一种基于光伏发电的车载辅助空调系统的制作方法

本发明属于电动汽车空调相关领域，尤其涉及一种基于光伏发电的车载辅助空调系统。

背景技术：

近年空气质量的持续恶化，全球气温不断上升，各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向。电动汽车作为新一代的交通工具，在节能减排、减少人类对传统化石能源的依赖方面具备传统汽车不可比拟的优势。在现有的动力电池技术水平下，纯电动汽车续驶里程不能满足人们的日常需求，许多人通过不开空调来提高电动汽车的续驶里程，但是这大大影响了汽车的舒适性。特别是在酷暑和严寒条件下，开启空调大大消耗电能，降低了汽车续驶里程，对电动汽车的推广产生极大阻力。因此，在电池技术没有大的突破时，降低电器设备耗电量就显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种基于光伏发电的车载辅助空调系统，此空调系统利用太阳能进行温度调控，减少能量损耗，延长电动汽车续驶里程。由于本方案均衡电源是光伏发电，不消耗电池组电量，能够降低空调使用引起的能量损耗，节约了能源；采用无压缩机的纯电子空调，降低汽车噪音，大大提升汽车的舒适性；能够进行实时温度调控，特别是在炎热夏天，能够使车内温度保持适宜，消除了空调等待时间。

为达上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于光伏发电的车载辅助空调系统，其特征在于，包括：

控制器通过光照强度传感器获得光照情况，判断光伏发电模块工作状态，通过温度传感器获得车内温度信息，通过数据采集模块获得蓄电池的电压、电流等信息，进行信息分析处理，制定相应的控制策略，发出控制信号，控制极性转换开关的通断与开关方向，使半导体制冷片两段接通，从而进行吸热或放热，实现温度调控；

进一步，所述的太阳能电池板1通过光生伏打效应将太阳能转化为直流电能，并将电能储存在蓄电池11中，光照度传感器2在太阳能电池板上，用于检测光照强度。

进一步，所述的散热片3由导热材料制成，共有上下两块，布置在半导体制冷片的外侧。

进一步，所述的控制器4包括处理器、外围电路、硬件接口以及相关接口。主要功能包括接受传感器信号，数据的分析处理，判断蓄电池soc状况，制定控制策略，控制极性转换开关10的通断及开关方向，实现温度调控。

进一步，所述的温度传感器5用于实时采集车内温度数据。

进一步，所述的数据采集模块6，主要进行对蓄电池进行实时电压、电流采集，并将信息传递给控制器4。

进一步，所述的半导体制冷片7，由两块基板、若干n型和p型半导体材料及若干导流条组成。基板分别位于半导体上面与下面，n型和p型半导体材料成对交叉排列，并用导流条进行交错首尾连接。并当半导体制冷片两端加载不同极性电压时，通过珀尔帖效应进行吸热或者放热，实现温度调控。在本发明中共有两块半导体制冷片，置于热管8的上下两侧，并且安置的反向相反。

进一步，所述的热管8是一种具有极高导热性能的传热元件。

进一步，所述的导热片9由导热材料制成。

进一步，所述的极性转换开关10是一种电磁开关，有正接、反接、断开三种状态，由控制器4控制接通状态；极性转换开关10有4个端口a、b、c、d，a、b为输出端，其中a端与两块半导体制冷片的n端相连接，b端与两块半导体制冷片的p端相连接，c、d为输入端，与电池正负极相连。

本发明视车身12内部为密闭空间，控制器4、温度传感器5、数据采集模块6、导热片9、极性转换开关10、蓄电池11布置在车身内部合适位置，太阳能电池板1、温度传感器2、散热片3、半导体制冷片7、热管8布置在车身外侧合适位置。

