CN105196838A - 一种车用太阳能空气净化系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用太阳能空气净化系统，包括太阳能电池板、空气质量传感器、专用蓄电池、空气净化器、净化控制模块、点烟器电源插头、充电管理模块和供电管理模块。充电管理模块与专用蓄电池、太阳能电池板和点烟器电源插头相连，供电管理模块与蓄电池、点烟器电源插头相连，充电管理模块与供电管理模块之间电连接；供电管理模块与空气质量传感器连接至净化控制模块的输入端，空气净化器连接至其输出端。本发明涉及一种车用太阳能空气净化系统的控制方法。本发明在增设充电管理模块和供电管理模块的系统，采用逻辑控制方法使得在持续阴雨天气条件下，在发动机点火工作时利用车载点烟器电源给蓄电池充电，从而实现阳光不足条件下的停车净化功能。

Description

一种车用太阳能空气净化系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车电子领域，具体地说是一种车用太阳能空气净化系统及其控制方法。

背景技术

随着社会与科技的发展，人民生活水平的提高，汽车产品越来越多进入到普通人的日常生活当中，而长时间封闭的车内空间中，容易积聚甲醛、苯等有毒的挥发型有机物，以及可吸入颗粒物等，危害车内的驾乘人员的健康。采用空气净化器可以降低污染物的浓度，但是空气净化器的运行需输入电能。因此在车辆停止、发动机熄火时，空气净化器将无法工作。在长时间停车后，车内污染物的浓度会变得很高，在下次车辆起动时，即便立即开启空气净化器，由于污染物的浓度要降到可接受水平是需要一定时间的，因此空气中高浓度的有害物质仍然会对车内驾乘人员的健康造成伤害。

采用太阳能对空气净化器供电，是实现停车时对车内空气进行净化的一个可行的方案。专利公开号为CN202557252U的汽车用太阳能智能空气净化系统，采用太阳能电池板来获得电能，并将电量储存在专用的蓄电池中，停车后由专用蓄电池给空气净化器供电，实现对车内空气的净化。但这种方法也存在明显的缺陷，即在遇到持续的阴雨天的情况下，太阳能电池板将无法产生电能，蓄电池无法及时充电，电量将会逐渐耗尽，此后在发动机熄火、车辆停车时空气净化器将无法工作，无法继续对空气进行净化。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是：提供一种车用太阳能空气净化系统及其控制方法，有效保证在持续阴雨天气下，能在发动机点火工作时给净化器专用蓄电池补充电量，从而在发动机熄火停车时蓄电池可供电给空气净化器，对车内空气进行净化。

为了解决上述问题，本发明提供一种车用太阳能空气净化系统，包括用于吸收太阳能的太阳能电池板，设置于车内的用于存储能量的专用蓄电池、用于检测空气质量的空气质量传感器、用于净化车内环境的空气净化器以及用于控制所述空气净化器的净化控制模块，还包括设置于车内的点烟器电源插头，用于选取充电电源的充电管理模块，以及用于给净化控制模块选取供电电源的供电管理模块；其中，所述充电管理模块与专用蓄电池、太阳能电池板和点烟器电源插头相连，所述供电管理模块与蓄电池、点烟器电源插头相连，且充电管理模块与供电管理模块之间电连接；所述供电管理模块与空气质量传感器分别连接至净化控制模块的输入端，空气净化器连接至净化控制模块的输出端。

优选的，所述的充电管理模块中设置有具有太阳能充电电流、充电电压以及充电功率检测功能的检测单元。

优选的，所述的供电管理模块中设置有蓄电池电量检测单元和电源放电功率检测单元。

优选的，所述的空气质量传感器为对挥发性有机物传感器和/或颗粒物传感器。

为了解决上述问题，本发明还提供一种车用太阳能空气净化系统的控制方法，所述方法包括

S1.充电管理模块、供电管理模块检测车载点烟器电源插头是否上电，若是，执行下一步操作；否则充电管理模块控制太阳能电池板单独给专用蓄电池供电，供电管理模块控制专用蓄电池单独给净化控制器模块供电，并执行步骤S6；

