专利名称：太阳能车辆客舱降温制冷智能控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆客舱冷却、通风控制装置，特别的是一种以太阳光照为能源的车辆客舱冷却、通风控制装置。
背景技术：
随着经济的发展作为高档交通工具的轿车余日俱增，室内停车位越来越紧张，室外露天停车现象变得非常普遍。特别是我国南方的一些经济发达的大城市，如广州、深圳等更为突出。炎热的夏季把汽车停在室外露天停车场被太阳暴晒几个小时后，会造成1、车室内气温上升的很高，打开车门时一股热浪扑面而来，坐入车内犹如置身烤箱，座椅、方向盘、仪表台热的发烫。2、车室内空气品质比较差，车内气味难闻。此时，若打开车载空调进行降温，一方面大大增加了汽车的能耗，另一方面由于此时车内外空气还没有流通，制冷效果不好，而且也不利于汽车发动机的保养和维护。针对以上提到的夏季室外停车时普遍存在的两大问题，目前人们大多只是从汽车的隔热、遮阳等方面来采取适当的措施，这虽然在一定程度上使上述问题有所缓解，但都没有从本质上解决车内温度过高的问题。因此解决这一技术问题则成为业内人士开发研究的热点。
国家知识产权局2003年4月2日授权公告了一种“太阳能汽车座舱降温装置”(授权公告号为2542483)实用新型专利，该专利利用太阳能给制冷设备提供能源来调节车内温度，实质上是一种太阳能空调装置，该空调装置的工作受“转换开关”和车内原有的“温控器”联合控制，在车内温度高于“温控器”设定值时压缩机是始终工作的，这就不仅要求太阳能电池要有足够大的受光面，还要求蓄电池有足够大的容量，显然成本高、投资大，普通的客户难以承受，市场前景暗淡。其次是蓄电池无充放电保护，极易造成蓄电池的过充放电损坏。
国家知识产权局2003年10月1日授权公告了一种“汽车车厢太阳能散热器”(公告号为2576521)实用新型专利，该专利所披露的技术方案主要由鼓风装置和控制装置组成，所述的控制装置中的太阳能电池给蓄电池充电为鼓风装置中的风机马达提供能源，当车厢内温度逐渐上升至一特定温度时，温度开关使风机马达接通电源，将车厢内热空气抽出与车厢外进行交换而达到降低车厢内温度的目的。该实用新型专利与前者相比虽然具有投成本低资小的优点，但仍存在下述不足1、由于该专利技术是通过车厢内外空气的交换来平衡车厢内外温度的，因此所述的技术方案只在车厢内设置一只温控开关，当车厢内外的温度都高于所述的“特定温度”且车内外无温度差时，风机马达也会接通电源而工作，但却不能降低车厢内温度，白白地浪费电能；2、蓄电池无充放电保护，同样存在上述不足。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提高能效，使风机马达在车内温度高于设定温度，且当车外温度低于车内温度时才通电工作。
本实用新型的另一所要解决的技术问题是避免蓄电池的过充放电保护。
本解决上述首要问题的技术解决方案是一种太阳能车辆客舱降温制冷智能控制装置，包括太阳能电池、蓄电池、车内温度检测单元和排风扇，其特征是还包括控制单元、车外温度检测单元和控制排风扇电源的电子开关，所述的控制单元是以单片机为核心构成的一最小控制单元；所述的车内温度检测单元和车外温度检测单元的信号输出端以及电子开关的控制端分别与单片机的一个I/O口连接，所述的蓄电池的充/放电端通过稳压源与单片机的电源输入端连接；所述的电子开关串在排风扇的电源回路中。
