专利名称：太阳能汽车天窗供电智能控制装置的制作方法
技术领域：
所属领域本发明创造公开了一种由单片机控制太阳能电池汽车天窗供电装置，在汽车停止发动后，通过智能控制器给车内通风降温设备供电，属可再生能源技术应用领域。
背景技术：
汽车在停放时，尤其是停放在阳光下，车内温度会升高很多，一方面高温对车内的皮革等饰品的使用寿命会造成影响，另一方面，高温也会给驾剩者带来不适感。另外，汽车在停放时由于蓄电池的自放电及其他电子系统中控制门锁、汽车防盗系统等的工作会消耗蓄电池内储存的电能，这会使得汽车蓄电池处于亏电状态，长期这样一方面会影响汽车的正常启动，另一方面会对影响汽车蓄电池使用寿命。
中国专利ZL93234184.5，简单的描述了太阳能汽车降温装置，但没进一步揭示相应的控制电路来协调该装置工作。
美国专利US6525507B2，公开了太阳能电池如何驱动汽车空调鼓风机，采用DC/DC变换模块、高容量电容储能器件，由于太阳能电池所产生的能量有限，而采用DC/DC及DC/AC变换模块，由于这两种模块在电能变换时要消耗一定电能，会影响太阳能汽车天窗所产生电能的利用率。随着技术的发展，现在汽车所用的直流鼓风机是12VDC供电。太阳能汽车可以不采用DC/DC及DC/AC变换模块。
本
发明内容
针对太阳能汽车天窗系统现状分析的结果，本实用新型的目的是在现有汽车设备基础上，用单片机和软件技术，在制汽车发动机停止后，太阳能天窗在光线充足的环境下提供能源，并优先级驱动负载送风、制冷，以节车内温度，或给汽车蓄电池补偿性充电。
按照本实用新型提出的技术解决方案，太阳能电池汽车天窗系统，其特征在于由编程的智能控制器CPU连接汽车天窗带弧面太阳能电池板Solar，驱动汽车空调鼓风机M1、制冷器CLR1及汽车蓄电池Bat，依程序实现功能优先，控制车内降温。
按照本实用新型提出的技术解决方案，所说的智能控制器CPU包括单扳机IC3及外围电路，汽车钥匙控制开关S1连接太阳能电池板Solar，由三端稳压器IC1和储能器件C1、C2及二极管D6组成稳压电源给控制器供电。
按照本实用新型提出的技术解决方案，智能控制器还包括由单扳机IC3、稳压电源IC1，进一步包括开关电路，开关管Q1、Q2构成的开关电路；复位电路IC2；及电流检测电路IC4。
按照本实用新型提出的技术解决方案，当开关S1开通，太阳能电池板Solar通过二极管D5、D6提供能量供稳压器IC1工作，驱动复位电路IC2，及电流检测电路IC4A、IC4B工作。
按照本实用新型提出的技术解决方案，智能控制器芯片IC3型号为PIC12C508/509，IC4为LM39IC3I，当IC3的GP1口输出高电平，开关管Q1导通，驱动汽车空调鼓风机M1送风。
按照本实用新型提出的技术解决方案，由IC4A、IC4B、R2～R7组成电流检测电路，当太阳能电池板Solar的输出端接IC3的输入端GP0为低电平，相应的GP2口输出低电平，Q2截止，制冷器CLR1停止工作。
按照本实用新型提出的技术解决方案，当S1导通，IC3的GP1口输出高电平，Q1导通，汽车空调鼓风机M1工作；IC3的输入端GP0为高电平，GP2输出口电平可设定为循环/定时，由Q2控制的制冷器CLR1循环/定时制冷。
GP1口输出高电平，Q1导通汽车空调鼓风机M1工作；GP0、GP2为高电平，同时驱动汽车空调鼓风机M1及制冷器CLR1工作。
本实用新型是太阳汽车天窗和计算机结合使汽车原设备不变，在阳光和光线充足的环境下，当汽车关闭发动机，启动太阳能系统启动，充分利用太阳能，节能降温，减少了汽车内由热能所产生的“孤岛”效应。
图1为太阳能汽车天窗系统原理图。
图2为太阳能汽车天窗系统中控制器原理图。
图3为控制电路采用单片机来实现时的流程图。