S2.充电管理模块检测太阳能充电电流和/或充电电压；

S3.判断太阳能充电电流与两个预设电流值的关系和/或充电电压与两个预设电压值的大小关系，并根据结果选择专用蓄电池相应的充电电源；

S4.供电管理模块从充电管理模块中读取并比较太阳能充电功率和净化控制模块、空气净化器所需的总功率，计算两者之差ΔP，同时对蓄电池的电量进行检测；

S5.判断电池电量与两个预设电量值的大小关系，并根据结果选择净化控制模块和空气净化器的供电电源；

S6.净化控制模块比较空气质量传感器的检测值和预设值的差异，驱动空气净化器，对车内环境进行空气净化。

优选的，所述的步骤S3具体包括：

S31.判断太阳能充电电流与预设电流值1、预设电流值2的大小关系和/或充电电压与预设电压值1、预设电压值2的大小关系，其中，预设电流值1大于预设电流值2，预设电压值1大于预设电压值2；

当充电电流不小于预设电流值1或者充电电压不小于预设电压值1时，充电管理模块关闭与点烟器电源的连接，仅用太阳能电池板给蓄电池充电；

当充电电流不大于预设电流值2或者充电电压不大于预设电压值2时，则太阳能电池板和点烟器电源同时提供电能给蓄电池充电；

当充电电流在预设电流值1和预设电流值2之间或者充电电压在预设电压值1大于预设电压值2之间时，则保持现有的充电电源不变；

优选的，所述的步骤S5具体包括：

判断电池电量与预设电量值1、预设电量值2的大小关系，其中，预设电量值1大于预设电量值2；

当电池电量不小于预设电量值1时，根据功率差值ΔP选择供电电源；

当电池电量不大于预设电量值2时，由点烟器电源单独给净化控制模块和空气净化器供电；

当电池电量处于预设电量值1与预设电量值2之间时，根据进入本电量区间的前一电量状态选择供电策略。

优选的，所述的根据功率差值ΔP选择供电电源的具体步骤为：

判断功率差值ΔP与预设功率差值1、功率差值2的大小关系，其中，预设功率差值1大于预设功率差值2；

当功率差值ΔP不小于预设功率差值1时，由蓄电池单纯给净化控制模块和空气净化器供电；

当功率差值ΔP不大于预设功率差值2时，由蓄电池和点烟器电源联合给净化控制模块和空气净化器供电；

当功率差值ΔP在预设功率差值1和预设功率差值2之间时，则原有的净化控制模块和空气净化器的供电电源保持不变。

优选的，所述的根据进入本电量区间的前一电量状态选择供电策略具体步骤为：

如果电池电量的前一电量状态从不小于预设电量值1的区间进入本电量区间，则根据功率差值ΔP选择净化控制模块和空气净化器的供电电源；

如果电池电量的前一电量状态从不大于预设电量值2的区间进入本电量区间，则由蓄电池和点烟器电源联合给净化控制模块和空气净化器供电。

优选的，当专用蓄电池电量耗尽或故障时，供电管理模块控制点烟器电源给净化控制模块和空气净化器供电。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

采用了充电管理模块，可以根据太阳能充电电流或电压的大小，选择合适的蓄电池充电电源。采用了供电管理模块，可以根据蓄电池电量和太阳能充电功率、空气净化器消耗功率的大小，选择合适的空气净化器供电电源。在增加了充电管理模块和供电管理模块的系统中，采用一定的逻辑控制方法，使得在持续阴雨天气的条件下，可以在发动机点火运行时利用车载点烟器来给蓄电池补充电量，从而实现阳光不足条件下的停车净化功能。

附图说明

图1为本发明实施的车用太阳能空气净化系统连接结构图。

图2为本发明实施的车用太阳能空气净化系统的控制方法流程图。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

本发明的具体实施方式如图1所示，一种车用太阳能空气净化系统，包括用于吸收太阳能的太阳能电池板1，设置于车内的用于存储电量的专用蓄电池2、用于检测空气质量的空气质量传感器3、用于净化车内环境的空气净化器4以及用于控制所述空气净化器的净化控制模块5，还包括设置于车内的点烟器电源插头6，用于选取充电电源的充电管理模块7，以及用于给净化控制模块选取供电电源的供电管理模块8；其中，充电管理模块7分别与专用蓄电池2、太阳能电池板1和点烟器电源插头6相连，供电管理模块8与蓄电池、点烟器电源插头相连，且充电管理模块7与供电管理模块8之间电连接；供电管理模块8与空气质量传感器3分别连接至净化控制模块5的输入端，空气净化器4连接至净化控制模块5的输出端。

