车用太阳能电池的辅助供电方法及其系统的制作方法

文档序号:10537854
车用太阳能电池的辅助供电方法及其系统的制作方法
【专利摘要】一种车用太阳能电池的辅助供电方法及系统。方法包括以下步骤:判断太阳光入射方向与行车方向,当上述二者在水平面上的投影所形成的夹角在±30度范围内时,启动太阳能电池模组以将太阳能转换成第一充电电能与第二充电电能,其中所述第一充电电能的电压高于所述第二充电电能的电压;检测所述汽车的储备电池的剩余电量,对所述储备电池进行充电;以及检测所述汽车的磷酸铁锂动力电池的工作温度,当所述工作温度处于第一温度范围内,则控制所述储备电池对所述磷酸铁锂动力电池进行加热;当所述环境温度处于第二温度范围内,则对所述磷酸铁锂动力电池进行充电。上述车用太阳能电池的辅助供电方法能够使得磷酸铁锂动力电池的充放电性能得到提高。
【专利说明】
车用太阳能电池的辅助供电方法及其系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种供电方法,特别是涉及一种车用太阳能电池的辅助供电方法及其系统。
【背景技术】
[0002]目前,随着对环保的要求以及新能源技术的开发,纯电动汽车应用越来越广泛。纯电动汽车的动力来源为储能电池,例如,铅酸电池、磷酸铁锂电池或镍氢电池等。然而,温度对这类电池的性能影响比较大,例如电池内阻、充电性能、放电性能、安全性能以及使用寿命等参数均受到温度的影响。在冬天温度较低时,例如在O摄氏度以下,电池的充电容量显著降低,甚至只能达到常温充电容量的60%以下,使得每次充电后电动汽车的行驶里程大大降低,而且在低温状态对电池充电,会严重损坏电池。另外,电池在低温下的输出效率也大幅降低。

【发明内容】

[0003]基于此,有必要提供一种有利于提高电池的充放电性能的车用太阳能电池的辅助供电方法及其系统。
[0004]—种车用太阳能电池的辅助供电方法,包括以下步骤:
[0005]a)判断太阳光入射方向与行车方向,当上述二者在水平面上的投影所形成的夹角在±30度范围内时,启动太阳能电池模组以将太阳能转换成第一充电电能与第二充电电能,其中所述第一充电电能的电压高于所述第二充电电能的电压;
[0006]b)检测所述汽车的储备电池的剩余电量;当所述剩余电量为所述储备电池的电容量的0-40%,则利用所述第一充电电能对所述储备电池进行充电,并储存所述第二充电电能于第二储能单元中;当所述剩余电量为所述储备电池的电容量的40-90%,则利用所述第二充电电能对所述储备电池进行充电,并储存所述第一充电电能于第一储能单元中;以及
[0007]c)检测所述汽车的电池仓里的磷酸铁锂动力电池的工作温度,当所述工作温度处于第一温度范围内,则控制所述储备电池对所述磷酸铁锂动力电池进行加热;当所述环境温度处于第二温度范围内,则对所述磷酸铁锂动力电池进行充电,其中所述第一温度范围为温度低于20摄氏度,所述第二温度范围为温度高于20摄氏度。
[0008]在其中一个实施方式中,所述太阳能电池模组包括第一太阳能电板与第二太阳能电板,所述第一太阳能电板的形状与所述汽车的顶部形状相匹配且所述第一太阳能电板铺设于所述汽车的顶部,所述第二太阳能电板为圆形且转动地设置于所述汽车车尾的备用轮胎上,启动太阳能电池模组以将太阳能转换成第一充电电能与第二充电电能,其中所述第一充电电能的电压高于所述第二充电电能的电压的步骤包括:启动所述太阳能电池模组,利用所述第一太阳能电板将太阳能换成电压较高的第一充电电能,利用所述第二太阳能电板将太阳能转换成电压较低的第二充电电能。
[0009]在其中一个实施方式中,所述第二太阳能电板能够拆卸地装设于所述备用轮胎上,所述利用所述第二太阳能电板将太阳能转换成电压较低的第二充电电能的步骤之前还包括步骤:转动所述第二太阳能电板使其与所述备用轮胎的轴向方向垂直。
[0010]在其中一个实施方式中,所述判断光照方向与行车方向的步骤包括:根据方向判断装置判断太阳光入射方向并根据汽车导航仪判断行车方向。
[0011]在其中一个实施方式中,在步骤c)中还包括:当所述磷酸铁锂动力电池的温度处于第三温度范围内,所述储备电池对冷却装置进行供电以启动所述冷却装置,从而降低所述磷酸铁锂动力电池的温度,其中所述第三温度范围为温度高于60摄氏度。
[0012]在其中一个实施方式中,所述步骤c)之后还包括:启动车内空调时,所述第一储能单元向所述空调供电以使所述空调运转。
