CN102431508A - 太阳能汽车天窗供电控制方法、系统以及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能汽车天窗供电控制方法，其包括以下步骤：检测汽车是否处于点火状态；根据检测结果来控制太阳能汽车天窗中的太阳能电池板的工作：当汽车处于点火状态时，使太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电；当汽车处于熄火状态时，根据车内温度来判断是否启动鼓风机，如果判断需要启动鼓风机，再根据太阳能电池板接收的光照强度控制由太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电。本发明还提供一种太阳能汽车天窗供电控制系统以及采用该太阳能汽车天窗供电控制系统的汽车。本发明可根据车内温度变化和蓄电池的供电情况对车内温度进行实时调控，从而使太阳能更加合理、有效的利用。

Description

太阳能汽车天窗供电控制方法、系统以及汽车

技术领域

本发明涉及一种太阳能汽车天窗供电控制方法、太阳能汽车天窗供电控制系统以及采用该太阳能汽车天窗供电控制系统的汽车。

背景技术

汽车停放时，车内温度会随气温或阳光照射度的增强而很快升高，车内温度过高不仅会影响汽车内饰件的使用寿命，还会给乘坐者带来不适感，并且车内会产生浓重的内饰件的气味，产生气味的原因有二，一是车内温度升高所致，另一个就是停车时汽车密闭，车内空气不流动所致。

专利号为“ZL200520120817.9”，名称为“太阳能汽车天窗供电智能控制装置”的中国专利公开了一种太阳能汽车天窗智能控制装置，该装置是利用太阳能和单片机及软件技术，由太阳能天窗提供能量，以调节车内温度，或给汽车蓄电池充电。该技术方案是根据太阳能电池板输出功率大小来选择实现鼓风、制冷和给蓄电池补偿充电三项功能。其中系统会根据蓄电池的欠压情况及太阳能电池的输出功率情况，有选择的在二者之间进行切换，以达到节能的目的。但是，该装置存在着以下问题：一是如果太阳能电池板的输出功率不足以对蓄电池充电，蓄电池可能因馈电而影响汽车的正常启动，同时会影响蓄电池的使用寿命；二是忽略了车内温度，不能随着外界温度变化而实时调控车内温度，在使用过程中，假如外界的温度急剧升高，由于该装置不能实时调控室内温度，必然会给乘坐在车内的人带来不适感。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种能实时调控车内温度的太阳能汽车天窗供电控制方法、太阳能汽车天窗供电控制系统以及采用该控制系统的汽车。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该太阳能汽车天窗供电控制方法包括以下步骤：

1)检测汽车是否处于点火状态；

2)根据检测结果来控制太阳能汽车天窗中的太阳能电池板的工作：

21)当汽车处于点火状态时，使太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电；

22)当汽车处于熄火状态时，根据车内温度来判断是否启动鼓风机，如果判断需要启动鼓风机，再根据太阳能电池板接收的光照强度控制由太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电。

其中，在步骤22)中，当汽车处于熄火状态时根据车内温度来判断是否启动鼓风机的具体步骤如下：在车内温度达到或超过某一预设温度值时，则判断需要启动鼓风机；在车内温度小于该预设温度值时，则判断不需要启动鼓风机，当判断不需要启动鼓风机时，使太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电直至蓄电池处于满充状态。

优选的是，在步骤22)中，当判断需要启动鼓风机时，根据太阳能电池板接收的光照强弱控制由太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电的具体步骤如下：当太阳能电池板接收的光照强度达到或超过某一预设光照强度值时，控制由太阳能电池板对鼓风机供电；当太阳能电池板接收的光照强度小于所述预设光照强度值时，控制由太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电。

进一步优选的是，在步骤22)中，当判断需要启动鼓风机时，根据太阳能电池板接收的光照强弱以及蓄电池的电压情况来控制由太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电：当太阳能电池板接收的光照强度达到或超过某一预设光照强度值时，控制由太阳能电池板对鼓风机供电；当太阳能电池板接收的光照强度小于光照强度值，且蓄电池的电压高于某一预设电压值时，控制由太阳能电池板与蓄电池共同对鼓风机供电；当太阳能电池板接收的光照强度小于所述预设光照强度值，当蓄电池的电压等于或低于某一预设电压值时，断开蓄电池对鼓风机供电，控制由太阳能电池板对蓄电池进行充电。

