一种强化车载光伏散热及其余热回收的装置

文档序号:34901328发布日期:2023-07-26 11:35阅读:30来源:国知局

本发明涉及光伏发电及热泵,尤其涉及一种强化车载光伏散热及其余热回收的装置。


背景技术:

1、新能源电动汽车市场发展迅速,但在未突破锂离子电池技术瓶颈的情况下,续航问题严重制约电动汽车的发展。

2、光伏发电作为辅助能源驱动电动汽车行驶,能弥补电动汽车的部分能耗,解决电动汽车续航里程短的问题。研究表明,光伏发电具有减少汽车碳足迹,减少汽油用量,满足车辆能量需求等优点。因此使用光伏板作为辅助能源设备驱动电动汽车行驶是解决续航里程问题的可行解。

3、但光伏板的工作温度是影响光伏发电性能的关键因素,发电效率随温度升高而降低,电功率与工作温度成线性关系,且高温条件下电池构件易受损。一般光伏板可以将表面范围内低于大气辐射20%的光能转化为电能,其余转化为热能,这会使光伏组件温度升高,降低发电效率。

4、在电动汽车搭载必要的能耗装置后,空调系统占辅助系统能耗的60%-70%。对比采用ptc电加热系统制热时,续航里程降低30%-40%的状况,采用热泵空调能效比更高,但在低温工况下热泵空调性能衰减严重,蒸发器表面出现结霜问题,制热性能随环境温度下降而降低,高制热能耗进一步影响电动汽车续航里程。提高热泵空调蒸发器工作的局部外环境温度,可以有效提升热泵工作效率,大幅降低制热能耗,实现空调系统能耗最小化。

5、因此,如何设计制作工序简单、易于安装,具有降低光伏组件温度,使光伏组件高效工作,并能提升热泵空调cop,降低电动汽车制热能耗的车载装置,是目前急需解决的问题。


技术实现思路

1、本发明提供一种强化车载光伏散热及其余热回收的装置,用以解决现有技术中无法实现车载光伏板散热和缓解车载热泵空调蒸发器在低温工况下结霜的问题。

2、本发明提供一种强化车载光伏散热及其余热回收的装置,包括:光伏板、整车控制系统、肋片、余热回收装置、伸缩撑式开合盖、挡风百叶、感温元件;

3、所述光伏板位于电动汽车引擎盖和车顶位置;肋片位于光伏板下方;余热回收装置连接肋片中风的汇聚出口端与车载空调蒸发器一端;伸缩撑式开合盖连接肋片中风的开放出口端;挡风百叶位于蒸发器进风口处。

4、可选地,所述光伏板位于电动汽车引擎盖和车顶位置,替代汽车前盖和车顶,选用凹陷安装方式,通过线缆与电动汽车蓄电池连接,通过导热凝胶与肋片基底连接。

5、可选地,所述整车控制系统,由电池系统、mppt控制子系统、电机子系统构成,通过电信号和光伏板、集热风管电控阀门、伸缩撑式开合盖、挡风百叶连接。

6、可选地,所述肋片位于光伏板下方,选取铝合金作为散热肋片材料,肋间通道呈向两端汇聚状排布,通过余热回收装置与车载空调蒸发器连接。

7、可选地,所述余热回收装置通过集热风管、电动汽车鼓风机与车载空调蒸发器、肋片出风口端连接,所述集热风管上包含电控阀门。

8、可选地,所述伸缩撑式开合盖连接肋片中风的开放出口端,通过电信号与整车控制系统连接。

9、可选地,所述挡风百叶位于蒸发器进风口,通过电信号与整车控制系统连接。

10、本发明提供的强化车载光伏散热及其余热回收的装置具有以下有益效果:本发明是利用肋片和余热回收装置将光伏板工作产生的热量进行收集回收的技术方案,该技术可以为光伏板降温,提升其发电效率的同时,在热泵空调供热工况下收集光伏板散出的热量,将其导入蒸发器进口处,缓解蒸发器冬季结霜问题,提升空调工作cop。