[0013]在其中一个实施方式中,所述步骤c)之后还包括:当车窗玻璃受到撞击时,所述第二储能单元向车窗控制单元供电以关闭车窗。
[0014]在其中一个实施方式中,所述对所述磷酸铁锂动力电池进行充电的步骤包括:采用充电装置对电流进行整流、稳压并利用上述电流对磷酸铁锂动力电池进行充电。
[0015]一种车用太阳能电池的辅助供电系统,包括:
[0016]方向判断装置,用于判断所述太阳光入射方向与行车方向;
[0017]太阳能电池模组,用于接收太阳能并转换成电能;
[0018]磷酸铁锂动力电池,装设于电池仓内;
[0019]储备电池,与所述太阳能电池模组电性连接;
[0020]辅助电池,包括与所述太阳能电池模组电性连接的第一储能单元及第二储能单元;
[0021 ]加热装置,与所述储备电池电性连接,用于加热所述磷酸铁锂动力电池;
[0022]控制装置,包括相互电性连接的电量检测模块、温度检测模块以及控制模块,所述控制装置与所述方向判断装置、太阳能电池模组、储备电池以及加热装置均电性连接,所述控制模块能够根据所述方向判断装置采集的方向信息控制所述太阳能电池模组以将太阳能转换成第一充电电能与第二充电电能,其中所述第一充电电能的电压高于所述第二充电电能的电压,所述电量检测模块用于检测所述储备电池的剩余电量,所述控制模块根据所述剩余电量信息控制所述第一充电电能对所述储备电池进行充电并储存所述第二充电电能于所述第二储能单元中;或者控制所述第二充电电能对所述储备电池进行充电并储存所述第一充电电能于第一储能单元中;所述温度检测模块用于检测所述磷酸铁锂电池的工作温度,所述控制模块根据所述工作温度控制所述储备电池向加热装置供电。
[0023]在其中一个实施方式中,还包括与所述储备电池及所述控制装置均电性连接的冷却装置,所述冷却装置用于冷却所述磷酸铁锂动力电池。
[0024]由于当磷酸铁锂动力电池的温度过低时,可先利用储备电池对磷酸铁锂动力电池进行预先加热,提高温度后再对磷酸铁锂动力电池进行充电,从而可以避免在温度过低时充电而损坏磷酸铁锂动力电池,而且加热后能够也使得磷酸铁锂动力电池的输出效率得到提尚O
【附图说明】
[0025]图1为本发明一实施例的汽车及车用太阳能电池模组的立体示意图;
[0026]图2为一实施例的车用太阳能电池的辅助供电系统的功能模块图;
[0027]图3为本发明一实施例的车用太阳能电池的辅助供电方法的步骤流程图;
[0028]图4为为本发明一实施方式的电池仓的结构不意图;
[0029]图5为本发明一实施方式的电池仓的另一角度的结构示意图;
[0030]图6为图5沿A-A线方向的剖示图;
[0031]图7为为图5沿B-B线方向的剖示图;
[0032]图8为本发明一实施方式的加热装置的结构示意图;
[0033]图9为本发明一实施方式的冷却装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0034]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0035]请参阅图1,本发明的一实施例是,一种车用太阳能电池的辅助供电系统,其设置于汽车300上。其中汽车300包括车身301以及设置于车身301尾部的备用轮胎303。例如,为了便于更大面积地采集太阳能,于汽车300上设置太阳能电池模组100,其中所述太阳能电池模组100包括第一太阳能电板10与第二太阳能电板20,所述第一太阳能电板10的形状与所述汽车300的车身301顶部形状相匹配且所述第一太阳能电板10铺设于所述汽车300的顶部,所述第二太阳能电板20为圆形且转动地设置于所述汽车300车尾的备用轮胎303上,所述第一太阳能电板10提供第一充电电能,所述第二太阳能电板20提供所述第二充电电能。由于第一太阳能电板10铺设于汽车300的顶部,从而能够更大面积地采集太阳能,而第二太阳能电板20设置于汽车300的备用轮胎303上,其能够充分利用汽车300的表面积。而且车尾的备用轮胎303上一般在早晨或者傍晚时都能够直接面对太阳,其能吸收到的太阳能也较多。
[0036]请一并参阅图2,一种车用太阳能电池的辅助供电系统,包括:
[0037]方向判断装置85,用于判断所述太阳光入射方向与行车方向;
[0038]太阳能电池模组100;
[0039]磷酸铁锂动力电池90,装设于电池仓内;
[0040 ]储备电池40,与所述太阳能电池模组100电性连接;
[0041]辅助电池30,包括与所述太阳能电池模组100电性连接的第一储能单元31及第二储能单元33;