过充电及深度放电严重影响蓄电池使用寿命，轻则导致蓄电池的性能下降，重则造成蓄电池报废。为了解决这一技术问题，上述技术方案所述的蓄电池的充/放电端设有充放电保护器，该充放电保护器为市售的铅酸蓄电池保护器，采用全自动智能工作模式，可在线检测被保护蓄电池的实时电压，当蓄电池端电压低于放电电压预设值时，自动切断负载，反之又能自动开启；当蓄电池端电压高于额定电电压预设值时，自动切断太阳能电池，同时接通太阳能电池放电负载。
为了充分利用单片机的硬件资源，降低制造成本，上述充放电保护器的较佳设计方案是由串接在太阳能电池向蓄电池充电回路中的电子开关、跨接在蓄电池充/放电端的电压取样电路和太阳能电池放电负载组成，其中，所述的电子开关的控制端与单片机的一个I/O口连接；所述的电压取样电路由两只电阻串联组成的分压电路构成，单片机的一个I/O口接在其分压点上。所述的单片机线检测被保护蓄电池的实时电压，当蓄电池端电压低于放电电压预设值时，自动切断排风扇电源，反之又能自动开启；当蓄电池端电压高于额定电电压预设值时，自动切断太阳能电池，太阳能电池的电能通过放电负载慢慢释放。
本实用新型较现有技术具有下列显著的技术效果1、设有车内温度检测单元和车外温度检测单元并都由单片机来控制，既可同时检测车内外温度，还可检测车内外温度的差值，只有当车内温度高于设定范围上限值且车外温度低于车内温度时排风扇才开启，极大地提高能源利用效率；
2、设有充放电保护器，避免了蓄电池因过充放电而导致容量下降或过早失效，大大延长了蓄电池的使用寿命。
3、采用单片机控制，不仅电路简捷，成本低廉，而且实现了全智能化管理，无论天气或车外条件如何变化都可安全运行。
图1为本实用新型的电路原理框图，图中虚线为下述实施例2与单片机U2连接的数据线；图2为本实用新型的主程序框图；图3为下述实施例1的电原理图；图4为下述实施例2的电原理图。
具体实施方式
例1参见图1和图3，车内温度检测单元5由热敏电阻Rt1和并接其两端的滤波电路组成。所述的滤波电路由电容C3和由电容C4、C5以及电阻R3组成的π型滤波器连接构成；车外温度检测单元6的电路结构与车内温度检测单元完全相同，可参照图3实施；控制单元7由单片机U2(GMS87C1202)和外围的晶振、复位器Q1组成的一个最小控制单元构成；为单片机U2供电的稳压源3(原理图中代号为U1，下述相同)为市售的三端稳压芯片7805；控制排风扇9(原理图中代号为M，下述相同)电源的电子开关8由一只三极管Q2担任；排风扇9可根据车内的空间大小来选择，普通的轿车选用扇时直径为10厘米排风扇即可满足每分钟2～3次的换气；太阳能电池1(原理图中代号为SE，下述相同)为市售的单晶硅太阳能电池组成的太阳能电池板，也可选用多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池组成太阳能电池板，只要功率和峰值电压峰值电流能满足要求即可；充放电保护器2(原理图中的代号为HBM，下述相同)为市售的铅酸蓄电池保护器；蓄电池4(原理图中的代号为E，下述相同)为安装车辆已有的电池。
参见图1和图3，所述的车内温度检测单元5和车外温度检测单元6的输出端分别与单片机U2(GMS87C1202)的1脚和2脚连接；构成电子开关8的三极管Q2的基极接单片机U2的15脚；充放电保护器2接在蓄电池4的输入/出端，蓄电池4的充电和放电均通过充放电保护器2。
以下参照图2并结合图3对本实用新型的工作过程进行详细描述。