其中，充电管理模块中设置有具有充电电流、充电电压以及充电功率检测功能的检测单元71。

检测单元71用于检测太阳能电池板的输出电流、输出电压和输出功率，分别与太阳能电池板1和供电管理模块8相连。

其中，供电管理模块8中设置有蓄电池电量检测单元81和电源放电功率检测单元82。

蓄电池电量检测单元81，用于检测专用蓄电池的当前电量状态信息，并具有存储前一时刻电量状态信息的功能，与专用蓄电池相连；电源放电功率检测单元82，用于检测净化控制模块和空气净化器的总输出功率，与净化控制模块的输入端相连。

其中，空气质量传感器3为挥发性有机物传感器和/或颗粒物传感器。

实施例一：

如图2所示，一种车用太阳能空气净化系统的控制方法，该方法包括：

S1.充电管理模块、供电管理模块检测车载点烟器电源插头是否上电，若是，执行下一步操作；否则充电管理模块控制太阳能电池板单独给专用蓄电池供电，供电管理模块控制专用蓄电池单独给净化控制器模块供电，并执行步骤S6；

S2.充电管理模块检测太阳能充电电流Is。

S3.判断充电电流Is与两个预设电流值Ic的关系，并根据结果选择专用蓄电池相应的充电电源,即：

判断充电电流Is与预设电流值Ic1、预设电流值Ic2的大小关系，其中，预设电流值Ic1大于预设电流值Ic2。

1)当充电电流Is不小于预设电流值Ic1时，充电管理模块关闭与点烟器电源的连接，仅用太阳能电池板给蓄电池充电。

2)当充电电流Is不大于预设电流值Ic2时，则太阳能电池板和点烟器电源同时提供电能给蓄电池充电。

3)当充电电流Is在预设电流值Ic1和预设电流值Ic2之间时，则保持现有的充电电源不变。

S4.供电管理模块从充电管理模块中读取并比较充电功率和净化控制模块、空气净化器所需的总功率，计算两者之差ΔP，同时对蓄电池的电量进行检测。

S5.判断电池电量Q与两个预设电量值Qc的大小关系，并根据结果选择净化控制模块和空气净化器的供电电源，即：

判断电池电量Q与预设电量值Qc1、预设电量值Qc2的大小关系，其中，预设电量值Qc1大于预设电量值Qc2。

1）当电池电量Q不小于预设电量值Qc1时，根据功率差值ΔP选择供电电源。

根据功率差值ΔP选择供电电源的具体步骤如下：

判断功率差值ΔP与预设功率差值Pc1、功率差值2的大小关系，其中，预设功率差值Pc1大于预设功率差值Pc2。

a)当功率差值ΔP不小于预设功率差值Pc1时，由蓄电池单纯给净化控制模块和空气净化器供电。

b)当功率差值ΔP不大于预设功率差值Pc2时，由蓄电池和点烟器电源联合给净化控制模块和空气净化器供电。

c)当功率差值ΔP在预设功率差值Pc1和预设功率差值Pc2之间时，则原有的净化控制模块和空气净化器的供电电源保持不变。

2）当电池电量Q不大于预设电量值Qc2时，由点烟器电源单独给净化控制模块和空气净化器供电。

3）当电池电量Q处于预设电量值Qc1与预设电量值Qc2之间时，根据进入本电量区间的前一电量状态选择供电策略,即：

a)如果电池电量Q的前一电量状态从不小于预设电量值Qc1的区间进入本电量区间，则根据功率差值ΔP选择净化控制模块和空气净化器的供电电源。

如果电池电量Q的前一电量状态从不大于预设电量值Qc2的区间进入本电量区间，b)则由蓄电池和点烟器电源联合给净化控制模块和空气净化器供电。

当专用蓄电池电量Q耗尽或故障时，供电管理模块控制点烟器电源给净化控制模块和空气净化器供电。

S6.净化控制模块比较空气质量传感器的检测值和预设值的差异，驱动空气净化器，对车内环境进行空气净化。

实施例二：

如图2所示，一种车用太阳能空气净化系统的控制方法，该方法包括：

S1.充电管理模块、供电管理模块检测车载点烟器电源插头是否上电，若是，执行下一步操作；否则充电管理模块控制太阳能电池板单独给专用蓄电池供电，供电管理模块控制专用蓄电池单独给净化控制器模块供电，并执行步骤S6；