[0042]加热装置70,与所述储备电池40电性连接,用于加热所述磷酸铁锂动力电池90;
[0043]控制装置75,包括相互电性连接的电量检测模块751、温度检测模块753以及控制模块755,所述控制装置75与所述方向判断装置85、太阳能电池模组100、储备电池40以及加热装置70均电性连接,所述控制模块755能够根据所述方向判断装置85采集的方向信息控制所述太阳能电池模组100以将太阳能转换成第一充电电能与第二充电电能,其中所述第一充电电能的电压高于所述第二充电电能的电压,所述电量检测模块753用于检测所述储备电池40的剩余电量,所述控制模块755根据所述剩余电量信息控制所述第一充电电能对所述储备电池40进行充电并储存所述第二充电电能于所述第二储能单元33中;或者控制所述第二充电电能对所述储备电池40进行充电并储存所述第一充电电能于第一储能单元31中;所述温度检测模块753用于检测所述磷酸铁锂电池90的工作温度,所述控制模块755根据所述工作温度控制所述储备电池40向加热装置70供电,以对所述磷酸铁锂电池90进行加热。
[0044]例如,在温度太高时,需要对磷酸铁锂电池90进行冷却,其中所述车用太阳能电池的辅助供电系统还包括与所述储备电池40电性连接的冷却装置80,所述冷却装置80用于冷却所述磷酸铁锂动力电池90。例如,当所述温度检测模块753检测到所述磷酸铁锂动力电池90的温度处于高于60度时,所述储备电池40对冷却装置80进行供电以启动所述冷却装置80,从而降低所述磷酸铁锂动力电池90的温度。
[0045]例如,所述方向判断装置85可以为所述太阳能自动跟踪装置,其包括检测标杆以及围绕所述检测标杆设置的多个光敏电阻,所述多个光敏电阻位于以所述检测标杆为圆心的圆上。当光线不垂直光敏电阻所安置的表面时,光线与检测标杆之间形成角度,检测标杆的阴影投影在其中一个光敏电阻上。太阳光的入射方向不同,不同位置的光敏电阻的表面会被检测标杆的阴影所遮挡,从而检测出太阳光的入射方向。
[0046]请参阅图3,本发明的一实施方式是,一种车用太阳能电池的辅助供电方法,包括以下步骤:
[0047]于步骤SlOl中,判断太阳光入射方向与行车方向,当上述二者在水平面上的投影所形成的夹角在±30度范围内时,启动太阳能电池模组以将太阳能转换成第一充电电能与第二充电电能,其中所述第一充电电能的电压高于所述第二充电电能的电压;
[0048]例如,为了便于使用,当需要使用备用轮胎303时,为了将第二太阳能电板20依然能够保留于汽车300上,所述第二太阳能电板20能够拆卸地装设于所述备用轮胎30上。
[0049]启动太阳能电池模组以将太阳能转换成第一充电电能与第二充电电能,其中所述第一充电电能的电压高于所述第二充电电能的电压的步骤包括:启动所述太阳能电池模组,利用所述第一太阳能电板将太阳能换成电压较高的第一充电电能,利用所述第二太阳能电板将太阳能转换成电压较低的第二充电电能。其中所述利用所述第二太阳能电板将太阳能转换成电压较低的第二充电电能的步骤之前还包括步骤:转动所述第二太阳能电板使其与所述备用轮胎的轴向方向垂直。
[0050]例如,为了采集太阳光入射方向,可以根据太阳能自动跟踪装置判断太阳光入射方向。而对于行车方向,则可以根据汽车导航仪判断行车方向。当太阳光入射方向与行车方向在水平面上的投影所形成的夹角在±30度范围内时,尤其是太阳光入射方向大致平行行车方向时,汽车300的第一太阳能电板10与第二太阳能电板20接收最大程度地接受到太阳的光照,从而提高太阳光的利用效率。
[0051]于步骤S102中,检测所述汽车的储备电池的剩余电量;当所述剩余电量为所述储备电池的电容量的0-40%,则利用所述第一充电电能对所述储备电池进行充电,并储存所述第二充电电能于第二储能单元中;当所述剩余电量为所述储备电池的电容量的40-90%,则利用所述第二充电电能对所述储备电池进行充电,并储存所述第一充电电能于第一储能单元中。
[0052]具体地,所述汽车300内还具有均与太阳能电池模组20电性连接的辅助电池30以及储备电池40,辅助电池30用于储存太阳能电池模组100所产生的电能,以向车内空调50及车窗玻璃控制单元60供电。储备电池40用于储备太阳能电池模组100所产生的电能以向加热装置70以及冷却装置80供电,从而实现对汽车300的磷酸铁锂动力电池90温度的控制。
