CN105459838B - 用于车辆太阳能板的冷却系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于车辆太阳能板的冷却系统。提供一种车辆。车辆包括发动机、车身板件、附连到车身板件的光伏单元以及冷却装置。冷却装置包括热交换器和第一冷却回路，第一冷却回路被构造为接收来自发动机的热并通过热交换器将热排出。冷却装置还包括第二冷却回路，第二冷却回路被构造为接收来自光伏单元的热并通过热交换器将热排出。

Description

用于车辆太阳能板的冷却系统
技术领域
本公开涉及具有用于捕获和利用太阳能的太阳能板的车辆。
背景技术
为了最大限度地给电池充电而使引导到车辆的太阳能板上的太阳能集中会是有利的。然而，这会导致太阳能板发热。
发明内容
提供一种车辆。该车辆包括发动机、车身板件、附连到车身板件的光伏单元以及冷却装置。该冷却装置包括热交换器和第一冷却回路，该第一冷却回路被构造为接收来自发动机的热并通过热交换器将热排出。所述冷却装置还包括第二冷却回路，该第二冷却回路被构造为接收来自光伏单元的热并通过热交换器将热排出。
提供一种用于冷却附连到车辆的光伏单元的系统。该系统包括具有第一热交换器的发动机冷却回路和具有第二热交换器的二次冷却回路。发动机冷却回路与二次冷却回路流体连通。第二热交换器将热从光伏单元传递到流过二次冷却回路的冷却剂，然后该热通过第一热交换器被排出。
提供了一种用于冷却附连到车辆的光伏单元的系统。该系统包括具有第一热交换器的第一冷却回路。第一热交换器被构造为将热从冷却剂排出。该系统还包括与第一冷却回路流体连通的第二冷却回路。第二冷却回路具有被构造为将热从光伏单元传递到冷却剂的第二热交换器。控制器被配置为：当光伏单元需要冷却时，控制泵使冷却剂循环通过第一冷却回路和第二冷却回路。
根据本发明，提供一种用于冷却附连到车辆的光伏单元的系统，包括：发动机冷却回路，具有第一热交换器；二次冷却回路，与发动机冷却回路流体连通，并具有第二热交换器，其中，第二热交换器将热从光伏单元传递到流过二次冷却回路的冷却剂，然后该热通过第一热交换器被排出。
根据本发明的一个实施例，第二热交换器是冷却板。
根据本发明的一个实施例，冷却回路中的阀装置被构造为将二次冷却回路与发动机冷却回路隔离开。
根据本发明的一个实施例，阀装置被构造为绕过发动机冷却回路中的恒温器。
根据本发明的一个实施例，电动泵使冷却剂循环通过发动机冷却回路和二次冷却回路。
根据本发明，提供一种用于冷却附连到车辆的光伏单元的系统，包括：第一冷却回路，具有被构造为从冷却剂排出热的第一热交换器；第二冷却回路，与第一冷却回路流体连通，并具有被构造为将热从光伏单元传递到冷却剂的第二热交换器；控制器，被配置为当光伏单元需要冷却时控制泵使冷却剂循环通过第一冷却回路和第二冷却回路。
根据本发明的一个实施例，控制器被进一步配置为控制位于第二冷却回路中的第一阀，其中，当光伏单元需要冷却时，第一阀从关闭位置切换到打开位置。
根据本发明的一个实施例，控制器被配置为当光伏单元的温度达到预定阈值时控制泵使冷却剂循环通过第一冷却回路和第二冷却回路。
根据本发明的一个实施例，传感器测量光伏单元的温度。
根据本发明的一个实施例，控制器被进一步配置为控制位于第一冷却回路中的第二阀，其中，当光伏单元需要冷却时，第二阀从第一位置切换到第二位置以绕过位于第一冷却回路中的恒温器。
根据本发明的一个实施例，控制器被配置为当冷却剂的温度低于预定阈值时控制泵使冷却剂循环通过第一冷却回路和第二冷却回路。
根据本发明的一个实施例，传感器测量冷却剂的温度。
附图说明
图1示出了为了最大限度地给电池充电而位于太阳能集中器下面的具有太阳能板的车辆；
图2示出了车辆中用于冷却光伏单元的系统。
具体实施方式
在此描述本公开的实施例。然而，将理解的是，所公开的实施例仅是示例，其他实施例可采用各种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅为教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，可将参照任一附图示出并描述的各种特征与在一个或更多个其他附图中示出的特征相结合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特定应用或实施方式。
