一种可温差发电的半导体驻车加热器的制作方法

本发明涉及车用加热设备和一种汽车发电系统领域，特别涉及一种驻车加热器及一种汽车温差发电装置。

背景技术：

驻车加热器是一种加热发动机循环水进而使发动机可以热启动，同时使驾驶室升温的产品。无需启动发动机，即可为发动机和车内同时提前预热，避免低温冷启动给发动机带来的磨损，让车主在寒冬里打开车门即可感受到温暖，还可解决车窗除霜、刮雪、擦雾的困扰。这一产品市场前景较好，尤其适合寒冷地区。传统的驻车加热器以燃烧汽油、柴油等燃料来为发动机及汽车舱内进行预热及供暖，但存在体积较大、热效率低、油耗过大、燃烧不充分易污染环境等问题。

技术实现要素：

本发明目的在于解决上述问题，提供一种技术可行，可以减少能耗、减少装置体积、降低环境污染的可温差发电的半导体驻车加热器。

本发明提供了一种半导体驻车加热器，所述驻车加热器包括接发动机暖风出水口进水管、接发动机暖风回水口回水管、其他管道、管道保温材料、筒形半导体加热片、二位三通电磁换向阀、水泵、温度传感器、汽车暖风系统、蓄电池、以及驻车加热器控制器。

所述发动机暖风出水口进水管，为连接发动机暖风出水口至接入电磁阀一段管道，管道材料为导热性极好的石墨烯导热塑料，在管道上安装半导体加热片一段做出相对管道半径更大的环形凸台，凸台材料和管道一样采用石墨烯导热材料，以增大半导体加热片有效面积。

所述接发动机暖风回水口回水管及其他管道为普通车用暖风水管。

所述管道保温材料仅覆盖在发动机暖风出水口进水管从出水口至凸台一段，可以减少因石墨烯导热材料导致的热量散失。

所述筒形半导体加热片采用多层半导体加热片，冷面及热面可承受较高的温差，随着技术的提高可以采用性能更好的单层半导体加热片，在供电时可以用来加热，有较高的热效率，在断电且发动机运行时，冷面及热面温差较高，可以用来进行温差发电。

所述二位三通电磁换向阀用来控制冷却液流经管路，其中一阀门为常开阀，该阀门直接接一段管道与暖风散热器入水口相连；一阀门为常闭阀，该阀门后接一段管道与水泵相连，水泵再通过一段管道与暖风散热器入水口相连。

所述水泵功率较小，用来在发动机不运行时抽送液体，使发动机冷却液进行小循环，从而使冷却液均匀受热并提高升温速度。

所述温度传感器为两个，其中一个温度传感器布置在管道内用来检测冷却液温度，另一个温度传感器布置在加热装置附近用来检测装置附近环境温度。

所述暖风系统利用原车暖风系统，包括暖风散热器、暖风风扇及车内暖风管道等。

所述蓄电池可利用车辆蓄电池也可附加一块蓄电池。

所述驻车加热器控制器包括：存储器、运算器、电源控制器、远程遥控接收装置；所述存储器包括用来存储运算程序、暂存运算数据及运算结果的存储模块；所述运算器调用运算程序根据温度传感器及电池剩余电量、发动机运转状况等数据进行运算，并将计算结果存入相应存储器；所述电源控制器读取运算器计算结果，进行开关半导体加热片、电磁阀、暖风系统风扇等工作；所述远程遥控接收装置用来接收车主远程指令，唤醒驻车加热器进行加热工作。

本发明还提供给了一种汽车温差发电装置，所述装置与汽车驻车加热器共用一些零部件，所述装置包括：半导体发电片、半导体加热片冷面散热板、温差发电控制器、整流器。

所述半导体发电片即半导体加热片，其通电时发热基于帕尔帖效应，断电时基于塞贝克效应进行温差发电，半导体加热片可同时满足这两种效应，在不同工况下起不同的作用。

所述半导体加热片冷面散热板材料采用导热性极好的石墨烯材料，利用汽车行驶时的自然风进行冷却，使半导体发电片冷面迅速散热降温，从而使半导体发电片冷面和热面有较大的的温差，从而提高发电效率。