[0053]辅助电池30包括第一储能单元31与第二储能单元33。第一储能单元31及第二储能单元33分别与第一太阳能电板10及第二太阳能电板20电性连接。由于第一太阳能电板10所提供的第一充电电能的电压较高,当储备电池40的剩余电量为所述储备电池的电容量的0-40%时,储备电池40急需充电,此时采用第一太阳能电板10对储备电池40进行快速充电,并储存第二太阳能电板20的第二充电电能于第二储能单元33中。当储备电池40的剩余电量为所述储备电池的电容量的0-40%时,储备电池40不需快速充电,此时采用第二太阳能电板20对储备电池40进行充电,并储存第一太阳能电板10的第一充电电能于第一储能单元31中。
[0054]于步骤S103中,检测所述汽车的磷酸铁锂动力电池的工作温度,当所述工作温度处于所述第一温度范围内,则控制所述储备电池对所述磷酸铁锂动力电池进行加热;当所述环境温度处于所述第二温度范围内,则对所述磷酸铁锂动力电池进行充电,其中所述第一温度范围为温度低于20摄氏度,所述第二温度范围为温度高于20摄氏度。
[0055]例如,当所述磷酸铁锂动力电池90的温度处于第三温度范围内,所述储备电池40对冷却装置80进行供电以启动所述冷却装置80,从而降低所述磷酸铁锂动力电池40的温度,其中所述第三温度范围为温度高于60摄氏度。这样,能够在炎热的天气里,保证磷酸铁锂动力电池90的温度,从而提高磷酸铁锂动力电池90的充电性能与输出性能,也能保提高磷酸铁锂动力电池90的安全性。
[0056]例如,启动车内空调50时,所述第一储能单元31向所述空调50供电以使所述空调50运转。另外,当车窗玻璃受到撞击时,所述第二储能单元33向车窗控制单元60供电以关闭车窗。具体地,车窗玻璃上设置压力感测器,当处于半开状态的车撞玻璃受到压力时,压力感测器感测到瞬间压力并判定车窗受到撞击,从而发出信号使得第二储能单元33向车窗控制单元60供电,并控制车窗关闭。
[0057]例如,对所述磷酸铁锂动力电池90进行充电时,采用充电装置91对电流进行整流、稳压并利用上述电流对磷酸铁锂动力电池90进行充电。具体地,检测磷酸铁力动力电池90的剩余电量,当所述磷酸铁锂动力电池90的剩余电量为所述磷酸铁锂动力电池90的电容量的0-30%时,采用具有第一电压的外部电源93对所述磷酸铁锂动力电池进行充电,其中所述第一电压为220伏特。当所述磷酸铁锂动力电池90的剩余电量为所述磷酸铁锂动力电池90的电容量的30-70%时,采用具有第二电压的外部电源93对所述磷酸铁锂动力电池90进行充电,其中所述第一电压为320伏特。即能够根据磷酸铁锂动力电池90的电量的紧缺程度,采用不同的电压对磷酸铁锂动力电池90进行充电,这样才能更有适应性地对磷酸铁锂动力电池90进行充电作业。
[0058]由于在本车用太阳能电池的辅助供电方法中,当磷酸铁锂动力电池90的温度过低时,可先利用由太阳能供电的储备电池40对磷酸铁锂动力电池90进行预先加热,提高温度后再对磷酸铁锂动力电池90进行充电,从而可以避免在温度过低时充电而损坏磷酸铁锂动力电池90,而且加热后能够也使得磷酸铁锂动力电池90的输出效率得到提高。
[0059]上述车用太阳能电池的辅助供电方法及其系统基于对温度的控制用于实现能够提高磷酸铁锂电池90工作稳定性,使用寿命和安全性能的效果,因此,其对于温度控制的时效性和精确性尤其重要,通过提高对温度控制的实效性,可以减少由于控制延迟所带来的控制效果较差的问题,此外,通过提高对温度控制的精确性,还能够进一步提高磷酸铁锂电池90工作稳定性,使用寿命和安全性能的效果。
[0060]为了进一步提高温度控制的时效性和精确性,例如,一实施方式的车用太阳能电池的辅助供电方法系统,包括:
[0061]方向判断装置85,用于判断所述太阳光入射方向与行车方向;
[0062]太阳能电池模组100;
[0063]磷酸铁锂动力电池90,装设于电池仓内;
[0064]储备电池40,与所述太阳能电池模组100电性连接;
[0065]辅助电池30,包括与所述太阳能电池模组100电性连接的第一储能单元31及第二储能单元33;
[0066]加热装置70,与所述储备电池40电性连接,用于加热所述磷酸铁锂动力电池90;
[0067]控制装置75,包括相互电性连接的电量检测模块751、温度检测模块753以及控制模块755,所述控制装置75与所述方向判断装置85、太阳能电池模组100、储备电池40以及加热装置70均电性连接。
