CN108909675B - 一种玻璃及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻璃及控制方法，该玻璃包括：第一玻璃层、透明导电条以及第二玻璃层；其中，所述透明导电条设置于所述第一玻璃层与所述第二玻璃层之间，且所述透明导电条的两端分别引出接入到电源正极和电源负极，用于使得所述透明导电条的两端施加电压时发热。本申请通过将玻璃设置为两层结构并采用透明导电条作为发热体，能够保证驾驶员在具有良好视野的情况下准确有效的实现除霜雾功能。还通过增加测温单元实现更加准确可靠的加热控制，通过太阳能发电单元可以在晴朗天气利用太阳能发电，既可以利用光能，而且可以相对减小车内升温，改善用户的驾驶体验。

Description

一种玻璃及控制方法
技术领域
本发明涉及智能玻璃相关技术领域，特别是指一种玻璃及控制方法。
背景技术
现有车载挡风玻璃一般分前挡风玻璃和后挡风玻璃两种，且这两种现有玻璃都为普通玻璃，尤其是后挡风玻璃通过采用间隔的黑色热电阻丝贴敷在玻璃上进行加热除霜雾，这种结构设计会导致玻璃对应的可透视观察面积大大减少，使得驾驶员观察车后方情况受到较大影响，严重的话还可能会由此引发交通事故。同时由于这种设计中没有温度反馈，将会使得加热过程中温度调节不方便、不准确；而现有的前挡风玻璃一般为全透明的玻璃，碰到霜雾大雨天气，前挡风玻璃容易结霜雾，导致观察不清楚，需要人工手动擦拭或加大车内空调温度，这样的除雾效果极为不好且不安全。
由此，在实现本申请的过程中，申请人发现现有技术中的玻璃存在以下问题：当前车辆中的玻璃尤其是玻璃除霜雾效果不佳，且容易带来安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种玻璃及控制方法，能够保证驾驶员在具有良好视野的情况下准确有效的实现除霜雾功能。
基于上述目的本发明提供的一种玻璃，包括：第一玻璃层、多条透明导电条以及第二玻璃层；其中，所述透明导电条设置于所述第一玻璃层与所述第二玻璃层之间，且所述透明导电条的两端分别引出接入到电源正极和电源负极，所述透明导电条间隔设置。
可选的，所述玻璃还包括测温单元；所述测温单元包括第一透明导电测温条和与所述第一透明导电测温条配合连接的第二透明导电测温条；所述测温单元设置于所述透明导电条的边缘位置且两端分别引出接入到控制电路中。
可选的，所述第一透明导电测温条的材料为ITO，所述第二透明导电测温条的材料为ATO。
可选的，所述玻璃为车辆后挡风玻璃、车辆前挡风玻璃、车辆车门玻璃中的一种或多种。
可选的，所述透明导电条为ITO。
可选的，所述玻璃还包括太阳能发电单元；所述太阳能发电单元设置于所述透明导电条与所述第一玻璃层之间，或者，所述太阳能发电单元设置于所述透明导电条与第二玻璃层之间；
所述太阳能发电单元包括正极电极层、PIN结以及负极电极层；所述PIN结设置于所述正极电极层与所述负极电极层之间且所述PIN结的一端与正极电极层连接，所述PIN结的另一端与负极电极层连接；所述太阳能发电单元与所述透明导电条之间设置有透明绝缘层。
可选的，所述PIN结设置为多个且呈阵列式分布，所述正极电极层与所述负极电极层均设置为与所述PIN结对应的阵列式分布，所述正极电极层与所述负极电极层用于将多个所述PIN结串联或并联连接。
可选的，一个所述太阳能发电单元的负极电极层连接另一个相邻太阳能发电单元的正极，从而使多个太阳能发电单元串联；或一个所述太阳能发电单元的负极电极层连接另一个相邻太阳能发电单元的负极层，从而使多个太阳能发电单元并联。
可选的，所述太阳能发电单元呈m行n列阵列式分布，其中，在每行中的n个太阳能发电单元之间串联连接，在m个不同行太阳能发电单元整体之间为并联连接，m和n均为自然数。
可选的，所述正极电极层连接到储电元件或者用电元件的正极，所述负极电极层连接到储电元件或者用电元件的负极。
可选的，所述用电元件为多条透明导电条。
本申请还提供了一种带有控制电路的玻璃，包括控制电路以及如上述所述的玻璃；所述控制电路与所述测温单元连接。
本申请还提供了一种如上述任一项所述玻璃的控制方法，
若外部环境为晴朗环境，则向透明导电条输入0V电压或者通过电路设计使透明导电条的一端或两端悬空；并且将太阳能发电单元的两端分别连接到储电元件或者用电元件的两端；