参照图1，示出了车辆10。车辆10停放在太阳能集中器12下面。太阳能集中器12被构造为将来自太阳14的太阳能集中并聚焦到太阳能板(也可被称为太阳能阵列或光伏单元)16上。太阳能板16可附连到车辆板件18或者可以是车辆板件18的一部分。此处，太阳能板被示出为车顶板的一部分。然而，本公开不应当被解释为限于附连到车辆板件或作为车辆板件的一部分的太阳能板，而应包括与车辆或车辆系统结合使用的任何太阳能板。太阳能集中器12是可由一系列透镜构成的设备，所述透镜将被引导到太阳能板16上的太阳光线20聚焦到集中区或聚焦点22。
参照图2，太阳能集中器12与太阳能板16结合使用而使得车辆电池24能够进行充电。电池24可以是用于车辆中的任何类型的电池，包括用于为低电压车辆系统提供电力的低电压电池和用于为高电压系统提供电力的高电压电池(诸如用于为推进电动车辆或混合动力车辆的电机提供电力的牵引电池)。使太阳能集中可减少给车辆电池24充电所需要的时间，但也可导致热能增加从而会使太阳能板16过热。因此，当集中的太阳能被引导到太阳能板16上时，在电池24充电期间对太阳能板16进行冷却会是有利的。
继续参照图2，示出了用于冷却太阳能板16的系统26。系统26也可被称为冷却装置。系统26包括第一冷却回路28、第二或二次冷却回路30和第一热交换器32。第一冷却回路28和第二冷却回路30可彼此流体连通。流过第二冷却回路30的冷却剂可被构造为接收来自太阳能板16的热，并通过第一热交换器32将热排出。
第一冷却回路28可以是发动机冷却系统。流过第一冷却回路28的冷却剂可被构造为接收来自车辆10的发动机34的热，然后通过第一热交换器32将来自发动机34的热排出。第一热交换器32可以是发动机冷却系统中的散热器。鼓风扇33可用于引导空气穿过第一热交换器(或散热器的盘管)，以将热从流过第一热交换器32的冷却剂移除。
第一冷却回路28可包括除气瓶/溢流罐35。当冷却剂由于压力变化和/或热膨胀而膨胀时，除气瓶/溢流罐35为冷却剂提供流动空间。除气瓶/溢流罐35也是允许第一冷却回路28(或发动机冷却系统)中的空气逸出的地方。第一冷却回路28通过发动机出口处的第一连接和第一热交换器32(或散热器)的高点(high point)处的第二连接而连接到除气瓶/溢流罐35。
第二冷却回路30可包括第二热交换器36。第二热交换器36可被构造为将热从太阳能板16传递到冷却剂，然后该热通过第一热交换器32从冷却剂排出。第二热交换器36可以是与太阳能板16和第二冷却回路30两者均接触的冷却板(cold plate)。第二热交换器可包括集成到第二冷却回路30中的流体通道38。
系统26还可包括控制器40。控制器40可被配置为控制冷却回路中的泵42和阀装置。
虽然被示出为一个控制器，但是控制器40可以是较大的控制系统的一部分，并且可被遍及车辆10的各种其他控制器(诸如车辆系统控制器(VSC))控制。因此，应当理解的是，控制器40和一个或更多个其它控制器可以统称为“控制器”，“控制器”响应于来自各种传感器的信号而控制各种致动器以控制诸如选择或计划变速器换档等功能。控制器40可包括与各种类型的计算机可读存储设备或介质通信的一个或更多个微处理器或中央处理器(CPU)。例如，计算机可读存储设备或介质可包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储。KAM是持久性或非易失性存储器，可用于当CPU断电时存储各种操作变量。计算机可读存储设备或介质可使用任何数量的已知存储设备而实现，诸如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪存或能够存储数据的任何其它电、磁、光学或组合存储设备，所述数据中的一些代表被控制器40使用而控制车辆10、发动机34、冷却系统26等的可执行指令。
泵42可以是使冷却剂循环通过第一冷却回路28和第二冷却回路30的电动泵。泵可从车辆10中的电池24、辅助电池、低电压电池、车辆交流发电机、太阳能板16或任何其它可用的电源接收电力。控制器40可被配置为：当发动机34或太阳能板16需要冷却时，操作泵42使冷却剂循环以冷却发动机34或太阳能板16。
阀装置可包括可被包括在第二冷却回路30中的第一阀44。第一阀44被构造为将第二冷却回路30与第一冷却回路28隔离开。第一阀44可由具有打开位置和关闭位置的两通阀构成，其中，当第一阀44处于关闭位置时，第二冷却回路30与第一冷却回路28隔离开。当太阳能板16需要冷却时，第一阀44可被切换到打开位置，从而允许冷却剂在第一冷却回路28和第二冷却回路30之间流动。在车辆10运转期间当冷却剂被用于冷却发动机34时，第一阀44将第二冷却回路30与第一冷却回路28隔离开。在车辆10运转期间由于冷却剂温度增加而会需要该隔离。
