CN101374684A - 具有太阳能模块的机动车辆 - Google Patents

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CN101374684A CNA2007800034167A CN200780003416A CN101374684A CN 101374684 A CN101374684 A CN 101374684A CN A2007800034167 A CNA2007800034167 A CN A2007800034167A CN 200780003416 A CN200780003416 A CN 200780003416A CN 101374684 A CN101374684 A CN 101374684A
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Abstract

本发明涉及一种机动车辆，它包括一空调单元(10)，该空调单元具有有一个能够电动运行的压缩机(12)。所述机动车辆进一步包括：一发电机(16)，该发电机可由一个车辆驱动单元(14)来运行以产生电能；一电池(18)，该电池能通过由该发电机产生的电能来充电；以及一用于产生电能的太阳能模块(22)，该机动车辆尤其是混合动力车辆。根据本发明规定，设置另一电池，该电池能通过由太阳能模块(22)产生的能量来充电，能够电动运行的压缩机(12)能通过存储在第一电池(18)中的电能和/或存储在另一电池(20)中的电能来运行。

Description

具有太阳能模块的机动车辆
本发明涉及一种带有空调设备的机动车辆，该空调设备具有：一可电动运行的压缩机；一用于产生电能的发电机，该发电机可由车辆驱动装置运行；一电池，该电池可由该发电机产生的电能来充电；以及一用于产生电能的太阳能模块。本发明特别涉及具有混合驱动装置的此类型机动车辆，该混合驱动装置具有一基于化石燃料的车辆驱动器以及一个基于电能的车辆驱动器。
由于机动车辆内部的常规空调所需要的动力由机动车辆的内燃机提供，对于内燃机停止情况下的停车空调必须找到其它解决方案。DE 199 03769 A1中披露了一种有用的途径。所述文献描述了使用由太阳能模块提供的电能来运行为客厢通风的风扇。对于运行风扇来说不需要的太阳能临时存储在车辆的电池中。在太阳能驱动的通风之后接着就可使车辆空调设备投入运行，为此目的设置一个可电动运行的压缩机。其结果是，与没有太阳能动力通风的情况相比，车辆空调设备的运行在一个较低的温度水平上开始。以此方式，即使在热天也可以在投入运行前(就是说在人员进入所述机动车辆之前)将机动车辆的温度调整到一个可容忍的水平。
在利用太阳能的此类型设计方案中，除其它事项外，必须要考虑到该太阳能系统的功率、车辆电池的存储容量、车辆电池的效率以及在所涉及的不同运行模式的电功率消耗。特别是在这些变量的基础上，希望利用在太阳能能量供给系统的基础上的停车空调改进潜力并优化停车空调。
特别要注意的是馈给由太阳能模块产生的电能。这具体地包括对机动车辆中产生的、存储的以及需要的不同电压进行适配并且有效地存储所产生的电能。
本发明的任务是，以适当的方式将由太阳能模块提供的能量馈入机动车辆的电气系统中，特别是在车辆具有混合动力的情况下)。
该任务通过独立权利要求的特征来解决。在从属权利要求中指明了本发明的多个有利的实施方式。
根据本发明的第一方面，本发明建立在该所述类型机动车辆的基础上，其中设置了另一电池，它可通过由太阳能模块产生的能量来充电，并且，可电动运行的压缩机可用存储在第一电池中的能量和/或存储在该另一电池中的电能来运行。以此方式，有可能独立于由车辆的发电机以常规方式提供的能量来存储由太阳能模块提供的电能。因此，不需要做任何允许将由太阳能模块提供的电能馈入普通车辆电池中的准备。相反，能够对常规的系统以简单的方式附加装备太阳能模块以及附加电池。
这尤其是在该另一电池具有与可由发电机充电的电池不同的工作电压并且该另一电池的工作电压基本相当于直接地或者间接地由太阳能模块产生的电压时是特别有用的。该另一电池的工作电压因此能够直接地匹配于主要由该另一电池供电的负载的需求。如果空调设备的电动压缩机例如在48V工作电压的基础上以特别有效的方式运行，则可以立即将由该太阳能模块提供的电能通过一个DC/DC变换器调整到该电压值并且存储成具有这样的工作电压的电能。如果该电压缩机要通过例如具有12V运行电压的标准车辆电池来运行，则可以通过一个DC/DC变换器将该电压转换到所希望的电压水平。