S2.充电管理模块检测太阳能充电电压Us。

S3.判断充电电压Us与两个预设电压值Uc的大小关系，并根据结果选择专用蓄电池相应的充电电源,即：

判断充电电压Us与预设电压值Uc1、预设电压值Uc2的大小关系，其中，预设电压值Uc1大于预设电压值Uc2。

1)当充电电压Us不小于预设电压值Uc1时，充电管理模块关闭与点烟器电源的连接，仅用太阳能电池板给蓄电池充电。

2)当充电电压Us不大于预设电压值Uc2时，则太阳能电池板和点烟器电源同时提供电能给蓄电池充电。

3)当充电电压Us在预设电压值Uc1大于预设电压值Uc2之间时，则保持现有的充电电源不变。

S4.供电管理模块从充电管理模块中读取并比较充电功率和净化控制模块、空气净化器所需的总功率，计算两者之差ΔP，同时对蓄电池的电量进行检测。

S5.判断电池电量Q与两个预设电量值Qc的大小关系，并根据结果选择净化控制模块和空气净化器的供电电源，即：

判断电池电量Q与预设电量值Qc1、预设电量值Qc2的大小关系，其中，预设电量值Qc1大于预设电量值Qc2。

1）当电池电量Q不小于预设电量值Qc1时，根据功率差值ΔP选择供电电源。

根据功率差值ΔP选择供电电源的具体步骤如下：

判断功率差值ΔP与预设功率差值Pc1、功率差值2的大小关系，其中，预设功率差值Pc1大于预设功率差值Pc2。

a)当功率差值ΔP不小于预设功率差值Pc1时，由蓄电池单纯给净化控制模块和空气净化器供电。

b)当功率差值ΔP不大于预设功率差值Pc2时，由蓄电池和点烟器电源联合给净化控制模块和空气净化器供电。

c)当功率差值ΔP在预设功率差值Pc1和预设功率差值Pc2之间时，则原有的净化控制模块和空气净化器的供电电源保持不变。

2）当电池电量Q不大于预设电量值Qc2时，由点烟器电源单独给净化控制模块和空气净化器供电。

3）当电池电量Q处于预设电量值Qc1与预设电量值Qc2之间时，根据进入本电量区间的前一电量状态选择供电策略,即：

a)如果电池电量Q的前一电量状态从不小于预设电量值Qc1的区间进入本电量区间，则根据功率差值ΔP选择净化控制模块和空气净化器的供电电源。

如果电池电量Q的前一电量状态从不大于预设电量值Qc2的区间进入本电量区间，b)则由蓄电池和点烟器电源联合给净化控制模块和空气净化器供电。

当专用蓄电池电量Q耗尽或故障时，供电管理模块控制点烟器电源给净化控制模块和空气净化器供电。

S6.净化控制模块比较空气质量传感器的检测值和预设值的差异,驱动空气净化器，对车内环境进行空气净化。

在上述各个实施例中，太阳能充电电流Is，是指太阳能电池板的输出电流；太阳能充电电压，即为太阳能电池板的输出电压。

净化控制模块、空气净化器所需的总功率由供电管理模块中的电源放电功率检测单元测得。

各个实施例中所提到的预设值，包括预设电流值Ic、预设电压值Uc、预设电量值Qc、预设功率差值Pc、空气质量传感器的预设值等，本领域技术人员均能通过现有技术知识与实际的应用情况而做出相应设置。

需要说明的是，净化控制模块对空气净化器所实施的驱动控制为现有技术，可采用专利公开号为CN202557252U的汽车用太阳能智能空气净化系统中的驱动控制技术实现，再次不在赘述。另外，本发明中未详细展开进行阐述的地方，均为本领域技术人员可根据现有公知常识与实践经验来实现。

以上所述为本发明的较佳实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种车用太阳能空气净化系统，包括用于吸收太阳能的太阳能电池板（1），设置于车内的用于存储电量的专用蓄电池（2）、用于检测空气质量的空气质量传感器（3）、用于净化车内环境的空气净化器（4）以及用于控制所述空气净化器的净化控制模块（5），其特征在于：还包括设置于车内的点烟器电源插头（6），用于选取充电电源的充电管理模块（7），以及用于给净化控制模块选取供电电源的供电管理模块（8）；其中，所述充电管理模块与专用蓄电池、太阳能电池板和点烟器电源插头相连，所述供电管理模块与蓄电池、点烟器电源插头相连，且充电管理模块与供电管理模块之间电连接；所述供电管理模块与空气质量传感器分别连接至净化控制模块的输入端，空气净化器连接至净化控制模块的输出端。