[0068]其中,所述电池仓具有中空的矩形体状结构,其包括四个侧板、底板和顶板,四个所述侧板依次连接,具体的,四个所述侧板依次首尾连接,所述底板的四个侧边分别与四个所述侧板的底部连接,所述顶板的四个侧边分别与四个所述顶部连接,四个所述侧板、所述底板和顶板连接后形成中空的矩形体状结构;在所述四个侧板中:其中相对设置的两个侧板为两个加热侧板,另相对设置的两个侧板为两个冷却侧板。例如,所述磷酸铁锂动力电池90与电池仓内侧壁紧密接触,用于提高导热效果。
[0069]所述加热装置包括若干加热管,若干所述加热管容置于两个所述加热侧板内部,若干所述加热管依次间隔且平行设置,所述加热管分别与所述底板及所述底板垂直设置,所述加热管工作时产生的热量直接通过所述加热侧板传递至所述电池仓内部,即直接传递至所述磷酸铁锂动力电池90的表面上,用于对所述磷酸铁锂动力电池90进行加热操作,这样,可以提高温度控制的时效性和精确性。例如,所述加热管为电加热管。例如,所述加热管与分别与所述磷酸铁锂动力电池90和储备电池40电性连接,用于对所述加热管供电,确保所述加热管的正常发热工作。
[0070]所述冷却装置包括蒸发冷却管、压缩机、冷凝器和节流元件,所述压缩机、所述冷凝器、所述节流元件及所述蒸发冷却管依次连通,所述蒸发冷却管容置于所述冷却侧板内部,所述蒸发冷却管具有多弯折或/和弯曲结构,所述电池仓内过多的热量直接通过所述冷却侧板传递至所述蒸发冷却管中,并由所述蒸发冷却管带走,用于对所述磷酸铁锂动力电池90进行降温操作,这样,可以提高温度控制的时效性和精确性。例如,所述冷却装置内部填充设置有冷媒,如氟利昂。例如,所述压缩机与分别与所述磷酸铁锂动力电池90电性连接,用于对所述压缩机供电,确保所述冷却装置的正常冷却工作。
[0071]例如,四个所述侧板为一体成型结构,所述侧板包括依次层叠设置的导热层、隔热层、支撑层和阻燃层,例如,四个所述侧板的所述导热层依次首尾连接,四个所述侧板的所述隔热层依次首尾连接,四个所述侧板的所述支撑层依次首尾连接,四个所述侧板的阻燃层依次首尾连接。所述导热层位于所述电池仓内侧,并与所述磷酸铁锂动力电池90接触,用于起到导热和缓冲的作用,所述阻燃层位于所述电池仓外侧,并朝向外部环境设置,用于起到阻燃的提高安全性能的作用,所述隔热层用于起到隔热作用,以减少外部环境温度对所述电池仓内部的所述磷酸铁锂动力电池90的影响,温度控制更加精确,所述支撑层用于提高所述电池仓整体结构的机械强度,提高结构的稳定性;又如,所述加热管和所述蒸发冷却管容置于所述导热层中,用于进一步减少温度传递的延迟性,进而提高温控的时效性;又如,所述冷却装置为两个,两个所述冷却装置分别容置于两个所述冷却侧板内;又如,所述加热装置为两个,两个所述加热装置分别容置于两个加热侧板内;又如,所述加热管与所述导热层靠近所述磷酸铁锂动力电池90的侧面的距离为0.5cm?Icm;又如,所述蒸发冷却管与所述导热层靠近所述磷酸铁锂动力电池90的侧面的距离为0.5cm?Icm0
[0072]为了进一步提高温度控制的时效性和精确性,又如,一实施方式的车用太阳能电池的辅助供电方法,包括以下步骤:
[0073]a)判断太阳光入射方向与行车方向,当上述二者在水平面上的投影所形成的夹角在±30度范围内时,启动太阳能电池模组以将太阳能转换成第一充电电能与第二充电电能,其中所述第一充电电能的电压高于所述第二充电电能的电压;
[0074]b)检测所述汽车的储备电池的剩余电量;当所述剩余电量为所述储备电池的电容量的0-40%,则利用所述第一充电电能对所述储备电池进行充电,并储存所述第二充电电能于第二储能单元中;当所述剩余电量为所述储备电池的电容量的40-90%,则利用所述第二充电电能对所述储备电池进行充电,并储存所述第一充电电能于第一储能单元中;以及
[0075]c)检测装设于电池仓里的所述汽车的磷酸铁锂动力电池的工作温度,当所述工作温度处于第一温度范围内,则控制所述储备电池对所述磷酸铁锂动力电池进行加热;当所述环境温度处于第二温度范围内,则对所述磷酸铁锂动力电池进行充电,其中所述第一温度范围为温度低于20摄氏度,所述第二温度范围为温度高于20摄氏度。
[0076]其中,所述电池仓具有中空的矩形体状结构,其包括四个侧板、底板和顶板,四个所述侧板依次连接,具体的,四个所述侧板依次首尾连接,所述底板的四个侧边分别与四个所述侧板的底部连接,所述顶板的四个侧边分别与四个所述顶部连接,四个所述侧板、所述底板和顶板连接后形成中空的矩形体状结构;在所述四个侧板中:其中相对设置的两个侧板为两个加热侧板,另相对设置的两个侧板为两个冷却侧板。