根据本发明的第二方面，本发明涉及具有混合驱动装置的机动车辆，其中，电池可通过由太阳能模块产生的能量来充电，并且，可电动运行的压缩机可通过存储在电池中的能量来运行。带有混合驱动装置(就是说带有一个基于化石燃料的车辆驱动器以及一个基于电能的车辆驱动器)的机动车辆按照标准使用一个复杂的系统来提供适当的电压。例如设置以200V电压值工作的多个电池。为了通过存储在这些电池中的电能来驱动机动车辆，通常借助一个逆变器/转换器将其变换成适当电压水平的交流电压。，混合动力车辆的电气系统因此提供了良好的前提条件，以便以适当的方式融合由太阳能模块提供的电能，尤其是借助使用附加的和/或已经存在的逆变器/转换器以及直流电压变换器。
特别优选的是，基于电能的车辆驱动器和可电动运行的压缩机由同一电池来供电。因此，通过使用适当的逆变器/转换器或者说变换器，该车辆用唯一一个的电池或者唯一一个电池块也可以运行。
在此方面有用的是，设置一些使由发电机和/或太阳能模块提供的电压适配于电池工作电压的装置。即使原则上可以想到，太阳能模块和发电机提供能直接施加到电池上的电压，通常有用并且必要的是，使发电机和太阳能模块在它们的最佳运行电压范围中运行且借助一些简单的变换器和/或逆变器/转换器进行与电池电压的适配。
为了可比原因，规定，设置一些使从该电池上引出的电压适配于至少一个负载的工作电压的装置。
本发明还涉及一种用于本发明机动车辆的能量供给系统。
现在参考特别优选的实施方式的附图对本发明进行举例说明。
附图中示出：
图1本发明能量供给系统以及与所述能量供给系统连接的车辆部件的第一实施方式的一个示意图；
图2本发明能量供给系统以及与所述能量供给系统连接的车辆部件的第二实施方式的一个示意图；
图3本发明能量供给系统以及与所述能量供给系统连接的车辆部件的第三实施方式的一个示意图；
图4本发明能量供给系统以及与所述能量供给系统连接的车辆部件的第四实施方式的一个示意图；
图5本发明能量供给系统以及与所述能量供给系统连接的车辆部件的第五实施方式的一个示意图；
图6本发明能量供给系统以及与所述能量供给系统连接的车辆部件的第六实施方式的一个示意图；
图7本发明能量供给系统以及与所述能量供给系统连接的车辆部件的第七实施方式的一个示意图。
在以下附图说明中，相同的参考符号表示相同的或者可比较的部件。
图1示出了本发明能量供给系统以及与该能量供给系统连接的多个车辆部件的第一实施方式的一个示意图。机动车辆的空调设备10包括作为基本部件的一个可电动运行的压缩机12、一个可机械式运行的压缩机26、一个冷凝器28、一个贮液器30、一个膨胀阀32及一个蒸发器34。所述部件形成一个制冷回路，它可以选择性地包括机械压缩机26或者电动压缩机12，其中，为了在所述运行可能性之间进行转换，设置有可控制的阀36、38。设置有一个可电动运行的鼓风机40，以便将在冷凝器28产生的热量排出。设置有一个可电动运行的鼓风机42，以便将要冷却的空气供应给蒸发器。
车辆驱动器14驱动一发电机16。所述发电机与一电池18连接，以便对所述电池充电。
还设置了一个太阳能模块22，它通过一个DC/DC变换器44与电路节点46连接，而该电路节点46既被连接到空调设备10的能量供给装置上、又被连接到另一电池20上。
该系统现在被这样设计：DC/DC变换器44提供一个不同于发电机16的电压。例如，发电机通常提供12V的电压，然而该DC/DC变换器44将由太阳能模块22提供的电压转换成42V的电压值。当由太阳能模块22或者由另一电池20供电的电动压缩机12应被供应以42V的运行电压时，这会是有用的。在此情况中，由另一电池20提供的电压可被直接供应给电动压缩机12。为了同样允许由电池18所产生的电能被用来驱动该电动压缩机，该电池被发电机16充电，在电池18与电路节点46之间设置另一DC/DC变换器48。存储在电池18中的电能可被不改变电压值地使用，以便将电能供应给鼓风机40、42。如果对这些鼓风机40、42的供电由存储在所述另一电池20中的电能或者说由DC/DC变换器44所提供的电压来承担，就是说由施加到电路节点46的电压来承担，则为此目的设置一个DC/DC变换器50。该DC/DC变换器将与所述另一电池20的运行电压相当的电压转换为与电池18的运行电压相当的一个值。
