CN104494545B - 太阳能车载冷库系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能车载冷库系统，包括：电源管理控制器、蓄电池组、制冷用电设备；所述电源管理控制器，包括：太阳能电源管理模块，用于管理太阳能电池组对蓄电池组的充电和放电，汽车发电电源管理模块，用于管理汽车电源对蓄电池组的充电和放电；直流升压模块；主控模块，用于设定工作模式，控制太阳能电源管理模块和汽车发电电源管理模块在设定的工作模式下工作。本发明融入太阳能资源，通过电源管理控制器将太阳能电池电源和汽车电源进行综合管理，合理分配给冷库系统，确保系统始终在最节能和最便利的模式下工作，同时加入直流电源升压模块，使系统应用面涵盖各种规格的车载冷库。

Description

太阳能车载冷库系统
技术领域
本发明涉及空调控制技术，具体地，涉及太阳能车载冷库系统。
背景技术
车载冷库系统近年来在很多领域得到广泛应用，尤其是食品、医药等行业的运输中。传统的车载冷库系统依靠消耗汽车的燃油来为冷库系统提供电力和动力，其基本原理如图1所示：
汽车发动机运行时，通过动力传送装置(皮带，齿轮等)带动发电机和压缩机工作，发电机工作后，将产生电能经汽车蓄电池组后输送给用电设备；压缩机工作后，将流经其内部管路的制冷剂进行充分压缩处理，再通过释放到冷库系统管路中供冷库系统使用。
该方式通过消耗大量的燃油来为冷库系统提供动力，一方面燃油燃烧过程中会产生大量的对环境有害的气体，加剧环境的污染；另一方面，燃油本身为不可再生资源，只会越用越少。而且当发动机停止运转后(比如临时停车)，压缩机也会停止，这样冷库系统就不能工作，如果想要保证冷库内的货物不受影响，即使在停车状态下也必需保证发动机不熄火，或者就是讲冷库内的货物必需移到安全的低温环境中，这给长途运输也带来了极大的不便，同时也增加了许多额外的成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种太阳能车载冷库系统。
根据本发明提供的一种太阳能车载冷库系统，包括：太阳能电池组、汽车电源、电源管理控制器、蓄电池组、制冷用电设备；
其中，所述电源管理控制器，包括如下模块：
太阳能电源管理模块，用于管理太阳能电池组对蓄电池组的充电和放电，
汽车发电电源管理模块，用于管理汽车电源对蓄电池组的充电和放电
直流升压模块(直流(DC TO DC)升压模块)，用于对经太阳能电源管理模块和汽车发电电源管理模块管理后的电压进行升压稳压操作；
主控模块，用于设定工作模式，控制太阳能电源管理模块和汽车发电电源管理模块在设定的工作模式下工作。
优选地，工作模式A：汽车行驶过程中，制冷用电设备工作时，主控模块检测太阳能电池组和汽车电源这两路电源：
当太阳能电池组功率足够制冷用电设备使用时，通过汽车发电电源管理模块切断汽车电源供电，通过太阳能电源管理模块来利用太阳能驱动制冷用电设备，若有多余电量，则通过太阳能电源管理模块对蓄电池组充电；
当太阳能电池组的输出功率不足时，主控模块通过太阳能电源管理模块切断太阳能电池组向制冷用电设备的供电，改用经汽车发电电源管理后的汽车电源给制冷用电设备供电；并通过太阳能电池组仍然给蓄电池组充电直至太阳能电池组的输出电压低于蓄电池组的最低充电电压。
优选地，工作模式B：汽车泊车过程中，制冷用电设备工作时，主控模块通过汽车发电电源管理模块切断汽车电源供电：
当太阳能电池组功率足够制冷用电设备使用时，通过太阳能电源管理模块使太阳能电池组向制冷用电设备供电，若有多余电量，则通过太阳能电源管理模块对蓄电池组充电；
当太阳能电池组的输出功率不足时，主控模块控制由蓄电池组放电为制冷用电设备提供电能；并且控制太阳能电池组给蓄电池组充电直至太阳能电池组的输出电压低于蓄电池组的最低充电电压。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明在传统车载冷库系统基础上融入太阳能资源，有效降低了有害气体的排放和能源的损耗；
2、本发明通过电源管理控制器将太阳能电池电源和汽车电源进行综合管理，合理分配给冷库系统，确保系统始终在最节能和最便利的模式下工作，同时加入直流电源升压模块，使系统应用面涵盖各种规格的车载冷库。尤其是在泊车状态下仍可以保证冷库系统正常工作，无需启动汽车；
3、本发明集成为一体机，结构安排合理，操作使用方便。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有技术中的技术方案。
图2为本发明的结构示意图。
图3为铺设太阳能板的车厢(顶面和侧面)。
图4为冷库系统一体机。
图5为太阳能车载冷库车。
图6为电源管理控制器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
太阳能资源取之不尽，用之不竭，是除水资源外最为有能力解决能源危机的自然资源之一。尤其是在夏季，太阳能资源尤为丰富，而车载冷库在夏天使用率最高。基于此，本发明提供了一种新型太阳能车载冷库系统，该冷库系统在传统车载冷库系统基础上融入太阳能资源，有效降低了有害气体的排放和能源的损耗，同时该系统在泊车状态下仍可以保证冷库系统正常工作，无需启动汽车。
新型太阳能车载冷库系统原理图如图2所示，冷库系统的压缩机用直流无刷电动机带动，电源管理器统一管理系统的两路供电。当电源管理器检测到太阳能端的电量足够时，自动切断汽车发电机端供电；当检测到太阳能电不足时，再切换到汽车系统功供电。如果需要在泊车状态下利用太阳能提供电能，可在电源管理控制端进行设置，以保证太阳能端在泊车状态有足够的电能预留。
具体地，将车载冷库车厢顶部和两个侧面铺设太阳能电池组(如图3)，电池组并联以后接入电源管理控制器，电源管理控制器负责管理太阳能对蓄电池的充电管理(防止对蓄电池浮充，过充等)。同时，汽车发电系统的电也接入电源管理控制器，经电源管理器统一管理后输送给电流电动机(负责驱动压缩机)和冷库系统蒸发器，冷凝器和控制器。
其中，蓄电池组，电源管理控制器，直流电动机，压缩机，蒸发器，冷凝器，控制器均集成在车载冷库系统外机中，如图4所示。控制器位于外机表面，可显示冷库实际温度和系统各部分工作状态，用户可通过控制器进行参数设置和手动操作。同时，控制器内嵌无线网络(3G，4G，wifi)和GPRS系统，客户可通过移动设备或电脑远程监控冷库温度和车辆定位。
进一步具体的，电源管理控制器负责整个系统的电源管理，其核心主要包括太阳能电源管理模块的主控模块，及(DC TO DC)直流升压模块(该模块在高于24V系统中有效)，其框图如图6所示。其中，制冷用电设备包括直流无刷电机、冷凝器、蒸发器、压缩机等等。
太阳能电源管理模块负责管理太阳能对蓄电池充电和放电，具有过充、过放、过载，过温，过流等保护。汽车发电电源管理模块负责管理汽车电源对具有过充、过放、过载保护以及独特电子短路保护与防反接保护具有过充、过放、过载保护以及独特电子短路保护与防反接保护具有过充、过放、过载保护以及独特电子短路保护与防反接保护防止对蓄电池充电和放电，同样具有过充、过放、过载，过温，过流等保护。直流(DC TO DC)升压模块负责对管理后的电压根据系统需要进行升压稳压操作，主控模块负责分配系统工作模式，以保证系统在最有模式下进行工作。
汽车行驶过程中，冷库系统(24V)工作时，主控模块检测两路电源(太阳能电池组和汽车电源)，当太阳能电池组功率足够末端用电设备使用时，切断汽车电源供电，通过太阳能电源管理模块后利用太阳能驱动车载冷库系统，若有多余电量，则通过太阳能电源管理模块对蓄电池组充电；当太阳能功率不足时，主控模块切断太阳能电池组给系统供电，改用经汽车发电电源管理后的汽车电源给系统供电。此时，太阳能电池组仍然给蓄电池充电直至太阳能低于最低充电电压。如果是高于24V系统，经太阳能电源管理模块和汽车发电电源管理模块管理的电源需先经过直流(DC TO DC)升压模块转换后，再给系统供电或蓄电池充电。
汽车泊车过程中(汽车熄火，发电机不工作)，冷库系统(24V)工作时，主控模块直接切换系统电源为太阳能电池组供电，当太阳能电池组功率足够末端用电设备使用时，通过太阳能电源管理模块后利用太阳能驱动车载冷库系统，若有多余电量，则通过太阳能电源管理模块对蓄电池组充电；当太阳能功率不足时，系统直接由蓄电池组放电进行工作。此时，太阳能电池组仍然给蓄电池充电直至太阳能低于最低充电电压。如果是高于24V系统，经太阳能电源管理模块管理的电源需先经过直流(DC TO DC)升压模块转换后，再给系统供电或蓄电池充电。
电源管理控制器将太阳能电池电源和汽车电源进行综合管理，合理分配给冷库系统，确保系统始终在最节能和最便利的模式下工作，同时加入直流电源升压模块，使系统应用面涵盖各种规格的车载冷库。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (1)

