CN106183924A - 一种汽车座椅自动调温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种汽车座椅自动调温系统，所述汽车座椅自动调温系统中设置汽车废热发电模块、储能模块、主系统控制模块、加热模块、降温模块、座椅温度检测模块，系统通过汽车尾气的废热转换为电能，并提供电能至加热模块和降温模块对汽车座椅表面进行及时的升温或降温，从而实现汽车尾气热电的有效转换，提高汽车燃油性能，降低汽车尾气废热对环境造成的污染，同时也使得司乘人员乘车舒适性进一步提升。
Description
技术领域
本发明涉及汽车尾气的热电转换领域，特别涉及一种汽车座椅自动调温系统。
背景技术
现阶段，汽车在日常使用中因停车位较为紧张，通常停放在户外。夏天时，当汽车停放在户外，阳光直接照射在汽车座椅上并引起座椅表面温度迅速升高，汽车座椅的表面温度过高容易造成司乘人员因直接接触座椅引起皮肤烫伤等伤害。冬天时，因汽车直接停放在户外，冬天的寒气直接侵入车内，当司乘人员直接坐在座椅上，温度过低的座椅也会引起人体不适应，容易让司乘人员身体受凉进而诱发感冒等疾病。
针对汽车座椅在夏天使用时表面温度过高及冬天温度过低，现有技术方案中，在汽车座椅内设置相应的加热和降温装置，使得汽车座椅在夏天和冬天使用时能够满足司乘人员的乘坐舒适性。但现有技术中安装的加热和降温装置，通过汽车原有电源进行供电，因此增大原汽车电池的负荷，引起汽车的汽油消耗增大，加大汽车尾气的排放量，从而进一步对环境造成污染。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种汽车座椅自动调温系统，旨在提高汽车尾气废热的充分利用，减少废热对大气环境的污染，并且提高司乘人员的乘车舒适性。
为实现上述目的，本发明提出一种汽车座椅自动调温系统，所述汽车座椅自动调温系统包括：
汽车废热发电模块，所述汽车废热发电模块集成于汽车尾气管内，收集汽车尾气排放过程中携带的热量并转化成电能；
储能模块，所述储能模块可自动切换充电或放电状态；
主系统控制模块，所述主系统控制模块控制集成于汽车座椅内的加热模块及降温模块，对汽车座椅施以加热或降温；
加热模块，所述加热模块集成于汽车座椅内并可通电加热升温；
降温模块，所述降温模块集成于汽车座椅内并可通电制冷降温；
座椅温度检测模块，所述座椅温度检测模块监控汽车座椅的表面温度并反馈控制信号至所述主系统控制模块；
汽车座椅，所述汽车座椅包括靠背及坐垫，所述汽车座椅与司乘人员直接接触。
优选地，所述汽车废热发电模块中与汽车尾气直接接触的高温部件为多个轴向排列的单层蜂窝状铝板。
优选地，相邻所述高温部件的蜂窝状结构径向错开。
优选地，所述储能模块为可充电或放电的锂电池或蓄电池。
优选地，所述加热模块为集成于汽车座椅内的加热片，所述降温模块为集成于汽车座椅内的制冷片，所述座椅温度检测模块为分布于所述靠背和所述坐垫的温度传感器。
优选地，所述主系统控制模块设定的人体最舒适温度阈值为17℃至24℃。
本发明也提出一种汽车，所述汽车使用所述汽车座椅自动调温系统。
本发明还提出一种使用所述汽车座椅自动调温系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
A.当汽车启动后，所述汽车废热发电模块收集汽车尾气的废热并转化成电能，并向所述主系统控制模块及所述储能模块供电；
B.所述温度传感器分别检测所述靠背和所述坐垫的表面温度，并通过所述座椅温度检测模块将温度信号发送至所述主系统控制模块；
C.所述主系统控制模块解码所述温度信号为对应温度值，并与设定的人体最舒适温度阈值进行对比；当所述温度值低于17℃，所述主系统控制模块控制所述加热片对所述靠背和所述坐垫进行加热升温；当所述温度值高于24℃，所述主系统控制模块控制所述制冷片对靠背和座椅进行制冷降温；
D.所述储能模块在汽车启动状态时处于充电状态，汽车发动机关停后，所述储能模块停止充电并处于休眠保护状态；当汽车防盗系统解除后，所述储能模块对所述主系统控制模块供电，并通过所述加热模块和降温模块对汽车座椅迅速调温。
本发明技术方案在汽车座椅自动调温系统中设置汽车废热发电模块、储能模块、主系统控制模块、加热模块、降温模块、座椅温度检测模块，系统通过汽车尾气的废热转换为电能，并提供电能至加热模块或降温模块对汽车座椅表面进行及时的升温或降温，从而实现汽车尾气热电的有效转换，提高汽车燃油性能，降低汽车尾气废热对环境造成的污染，同时也使司乘人员乘车舒适性进一步提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明的工作原理图；
