专利名称：太阳能汽车空调的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将太阳能作为辅助能源的汽车空调，属于汽车空 调技术领域。
技术背景随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始 走进千家万户。人们在一贯追求汽车的安全性、可靠性的同时，如今 也更加注重对舒适性的要求。因而，空调系统作为现代轿车基本配备， 也就成为了必然。汽车空调系统可以对车内空气的温度、湿度、清洁度、风度和通风等进行自动调，并使车内空气以一定的速度和方向流动，给乘客提供一个良好的乘车环境，保证在各种外界气候和条件下使乘客都处于一个舒适的空气环境中，并能够防止车窗玻璃结霜，使驾驶员保持清晰的视野，为安全驾驶提供基本保证。但是，汽车空调系统在给驾驶员和乘客带来舒适的同时，也不可避免地会带来更多的能源消耗。根据使用经验测算，2.0以下排量的轿车打开空调后，油耗一般每百公里增加0. 7 1升，2.,0以上排量的则还要高一点。巨前，国际原油价格居高不下，带动国内燃油价格不断攀升，加之马上就要开征的燃油税，因此使用汽车空调将会给用户 带来不小的经济负担。另外，从节能环保的角度来看，完全使用燃油 的汽车空调也是不能满足环保要求的。针对现有汽车空调的缺点，人们提出了利用太阳能来解决空调能源问题的技术方案。例如在专利号为ZL 200520070820. 4的中国实用新 型专利中，公开了一种车用太阳能空调装置。该装置于汽车后座后部的 隔板上安装有半导体致冷板，半导体致冷板的致冷面朝向车内、散热面 朝向后备箱，后备箱的底部设有百叶式通风孔，汽车车顶安装有太阳能 电池板为半导体致冷板供电；该装置用太阳能电池板作为电源，半导体 致冷板作为冷源，给车内致冷，可节省汽油，改善车内环境。在专利号为ZL200620090044. 9的中国实用新型专利中，公开了一种
车载太阳能空调装置，包括太阳电池板、蓄电池、半导体空调机和控制 电路。上述太阳电池板、半导体空调机、蓄电池和控制电路通过导线连 接，并将上述各部除蓄电池外组装后安装在车体的顶部。另外，在专利号为ZL200620079788. 0的中国实用新型专利中，公开 了一种车载太阳能空调器，包括太阳能电池板、与太阳能电池板连接的 蓄电池及主管道，主管道内设置有半导体制冷元件和轴流风机，主管道 的两端分开成为四个管道，半导体制冷元件两侧面连接的散热片分别设 置于其中两管道中，它通过转换开关与蓄电池电连接。在不消耗燃料的 情况下，利用太阳能，通过半导体制冷元件的制冷发热特性，实现对车 内空气温度的调节，结构简单、使用方便。太阳能空调器在发动机停止 后仍能进行工作，实现车内温度恒定。它改善了目前必须通过发动机消 耗燃料来实现车内空气调节的状况，减少污染，节约能源，可用于各类 车辆，同时也可广泛应用于各类房屋的室内空气和温度调节。但是，现有的汽车用太阳能空调解决方案过高估计了太阳能电池的 供电能力，因此实际使用的效果不是很理想，很难得到进一步的推广。 发明内容鉴于现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型的太阳能汽 车空调。该汽车空调釆用太阳能作为辅助能源，同时也可以使用现有 的汽车动力系统获得能源供应。为实现上述的目的，本发明采用下述的技术方案一种太阳能汽车空调，包括太阳能电池板、空调压縮机和电磁离合器，所述太阳能电池板安装在汽车顶部，其特征在于所述空调压縮机的旋转轴上具有相邻的两组皮带轮，第一组皮带 轮由所述电磁离合器控制，连接汽车发动机；所述太阳能空调还包括一个直流电动机，所述直流电动机的输出 轴安装有离合器组合轴承，所述离合器组合轴承外面安装皮带轮，所述 皮带轮通过皮带连接所述空调压縮机的旋转轴上的第二组皮带轮。其中，所述太阳能电池直接连接充电控制开关；同时，所述太阳 能电池也连接电压比较器的一端，所述电压比较器的另外一端连接车 内蓄电池，所述电压比较器产生一个开关控制信号给所述充电控制开 关。所述太阳能电池和车内蓄电池的输出端经欠压保护电路之后接入 信号逻辑控制FPGA，所述信号逻辑控制FPGA也接收遥控信号和车内