见图1，太阳能汽车天窗系统由太阳能电池天窗、控制器、蓄电池、空调鼓风机、制冷器等形成太阳能汽车天窗系统。其具体工作流程是当汽车停放在阳光下且发动机关闭后，太阳能电池天窗在阳光照下产生电能输出，电流流入控制器后，控制器自动检测太阳能电池天窗的输出功率大小，并启动相应的功能，如通风功能、制冷功能及给蓄电池补偿性充电功能等。同时控制器会根据太阳能电池天窗的输出功率大小优先启动通风功能，而达到停车时降低车内温度的目的，当太阳能电池天窗功率足够大时再启动制冷功能及给蓄电池补偿性充电功能。
见图2原理图和图3流程图，对CPU进行编程，蓄电池、空调鼓风机是汽车本身所自带，制冷器为直流制冷器，可安装于汽车风道内(若只是通风功能，可以不安装制冷器)。
以下进一步说明其工作原理汽车空调鼓风机、汽车蓄电池等，配以智能控制器实现了汽车蓄电池补偿性充电功能、驱动汽车空调鼓风机及制冷器以达到降低车内温度的功能。利用单片机技术配以相应的控制程序制作的智能控制器，可以实现几个功能之间的智能切换。
智能控制器的具体功能是指智能控制器可根据太阳能电池天窗输出功率的大小，选择太阳能汽车天窗的功能。
当关闭汽车发动机后，当太阳能汽车天窗输出功率达到一定的值时(该值会因不同车型所选用的汽车空调鼓风机不同而不同)，先实现基本的通风功能，即驱动汽车空调鼓风机实现车内的空气流动。
当太阳能电池天窗面积较大(如全景天窗型的车，其天窗面积较大，可以封装更多的太阳能电池，从而达到较大的输出功率)，或所用太阳能电池转换效率较高，太阳能电池天窗其输出功率足够大时，再先后完成直流制功能及给蓄电池补偿性充电功能。太阳能电池天窗基本功能是驱动汽车空调鼓风机，实现车内空气流动，降低车内温度。也可以进一步给汽车相应的制冷和蓄电池进行补偿性充电。只要太阳能电池天窗输出功率足够大，可以同时实施多项功能。
制冷是指一分钟制冷、三分钟停止制冷，如此循环。也可根据具体情况调整相应的时间。
图2中，单片机和外围电路实现智能控制，驱动汽车空调鼓风机、驱动制冷器、给汽车蓄电池进行补偿性充电等三项功能，同时可以通过硬件及相应的程序来实现这三项功能之间的优先级。具体是当太阳能电池天窗在光线充足的环境下，产生足够的电能输出，按先后顺序驱动汽车空调鼓风机、太阳能电池天窗输出足够时再定时启动关断制冷器及给汽车蓄电池进行补偿性充电。Solar为太阳能电池天窗，M1为汽车空调鼓风机，Cooler为制冷器，Bat为汽车蓄电池，S1为由汽车钥匙控制的开关，Q1、Q2为开关管，D1、D2、D3、D5为肖特基二极管，D4、D6为二极管，R1～R7为电阻，C1、C2为电容器，IC1为三端稳压器，IC2为专用复位电路，IC3为CPU，IC4A及IC4B为运算放大器，J1、J2为接线端子。IC1的型号为HT7550-1，IC2的型号为MCP809，IC3为PIC12C508/509，IC4为LM399。
实施方式见图2，S1为由汽车钥匙控制的开关，控制太阳能汽车天窗系统的工作状态。太阳能电池天窗Solar经过D5后连接在IC1的输入端2脚、再与S1串联后与制冷器的1脚及与D2串联后连接汽车空调鼓风机的正输入端，在光线足够强时给IC1、制冷器及汽车空调鼓风机提供电能。同时Solar经过D1、R1后并接在汽车蓄电池Bat两端。IC1、C1、C2及D6组成CPU供电电路。其中C1并联在IC1的输入端2脚及接地之间，C2并联在IC1的输出端3脚及接地之间；D6并接在IC1的输入、输出端之间，对IC1起保护作用；C1作为储能电容器，可以储存一部分电能以驱动IC1及IC3、IC4工作。IC2为IC3的复位电路，其中第3脚与IC3的GP3脚连接，给IC3提供可靠的复位信号。IC3为CPU，可进行编程，来实现相应的智能控制功能。其中GP0作为输入端口，GP1、GP2作为输出控制端口。