若外部环境为霜雾环境，则向透明导电条输入控制电压，使透明导电条发热清除霜雾；
若外部为雨水环境，则向透明导电条输入PWM模型微控电压，用于通过介电润湿效应清除雨水。
可选的，控制方法还包括：根据所述测温单元测得的温度信号对所述电源的电压或电流进行调节控制，使得所述电源改变所述透明导电条两端的电压或电流。
从上面所述可以看出，本发明提供的玻璃及控制方法，通过将玻璃设置为两层结构并且采用透明导电条作为发热体，进而可以使得透明导电条不会对驾驶员的视线造成任何干扰，同时，通过透明导电条可以实现更加准确有效的加热控制，也即能够针对霜雾实现更好的清除效果。进一步，本申请还通过设置透明导电条的行走结构增大了散热面积和整体结构的稳定性，通过增加测温单元实现更加准确可靠的加热控制，通过太阳能发电单元可以在晴朗天气利用太阳能发电，既可以利用光能，而且可以相对减小车内升温，改善用户的驾驶体验。因此，本申请能够保证驾驶员在具有良好视野的情况下准确有效的实现除霜雾功能。
附图说明
图1a为本申请提供的玻璃第一个实施例的剖面结构示意图；
图1b为图1a中的A-A向截面示意图；
图1c为图1a中的B-B向截面示意图；
图1d为图1a中的C-C向截面示意图；
图2为本申请提供的玻璃的另一个剖面结构示意图；
图3为本申请提供的透明导电条迷宫式行走结构示意图；
图4为本申请提供的玻璃第二个实施例的剖面结构示意图；
图5为本申请提供的正极电极层一个实施例的结构示意图；
图6为本申请提供的负极电极层一个实施例的结构示意图；
图7为本申请提供的太阳能发电单元整体连接结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
实施例一，
参照图1a所示，为本申请提供的玻璃第一个实施例的剖面结构示意图；图1b为图1a中的A-A向截面示意图；图1c为图1a中的B-B向截面示意图；图1d为图1a中的C-C向截面示意图。由图可知，本申请所述玻璃包括：第一玻璃层1、多条透明导电条3以及第二玻璃层2；其中，所述透明导电条3设置于所述第一玻璃层1与所述第二玻璃层2之间，且所述透明导电条3的两端分别引出接入到电源正极和电源负极，所述透明导电条3间隔设置，所述电源用于使得所述透明导电条3的两端施加电压时能够发热，例如所述透明导电条为ITO(IndiumTin Oxides，铟锡氧化物)。所述电源既可以是设置在玻璃边缘的电池、蓄电池或者其他供电设备也可以是外接到车辆中的其他电源设备，本实施例对此不做限制。所述透明导电条3通过设置在两个玻璃层之间并且与电源连接，不仅可以通过电源加热而实现驱除霜雾效果，而且不会影响驾驶员的实现，实现玻璃的透明设置。因此，本申请能够保证驾驶员在具有良好视野的情况下准确有效的实现除霜雾功能。
需要说明的是，本申请所述玻璃可以作为车辆后挡风玻璃、车辆前挡风玻璃、车辆车门玻璃中的一种或多种，此外，还可以作为其他驾驶设备(例如飞机、轮船、火车等)的挡风玻璃或者作为窗户玻璃等等，并非只能限于使用于车辆前端的挡风作用，同样可以适用于车辆后端或者两侧，只是相对来说本申请能够突出解决当前车辆中前方挡风玻璃存在的问题，并不能作为对本申请方案使用领域的限制。
在本申请一些可选的实施例中，所述透明导电条3设置有多组，且多组所述透明导电条之间相互间隔设置；多组所述透明导电条的一端同时引出接入到电源正极，多组所述透明导电条的另一端同时引出接入到电源负极。这样可以在两层玻璃之间设置多个热源，不仅能够增加发热的面积使得玻璃受热更加均匀，提高了驱除霜雾的效果，而且起到了较好的支撑作用，使得玻璃更加稳固。
需要说明的是，本申请上述透明导电条3既可以是左右横向并列设置也可以是上下并列设置，本申请并不限制具体设置形式。
参照图2所示，所述透明导电条设置为曲线行走结构。其中，所述曲线行走结构是指所述透明导电条的形状设置为曲线形状，例如为折线或者正玄曲线等等，这样一方面可以增加透明导电条的长度，也即提高加热面积并且利于热量散发到玻璃中，另一方面还可以提高透明导电条与玻璃之间的连接稳定性。
参照图3所示，所述透明导电条还可以设置为迷宫式行走结构。这样同样具有增大加热面积提高稳定性的效果，此处不再赘述。