阀装置还可包括可被包括在第一冷却回路28中的第二阀46。第二阀46被构造为绕过恒温器48。恒温器48可用于在使冷却剂迅速达到适当的操作温度是有利的时间段内绕过发动机冷却系统(或第一冷却回路28)中的散热器(或第一热交换器32)(一些发动机冷却系统可利用受系统控制器控制的三通阀来代替恒温器)。第二阀46可由具有第一位置和第二位置的三通阀构成，其中，当第二阀46处于第二位置时，绕过恒温器。第二阀46可切换到第一位置，从而允许冷却剂流过恒温器48。在太阳能板16需要冷却而车辆10不在运转的时间段内，第二阀46绕过恒温器48。这确保已接收来自太阳能板16的热的冷却剂不会绕过冷却剂中的热在那里被排出的第一热交换器32。
控制器40可被配置为：当太阳能板16的温度已达到一定的阈值时，操作泵42和阀装置以对太阳能板16进行冷却。可通过温度传感器52检测太阳能板16的温度，温度传感器52将太阳能板16的温度信息传递回控制器40。
控制器40还可被配置为：当冷却剂的温度低于一定的阈值时，操作泵42和阀装置以对太阳能板16进行冷却。可通过温度传感器50检测冷却剂的温度，温度传感器50将冷却剂的温度信息传递回控制器40。在系统能够将来自太阳能板16的热移除之前，会有必要确保冷却剂已充分冷却，特别是在发动机34已在发动机冷却系统中运行之后。为了防止当冷却剂太热时损坏太阳能板16，允许冷却剂温度降低到低于一定的阈值也会是有必要的。
控制器40还可被配置为：当第二冷却回路30中的冷却剂的温度超过一定的阈值时，操作泵42和阀装置以对太阳能板16进行冷却。第二冷却回路30中的冷却剂的温度可由温度传感器52检测。温度传感器52随后将冷却剂的温度信息传递回控制器40。在系统能够移除来自太阳能板16的热之前，会有必要确保冷却剂已充分冷却，并且有必要确保由传感器50检测的第一冷却回路28的冷却剂温度低于由传感器52检测的第二冷却回路30中的冷却剂的温度。
说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，应理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可进行各种改变。如前所述，可将各个实施例的特征进行组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的进一步的实施例。尽管各个实施例可能已经被描述为提供优点或在一个或更多个期望特性方面优于其他实施例或现有技术的实施方式，但是本领域的普通技术人员应认识到，根据具体应用和实施方式，可对一个或更多个特征或特性进行折衷以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、寿命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、易组装性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其他实施例或现有技术的实施方式合意的实施例并非在本公开的范围之外，并可被期望用于特定应用。

Claims (8)

1.一种车辆，包括：
发动机；
车身板件；
光伏单元，位于车身板件上；
冷却装置，包括热交换器、第一冷却回路和第二冷却回路，所述第一冷却回路被构造为接收来自发动机的热并通过所述热交换器将热排出，所述第二冷却回路被构造为接收来自所述光伏单元的热并通过所述热交换器将热排出。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述冷却装置包括冷却板，该冷却板与所述光伏单元和所述第二冷却回路接触，其中，所述冷却板被构造为将热从所述光伏单元传递到流过所述第一冷却回路和所述第二冷却回路的冷却剂。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述冷却板包括被集成到所述第二冷却回路中的流体通道。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述热交换器是散热器。
5.根据权利要求1所述的车辆，还包括控制器，该控制器被配置为控制所述第一冷却回路和所述第二冷却回路中的阀装置。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中，所述阀装置被构造为将所述第二冷却回路与所述第一冷却回路隔离开。
7.根据权利要求5所述的车辆，其中，所述阀装置被构造为绕过所述第一冷却回路中的恒温器。
8.根据权利要求1所述的车辆，还包括电动泵，该电动泵使冷却剂循环通过所述第一冷却回路和所述第二冷却回路。
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