其中，所述预设温度值为40℃，所述预设光照强度值较佳的为700W/m²，所述蓄电池预设电压值较佳的为12.8V。

一种太阳能汽车天窗供电控制系统，其包括：

温度采集单元，用于采集车内温度并将之传送给控制单元；

光强采集单元，用于采集太阳能汽车天窗中太阳能电池板上的光照强度并将之传送给控制单元；

控制单元，用于检测汽车是否处于点火状态，并根据检测结果来控制太阳能汽车天窗中的太阳能电池板的工作：在汽车处于点火状态时，控制太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电，在汽车处于熄火状态时，控制温度采集单元和光强采集单元分别对车内温度和太阳能汽车天窗中太阳能电池板上的光照强度进行采集，并接收温度采集单元采集的车内温度、光强采集单元采集的太阳能汽车天窗中太阳能电池板上的光照强度，根据采集得到的温度信号来判断是否启动鼓风机，当判断不需要启动鼓风机时，控制单元控制太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电直至蓄电池处于满充状态；当判断需要启动鼓风机时，再根据采集得到的光照强度信号来控制太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电。

优选的是，控制单元内存储有某一预设温度值，当汽车处于熄火状态且温度采集单元采集到的温度达到或超过所述预设温度值时，控制单元控制鼓风机启动；当车内温度小于该预设温度值时，则控制单元判断不需要启动鼓风机，控制单元控制太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电直至蓄电池处于满充状态。

控制单元内存储有某一预设光照强度值，当光强采集单元采集到的光照强度达到或超过所述预设光照强度值时，控制单元控制太阳能电池板对鼓风机供电；当光强采集单元采集到的光照强度小于所述预设光照强度值时，控制单元控制太阳能电池板和蓄电池共同对鼓风机供电。

优选的是，控制单元还用于检测蓄电池的电压，控制单元内存储有某一预设光照强度值和某一预设电压值，当光强采集单元采集到的光照强度达到或超过所述预设光照强度值时，控制单元控制太阳能电池板对鼓风机供电；当光强采集单元采集到的光照强度小于所述预设光照强度值且检测到蓄电池的电压高于所述预设电压值时，控制单元控制太阳能电池板与蓄电池共同对鼓风机供电；当光强采集单元采集到的光照强度小于所述预设光照强度值且蓄电池的电压等于或低于所述预设电压值时，控制单元控制停止对鼓风机供电，并控制太阳能电池板对蓄电池进行充电。

优选的是，鼓风机与控制单元之间还设置有DC/DC转换器(Direct Current，即直流电源)，DC/DC转换器用于将12V的输入电压转为6V的输出电压，以确保加载在鼓风机上的电压满足设定要求。

一种汽车，包括汽车天窗供电控制系统，所述汽车天窗供电控制系统采用上述的太阳能汽车天窗供电控制系统。

本发明的有益效果在于：本发明太阳能汽车天窗供电控制方法和系统使得汽车停车时，在有效利用太阳能的前提下，能够实时的根据车内温度的变化和蓄电池的供电情况，通过开启鼓风机来促进车内空气的流通，有助于降低车内温度，同时能够实现对蓄电池的能量补充，从而使太阳能更加合理、有效的利用，起到节能环保的作用。同时，该控制方法简单易行。

附图说明

图1是本发明一个实施例中太阳能汽车天窗供电控制系统的结构方框图；

图2是该实施例中太阳能汽车天窗供电控制系统的工作流程图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本实施例中，该太阳能汽车天窗供电控制方法包括以下步骤：

1)检测汽车是否处于点火状态；

2)根据检测结果来控制太阳能汽车天窗中的太阳能电池板的工作：

21)当汽车处于点火状态时，使太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电；

22)当汽车处于熄火状态时，根据车内温度来判断是否启动鼓风机：在车内温度小于该预设温度值时，则判断不需要启动鼓风机，此时使太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电直至蓄电池处于满充状态；在车内温度达到或超过某一预设温度值时，则判断需要启动鼓风机，此时再根据太阳能电池板接收的光照强度以及蓄电池的电压情况来控制由太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电：当太阳能电池板接收的光照强度达到或超过某一预设光照强度值时，控制由太阳能电池板对鼓风机供电；当太阳能电池板接收的光照强度小于该预设光照强度值，且蓄电池的电压高于某一预设电压值时，控制由太阳能电池板与蓄电池共同对鼓风机供电；当太阳能电池板上的光照强度小于所述预设光照强度值，且蓄电池的电压等于或低于所述预设电压值时，停止对鼓风机供电，控制由太阳能电池板对蓄电池进行充电。