IC4A、R2、R3、R4、R5及IC4B、R6、R7组成电流检测电路。电流检测点的大小可以通过调整R2、R3、R4、R5的阻值来实现。R6、R7为分压电阻，给IC4B的输入端6脚提供基准电压；Q1为控制鼓风机的开关管，N沟道，其通断由IC3的GP1脚控制；Q2为控制制冷器的开关管，N沟道，其通断由IC3的GP2脚控制；R1为汽车蓄电池充电时的限流电阻，D1与R1及J2(汽车蓄电池Bat)串联后并接在太阳能电池天窗Solar两端；D4为汽车空调鼓风机的防浪涌电流二极管，汽车空调鼓机与D4并联，D4的N极接汽车空调鼓风机的正端。
J1接线端子，与汽车原电路系统联接。其中J1的1脚与汽车原电路中空调鼓风机正极接线端联接，J1的2脚与汽车原电路中空调鼓风机负极接线端联接。
J2为接线端子，与汽车蓄电池Bat正负极联接。其中J2的1脚与汽车蓄电池的正极联接，J2的2脚与汽车蓄电池的负极联接。
平时只要太阳能汽车天窗在阳光下，会产生电能，通过D1后可以给储能电容C1充电，一方面可以保证IC1工作，并驱动IC2、IC3、IC4工作，当S1接通后C1所储存的电能还有助于汽车空调鼓风机的启动。
当汽车发动停止时，通过汽车钥匙控制S1导通；当汽车发动机启动后，通过汽车钥匙控制S1关断。
当S1关断时，太阳能汽车天窗提供的电能可以给汽车蓄电池进行补偿性充电，太阳能汽车天窗系统通风功能及制冷功能部分不工作；当S1导通且太阳能电池天窗所提供的电能足够大时，IC1工作，并驱动IC2、IC3、IC4工作，整个太阳能电池汽车天窗系统开始工作。
当S1导通且太阳能电池天窗所提供的电能足够驱动汽车空调鼓风机，但又不足以同时驱动汽车空调鼓风机及制冷器时，太阳能电池汽车天窗系统开始工作。具体工作状态是一、IC3的GP1口输出高电平，使Q1导通，从而驱动汽车空调鼓风机工作，实现了车内通风的功能；二、由IC4A、IC4B、R2～R7组成的电流检测电路检测到太阳能电池天窗的输出的电流达不到设定值时(具体电流值检测点可以根据太阳能电池天窗的最大输出电流及汽车空调鼓风机的功率参数来进行设定)，IC4B的输出端即IC3的输入端GP0为低电平，相应的GP2口输出低电平，Q2截止，制冷功能被禁止；三、由于太阳能电池汽车天窗的输出功率有限，不足以同时驱动汽车空调鼓风机及制冷器，在汽车空调鼓风机工作时，太阳能电池汽车天窗的输出端电压会小于汽车空调鼓风机的额定电压，而这一电压也会小于蓄电池的端电压，所以也不会给汽车蓄电池Bat进行充电。
当S1导通且太阳能电池天窗所提供的电能足够同时驱动汽车空调鼓风机及制冷器时，太阳能电池汽车天窗系统开始工作。具体工作状态是一、IC3的GP1口输出高电平，使Q1导通，从而驱动汽车空调鼓风机工作，实现了车内通风的功能；二、由IC4A、IC4B、R2～R7组成的电流检测电路检测到太阳能电池天窗的输出的电流达到设定值时(具体电流值检测点可以根据太阳能电池天窗的最大输出电流及汽车空调鼓风机的功率参数来进行设定)，IC3的输入端GP0为高电平，相应的GP2口输出会根据程序中的设定循环、定时给出高低电平，Q2循环、定时导通与截止，实现了制冷功能；三、当太阳能电池汽车天窗的输出功率有限，不足以同时驱动汽车空调鼓风机及制冷器，在汽车空调鼓风机工作时，太阳能电池汽车天窗的输出端电压会小于汽车空调鼓风机的额定电压，而这一电压也会小于蓄电池的端电压，所以也不会给汽车蓄电池进行充电。四、当太阳能电池汽车天窗的输出功率较大，足以同时驱动汽车空调鼓风机及制冷器，这时太阳能电池汽车天窗的端电压也会相对较高，这时可以给蓄电池进行补偿性充电。