本发明产生的有益效果：

1.本发明采用光伏发电作为能源，降低了能源损耗，弥补了电动汽车续驶里程不足的问题。

2.本发明所述的电子空调能适时调整车内温度，避免在炎热夏天或寒冷冬季刚上车时温度不适宜的状况。

3.本发明所述的电子空调结构简单，无压缩机等设备，更好配置，更加轻量化。

4.本发明所述的电子空调无噪音，大大提升汽车的舒适性。

附图说明

图1是本发明的系统控制及电路连接图。

图2是本发明中半导体制冷片结构及工作原理图。

图3是本发明结构示意图。

具体实施方式

为了能使读者更进一步了解本发明的原理、内容和优点，特结合附图对本发明进行详细说明。

图1为本发明的系统控制及电路连接图。太阳能光伏阵列与蓄电池相连，蓄电池与极性转换开关相连，极性转换开关与半导体制冷片相连。控制器通过数据采集模块采集电池数据，计算电池电量，通过温度传感器获取车内温度，通过光照强度传感器获取当前太阳照射强度。

图2是本发明中半导体制冷片结构及工作原理图。如图所示，半导体制冷片主要由基板、导流条、n型和p型半导体元件组成。当p型半导体接电源负极，n型半导体接电源正极时，半导体上侧为冷端，下侧为热端，这时为半导体制冷过程；当n型半导体接电源负极，p型半导体接电源正极时，半导体上侧为热端，下侧为冷端，这时为半导体制热过程；

本发明提供了一种能够利用光伏发电进行温度调控的电子空调，减少了能量损耗，增加电动汽车续驶里程，无噪音，提高车辆舒适性。如图3所示，主要包括：太阳能电池板1、光照强度传感器2、散热片3、控制器4、温度传感器5、数据采集模块6、半导体制冷片7、热管8、导热片9、极性转换开关10、蓄电池11、车身12及电路连接线和信号控制线。

本发明的工作原理为：

利用太阳能电池板发电对蓄电池充电，再给半导体制冷片加载电压进行冷热调控。

在夏天：以制冷为主，当控制器4通过光照传感器2和温度传感器5，实时检测当前光照强度和车内温度，当车内温度高于设定上限值时，控制器4发出极性转换开关10正向连接信号，极性转换开关10正向连接，半导体制冷片7开始工作，使靠近热管8的一侧（内侧）成为冷端，车内热量通过热管传递到冷端，半导体制冷片7继续工作将热量传递到外侧，经散热片3散发到空气中，这样循环工作一段时间，车内温度逐渐下降，当控制器11检测到车内温度到达设定下限时，极性转换开关断开，停止工作。

在冬天：以制热为主，当控制器4通过光照传感器2和温度传感器5，实时检测当前光照强度和车内温度，当车内温度低于设定下限值时，控制器4发出极性转换开关10方向连接信号，极性转换开关10反向连接，半导体制冷片7开始工作，使靠近热管8的一侧（内侧）成为热端，热端热量通过热管传递到导热片，导热片将热量散发到车内空气中，半导体制冷片7继续工作，车内温度逐渐上升，当控制器11检测到车内温度到达设定上限时，极性转换开关断开，停止工作。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于光伏发电的车载辅助空调系统，包括：太阳能电池板、光照强度传感器、散热片、控制器、温度传感器、半导体制冷片、热管、极性转换开关、数据采集模块、导热片、蓄电池及车身。其中，太阳能电池板将太阳能转化为电能，储存在蓄电池中；控制器根据采集的传感器信号，控制系统工作，实现冷热调控；半导体制冷片通过珀尔帖效应进行吸热或者放热，实现冷热调控。由于本发明能够实现利用太阳能进行辅助空调系统供电，不浪费能源，能够对车内温度进行实时调控，同时结构简单，无噪音，占用空间小，特别适合在电动汽车使用，能够节约能量，延长续驶里程，具备实时性强、经济性好等优点。

技术研发人员：陈建;邹忠月;赵川霞;陈起旭;续丹;张西富;余起海;吴涛
受保护的技术使用者：上海豪骋机电科技有限公司
技术研发日：2016.04.12
技术公布日：2017.10.24