本发明太阳能汽车天窗供电控制系统包括温度采集单元、光强采集单元、以及控制单元。其中：

温度采集单元用于采集车内温度并将之传送给控制单元；光强采集单元用于采集太阳能汽车天窗中太阳能电池板上的光照强度并将之传送给控制单元；控制单元用于检测汽车是否处于点火状态，并在汽车处于点火状态时，控制太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电，在汽车处于熄火状态时，控制温度采集单元和光强采集单元分别对车内温度和太阳能汽车天窗中太阳能电池板上的光照强度进行采集，并接收温度采集单元采集的车内温度、光强采集单元采集的太阳能汽车天窗中太阳能电池板上的光照强度，根据采集得到的温度信号来判断是否启动鼓风机，当判断需要启动鼓风机时，再根据采集得到的光照强度信号来控制太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电。

控制单元内存储有某一预设温度值，当汽车处于熄火状态且温度采集单元采集到的温度达到或超过所述预设温度值时，控制单元控制鼓风机启动；当车内温度小于该预设温度值时，则控制单元判断不需要启动鼓风机，控制单元控制太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电直至蓄电池处于满充状态。

控制单元还用于检测蓄电池的电压状况，控制单元内存储有某一预设光照强度值和某一预设电压值，当光强采集单元采集到的光照强度达到或超过所述预设光照强度值时，控制单元控制太阳能电池板对鼓风机供电；当光强采集单元采集到的光照强度小于所述预设光照强度值且检测到蓄电池的电压高于所述预设电压值时，控制单元控制太阳能电池板与蓄电池共同对鼓风机供电；当光强采集单元采集到的光照强度小于所述预设光照强度值且蓄电池的电压等于或低于所述预设电压值时，控制单元控制停止对鼓风机供电，并控制太阳能电池板对蓄电池进行充电。

如图1所示，本实施例中，温度采集单元采用温度传感器，光强采集单元采用光强传感器，控制单元采用8位带模数转换单元的单片机，较佳的可以采用英飞凌科技公司生产的型号为XC866的单片机。

其中，控制器的工作电压可以由太阳能汽车天窗中的太阳能电池板供给，控制器可以在太阳能电池板输出9V～18V电压下工作，在实际工作中，其工作电压的大小取决于太阳能电池板的输出电压。太阳能电池板的输出电压一般情况下为18V，也就是说，在本实施例中，太阳能电池板提供9V-18V的输出电压，经电压转换为5V电压给控制器单片机工作。

鼓风机用于使车内空气流通，鼓风机利用汽车空调系统中的鼓风机。本实施例中，鼓风机由太阳能汽车天窗中的太阳能电池板进行供电。由于空调鼓风机的工作特性是：当其电压为12V时，工作功率可以达到100多瓦；当其电压为6V时，电流仅为5A，工作功率仅为30瓦左右，因此，当使鼓风机的电压为6V时，且车外温度以及光照强度足够时，太阳能电池板的输出功率足够能保证鼓风机的用电需要，而不需蓄电池额外供电给鼓风机。

在控制器和鼓风机之间连接有DC/DC转换器，DC/DC转换器可以将12V输入电压转化为6V的输出电压，输出给鼓风机，以确保加载在鼓风机上的电压满足设定要求。

本实施例中，所述预设温度值为40℃，所述预设光照强度值可通过软件任意设定，较佳的为700W/m²，所述蓄电池预设电压值可通过软件任意设定，较佳的为12.8V。

本实施例中，控制单元通过检测点火开关的工作状态来检测蓄电池的电压状况。当汽车停放在阳光很足的室外，太阳能电池板在光照下产生电能输出给控制器，控制器开始工作。控制器首先检测点火开关是否关闭，通过点火开关的状态来判断汽车是否处于点火状态：如果检测到点火开关处于ON档，则表明汽车处于点火状态，此时关闭太阳能电池板与空调鼓风机的连接；如果检测到点火开关处于OFF档，则由控制器控制温度传感器和光强传感器工作，并接收温度信号和光照强度信号，并将温度值与预设温度值进行比较，将光照强度值与预设光照强度值进行比较，根据比较判断的结果，来决定该太阳能电池板的工作状态。