接通本实用新型所述的太阳能车辆客舱降温制冷智能控制装置的电源后，复位器Q1首先使单片机U2复位，将整个控制系统初始化，然后检测车内外温度；当车内温度高于所设定的控制范围的上限值时，再比较车内外的温度的高低，如果车内温度高于车外温度，单片机U2的15脚输出高电平，三极管Q2导通，排风扇M得电开启，交换车内外空气，直至车内外温度平衡或车内温度低于车外温度时，单片机U2的15脚输出低电平，三极管Q2截止，排风扇M失电停转，等待下一个循环；此时如果车内温度低于车外温度，单片机U2的15脚保持初始状态，一旦车内温度高于所设定的控制范围的上限值，且高于车外温度，单片机U2的15脚则跳转高电平，排风扇M得电开启，交换车内外空气，直至车内外温度平衡，排风扇M停转等待下一个循环。
本实用新型上述以外的实施方法可参照现有技术进行。
例2参见图4并结合图1，所述的充放电保护器2中的电子开关由三极管Q3担任，三极管Q3的发射极与集电极串接在太阳能电池SE向蓄电池E充电回路中，基极与经电阻R11与单片机U2(GMS87C1202)的16脚连接；所述的电压取样电路由两只电阻R13、R14串联组成的分压电路构成，单片机U2的1脚经电阻R12接在电阻R13、R14的分压点上。单片机U2在线检测被保护蓄电池E的实时电压，当蓄电池E端电压低于放电电压预设值时，自动切断排风扇M电源，反之又能自动开启；当蓄电池E端电压高于额定电电压预设值时，自动切断太阳能电池SE，太阳能电池SE的电能通过电阻R9慢慢释放。
本实施例上述以外的实施方法与例相同。
权利要求1.一种太阳能车辆客舱降温制冷智能控制装置，包括太阳能电池(1)、蓄电池(4)、车内温度检测单元(5)和排风扇(9)，其特征是还包括控制单元(7)、车外温度检测单元(6)和控制排风扇(9)电源的电子开关(8)，所述的控制单元(7)是以单片机(U2)为核心构成的一最小控制单元；所述的车内温度检测单元(5)和车外温度检测单元(6)的信号输出端以及电子开关(8)的控制端分别与单片机(U2)的一个I/O口连接，所述的蓄电池(4)的充/放电端通过稳压源(U1)与单片机(U2)的电源输入端连接；所述的电子开(8)关串在排风扇(9)的电源回路中。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能车辆客舱降温制冷智能控制装置，其特征是所述的蓄电池(4)的充/放电端设有充放电保护器(2)。
3.如权利要求1或2所述的一种太阳能车辆客舱降温制冷智能控制装置，其特征是充放电保护器由串接在太阳能电池(1)向蓄电池(4)充电回路中的电子开关(Q3)、跨接在蓄电池充/放电端的电压取样电路(R13、R14)和太阳能电池(1)放电负载(R9)组成，其中，所述的电子开关(Q3)的控制端与单片机(U2)的一个I/O口连接；所述的电压取样电路由两只电阻(R13、R14)串联组成的分压电路构成，单片机(U2)的一个I/O口接在其分压点上。
专利摘要本实用新型公开一种太阳能车辆客舱降温制冷智能控制装置，该装置包括太阳能电池(1)、蓄电池(4)、车内温度检测单元(5)和排风扇(9)，其特征是还包括控制单元(7)、车外温度检测单元(6)和控制排风扇(9)电源的电子开关(8)，所述的控制单元(7)是以单片机(U2)为核心构成的一最小控制单元；所述的车内温度检测单元(5)和车外温度检测单元(6)的信号输出端以及电子开关(8)的控制端分别与单片机(U2)的一个I/O口连接，所述的蓄电池(4)的充/放电端通过稳压源(U1)与单片机(U2)的电源输入端连接；所述的电子开(8)关串在排风扇(9)的电源回路中。本实用新型所述的智能控制装置具有电能利用效率高和蓄电池使用寿命长的显著技术效果。
文档编号G05B11/01GK2864757SQ200520064160
公开日2007年1月31日 申请日期2005年9月8日 优先权日2005年9月8日
发明者周孝清, 赵相相, 张新建, 毛洪伟 申请人:广州大学