控制信号。所述太阳能电池板为柔性太阳能电池板。本发明所提供的太阳能汽车空调既可用原有动力驱动，又可用汽 车新配备的太阳能供电装置驱动，在节约能源、减少燃油开支的同时 又充分考虑到产品的实用性，因此具有较大的推广价值。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。 图1是本太阳能汽车空调中机械部分的结构剖视图； 图2是直流电动机输出轴上安装的超越离合器的机械结构剖视图； 图3是太阳能汽车空调中电路部分的原理示意图； 图4是太阳能充电控制的工作原理示意图； 图5是蓄电池电压保护的工作原理示意图。
具体实施方式
本发明借鉴了现有混合动力汽车的实现思路，将太阳能电池板所 产生的电能作为汽车空调的辅助性能源供应渠道，同时还保留现有汽 车空调所使用的能源供应渠道。在太阳光照较强，太阳能电池的能源 供应比较充足的时候，优先使用太阳能供电，这样可以减少对燃油的 消耗；而在光照不足的时候，可以转换到现有汽车空调的能源供应渠 道中，由汽车发动机驱动空调压縮机，作为普通汽车空调进行使用。 因此，本太阳能汽车空调不会象背景技术中提到的解决方案那样存在 电源供应不足的问题。在使用者需要的时候，随时能够提供空气调节 服务。基于上述的技术思路，在本太阳能汽车空调中，汽车空调原有的 主要功能部件基本予以保留。这些功能部件包括空调压縮机(compressor)、电磁离合器、冷凝器(condenser)、蒸发器(evaporator)、 膨月长阀(expansion valve)、 IC液干燥器(receiver drier )、 管道(hoses )、 冷凝风扇、真空电磁阀(vacuum solenoid)、怠速器等。它们都是现有技 术的组成部分，在此就不详细说明了。本发明的主要改进体现在上述空调压縮机的驱动部分。现有车用 空调压縮机的旋转轴是通过磁性离合器及皮带与发动机曲轴相连来取 得动力的，而本发明对此进行了改造。参见图1所示，原有的电磁离 合器皮带轮保留不变，在原有的皮带轮旁再安装一个皮带轮。此加装的 皮带轮与原离合器轮毂合为一体，不影响离合器前板功能，其作用是连 接太阳能电池所提供的动力系统。针对新增的太阳能动力系统，本发明在汽车内部合适的位置安装了 直流电动机。该直流电动机由太阳能电池送出电流进行驱动。参见图2 所示，在直流电动机输出轴上安装了离合器组合轴承(超越离合器)，离 合器组合轴承外面安装皮带轮。通过皮带连接空调压縮机上加装的那一 组皮带轮(图l所示)，从而带动空调压縮机运转。通过上述的技术方案，使本发明中的太阳能汽车空调既可用原有动 力驱动，又可用汽车新配备的太阳能供电装置驱动。在汽车发动机驱 动空调压縮机时，汽车原有的空调压縮机功能、动作没有改变，电磁离 合器动作后空调压縮机由汽车发动机带动运转。此时，加装的皮带轮会 经过皮带带动直流电动机上的皮带轮运转，但因为图2所示的超越离合 器有单向功能，不会带动直流电动机运转。而在直流电动机运转时，经 过超越离合器带动其上的皮带轮转动，经过皮带带动空调压縮机上加装 的皮带轮，带动空调压縮机运转。此时，原有的电磁离合器处于断电状 态，不会干扰汽车发动机的正常工作。图3是太阳能汽车空调中电路部分的原理示意图。如图3所示，太阳能电池直接连接充电控制开关。同时，太阳能电池也连接电压比 较器的一端，而电压比较器的另外一端则连接车内的蓄电池，电压比 较器产生一个开关控制信号给充电控制开关。这样，可以利用太阳能 电池给车内的蓄电池充电，同时还可以避免过充。