在本申请一些可选的实施例中，参照图1a和图1c所示，所示玻璃还包括测温单元4；所述测温单元4包括第一透明导电测温条41和与所述第一透明导电测温条41配合连接的第二透明导电测温条42，具体参照图1a和图1c所示，将第一透明导电测温条41和第二透明导电测温条42的一端连接起来使得两个测温条的连接处具有重叠部分，也即使得第一透明导电测温条41和第二透明导电测温条42形成一个测温结构；其中，这里所述测温结构可选为一种薄膜热电偶测温计：通常由两种不同导电材料的一端重叠连接形成一个闭合回路，当两种导电材料的重叠部分基于材料温度特性不同，由于温度变化将会产生不同的电动势，进而使得闭合回路中形成电动势，而且温度不同，相应的电动势也不同，因此最终可达到测温的效果。所述测温单元设置于所述透明导电条的边缘位置且两端分别引出接入到控制电路中。可选的，所述第一透明导电测温条为ITO(Indium Tin Oxides，铟锡氧化物)，所述第二透明导电测温条为ATO(Antimony Tin Oxide，锑锡氧化物)。
这样，使得可以通过测温单元4实现玻璃的温度测试，一方面用于在进行去除霜雾过程中可以监控所述透明导电条所加热的温度值进而实现更加准确的加热控制，最终提高霜雾去除的效果，另一方面还可以监控暴晒状态下玻璃的温度，从而为车辆提供更加安全的状态监控。当然，本实施例中所述第一透明导电测温条41和第二透明导电测温条42并不限于ITO和ATO两种材料，只要是能够配合起到测温效果的材料均可。
进一步，所述测温单元4中的第一透明导电测温条和第二透明导电测温条中的至少一个与所述透明导电条设置为同样的形状且相互不接触设置。这样，可以在增加测温单元与透明导电条之间相对“接触”的面积，进而提高测温效果，同时对玻璃边缘起到一个封闭作用，避免热量散发到玻璃的边缘区域，即浪费能量又会使得热能对边缘的部件造成损坏，影响使用寿命。优选的，所述第一透明导电测温条和第二透明导电测温条相互连接重叠部分与所述透明导电条设置为同样的形状。需要说明的是，本申请中所述第一透明导电测温条和第二透明导电测温条连接重叠部分的结构形式可以是如图1c所示的结构，也可以是其他形式的重叠设计，本实施例不做限制。
此外，可选的，所述玻璃还用于根据所述测温单元测得的温度信号通过所述控制电路对所述电源的电压或电流进行调节控制，使得所述电源改变所述透明导电条两端的电压或电流。也即若是加热后检测得到温度没有达到想要的温度取值范围，可以进一步通过控制电路对所述电源的电压或电流进行调节控制，进而增大电压或电流使得透明导电条的加热温度达到预期。这样，通过加热以及测温相结合的方式能够实现更加准确的霜雾驱除效果。
在本申请一些可选的实施例中，所述控制电路还用于通过所述电源向所述透明导电条输入PWM模型的微控电压。其中，所述控制电路既可以设置在玻璃内部或边缘，也可以通过引线外接到玻璃外侧。这样，通过所述控制电路可以使得玻璃能够利用透明导电条上电压或电流的变化达到介电润湿效应，也即能够加速水滴往下流动，提高除雨水的效果。
实施例二，
参照图4所示，为本申请提供的玻璃第二个实施例的剖面结构示意图。由图可知，所述玻璃还包括太阳能发电单元6；所述太阳能发电单元6设置于所述透明导电条3与所述第一玻璃层1之间，或者，所述太阳能发电单元6设置于所述透明导电条与所述第二玻璃层2之间；
所述太阳能发电单元6包括正极电极层61、PIN结62以及负极电极层63；所述PIN结62设置于所述正极电极层61与所述负极电极层63之间且所述PIN结62的一端与正极电极层61连接，所述PIN结62的另一端与负极电极层63连接；所述太阳能发电单元6与透明导电条3之间设置有透明绝缘层5，例如透明绝缘层5为PVX。其中，所述正极电极层61与所述负极电极层63位置可以互换。这样，通过在玻璃之中增加太阳能发电单元6可以进一步实现太阳能转换，也即不仅可以利用太阳能发电，还可以在高温天气下降低太阳光对车辆的照射，避免车内温度过高以及对车内驾驶员的实现造成不良影响。
在本申请一些可选的实施例中，所述PIN结设置为多个且呈阵列式分布，所述正极电极层与所述负极电极层均设置为与所述PIN结对应的阵列式分布，所述正极电极层与所述负极电极层用于将多个所述PIN结串联或并联连接。例如，每个PIN结分别对应设置有一个正极电极层和负极电极层，使得相邻PIN结之间可以通过正极负极连接而实现串联连接，或者正极与正极连接，负极与负极连接而实现并联。这样，将会使得太阳能发电单元在玻璃内呈阵列式分布，不仅能够增加光照接收面积，而且更加有利于多层玻璃整体性结构的稳定性。