1.一种太阳能车载冷库系统，其特征在于，包括：太阳能电池组、汽车电源、电源管理控制器、蓄电池组、制冷用电设备；
其中，所述电源管理控制器，包括如下模块：
太阳能电源管理模块，用于管理太阳能电池组对蓄电池组的充电和放电；
汽车发电电源管理模块，用于管理汽车电源对蓄电池组的充电和放电；
直流升压模块，用于对经太阳能电源管理模块和汽车发电电源管理模块管理后的电压进行升压稳压操作；
主控模块，用于设定工作模式，控制太阳能电源管理模块和汽车发电电源管理模块在设定的工作模式下工作；
工作模式A：汽车行驶过程中，制冷用电设备工作时，主控模块检测太阳能电池组和汽车电源这两路电源：
当太阳能电池组功率足够制冷用电设备使用时，通过汽车发电电源管理模块切断汽车电源供电，通过太阳能电源管理模块来利用太阳能驱动制冷用电设备，若有多余电量，则通过太阳能电源管理模块对蓄电池组充电；
当太阳能电池组的输出功率不足时，主控模块通过太阳能电源管理模块切断太阳能电池组向制冷用电设备的供电，改用经汽车发电电源管理后的汽车电源给制冷用电设备供电；并通过太阳能电池组仍然给蓄电池组充电直至太阳能电池组的输出电压低于蓄电池组的最低充电电压；
工作模式B：汽车泊车过程中，制冷用电设备工作时，主控模块通过汽车发电电源管理模块切断汽车电源供电：
当太阳能电池组功率足够制冷用电设备使用时，通过太阳能电源管理模块使太阳能电池组向制冷用电设备供电，若有多余电量，则通过太阳能电源管理模块对蓄电池组充电；
当太阳能电池组的输出功率不足时，主控模块控制由蓄电池组放电为制冷用电设备提供电能；并且控制太阳能电池组给蓄电池组充电直至太阳能电池组的输出电压低于蓄电池组的最低充电电压。
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