随着中国道路建设快速发展及人们生活水平提高,汽车的保有量逐年上升。汽车在为人们出行提供便利的同时,也带来了交通拥堵、空气污染、停车困难等问题。由于室内停车位数量有限,许多车辆被停放在室外停车场。受太阳暴晒,汽车舱体的气温往往高于外界,夏季时温度甚至能达到60℃。塑料和皮革等材料在高温下不仅会加速老化,还会释放出甲醛、苯等有害气体。面对这种情况,驾驶员会在驾驶前先打开空调降低车内的温度,而发动机处于空转状态下会消耗额外的燃油并产生更多有害气体。因此,本文围绕车载太阳能降温技术展开研究,提出一种基于球面剪叉式太阳能采集器的车载太阳能降温系统,使用太阳能这一可再生能源不仅符合国家战略发展的需要,也满足了人们的使用需求。本文的主要研究工作如下:首先,本文研究当前太阳能降温系统的特点,提出一种车载太阳能降温系统并进行模块化,包括基于球面剪叉式机构的太阳能采集器,采用磁耦合谐振式无线传能技术及超级电容的能量存储模块,包含温度传感器和控制器的温度管理模块。其次,本文对车载太阳能降温系统进行理论分析,包括球面剪叉式太阳能采集器的运动学分析,太阳能电池板发电理论分析,利用MATLAB分析了单侧太阳能采集器的运动和年太阳辐射强度。然后,本文使用TRM-PD4矩阵式稳态太阳模拟器对球面剪叉式太阳能采集器进行了实验,测试太阳辐射值对太阳能采集器发电功率和无线传能效率的影响,并探究了线圈径向距离和轴向错位对无线传能效率的影响。为了评估提出降温系统的发电潜力,本文以成都市进行了应用分析。最后,本文利用SOLIDWORKS建立汽车乘员舱的模型,使用ANSYS mesh进行前处理,FLUENT作为求解器,模拟处于太阳照射下汽车乘员舱的温度分部情况。仿真结果证明,车载太阳能降温系统能够显著降低汽车乘员舱温度,验证了提出方案的理论可行性。