进一步，一个所述太阳能发电单元的负极电极层连接另一个相邻太阳能发电单元的正极，从而使多个太阳能发电单元串联；或者，一个所述太阳能发电单元的负极电极层连接另一个相邻太阳能发电单元的负极层，从而使多个太阳能发电单元并联。也即所述负极电极层连接到相邻PIN结对应的正极电极层，用于将多个PIN结串联起来；而多个串联PIN结之间呈并联设置。例如，所述太阳能发电单元呈m行n列阵列式分布，其中，参照图7所示，在每行中的n个太阳能发电单元之间串联连接，在m个不同行太阳能发电单元整体之间为并联连接，m和n均为自然数。也即，所述多个PIN结呈m行n列的阵列式分布；其中，每行中的n个所述PIN结均通过所述正极电极层与所述负极电极层串联连接；且m行串联PIN结的两端均通过所述正极电极层与所述正极电极层连接，和/或，负极电极层与负极电极层连接形成并联设置。这里的m、n均为任意可选的自然数，可以相应的根据玻璃的尺寸进行调节，本实施例并不限制。需要说明的是，基于本申请中所述正极电极层与所述负极电极层位置可以互换，因此对于m行串联的PIN结来说，两端既可以同时通过正极电极层连接来实现并联设置，参照图4和图7所示，也可以相应的替换成两端均为负极电极层或者一端为正极电极层另一端为负极电极层，本实施例不做限制。
参照图5所示，为本申请提供的正极电极层一个实施例的结构示意图；图6为本申请提供的负极电极层一个实施例的结构示意图；图7为本申请提供的太阳能发电单元整体连接结构示意图。由图5和图6可知，正极电极层和负极电极层通过对应的设置成与PIN结对应的阵列分布可以相应的将PIN结相互之间串联或者并联起来，参照图4和图7可知，太阳能发电单元呈现行列式分布结构。这样不仅可以提高太阳能转换效率，而且通过并联设置可以避免某一条线路损坏导致整个太阳能发电单元无法工作。
在本申请一些可选的实施例中，参照图4所示，所述正极电极层连接到储电元件或者用电元件的正极，所述负极电极层连接到储电元件或者用电元件的负极。这样可以使得太阳能发电单元发出的电能存储起来。可选的，所述用电元件为多条透明导电条。也即利用所述太阳能发电单元为多条透明导电条供电。
需要说明的是，上述储电元件可选为蓄电池，且所述蓄电池既可以是外接的任意形式的蓄电池，也可以是用于给透明导电条供电的蓄电池，即对应于透明导电条的电源。同理，所述用电元件可以是外部任意的用电单元，也可以是用电单元即为透明导电条。
此外，本申请还公开了一种带有控制电路的玻璃，包括控制电路以及上述实施例所述玻璃；所述控制电路与所述测温单元连接，用于将测温单元测得的温度显示给用户或者基于测得的温度相应的对透明导电条进行加热控制。
实施例三，
本申请还提供了一种采用上述任一项玻璃的控制方法，包括：若外部环境为晴朗环境，则向透明导电条输入0V电压或者通过电路设计使透明导电条的一端或两端悬空；并且将太阳能发电单元的两端分别连接到储电元件或者用电元件的两端；其中，所述悬空设计可以在接入透明导电条的一端或两端的位置增加一个控制开关，这样可以通过断开控制开关而使得透明导电条的一端或两端无法连接电源，也即实现悬空设置。
若外部环境为霜雾环境，则向透明导电条输入控制电压，使透明导电条发热清除霜雾；进一步，还可以根据所述测温单元测得的温度信号对所述电源的电压或电流进行调节控制，使得所述电源改变所述透明导电条两端的电压或电流，达到预期的清除霜雾效果。
若外部为雨水环境，则向透明导电条输入PWM模型微控电压，用于通过介电润湿效应清除雨水。其中，所述控制电压或PWM模型微控电压均相应的根据加热或者除雨水的需要而相应调节电压幅值。
这样可以使得上述玻璃为一种新型自动加热除霜雾雨水的综合型太阳能玻璃，可实现多个工作模式：(1)阳光天气，切换到太阳能转换模式：在玻璃基板上沉积ITO充当前后电极，中间采用PIN结，外部连接控制电路和蓄电池，实现太阳能转换为电能的效果；(2)霜雾天气下通过加热透明导电条实现除霜雾模式，具体的，在有机钢化玻璃上沉积ITO slit条，ITO slit条两端增加一定的电压，ITO slit生热提升玻璃温度，达到除霜雾的效果，同时在ITO slit条附近(不接触)沉积由ITO和ATO组成的薄膜热电偶测温计，通过测温计实时监测玻璃温度，反馈给控制电路，可调整ITO slit条两端电压，确保除霜雾效果和节能效果最佳；(3)雨水天气下，进入除水滴模式：ITO slit条两端增加一个PWM模型的电压，产生一个强弱交变的电场，使得水滴产生介电润湿效应，加速了水滴往下流动，达到除雨水的效果。