐的太阳能电池板进行光电转换，将所得电能供给电动车所用之外，还可以给本装置的电热元件和小风扇及其相关电器供电，冬天挡在骑行者前方抵御寒风，提供温暖，夏日送出凉风，消除酷热。还可以在挡风遮阳装置的外表面安装美丽的流水灯，用来保障夜晚的骑行安全。当人们在安装车筐发电装置时，无论是露天骑行和室外停放，都可以随时随地的发电。发电装置在电动自行车的车筐前面、左面和右面三个面上安装，分别有可以伸缩、抽拉的三块太阳能电池板，最大程度的进行光电转换。整个防护装置实现了一物多用、一举多得的效果。

2.2挡风遮阳装置设计

设计的挡风遮阳装置主要由护胸柔性挡板、护腰柔性挡板以及护腿柔性挡板组成，其中挡风遮阳装置上的护胸部分的太阳能电池板，由很薄的柔性光电转换材料制成，可以折叠。挡风遮阳装置上的护胸部分柔性挡板，可上、下弯折。侧面太阳能电池板，可以在整个挡风遮阳装置的左右对称放置。护腿柔性挡板可以弯折到侧门，同样可以达到按需求弯折。在整个装置中挡风遮阳板分上下两部分，下面部分主要是护腿和护腰不被风吹日晒，上半部分主要是为前胸挡风遮阳。其造型可以按个人需求进行适当的弯折，在装置中设计了通风孔，通过这些小孔将夏天的习习凉风、冬天温暖的热风吹向人体被遮挡部位，提高舒适感。同时采用电热元件，冬天给遮挡部分适当加温，加入小风扇，做送风用途。在该装置上加入了反光条能够使挡风被在夜晚起到安全警示作用，本设计采用十字型反光条，十字型反光条增加了反光条的面积，提高了挡风被的安全性。装置中设计了储物袋，使用者可将小件物品存放在挡风被设有的储物袋，储物袋盖布具有防漏作用。为与其他物品做区分存放，门卡、银行卡等之类的卡片物品可放入储物袋的隔袋中，极大的提高了其便利性。

2.3 护手套装置设计

对于护手套装置，护手套采用红外蓄热纤维材质的里层能够吸收红外线转化为人体感受的热量，令骑行者的手部在较短时间内恢复到人体正常温度，缩短了骑行者在手部寒冷状态下操作电动车的时间，且红外蓄热纤维材质具有更优的保暖效果。夏天为网状透气型面料，冬天为密织保暖面料，采用人造革面料或真皮面料。手套上面附着柔性太阳能电池板，可以拆卸和清洗，一年四季都可以转换成电能。同时设计了固定装置，手套的下方有固定件与电动自行车的车把固定。对于手套的充电，手套上表面有太阳能电池板，进行光电转换。在手套前端安放了微型小风扇，几个小风扇将风吹向后面的手。夏天使手在手套中凉爽不至于闷热出汗。冬天有手套夹层的发热元件提供热量，小风扇向手送出温暖的风，在隆冬季节手不至于冻得麻木。在装置中设计了保护栅格，保护栅格用来保护手指不至于触碰到转动的小风扇。另外，还起一定的手套上下空间支撑作作用。使用者可以将护手套上的固定调节系带连接在手把上，通过固定调节系带对护手套端口开口大小进行调节，防止寒风从护手套端口侵入。

2.4 车筐发电装置设计

车筐采用金属格栅或结实的塑钢车筐，其目的就是具有装载随身物品和轻薄型太阳能电池板的支撑作用。车筐发电装置采用三块轻薄型的太阳能电池板，将太阳能转换成电能，电池板的放置位置在车筐的两个侧面和正前面，设计的车筐发电装置三块电池板可以展开，成为一个方向的平面，也可以让两侧的两块电池板向中间折叠一个合适的角度。车筐上三块太阳能电池板可以贴在车筐的左、右、前三个面上，也可以由铰链展开在一个平面上，还可以由支撑架将三块展开的电池板进行不同姿态的倾斜，电动自行车无论是在骑行中还是在停放时，都可以进行光电转换，将作用单一的车筐变成一个小小的发电装置。

2.5 智能控制装置设计

控制系统采用基于STC89C51单片机的主控模块，通过数据采集模块采集温度高低、光照强度等经过主控模块或手动控制调节，实现电风扇转速调节、电阻丝发热量、太阳能板追光功能。

3结束语

本设计的防护装置具有四大创新点：挡风遮阳装置和车筐添加可拆叠太阳能电池板，节能环保；电热元件和小风扇供电，冬天挡在骑行者前方抵御寒风，提供温暖，夏日送出凉风，遮风挡阳。该装置外层安装美丽的流水灯或反光条，用来保障夜晚的骑行安全冷暖两用的手套克服了普通手套功能单一的弊端，实现了冬暖夏凉的舒适体感，充分利用的清洁能源太阳能为电动自行车手套实现夏有凉风、冬有温暖的功能。

参考文献

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作者简介：蔡凤帅（2000—），男，山东临沂人，本科生，单位：山东华宇工学院，研究方向：新能源智能型防护装置