[0077]所述加热装置包括若干加热管,若干所述加热管容置于两个所述加热侧板内部,若干所述加热管依次间隔且平行设置,所述加热管分别与所述底板及所述底板垂直设置,所述加热管工作时产生的热量直接通过所述加热侧板传递至所述电池仓内部,即直接传递至所述磷酸铁锂动力电池90的表面上,用于对所述磷酸铁锂动力电池90进行加热操作,这样,可以提高温度控制的时效性和精确性。例如,所述加热管为电加热管。例如,所述加热管与分别与所述磷酸铁锂动力电池90和储备电池40电性连接,用于对所述加热管供电,确保所述加热管的正常发热工作。
[0078]所述冷却装置包括蒸发冷却管、压缩机、冷凝器和节流元件,所述压缩机、所述冷凝器、所述节流元件及所述蒸发冷却管依次连通,所述蒸发冷却管容置于所述冷却侧板内部,所述蒸发冷却管具有多弯折或/和弯曲结构,所述电池仓内过多的热量直接通过所述冷却侧板传递至所述蒸发冷却管中,并由所述蒸发冷却管带走,用于对所述磷酸铁锂动力电池90进行降温操作,这样,可以提高温度控制的时效性和精确性。例如,所述冷却装置内部填充设置有冷媒,如氟利昂。例如,所述压缩机与分别与所述磷酸铁锂动力电池90电性连接,用于对所述压缩机供电,确保所述冷却装置的正常冷却工作。
[0079]例如,四个所述侧板为一体成型结构,所述侧板包括依次层叠设置的导热层、隔热层、支撑层和阻燃层,例如,四个所述侧板的所述导热层依次首尾连接,四个所述侧板的所述隔热层依次首尾连接,四个所述侧板的所述支撑层依次首尾连接,四个所述侧板的阻燃层依次首尾连接。所述导热层位于所述电池仓内侧,并与所述磷酸铁锂动力电池90接触,用于起到导热和缓冲的作用,所述阻燃层位于所述电池仓外侧,并朝向外部环境设置,用于起到阻燃的提高安全性能的作用,所述隔热层用于起到隔热作用,以减少外部环境温度对所述电池仓内部的所述磷酸铁锂动力电池90的影响,温度控制更加精确,所述支撑层用于提高所述电池仓整体结构的机械强度,提高结构的稳定性;又如,所述加热管和所述蒸发冷却管容置于所述导热层中,用于进一步减少温度传递的延迟性,进而提高温控的时效性;又如,所述冷却装置为两个,两个所述冷却装置分别容置于两个所述冷却侧板内;又如,所述加热装置为两个,两个所述加热装置分别容置于两个加热侧板内;又如,所述加热管与所述导热层靠近所述磷酸铁锂动力电池90的侧面的距离为0.5cm?Icm;又如,所述蒸发冷却管与所述导热层靠近所述磷酸铁锂动力电池90的侧面的距离为0.5cm?Icm;又如,导热层、隔热层、支撑层和阻燃层的厚度比为5:1:1:0.2。
[0080]为了进一步说明所述电池仓、所述加热装置和所述冷却装置,例如,请参阅图4及图5,电池仓10a具有中空的矩形体状结构,其包括四个侧板110a、底板(图未示)和顶板(图未示),四个侧板IlOa依次连接,具体的,四个所述侧板依次首尾连接,所述底板的四个侧边分别与四个所述侧板的底部连接,所述顶板的四个侧边分别与四个所述顶部连接,四个所述侧板、所述底板和顶板连接后形成中空的矩形体状结构。请一并参阅图1及图2,在所述四个侧板I 1a中:其中相对设置的两个侧板为两个加热侧板111a,另相对设置的两个侧板为两个冷却侧板112a。
[0081 ]请一并参阅图6及图7,加热装置200a包括若干加热管210a,若干加热管210a容置于两个加热侧板Illa内部,若干所述加热管依次间隔且平行设置,所述加热管分别与所述底板及所述底板垂直设置,所述加热管工作时产生的热量直接通过所述加热侧板传递至所述电池仓内部,即直接传递至所述磷酸铁锂动力电池90的表面上,用于对所述磷酸铁锂动力电池90进行加热操作,这样,可以提高温度控制的时效性和精确性。例如,所述加热管为电加热管。例如,所述加热管与分别与所述磷酸铁锂动力电池90和储备电池40电性连接,用于对所述加热管供电,确保所述加热管的正常发热工作。
[0082I请一并参阅图8及图9,冷却装置300a包括蒸发冷却管310a、压缩机(图未示)、冷凝器(图未示)和节流元件(图未示),所述压缩机、所述冷凝器、所述节流元件及所述蒸发冷却管依次连通,所述蒸发冷却管容置于所述冷却侧板内部,所述蒸发冷却管具有多弯折或/和弯曲结构,所述电池仓内过多的热量直接通过所述冷却侧板传递至所述蒸发冷却管中,并由所述蒸发冷却管带走,用于对所述磷酸铁锂动力电池90进行降温操作,这样,可以提高温度控制的时效性和精确性。例如,所述冷却装置内部填充设置有冷媒,如氟利昂。例如,所述压缩机与分别与所述磷酸铁锂动力电池90电性连接,用于对所述压缩机供电,确保所述冷却装置的正常冷却工作。