2.根据权利要求1所述的车用太阳能空气净化系统，其特征在于，所述的充电管理模块中设置有具有太阳能充电电流、充电电压以及充电功率检测功能的检测单元（71）。

3.根据权利要求2所述的车用太阳能空气净化系统，其特征在于，所述的供电管理模块中设置有蓄电池电量检测单元（81）和电源放电功率检测单元（82）。

4.根据权利要求3所述的车用太阳能空气净化系统，其特征在于，所述的空气质量传感器为对挥发性有机物传感器和/或颗粒物传感器。

5.一种车用太阳能空气净化系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括

S1.充电管理模块、供电管理模块检测车载点烟器电源插头是否上电，若是，执行下一步操作；否则充电管理模块控制太阳能电池板单独给专用蓄电池供电，供电管理模块控制专用蓄电池单独给净化控制器模块供电，并执行步骤S6；

S2.充电管理模块检测太阳能充电电流和/或充电电压；

S3.判断太阳能充电电流与两个预设电流值的关系和/或充电电压与两个预设电压值的大小关系，并根据结果选择专用蓄电池相应的充电电源；

S4.供电管理模块从充电管理模块中读取并比较太阳能充电功率和净化控制模块、空气净化器所需的总功率，计算两者之差ΔP，同时对蓄电池的电量进行检测；

S5.判断电池电量与两个预设电量值的大小关系，并根据结果选择净化控制模块和空气净化器的供电电源；

S6.净化控制模块比较空气质量传感器的检测值和预设值的差异，驱动空气净化器，对车内环境进行空气净化。

6.根据权利要求5所述的车用太阳能空气净化系统的控制方法，其特征在于，所述的步骤S3具体包括：

S31.判断太阳能充电电流与预设电流值1、预设电流值2的大小关系和/或充电电压与预设电压值1、预设电压值2的大小关系，其中，预设电流值1大于预设电流值2，预设电压值1大于预设电压值2；

当充电电流不小于预设电流值1或者充电电压不小于预设电压值1时，充电管理模块关闭与点烟器电源的连接，仅用太阳能电池板给蓄电池充电；

当充电电流不大于预设电流值2或者充电电压不大于预设电压值2时，则太阳能电池板和点烟器电源同时提供电能给蓄电池充电；

当充电电流在预设电流值1和预设电流值2之间或者充电电压在预设电压值1大于预设电压值2之间时，则保持现有的充电电源不变。

7.根据权利要求5所述的车用太阳能空气净化系统的控制方法，其特征在于，所述的步骤S5具体包括：

判断电池电量与预设电量值1、预设电量值2的大小关系，其中，预设电量值1大于预设电量值2；

当电池电量不小于预设电量值1时，根据功率差值ΔP选择供电电源；

当电池电量不大于预设电量值2时，由点烟器电源单独给净化控制模块和空气净化器供电；

当电池电量处于预设电量值1与预设电量值2之间时，根据进入本电量区间的前一电量状态选择供电策略。

8.根据权利要求7所述的车用太阳能空气净化系统的控制方法，其特征在于，所述的根据功率差值ΔP选择供电电源的具体步骤为：

判断功率差值ΔP与预设功率差值1、功率差值2的大小关系，其中，预设功率差值1大于预设功率差值2；

当功率差值ΔP不小于预设功率差值1时，由蓄电池单纯给净化控制模块和空气净化器供电；

当功率差值ΔP不大于预设功率差值2时，由蓄电池和点烟器电源联合给净化控制模块和空气净化器供电；

当功率差值ΔP在预设功率差值1和预设功率差值2之间时，则原有的净化控制模块和空气净化器的供电电源保持不变。

9.根据权利要求7所述的车用太阳能空气净化系统的控制方法，其特征在于，所述的根据进入本电量区间的前一电量状态选择供电策略具体步骤为：

如果电池电量的前一电量状态从不小于预设电量值1的区间进入本电量区间，则根据功率差值ΔP选择净化控制模块和空气净化器的供电电源；

如果电池电量的前一电量状态从不大于预设电量值2的区间进入本电量区间，则由蓄电池和点烟器电源联合给净化控制模块和空气净化器供电。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的车用太阳能空气净化系统的控制方法，其特征在于，当专用蓄电池电量耗尽或故障时，供电管理模块控制点烟器电源给净化控制模块和空气净化器供电。