所述温差发电控制器用来读取读取温度传感器及发动机运行状况等数据，从而按照预设程序控制半导体加热片进行温差发电。

整流器将发电装置发出的电流进行整流，形成稳定电压源给车辆蓄电池充电。

由于采用上述系统，本发明具有较多有益的效果。

1.本发明采用半导体加热片进行加热可达到极高的效率，通过计算可得在达到相同加热效果情况下，相比传统燃油加热系统，半导体加热系统可减少油耗并减少尾气污染。

2.本发明在发动机正常运转过程可利用发动机冷却系统多余热量进行温差发电，节约能源。

3.本发明加入电磁阀，使水泵在发动机运行时不接入冷却液循环通路，从而防止水泵中叶轮在发动机工作时，对循环的冷却液造成阻碍，进而减少能源消耗。

4.本发明选择发动机暖风进水口作为可温差发电的半导体驻车加热器入水口，在这不论发动机冷却液进行小循环还是大循环都有冷却液流过，同时，在发电过程冷却液刚从发动机机体内流出，有最大水温，利于温差发电。

5.本发明采用半导体加热片及石墨烯导热材料，随半导体技术及石墨烯制备技术的发展，可以采用性能更好且成本更低的零件，从而提高系统效率，降低系统成本。

为了更清楚地说明本发明，下面结合附图对发明作进一步说明，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，还可以根据这些附图获得其它的附图。

附图说明

图1是本发明可温差发电的半导体驻车加热器的结构框图。

图2是本发明结构示意图，图中1是暖风进水管，2是散热板，3是环境温度传感器，4是控制器，5是二位三通电磁阀，6是水泵，7是水温传感器，8是暖风散热器，9是暖风风扇，10是半导体加热片，11是普通暖风水管，12是暖风回水管，其余蓄电池、导线等零件图中未示意。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

传统的以燃油为燃料的汽车驻车加热器存在体积较大、热效率低、油耗过大、燃烧不充分易污染环境等问题，为了解决这些问题，本发明提供了一种高效的电加热驻车加热器实施例。参见图1、图2，本发明可温差发电的半导体驻车加热器，包括驻车加热器及温差发电装置。所述驻车加热器包括接发动机暖风出水口进水管1、接发动机暖风回水口回水管12、其他管道11、管道保温材料、筒形半导体加热片10、二位三通电磁换向阀5、水泵6、温度传感器3和7、汽车暖风系统、蓄电池14、以及驻车加热器控制器；所述温差发电装置包括半导体发电片即半导体加热片10、半导体加热片冷面散热板2、温差发电控制器、整流器13。

图1中，所述控制器4包括：驻车加热器控制器及温差发电控制器；所述蓄电池14可以直接使用原车蓄电池，也可附加一块蓄电池，以提高电量。

在本发明中，进行驻车预热时，车主可以远程发出控制指令打开驻车预热装置，首先控制器检测蓄电池电量，如果电量足够则打开驻车加热器，否则提示车主；接着环境温度传感器3检测半导体加热片冷面散热板2附近温度，电磁阀通电动作使常闭阀门打开，从而使有水泵的支路流通，另一侧常开阀门关闭，使该侧支路关闭；接着水泵6通电工作，筒形半导体加热片10开始通电加热；当水温传感器7检测到冷却液温度相对温度传感器3检测温度上升60度时，控制器打开暖风风扇9，对驾驶室进行加热；整个加热过程一直持续，直到控制器4接收到车主关闭指令或者蓄电池14电量低于预设值或者车主点火启动汽车，控制器关闭水泵6、关闭汽车暖风风扇9、关闭半导体加热片10并且停止向温度传感器、电磁阀5等用电器件供电，仅保留部分器件工作，以接收驾驶员指令或者检测车辆运行状态及时打开温差发电装置。

在本发明中，进行温差发电时，当控制器4检测到汽车启动时，打开温度传感器3和7，并接通温差发电电路使半导体加热片10开始发电，经过整流器13整流给蓄电池14充电。在车辆停止运行后如果控制器4检测到蓄电池14仍未充满电，在温度传感器3和7检测值之差大于20时仍继续发电，当数值差小于20时，控制器关闭温差发电系统。在汽车行驶过程中发动机冷却液的温度很高，由于石墨烯导热材料导热性较好，半导体加热片热面即半导体发电片热面会迅速上升至很高的温度，半导体发电片冷面与石墨烯导热材料制成的散热片接触，在汽车行驶过程中有自然风冷却，这样半导体发电片上下表面便会形成较高的温度差，可提高发电效率。从而在整个行车过程，温差发电装置可以利用发动机多余热量进行温差发电，从而节约能源。