[0083]需要说明的是,由于所述加热管和蒸发冷却管均容置于所述导热层内,为了提高温度控制的时效性和精确性,这就要求所述导热层具有较好的导热性能,即通过所述导热层这一介质,所述加热管和所述蒸发冷却管能够更好地与所述电池仓内部的所述磷酸铁锂动力电池90进行及时且快速地热交换,用于提高温度控制的时效性和精确性。进一步,由于所述导热层直接与所述磷酸铁锂动力电池90接触,这就要求所述导热层还需要具备柔软度好和缓冲性能好的优点,用于对所述磷酸铁锂动力电池90进行保护,尤其是汽车电池的使用环境较恶劣,通常处于颠簸或震动状态,而柔软度好和缓冲性能好的所述导热层可以吸收或/和减少这些颠簸或震动产生的冲击,进而更好地保护所述电池仓内部的所述磷酸铁锂动力电池90,用于延长所述磷酸铁锂动力电池90的使用寿命以及提高所述磷酸铁锂动力电池90的安全性能。
[0084]为了使所述导热层同时具备导热性能好、柔软度好和缓冲性能好的优点,例如,一实施方式的所述导热层包括如下质量份的各组分:乙烯-醋酸乙烯共聚物交联物5份?8份、乙烯-醋酸乙烯共聚物6份?10份、聚烯烃10份?12份、聚碳酸酯9份?11份、聚乳酸45份?55份、聚对苯二甲酸乙二醇酯12份?15份、有机硅树脂I份?1.5份、甲基硅油I份?1.5份、双甲基硅油I份?1.5份、乙基硅油I份?1.5份、苯基硅油I份?1.5份、甲基乙氧基硅油I份?1.5份、甲基乙烯基硅油I份?1.5份、导热填料25份?30份、针状材料10份?15份、导热助剂1份?15份和固化剂0.5份?I份;
[0085]其中,所述导热填料包括铝粉、锌粉、铜粉、氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氮化硼的一种或任意几种的混合物;
[0086]所述针状材料为氧化锌晶须、钛酸钾晶须、氮化硅晶须、β-SiC晶须中的一种或任意几种的混合物;
[0087]所述导热助剂包括多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、碳纳米纤维和纳米石墨烯的一种或任意几种的混合物。
[0088]上述导热层通过加入25份?30份的导热填料、10份?15份的导热助剂以及10份?15份的针状材料,可以在原本导热性能极差,但是柔软度较好的橡胶-硅胶聚合体系中形成若干导热通路,从而更好地将所述加热管的热量通过所述导热层传递至所述磷酸铁锂动力电池90,或者更好地将所述磷酸铁锂动力电池90的热量传递至所述冷却蒸发管中。此外,通过加入乙稀-醋酸乙稀共聚物交联物5份?8份、乙稀-醋酸乙稀共聚物6份?10份、聚稀经10份?12份、聚碳酸酯9份?11份、聚乳酸45份?55份、聚对苯二甲酸乙二醇酯12份?15份、有机硅树脂I份?1.5份、甲基硅油I份?1.5份、双甲基硅油I份?1.5份、乙基硅油I份?I.5份、苯基硅油i份?1.5份、甲基乙氧基硅油I份?1.5份和甲基乙烯基硅油I份?1.5份可以进一步提高所述导热层的柔软度,用于更好地保护与所述导热层接触的所述磷酸铁锂动力电池90。
[0089]需要说明的是,由于所述导热层的具有柔软度较好的优点,因此,所述隔热层可以选用隔热性较好,但脆度较高的陶瓷材料,例如,所述隔热层的材质为多孔氧化锆陶瓷,其具有隔热性能较好和质量较轻的优点。例如,所述隔热层与所述支撑层之间还设置有硅胶层,用于对所述支撑层和所述隔热层起到缓冲作用。例如,所述支撑层采用铝合金制备。例如,所述阻燃层包括如下质量份的各组分多聚磷酸铵10a份、氢氧化铝15-20份、硼砂1-5份、三氯乙基磷酸酯5-10份、二缩季戊四醇20-30份、磷酸25-35份、聚氯乙烯10-20份、三聚氰胺为5-8份、氯化三联苯为5-10份、滑石粉10-15份、固化剂15-20份、水15-25份和钛白粉10-15份。