图2为本发明中汽车废热发电模块的横断剖面图；
图3为本发明中汽车废热发电模块的部分剖面图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 1 | 中低温热管套筒 | 41 | 单层蜂窝状铝板 |
| 2 | 石墨套筒 | 5 | 催化裂化器 |
| 3 | 热电芯片套筒 | 6 | 消音器 |
| 4 | 高温热管套筒 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种汽车座椅自动调温系统。
请参见图1，在本发明的实施例中，汽车座椅自动调温系统包括汽车废热发电模块、储能模块、主系统控制模块、加热模块、降温模块、座椅温度检测模块以及汽车座椅。其中，汽车废热发电模块集成于汽车尾气管内，用于汽车尾气排放过程中对尾气携带的发动机废热进行收集并转换成电能；主系统控制模块则对集成于汽车座椅内的加热模块及降温模块控制，通过不同的控制方式对汽车座椅施以升温或降温；加热模块为集成于汽车座椅内，可对汽车座椅进行加热升温；降温模块为集成于汽车座椅内，可对汽车座椅制冷降温；而座椅温度检测模块可实时监控汽车座椅表面温度，并动态发送反馈信号至主系统控制模块；汽车座椅包括靠背和坐垫，汽车座椅与司乘人员直接接触。
请参见图2和图3，在本发明的上述实施例中，汽车废热发电模块安装于汽车排气系统的催化裂化器5和消音器6之间，其中，汽车废热发电模块的外型呈筒状，并且汽车废热发电模块由内向外分别安装有高温热管套筒4、热电芯片套筒3、中低温热管套筒1，以及分别设置于高温热管套筒4与热电芯片套筒3、热电芯片套筒3与中低温热管套筒1之间的石墨套筒2。另外，与汽车尾气直接接触的高温热管套筒4内部沿汽车尾气排放方向设置有单层蜂窝状铝板41。在本发明的实施例中，与汽车尾气直接接触的高温热管套筒4内部的单层蜂窝状铝板41，在结构上与汽车尾气的接触面积增大，并且铝材导热材料可提高高温热管套筒4的导热性能；另外，主系统控制模块包括处理数据并发出指令的单片机电路、及与单片机电路电连接用于分别控制加热模块和降温模块的继电器；储能模块为可充电的锂电池或蓄电池组，并可进行多次充电和放电；用于汽车座椅加热升温的加热模块为集成于靠背和坐垫内部的加热片；用于汽车座椅制冷降温的降温模块为集成于靠背和坐垫内部的制冷片；座椅温度检测模块为分布于靠背和坐垫表面的温度传感器。另外，主系统控制模块设定的人体最舒适温度阈值为17℃至24℃。
在本发明的上述实施例中，当汽车启动后，汽车发动机通过汽车尾气管向外排放尾气，集成安装在汽车尾气管中的汽车废热发电模块，其内部的单层蜂窝状铝板41与汽车尾气进行充分接触并吸收热量，进而将吸收到的热量传递至高温热管套筒4，由于高温热管套筒4与热电芯片套筒3、热电芯片套筒3与中低温热管套筒1之间设有用于间接热量传递的石墨套筒2，并且中低温热管套筒1裸露在空气之中，因此位于高温热管套筒4与热电芯片套筒3的石墨套筒2处于高温状态，而位于热电芯片套筒3与中低温热管套筒1之间的石墨套筒2处于相对中低温状态。根据塞贝克效应，由于两种不同电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差，因此热电芯片套筒3的内壁面和外壁面之间存在电压差，从而实现汽车废热发电模块将收集到的废热转换成电能并向主系统控制模块以及储能模块供电，而这时的储能模块处于充电的状态。主系统控制模块被汽车废热发电模块通电后激活，安装于汽车座椅的靠背及坐垫的温度传感器动态检测汽车座椅上的表面温度，当座椅温度检测模块检测汽车座椅的表面温度完毕后，向主系统控制模块的单片机电路发送温度信号。单片机电路在接受温度信号并解码出对应的温度值，然后将被解码出的温度值与单片机电路设定的人体最舒适温度阈值进行比较。其中，单片机电路设定的人体最舒适温度阈值是17℃至24℃，当解码出的实时温度值高于24℃时，单片机电路会判断汽车座椅的表面温度偏高，并向继电器发送指令，进而继电器向降温模块发出工作信号，降温模块通过制冷片进行制冷从而将汽车座椅的表面温度降低至17℃至24℃范围内；当解码出的实时温度值低于17℃时，单片机电路判断汽车座椅的表面温度偏低，并向继电器发送指令，进而继电器向加热模块发出工作信号，加热模块通过电发热片进行加热从而将汽车座椅的表面温度升高至17℃至24℃范围内。其中，当加热模块和降温模块分别在加热和降温状态下，座椅温度检测模块实行动态检测汽车座椅上的温度，单片机电路也根据不同的温度信号以动态控制加热模块和降温模块，最终动态调整汽车座椅的表面温度位于人体最舒适温度阈值内。