11、具体地,汽车光伏板内嵌于汽车前盖和车顶处,下部设有散热肋片,散热肋片呈汇聚状向出口两侧延伸,形成两个集风出口,整车控制系统为控制中枢,连接光伏板、风管电控阀门、伸缩撑式开合盖、挡风百叶和感温元件。车载热泵空调处于供热工况时,整车控制系统将集热风管上电动阀门开启,集热风管则将集风出口的热风导向蒸发器处,升高蒸发器处温度,伸缩式撑式开合盖关闭,整车控制系统依据感温元件传输的光伏板背面温度及蒸发器外表面温度数据,控制蒸发器前挡风百叶分级关闭,在保证通过蒸发器的风量充足的同时,使迎面冷空气的吹入风量最小化,且当蒸发器温度低于设定值,整车控制系统开启ptc辅助电加热装置,承担部分汽车内环境热负荷,以保证热泵空调运行效率;车载热泵空调未处于供热工况时,整车控制系统将集热风管电控阀门关闭,将挡风百叶打开,光伏板背面的感温元件将光伏板温度数据传至整车控制系统,若光伏板背面温度小于等于45℃,整车控制系统将伸缩撑式开合盖打开15%,若光伏板背面温度大于45℃小于等于60℃,将伸缩撑式开合盖打开30%,若光伏板背面温度大于60℃小于等于70℃,将伸缩撑式开合盖打开60%,若光伏板背面温度大于70℃,将伸缩撑式开合盖打开100%,将肋片中的热风排向大气,降低光伏板工作温度,提升光伏板发电效率。本发明既可以实现光伏板为电动汽车供电,还可以为光伏板散热并提升热泵蒸发温度。



技术特征:

1.一种强化车载光伏散热及其余热回收的装置,其特征在于,包括:光伏板(1)、整车控制系统、肋片(2)、余热回收装置、伸缩撑式开合盖(4)、挡风百叶(5)、感温元件;

2.根据权利要求1所述的强化车载光伏散热及其余热回收的装置,其特征在于,所述光伏板(1)位于电动汽车引擎盖和车顶位置,与汽车前盖和车顶进行一体化设计,选用凹陷安装方式,通过线缆与电动汽车蓄电池连接,通过导热凝胶与肋片(2)基底连接。

3.根据权利要求1所述的强化车载光伏散热及其余热回收的装置,其特征在于,所述整车控制系统,由电池系统、mppt控制子系统、电机子系统构成,通过电信号和光伏板(1)、集热风管电控阀门、伸缩撑式开合盖(4)、挡风百叶(5)、感温元件连接。

4.根据权利要求1所述的强化车载光伏散热及其余热回收的装置,其特征在于,所述肋片(2)位于光伏板(1)下方,选取铝合金作为散热肋片(2)材料,肋间通道呈向两端汇聚状排布,通过余热回收装置与车载空调蒸发器(6)连接。

5.根据权利要求1所述的强化车载光伏散热及其余热回收的装置,其特征在于,所述余热回收装置通过集热风管(3)、电动汽车鼓风机与车载空调蒸发器(6)、肋片(2)出风口端连接,所述集热风管(3)上包含电控阀门(7)。

6.根据权利要求1所述的强化车载光伏散热及其余热回收的装置,其特征在于,所述伸缩撑式开合盖(4)连接肋片(2)中风的开放出口端,通过电信号与整车控制系统连接。

7.根据权利要求1所述的强化车载光伏散热及其余热回收的装置,其特征在于,所述挡风百叶(5)位于蒸发器(6)进风口,通过电信号与整车控制系统连接。

8.根据权利要求1所述的强化车载光伏散热及其余热回收的装置,其特征在于,所述感温元件位于光伏板(1)背面和蒸发器(6)外表面。


技术总结
本发明公开了一种适用于太阳能电动汽车的强化车载光伏散热及余热回收装置,包括:光伏板、整车控制系统、肋片、余热回收装置、伸缩撑式开合盖、挡风百叶、感温元件,在电动汽车行驶时利用肋片散热器提高车载光伏板的散热,并提高光伏组件发电效率;在热泵空调制热工况下通过汇聚收集光伏板热量,经余热回收装置送至热泵空调蒸发器入口处,提升蒸发温度,进而提高空调制热效率。该技术可以在提高车载光伏板散热、和光伏组件发电效率的同时,在热泵供热工况提升蒸发温度,辅助热泵空调制热,提升空调COP,实现光伏板能量梯级利用,同时又降低汽车能耗。

技术研发人员:王敬榕,郑万冬,杨小迟
受保护的技术使用者:天津大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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