在全球传统能源供应日趋紧张的背景下，探索清洁、可持续的新能源解决方案已成为各国科研机构的重点攻关方向。针对汽车领域，研究人员提出了一种创新性的伸缩式太阳能车顶集电装置，旨在通过优化光伏系统与车辆结构的结合，提升能源利用效率并减少碳排放。该装置由四川鑫鸿顺建设工程有限公司、四川工业科技学院及武汉爱普工业服务有限公司联合研发，相关研究成果发表于《电气技术》期刊。
该装置的核心设计在于其可伸缩的光伏结构。研究人员通过对比分析太阳能特性与汽车使用场景，提出将高效光电转换模块与灵活的机械伸缩系统相结合，使车顶光伏板能够根据光照条件自动调整展开或收拢状态。实验数据显示，该装置的光电转换效率达到95%，显著高于传统固定式车顶光伏系统。在成都地区进行的实地测试中，装置在正午时段的输出功率可达171W，日均发电量约为0.6kW·h，可满足部分车辆辅助设备的用电需求。
为实现装置与车辆的可靠连接，研发团队设计了虎爪式无损安装部件。该部件采用碳素钢与弹簧钢复合材质，通过挤压摩擦力固定于车门框，无需对车体进行钻孔改造。实际装配过程中，四个安装部件对称分布于车辆两侧，配合铝合金材质的中空流线型横杆，既降低了风阻系数，又确保了结构稳定性。横杆中间预留的电动机与轴承安装位，为光伏板的自动伸缩提供了动力支持。
在电气控制方面，装置采用微动开关与船式开关组合的方案。当伸缩板滑动至预设位置时，固定于板上的直角梯形凸台会触发微动开关，实现电动机的启停控制。船式开关则通过切换输出端正负极性，控制电动机的正反转，从而驱动齿轮组完成光伏板的伸缩动作。电路系统中，两块太阳电池板串联后输出最大电压36V，经XL6009升压模块调整至24V为电动机供电，同时通过工业级控制器将充电电压稳定在12V，确保18650电池组的平稳充电。
测试过程中，研究人员选取SUV车型作为实验对象，分别在阴天、雨天及晴天的早、中、晚三个时段进行数据采集。结果显示，装置在高原等光照充足地区的发电效率优势更为明显。上顶板设计兼具遮阳功能，其伸出部分可覆盖前挡风玻璃，有效降低车内温度。装置整体尺寸为1580mm×1210mm×60mm，质量轻、能耗低，且空气动力学性能优异，行驶过程中不会显著增加车辆负荷。
尽管该装置在实验室与实地测试中均表现出色，但其商业化应用仍面临挑战。目前，光伏材料的光电转换率、制造成本及长期可靠性仍是制约大规模推广的关键因素。研究人员建议，未来可通过改进材料工艺、优化控制算法及提升系统集成度，进一步增强装置的经济性与耐用性，为汽车行业提供更具竞争力的清洁能源解决方案。