下面根据图2，对本发明太阳能汽车天窗供电控制方法进行说明：

首先由控制器检测点火开关的状态：

1)若检测到点火开关处于ON档，即表示此时发动机处于工作状态，汽车处于运行状态，系统自动退出鼓风换气模式，关闭太阳能电池板与空调鼓风机的连接，开启太阳能电池板与蓄电池的连接给蓄电池供电，实现给车载电子设备提供能量。需要切断太阳能电池板与空调鼓风机连接的原因在于：由于鼓风机采用汽车空调系统中的鼓风机，为避免在行车时，使用者开启汽车空调系统制冷时，本供电系统与汽车供电系统同时对鼓风机供电造成冲突，所以行车时本供电系统关闭对鼓风机的供电；

2)当检测到点火开关处于OFF档，即表示汽车处于停车状态，控制器通过控制驱动鼓风机的DC/DC转换器的开启，以实现停车状态时的车内通风换气，控制器的具体控制过程如下：

控制器指令温度传感器和光强传感器开始工作，温度传感器实时采集车内温度，并将采集到的温度信号传送给控制器，控制器将温度传感器采集到的温度值与控制器内的预设温度值进行比较，在车内温度小于该预设温度值时，车内不需要鼓风换气，空调鼓风机不工作，控制器判断不需要启动鼓风机，此时控制器指令太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电直至蓄电池处于满充状态；在车内温度达到或超过控制器内的预设温度值时，此时需要通风换气，控制器判断需要启动鼓风机，此时控制器再根据光强传感器传送给控制器的光照强度值以及蓄电池的电压情况来指令由太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电：

控制器将光强传感器传送的光照强度值与控制器内的预设光照强度值进行比较，当太阳能电池板上接收的光照强度达到或超过所述预设光照强度值时，控制单元指令由太阳能电池板对鼓风机供电，此时太阳能电池板与空调鼓风机连接；当太阳能电池板接收的光照强度小于该预设光照强度值，此时再对蓄电池的电压进行检测，当检测到蓄电池的电压高于控制器内的预设电压值时，控制器指令由太阳能电池板与蓄电池共同对鼓风机供电以进行换气降温，当检测到蓄电池的电压等于或低于控制器内的预设电压值时，断开蓄电池对鼓风机供电，控制由太阳能电池板对蓄电池进行充电。

当在夜晚或者下雨等无光照或者光照很弱的情况下，控制器的工作电压为零，因此整个控制系统不工作，无静态功耗，从而能够防止长期驻车时蓄电池会因控制器的静态损耗馈电。

在实践中，控制器内的预设电压值的原则是不会使蓄电池过分充电也不会使其过分馈电。

总之，本发明通过控制器接收温度传感器的温度信号和光强传感器的光照强度信号，来确定太阳能电池板、蓄电池和空调鼓风机的工作状态，满足了实时的根据车内温度的变化，通过开启空调鼓风机，调节车内空气的流通，有助于降低车内温度，同时能够实现对蓄电池的能量补充，达到了良好的技术效果，该技术方案简单易行。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳能汽车天窗供电控制方法，包括以下步骤：

1)检测汽车是否处于点火状态；

2)根据检测结果来控制太阳能汽车天窗中的太阳能电池板的工作：

21)当汽车处于点火状态时，使太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电；

22)当汽车处于熄火状态时，根据车内温度来判断是否启动鼓风机，如果判断需要启动鼓风机，再根据太阳能电池板接收的光照强度控制由太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电。

2.根据权利要求1所述的太阳能汽车天窗供电控制方法，其特征在于，在步骤22)中，当汽车处于熄火状态时根据车内温度来判断是否启动鼓风机的具体步骤如下：在车内温度达到或超过某一预设温度值时，则判断需要启动鼓风机；在车内温度小于该预设温度值时，则判断不需要启动鼓风机，此时使太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电直至蓄电池处于满充状态。