[0090]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种车用太阳能电池的辅助供电方法,其特征在于,包括以下步骤: a)判断太阳光入射方向与行车方向,当上述二者在水平面上的投影所形成的夹角在±30度范围内时,启动太阳能电池模组以将太阳能转换成第一充电电能与第二充电电能,其中所述第一充电电能的电压高于所述第二充电电能的电压; b)检测所述汽车的储备电池的剩余电量;当所述剩余电量为所述储备电池的电容量的0-40%,则利用所述第一充电电能对所述储备电池进行充电,并储存所述第二充电电能于第二储能单元中;当所述剩余电量为所述储备电池的电容量的40-90%,则利用所述第二充电电能对所述储备电池进行充电,并储存所述第一充电电能于第一储能单元中;以及 c)检测所述汽车的电池仓里的磷酸铁锂动力电池的工作温度,当所述工作温度处于第一温度范围内,则控制所述储备电池向加热装置供电以对所述磷酸铁锂动力电池进行加热;当所述环境温度处于第二温度范围内,则对所述磷酸铁锂动力电池进行充电,其中所述第一温度范围为温度低于20摄氏度,所述第二温度范围为温度高于20摄氏度。2.如权利要求1所述的车用太阳能辅助供电方法,其特征在于,所述太阳能电池模组包括第一太阳能电板与第二太阳能电板,所述第一太阳能电板的形状与所述汽车的顶部形状相匹配且所述第一太阳能电板铺设于所述汽车的顶部,所述第二太阳能电板为圆形且转动地设置于所述汽车车尾的备用轮胎上,启动太阳能电池模组以将太阳能转换成第一充电电能与第二充电电能,其中所述第一充电电能的电压高于所述第二充电电能的电压的步骤包括:启动所述太阳能电池模组,利用所述第一太阳能电板将太阳能换成电压较高的第一充电电能,利用所述第二太阳能电板将太阳能转换成电压较低的第二充电电能。3.如权利要求2所述的车用太阳能辅助供电方法,其特征在于,所述第二太阳能电板能够拆卸地装设于所述备用轮胎上,所述利用所述第二太阳能电板将太阳能转换成电压较低的第二充电电能的步骤之前还包括步骤:转动所述第二太阳能电板使其与所述备用轮胎的轴向方向垂直。4.如权利要求2所述的车用太阳能辅助供电方法,其特征在于:所述判断光照方向与行车方向的步骤包括:根据方向判断装置判断太阳光入射方向并根据汽车导航仪判断行车方向。5.如权利要求1所述的车用太阳能辅助供电方法,其特征在于:在步骤c)中还包括:当所述磷酸铁锂动力电池的温度处于第三温度范围内,所述储备电池对冷却装置进行供电以启动所述冷却装置,从而降低所述磷酸铁锂动力电池的温度,其中所述第三温度范围为温度高于60摄氏度。6.如权利要求1所述的车用太阳能辅助供电方法,其特征在于:所述步骤c)之后还包括:启动车内空调时,所述第一储能单元向所述空调供电以使所述空调运转。7.如权利要求1所述的车用太阳能辅助供电方法,其特征在于:所述步骤c)之后还包括:当车窗玻璃受到撞击时,所述第二储能单元向车窗控制单元供电以关闭车窗。8.如权利要求1所述的车用太阳能辅助供电方法,其特征在于:所述对所述磷酸铁锂动力电池进行充电的步骤包括:采用充电装置对电流进行整流、稳压并利用上述电流对所述磷酸铁锂动力电池进行充电。9.一种车用太阳能电池的辅助供电系统,其特征在于:包括: 方向判断装置,用于判断所述太阳光入射方向与行车方向; 太阳能电池模组,用于接收太阳能并转换成电能; 磷酸铁锂动力电池,装设于电池仓内; 储备电池,与所述太阳能电池模组电性连接; 辅助电池,包括与所述太阳能电池模组电性连接的第一储能单元及第二储能单元; 加热装置,与所述储备电池电性连接,用于加热所述磷酸铁锂动力电池; 控制装置,包括相互电性连接的电量检测模块、温度检测模块以及控制模块,所述控制装置与所述方向判断装置、太阳能电池模组、储备电池以及加热装置均电性连接,所述控制模块能够根据所述方向判断装置采集的方向信息控制所述太阳能电池模组以将太阳能转换成第一充电电能与第二充电电能,其中所述第一充电电能的电压高于所述第二充电电能的电压,所述电量检测模块用于检测所述储备电池的剩余电量,所述控制模块根据所述剩余电量信息控制所述第一充电电能对所述储备电池进行充电并储存所述第二充电电能于所述第二储能单元中;或者控制所述第二充电电能对所述储备电池进行充电并储存所述第一充电电能于第一储能单元中;所述温度检测模块用于检测所述磷酸铁锂电池的工作温度,所述控制模块根据所述工作温度控制所述储备电池向加热装置供电。10.如权利要求9所述的车用太阳能电池的辅助供电系统,其特征在于,还包括与所述储备电池及所述控制装置均电性连接的冷却装置,所述冷却装置用于冷却所述磷酸铁锂动力电池。
【文档编号】H02J7/35GK105896676SQ201610389183
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】尹相柱, 刘志亮
【申请人】深圳市德兰明海科技有限公司
再多了解一些
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