太阳能电池和车内蓄电池的输出端经欠压保护电路之后接入信号逻辑控制FPGA，同时该 信号逻辑控制FPGA也接收遥控信号和车内控制信号。信号逻辑控制 FPGA和充电控制开关也连接发电机/电动机转换控制。上述的信号逻辑控制FPGA构成空调启动控制电路。该启动控制电 路接收遥控器与车内开关的控制，实现如表1所示的控制逻辑。遥控器信号车内开关状态超越离合器选择空调压縮机开开电动机工作关开发动机工作开关电动机工作关关发动机停止 表1在本发明中，充电控制开关执行图4所示的太阳能充电控制和图5 所示的蓄电池电压保护功能。该充电控制开关由蓄电池电压检测与过流 保护两部分组成，在蓄电池电量不足时，由车载的太阳能电池板为蓄电 池供电。在供电的同时，检测蓄电池的电压，当电压不足时，强制切断 蓄电池向电动机的供电。当蓄电池电压大于参考电压时，输出信号正常， 电动机可以继续工作；当蓄电池电压低于参考电压时，输出信号异常， 强制切断蓄电池向电动机的供电。在本太阳能汽车空调中，太阳能电池板覆盖在汽车的顶部。但与已 有技术所不同的是，本发明中优选使用柔性太阳能电池板。柔性太阳能 电池板是由树脂包封的无定形硅作为主要光电元件层平铺在柔性材料制 成的底板上。这种新型太阳能电池能任意弯曲成为曲面状或任何不规则 形状，因此是实施本发明的理想选择。关于柔性太阳能电池板的进一步 介绍，可以参阅《Science》杂志2002年3月29日刊第2425 2427页 上刊登的论文《Hybrid Nanorod-Polymer Solar Cells》禾P《北京科技 报》2005年3月30日C15版所刊登的文章《新一代太阳能电池柔软如布》， 在此就不详细赘述了。上面虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道， 本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，所附的权利要求将包 括这些变形和变化。
权利要求
1. 一种太阳能汽车空调，包括太阳能电池板、空调压缩机和电磁离合器，所述太阳能电池板安装在汽车顶部，其特征在于所述空调压缩机的旋转轴上具有相邻的两组皮带轮，第一组皮带轮由所述电磁离合器控制，连接汽车发动机；所述太阳能空调还包括一个直流电动机，所述直流电动机的输出轴安装有离合器组合轴承，所述离合器组合轴承外面安装皮带轮，所述皮带轮通过皮带连接所述空调压缩机的旋转轴上的第二组皮带轮。
2. 如权利要求1所述的太阳能汽车空调，其特征在于 所述太阳能电池分别连接充电控制开关和电压比较器的一端，所述电压比较器的另外一端连接车内蓄电池，所述电压比较器产生一个 开关控制信号给所述充电控制开关；所述太阳能电池和车内蓄电池的 输出端经欠压保护电路后接入信号逻辑控制FPGA，所述信号逻辑控制 FPGA接收遥控信号和车内控制信号。
3. 如权利要求1所述的太阳能汽车空调，其特征在于-所述太阳能电池板为柔性太阳能电池板。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能汽车空调，包括太阳能电池板、空调压缩机和电磁离合器，太阳能电池板安装在汽车顶部，在空调压缩机的旋转轴上具有相邻的两组皮带轮，第一组皮带轮由电磁离合器控制，连接汽车发动机。本太阳能汽车空调还包括一个直流电动机，直流电动机的输出轴安装有离合器组合轴承，离合器组合轴承外面安装皮带轮，皮带轮通过皮带连接空调压缩机的旋转轴上的第二组皮带轮。本太阳能汽车空调既可用原有动力驱动，又可用汽车新配备的太阳能供电装置驱动，在节约能源、减少燃油开支的同时又充分考虑到产品的实用性，具有较大的推广价值。
文档编号B60H1/00GK101398208SQ20071016414
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月30日 优先权日2007年9月30日
发明者蔚 兰 申请人:蔚 兰