3.根据权利要求2所述的太阳能汽车天窗供电控制方法，其特征在于，在步骤22)中，当判断需要启动鼓风机时，根据太阳能电池板接收的光照强弱控制由太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电的具体步骤如下：当太阳能电池板接收的光照强度达到或超过某一预设光照强度值时，控制由太阳能电池板对鼓风机供电；当太阳能电池板接收的光照强度小于所述预设光照强度值时，控制由太阳能电池板和蓄电池共同对鼓风机供电。

4.根据权利要求2所述的太阳能汽车天窗供电控制方法，其特征在于，在步骤22)中，当判断需要启动鼓风机时，根据太阳能电池板接收的光照强弱以及蓄电池的电压情况来控制由太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电：当太阳能电池板接收的光照强度达到或超过某一预设光照强度值时，控制由太阳能电池板对鼓风机供电；当太阳能电池板接收的光照强度小于该预设光照强度值，且蓄电池的电压高于某一预设电压值时，控制由太阳能电池板与蓄电池共同对鼓风机供电；当太阳能电池板接收的光照强度小于所述预设光照强度值，且蓄电池的电压等于或低于所述预设电压值时，停止对鼓风机供电，控制由太阳能电池板对蓄电池进行充电。

5.根据权利要求2或3或4所述的太阳能汽车天窗供电控制方法，其特征在于，所述预设温度值为40℃，所述预设光照强度值为700W/m²，所述蓄电池的预设电压值为12.8V。

6.一种太阳能汽车天窗供电控制系统，其特征在于，包括：

温度采集单元，用于采集车内温度并将之传送给控制单元；

光强采集单元，用于采集太阳能汽车天窗中太阳能电池板上的光照强度并将之传送给控制单元；

控制单元，用于检测汽车是否处于点火状态，并根据检测结果来控制太阳能汽车天窗中的太阳能电池板的工作：在汽车处于点火状态时，控制太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电；在汽车处于熄火状态时，控制温度采集单元和光强采集单元分别对车内温度和太阳能汽车天窗中太阳能电池板上的光照强度进行采集，并接收温度采集单元采集的车内温度、光强采集单元采集的太阳能汽车天窗中太阳能电池板上的光照强度，根据采集得到的温度信号来判断是否启动鼓风机，当判断需要启动鼓风机时，再根据采集得到的光照强度信号来控制太阳能电池板和/或蓄电池对鼓风机供电。

7.根据权利要求6所述的太阳能汽车天窗供电控制系统，其特征在于，控制单元内存储有某一预设温度值，当汽车处于熄火状态且温度采集单元采集到的车内温度达到或超过所述预设温度值时，控制单元控制鼓风机启动；当车内温度小于该预设温度值时，则控制单元判断不需要启动鼓风机，控制单元控制太阳能电池板与蓄电池连接以给蓄电池充电直至蓄电池处于满充状态。

8.根据权利要求7所述的太阳能汽车天窗供电控制系统，其特征在于，控制单元内存储有某一预设光照强度值，当光强采集单元采集到的光照强度达到或超过所述预设光照强度值时，控制单元控制太阳能电池板对鼓风机供电；当光强采集单元采集到的光照强度小于所述预设光照强度值时，控制单元控制太阳能电池板和蓄电池共同对鼓风机供电。

9.根据权利要求7所述的太阳能汽车天窗供电控制系统，其特征在于，控制单元还用于检测蓄电池的电压状况，控制单元内存储有某一预设光照强度值和某一预设电压值，当光强采集单元采集到的光照强度达到或超过所述预设光照强度值时，控制单元控制太阳能电池板对鼓风机供电；当光强采集单元采集到的光照强度小于所述预设光照强度值且检测到蓄电池的电压高于所述预设电压值时，控制单元控制太阳能电池板与蓄电池共同对鼓风机供电；当光强采集单元采集到的光照强度小于所述预设光照强度值且蓄电池的电压等于或低于所述预设电压值时，控制单元控制停止对鼓风机供电，并控制太阳能电池板对蓄电池进行充电。

10.一种汽车，包括汽车天窗供电控制系统，其特征在于，所述汽车天窗供电控制系统采用权利要求6-9之一所述的太阳能汽车天窗供电控制系统。

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