因此存在一个具有两个电池18、20的系统，其中，每个电池18、20能够承担就空调设备而言的全部供电任务。可由发电机16充电的电池18能够以传统的方式来设计。该另一电池20可根据压缩机的运行电压来选择，特别是具有较高的运行电压以提供较高的功率。取代电池18与电路节点46之间的一个简单的DC/DC转换器48，也可设置一个装置，该装置允许电池18通过由太阳能模块22所提供的能量来充电。
图1中所示的部件就它们的相互作用来说能够部分地通过一个电子控制装置控制。这尤其涉及电动压缩机12、阀36、38、鼓风机40、42以及DC/DC变换器44、48、50。
图2示出了本发明能量供给系统以及与该能量供给系统连接的车辆部件的第二实施方式的一个示意图。与根据图1的系统不同，在这里所示的空调设备10中只设置唯一一个压缩机，即一个可电动运行的压缩机12。特别是在混合动力车辆中，空调设备的这种配置是适当的，因为在混合动力车辆中设置有电气系统，该电气系统能提供足够的电能用于该空调设备的满意的运行。在此类混合动力车辆中，由发电机16提供的电压通过一个DC/DC变换器52被变为电池18或者电池块的运行电压。例如，该运行电压可以为约200V。存储在电池18中的电能可以一方面被供应给一个电动的车辆驱动器24，这一般通过逆变器/转换器56来进行，该逆变器/转换器例如由该直流电压产生一个三相交流电压。然而，在电池18中存储的电能还可以被供应给空调设备10，这在一个部件54的参与下进行，该部件被设计为逆变器/转换器或者DC/DC变换器。除了由发电机16充电外，电池18还能由太阳能模块22在DC/DC变换器44的参与下来充电。
在与图2相关地示出的实施方式中，电动压缩机12和鼓风机40、42能用相同的电压来运行。
图3示出了本发明能量供给系统以及与该能量供给系统连接的多个车辆部件的第三实施方式的一个示意图。这里所示的实施方式与图2中所示出的变型是可比较的，它在所涉及的部件的数目方面被简化。这一点由此实现：由发电机16提供的电压可被直接供应给电池18，如同由连接在太阳能模块22下游的DC/DC变换器44所提供的电压一样。此外，存储在电池18中的电压可被直接供应给空调设备10的电部件，即给鼓风机40、42以及电动压缩机12。此项简化的前提条件是，所涉及的部件的运行电压彼此相协调，其方式例如是，使用具有42V运行电压的电池，该电压理想地能被空调设备10的电动压缩机12直接使用。在电池18的运行电压为42V的情况下，为混合动力车辆的电动的车辆驱动器设置具有更高电压的另一电池，因此，在此没有示出该电动的车辆驱动器。然而，如果电池18满足电动的车辆驱动器的能量供给的前提条件，则电池18可以是唯一的电池。
图4示出了本发明能量供给系统以及与该能量供给系统连接的多个车辆部件的第四实施方式的一个示意图。在此所示出的系统是图3所示系统的一个变型。附加设置了一个可以作为DC/DC变换器或作为逆变器/转换器实现的部件58，以便因此能够将不同的电压提供给电动压缩机12以及该空调设备10的其它电部件，即，尤其是鼓风机40、42。因此例如有可能将电池18设计为42V的电池，给电压被直接供应给电动压缩机12，然而鼓风机40、42能够以传统方式用12V的工作电压运行。
图5示出了本发明能量供给系统以及与该能量供给系统被连接的多个车辆部件的第五实施方式的一个示意图。在此示出图3的实施方式的另一变型。可设计为逆变器/转换器或者DC/DC变换器的部件58被连接在电池18与该空调设备10的电气部件之间，就是说尤其是电压缩机12以及鼓风机40、42。这种解决方案可以是有意义的，例如当电池18被设计为12V或42V的电池而电压缩机以110V或220V的运行电压工作时，其中，鼓风机40、42的运行电压是相应的。
图6示出了本发明能量供给系统以及与该能量供给系统连接的多个车辆部件的第六实施方式的一个示意图。在当前所示的实施方式中，与图5不同，鼓风机40、42能用例如12V或48V的电池电压来运行，而供应给电动压缩机12的电压可被转换为例如110V。