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种用于车辆挡风玻璃的玻璃，其特征在于，包括：第一玻璃层、多条透明导电条以及第二玻璃层；其中，所述透明导电条设置于所述第一玻璃层与所述第二玻璃层之间，且所述透明导电条的两端分别引出接入到电源正极和电源负极，所述透明导电条间隔设置；所述透明导电条设置为曲线行走结构或迷宫式行走结构；
所述玻璃还包括测温单元；所述测温单元包括第一透明导电测温条和与所述第一透明导电测温条配合连接的第二透明导电测温条；所述测温单元设置于所述透明导电条的边缘位置且两端分别引出接入到控制电路中；所述测温单元中的第一透明导电测温条和第二透明导电测温条中的至少一个与所述透明导电条设置为同样的形状且相互不接触设置；
所述玻璃还包括控制电路；
若外部为雨水环境，所述控制电路被配置为向透明导电条输入PWM模型微控电压，以通过介电润湿效应清除雨水；
若外部环境为霜雾环境，所述控制电路被配置为向透明导电条输入控制电压，使透明导电条发热清除霜雾。
2.根据权利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述第一透明导电测温条的材料为ITO，所述第二透明导电测温条的材料为ATO。
3.根据权利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃为车辆后挡风玻璃、车辆前挡风玻璃、车辆车门玻璃中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的玻璃，其特征在于，所述透明导电条为ITO。
5.根据权利要求1所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃还包括太阳能发电单元；所述太阳能发电单元设置于所述透明导电条与所述第一玻璃层之间，或者，所述太阳能发电单元设置于所述透明导电条与所述第二玻璃层之间；
所述太阳能发电单元包括正极电极层、PIN结以及负极电极层；所述PIN结设置于所述正极电极层与所述负极电极层之间且所述PIN结的一端与所述正极电极层连接，所述PIN结的另一端与所述负极电极层连接；所述太阳能发电单元与所述透明导电条之间设置有透明绝缘层。
6.根据权利要求5所述的玻璃，其特征在于，所述PIN结设置为多个且呈阵列式分布，所述正极电极层与所述负极电极层均设置为与所述PIN结对应的阵列式分布，所述正极电极层与所述负极电极层用于将多个所述PIN结串联或并联连接。
7.根据权利要求6所述的玻璃，其特征在于，一个所述太阳能发电单元的负极电极层连接另一个相邻太阳能发电单元的正极，从而使多个太阳能发电单元串联；或一个所述太阳能发电单元的负极电极层连接另一个相邻太阳能发电单元的负极层，从而使多个太阳能发电单元并联。
8.根据权利要求5-7任一项所述的玻璃，其特征在于，所述太阳能发电单元呈m行n列阵列式分布，其中，在每行中的n个太阳能发电单元串联，在m个不同行太阳能发电单元整体之间为并联，m和n均为自然数。
9.根据权利要求5所述的玻璃，其特征在于，所述正极电极层连接到储电元件或者用电元件的正极，所述负极电极层连接到储电元件或者用电元件的负极。
10.根据权利要求9所述的玻璃，其特征在于，所述用电元件为多条透明导电条。
11.根据权利要求1或2所述的玻璃，其特征在于，所述控制电路与所述测温单元连接。
12.一种如权利要求1-11任一项所述玻璃的控制方法，其特征在于，
根据所述测温单元测得的温度信号对电源的电压或电流进行调节控制，使得所述电源改变所述透明导电条两端的电压或电流。
13.一种如权利要求7-11任一项所述玻璃的控制方法，其特征在于，
若外部环境为晴朗环境，则向透明导电条输入0V电压或者通过电路设计使透明导电条的一端或两端悬空；并且将太阳能发电单元的两端分别连接到储电元件或者用电元件的两端。
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