权利要求1.一种太阳能汽车天窗供电智能控制装置，包括太阳能电池汽车天窗系统，其特征在于由编程的智能控制器CPU连接汽车天窗带弧面太阳能电池板驱动汽车空调鼓风机(M1)、制冷器(CLR1)及汽车蓄电池工作。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能汽车天窗供电智能控制装置，其特征在于所说的智能控制器CPU包括单扳机(IC3)及外围电路，汽车钥匙控制开关(S1)连接太阳能电池板，由三端稳压器(IC1)和储能器件(C1)、(C2)及二极管(D6)组成稳压电源，给智能控制器供电。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能汽车天窗供电智能控制装置，其特征在于所说的智能控制器还包括由单扳机(IC3)、稳压电源(IC1)，进一步包括由开关管(Q1)、(Q2)构成的开关电路；复位电路(IC2)；及电流检测电路(IC4)。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能汽车天窗供电智能控制装置，其特征于所说的智能控制器，当开关(S1)开通，太阳能电池板通过二极管(D5)、(D6)提供能量供稳压器(IC1)工作，驱动复位电路(IC2)，及电流检测电路(IC4A、IC4B)工作。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能汽车天窗供电智能控制装置，其特征在于所说的智能控制器芯片(IC3)型号为PIC12C508/509，IC4为LM39IC3I，当IC3的GP1口输出高电平，开关管(Q1)导通，驱动汽车空调鼓风机(M1)送风。
6.根据权利要求5所述的一种太阳能汽车天窗供电智能控制装置，其特征在于所说的由IC4A、IC4B、R2～R7组成电流检测电路，当太阳能电池板的输出端接IC3的输入端GP0为低电平，相应的GP2口输出低电平，Q2截止，制冷器(CLR1)停止工作。
7.根据权利要求4所述的一种太阳能汽车天窗供电智能控制装置，其特征在于所说的智能控制器，当S1导通，IC3的GP1口输出高电平，Q1导通，汽车空调鼓风机(M1)工作；IC3的输入端GP0为高电平，GP2输出口电平设定为循环/定时，由Q2控制的制冷器(CLR1)循环/定时制冷。
8.根据权利要求4或7所述的一种太阳能汽车天窗供电智能控制装置，其特征在于所说的智能控制器，IC3的GP1口输出高电平，Q1导通汽车空调鼓风机(M1)工作；GP0、GP2为高电平，同时驱动汽车空调鼓风机(M1)及制冷器(CLR1)工作。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能汽车天窗供电智能控制装置，其特征在于所说的智能控制器开关管Q1、Q2为N沟道，分别接IC3的GP1脚和IC3的GP2脚，控制汽车空调鼓风机(M1)和制冷器(CLR1)通/断。
10.根据权利要求1所述的一种太阳能汽车天窗供电智能控制装置，其特征在于所说的汽车空调鼓风机(M1)两端并联D4二极管，防浪涌电流。
专利摘要本实用新型是一种太阳能汽车天窗智能控制器，属可再生能源技术应用领域。发明目的是利用太阳能和单片机及软件技术，使太阳能天窗提供能源，调节车内温度，或给汽车蓄电池充电。智能控制器单扳机2C508/509，电流检测LM39IC3I，由三端稳压器IC1和储能器件C1、C2及二极管D6组成稳压电源。积极效果表现在停车后拔出汽车开关S发动机停止转动后，太阳能电池供电系统启动，驱动汽车空调鼓风机M1及制冷器CLR1。利用太阳能供电，节能降温，减少了汽车内由热所产生的“孤岛”效应。
文档编号H02J7/35GK2904426SQ2005201208
公开日2007年5月23日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年12月16日
发明者李毅, 张永林 申请人:李毅