在本发明的上述实施例中，储能模块在汽车废热发电模块正常工作供电时处于充电状态。当汽车的发动机被关停后，汽车尾气管内不再流通汽车尾气，此时的汽车废热发电模块将停止进行热电转换，储能模块的锂电池或蓄电池也同步停止充电并处于休眠保护状态。当用户通过遥控钥匙将汽车防盗系统解除后，储能模块的休眠保护状态被同步解除后，向主系统控制模块供电，座椅温度检测模块实时检测汽车座椅的表面温度后及时反馈温度信号至单片机电路，单片机电路根据汽车座椅的表面温度情况分别控制加热模块或降温模块，以将汽车座椅的表面温度调控至人体最舒适的温度范围内。需要说明的是，因为储能模块的锂电池或者蓄电池的电池容量有限，因此储能模块供电于加热模块或降温模块的时间较短，但是也可满足在用户解除汽车防盗系统到正式坐在汽车座椅的时间段内将汽车座椅迅速调温的要求，从而进一步司乘人员的行车舒适性。
本发明还提出一种汽车，该汽车采用了汽车座椅自动调温系统，实现汽车尾气的废热充分利用并进一步提高司乘人员的乘坐舒适性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种汽车座椅自动调温系统，其特征在于，所述汽车座椅自动调温系统包括：
汽车废热发电模块，所述汽车废热发电模块集成于汽车尾气管内，收集汽车尾气排放过程中携带的热量并转化成电能；
储能模块，所述储能模块可自动切换充电或放电状态；
主系统控制模块，所述主系统控制模块控制集成于汽车座椅内的加热模块及降温模块，对汽车座椅施以加热或降温；
加热模块，所述加热模块集成于汽车座椅内并可通电加热升温；
降温模块，所述降温模块集成于汽车座椅内并可通电制冷降温；
座椅温度检测模块，所述座椅温度检测模块监控汽车座椅的表面温度并反馈控制信号至所述主系统控制模块；
汽车座椅，所述汽车座椅包括靠背及坐垫，所述汽车座椅与司乘人员直接接触。
2.如权利要求1所述的汽车座椅自动调温系统，其特征在于，所述汽车废热发电模块由内向外分别设有高温热管套筒、热电芯片套筒、中低温热管套筒，以及分别设置于所述高温热管套筒与所述热电芯片套筒、所述热电芯片套筒与所述中低温热管之间的石墨套筒。
3.如权利要求2所述的汽车座椅自动调温系统，其特征在于，与汽车尾气直接接触的所述高温热管套筒内部沿尾气排放方向设置有单层蜂窝状铝板。
4.如权利要求1所述的汽车座椅自动调温系统，其特征在于，所述主系统控制模块包括处理数据并发出指令的单片机电路、及与所述单片机电路电连接用于分别控制所述加热模块和所述降温模块的继电器。
5.如权利要求1所述的汽车座椅自动调温系统，其特征在于，所述储能模块为可充电或放电的锂电池或蓄电池。
6.如权利要求1所述的汽车座椅自动调温系统，其特征在于，所述加热模块为集成于汽车座椅内的加热片，所述降温模块为集成于汽车座椅内的制冷片，所述座椅温度检测模块为分布于所述靠背和所述坐垫的温度传感器。
7.如权利要求1所述的汽车座椅自动调温系统，其特征在于，所述主系统控制模块设定的人体最舒适温度阈值为17℃至24℃。
8.一种汽车，其特征在于，所述汽车使用所述汽车座椅自动调温系统。
9.一种使用如权利要求1所述汽车座椅自动调温系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
A.当汽车启动后，所述汽车废热发电模块收集汽车尾气的废热并转化成电能，并向所述主系统控制模块及所述储能模块供电；
B.所述温度传感器分别检测所述靠背和所述坐垫的表面温度，并通过所述座椅温度检测模块将温度信号发送至所述主系统控制模块；
C.所述主系统控制模块解码所述温度信号为对应温度值，并与设定的人体最舒适温度阈值进行对比；当所述温度值低于17℃，所述主系统控制模块控制所述加热片对所述靠背和所述坐垫进行加热升温；当所述温度值高于24℃，所述主系统控制模块控制所述制冷片对靠背和座椅进行制冷降温；
D.所述储能模块在汽车启动状态时处于充电状态，汽车发动机关停后，所述储能模块停止充电并处于休眠保护状态；当汽车防盗系统解除后，所述储能模块对所述主系统控制模块供电，并通过所述加热模块和降温模块对汽车座椅迅速调温。
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