图7示出了本发明能量供给系统以及与该能量供给系统连接的多个车辆部件的第七实施方式的一个示意图。在此所示的实施方式与根据图2的实施方式可比较。然而，与图2不同，由太阳能模块22提供的电能通过同一部件60供应给电池18，所述部件60例如可以是一个逆变器/转换器或在更简单的情况下是一个DC/DC变换器。安置在太阳能模块22下游的DC/DC变换器44也可以被省却。在当前情况下，电池18例如同样被设计为具有约200V的运行电压的电池组件，使得通过一个逆变器/转换器56能将该电压供应给电动的车辆驱动器24。该电压也可直接被用来运行电动压缩机12。对鼓风机40、42优选供给一个较低的电压，该较低电压通过中间连接一个部件58来提供，其中，该部件可设计为逆变器/转换器或DC/DC变换器。
与这些所描述的实施方式相关联地提到压缩机或压缩机组合(图1)还可以作为混合压缩机来实现，这就是说作为一个唯一的压缩机，它能够选择性地或者被机械驱动，或者被电驱动。
在以上说明中、在附图中以及在权利要求中所公开的本发明特征即可以单个地、也可以任意组合地对于实现本发明来说是重要的。
参考符号
10  空调设备
12   电动压缩机
14   车辆驱动器，燃料
16   发电机
18   电池
20   电池
22   太阳能模块
24   车辆驱动器，电动
26   机械压缩机
28   冷凝器
30   贮液器
32   膨胀阀
34   蒸发器
36   阀
38   阀
40   鼓风机
42   鼓风机
44   DC/DC变换器
46   电路节点
48   DC/DC变换器
50   DC/DC变换器
52   DC/DC变换器
54   逆变器/转换器或DC/DC变换器
56   逆变器/转换器
58   逆变器/转换器或DC/DC变换器
60   逆变器/转换器或DC/DC变换器

Claims (7)

1.一种机动车辆，包括：
一空调设备(10)，该空调设备具有一个能够电动运行的压缩机(12)，
一发电机(16)，该发电机能够通过车辆驱动器(14)运行用于产生电能，
一电池(18)，该电池能够通过由所述发电机产生的电能来充电，以及
一太阳能模块(22)，用于产生电能，
其特征在于，
设置有另一电池(20)，该另一电池能够通过由所述太阳能模块(22)产生的电能来充电，并且
所述能够电动运行的压缩机(12)能够通过在能够由所述发电机(16)充电的所述电池(18)中存储的电能和/或在所述另一电池(20)中存储的电能来运行。
2.如权利要求1所述的机动车辆，其特征在于，
所述另一电池(20)具有与能够由发电机充电的所述电池(18)不同的运行电压，并且
该另一电池(20)的运行电压基本相当于直接地或者间接地由所述太阳能模块(22)产生的电压。
3.一种机动车辆，包括：
一混合驱动装置，该混合驱动装置具有一基于化石燃料的车辆驱动器(14)和一基于电能的车辆驱动器(24)，
一空调设备(10)，该空调设备具有一能够电动运行的压缩机(12)，
一发电机(16)，该发电机能由一车辆驱动器(14)来运行用于产生电能，
一电池(18)，该电池能够通过由该发电机产生的电能来充电，以及
一太阳能模块(22)，用于产生电能，
其中，所述电池(18)能够通过由该太阳能模块(22)产生的电能来充电，并且
所述能够电动运行的压缩机能够通过存储在该电池中的电能来运行。
4.如权利要求3所述的机动车辆，其特征在于，所述基于电能的车辆驱动器(24)以及所述能够电动运行的压缩机(12)由同一电池(18)供电。
5.如权利要求3或4所述的机动车辆，其特征在于，设置有使由所述发电机(16)和/或所述太阳能模块(22)所提供的电压适配于该电池(18)的运行电压的装置(44，52，60)。
6.如权利要求3至5之一所述的机动车辆，其特征在于，设置有使从该电池(18)引上出的电压适配于至少一个负载的运行电压的装置(54，56，58)。
7.一种能量供给系统，用于如以上权利要求之一所述的机动车辆。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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