CN106427476A - 一种车载智能温控系统 - Google Patents

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严辉
庞玮
刘禹
张永哲
陈彦秋
邓永强
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00421—Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning
    • B60H1/00428—Driving arrangements for parts of a vehicle air-conditioning electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00321—Heat exchangers for air-conditioning devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

一种车载智能温控系统，涉及车载电子组件领域。包括太阳能电池单元、控制单元、储能单元、制冷单元、制热单元和测温单元，其中太阳能电池单元、储能单元、制冷单元、制热单元和测温单元均与控制单元相连；通过测温单元反馈给控制单元车舱内实时温度，控制单元通过制冷单元、制热单元实现车舱内温度的智能调控。本发明系统可以直接利用太阳能实现汽车车舱内温度的智能调节，具有节能环保，无污染且功耗低、易控制、安装方便等优点。

Description

一种车载智能温控系统
技术领域
本发明涉及车载电子组件领域，具体涉及到汽车的车舱内温度的智能调节，特别指一种车载智能温控系统，涉及的该系统可以直接利用太阳能电池将太阳能转换成电能，根据驾驶人员和乘客的需求实时智能的调节汽车内的温度，具有节能环保，无污染且易控制，安装方便等优点，能够达到人体对乘车环境的舒适度要求。
背景技术
随着世界经济全球化的高速发展以及工业4.0时代的现代化需求，对传统化石燃料的消耗逐渐增多，导致可用化石燃料的储量日益减少以及温室效应等环境污染问题。太阳能作为绿色清洁可再生能源成为近年来许多国家争相开发的对象。由于地球表面太阳能的存储量高达173,000TW，占地球上所有可再生能源利用总量的99％以上，故而着重推广和开发太阳能的使用，能够有效地解决能源枯竭和环境污染的问题。目前，最主要的利用太阳能的方式—太阳能电池。太阳能电池可以将光能直接转换成电能，随着研究者的技术，太阳能电池的性能越来越优越。其中薄膜太阳能组件的电池薄膜层是柔性的且结构可弯曲，制造和安装使用简单方便等特点，故而受到了众多用户的青睐。
随着汽车制造技术的发展，现售汽车车内的温度调控只要是通过车载空调来实现的，但车载空调的工作模式选择加热还是制冷都需要车内蓄电池进行供电且在发动机启动的状态下才能工作。由于车载蓄电池只有有限的电能，因此车辆无法在停止无人的情况下对车内的温度实现连续智能的调控。在烈日炎炎的夏季里，车内温度会急剧上升，车舱在高温下会产生一些有毒气体，对人体皮肤造成伤害。在寒风凛冽的冬季里，车内温度又会急剧下降，车舱在低温下会造成部分硬件的冷冻损坏。其次传统的车内温度调节只有在车载空调打开后才能对车辆内温度进行调节，明显具有滞后性，无法实现车舱内温度的智能适时控制。
发明内容
本发明针对现有车载空调的上述不足，提供了一种节能环保、成本低廉且安装方便的新型车载智能温控系统，主要将太阳能转换成电能，用于驱动制冷单元和制热单元，实现车舱内温度的智能调控。
本发明的方案：一种车载智能温控系统，包括太阳能电池单元、控制单元、储能单元、制冷单元、制热单元和测温单元，其中太阳能电池单元、储能单元、制冷单元、制热单元和测温单元均与控制单元相连；通过测温单元反馈给控制单元车舱内实时温度，控制单元通过制冷单元和制热单元实现车舱内温度的智能调控。
根据本发明的实施例，所述制冷单元包括依次粘合的制冷片、散热机构和风扇，其中制冷片热端粘合散热机构。
根据本发明的实施例，所述储能单元是铅酸电池、锂电池、铁镍电池、金属空气蓄电池或燃料电池。
根据本发明的实施例，所述制冷单元通过卡窗式底座安装在车窗位置；所述制冷单元和制热单元安装在车窗部位，并排且相互隔离；所述的太阳能电池单元是柔性的光伏组件为薄膜硅组件或铜铟镓硒组件；所述的储能单元为铅酸蓄电池、锂离子蓄电池、铁镍蓄电池、金属氧化物蓄电池、锌银蓄电池或氢镍蓄电池。
由于该系统使用外界太阳光作为电能，驱动其制冷单元和制热单元工作，从而最终完成车内舱室温度控制。通过卡窗式底座设计，该智能温控系统易于模块化嵌置于车辆侧窗部分而不会造成添加的车辆改装问题。该系统能满足车内空气降温要求，并且具有节能环保、噪音小、无污染、功耗低、安装方便等优点。
附图说明：
图1为智能温控系统的原理图；
图2为制冷单元结构示意图；
图3为制热单元结构示意图；
太阳能电池单元1、控制单元2、储能单元3、制冷单元4、制热单元5、测温单元6、制冷片41、散热机构42、风扇43。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
参见图1所示的一种车载智能温控系统，包括太阳能电池单元1、控制单元2、储能单元3、制冷单元4、制热单元5和测温单元6，其中太阳能电池单元1、储能单元3、制冷单元4、制热单元5和测温单元6均与控制单元2相连；其中光伏单元1就是市场上普通的太阳能电池板，比如市场所售90W CIGS柔性太阳能电池板，其参数为开路电压22.0V，短路电流6.3A，最大功率点电压16.5V和最大功率点电流5.4A，所述太阳能电池单元1将太阳能转换成电能，通过控制单元2存储在储能单元3，为整个系统供电。控制单元2采用市场所售的太阳能控制器，通过计算机的RS232串口和编程软件可以控制制冷单元4和制热单元5的选择与切换，也可以实时调整控制模块输出端的电流和电压大小，实现整个系统的功率调节；储能单元3采用锂离子蓄电池，储存CIGS板产生的多余能量；参见图2所示的制冷单元4，包括依次粘合的制冷片41(比如半导体制冷片TEC12705)、散热机构42和风扇43，其中制冷片41冷端粘合散热机构42。制热单元5采用电阻丝加热的散热管，使得工作在制热模式下时车舱内温度迅速升高，其结构侧视图如附图3所示；测温单元选择薄膜热电阻RTC103，通过温度测量反馈给控制单元2车舱实时温度，控制单元通过制冷单元、制热单元进而实现车舱内温度的智能调控。
其中制冷单元4和制热单元5通过卡窗式底座安装在车窗位置，替代部分车窗，通过卡窗式结构可以实现安装和移除的灵活性，安装使用方便，操作简单。其中制冷单元4的制冷片41朝车内，通电后制冷片降低车内温度，通过散热机构42和风扇43将车内热量传到车外，保持车内制冷。
光伏单元1(如CIGS太阳能板)通过卡件固定在汽车顶部；可编程太阳能控制单元2安装在汽车方向盘前部；储能单元3(比如锂离子蓄电池)安装在汽车后备箱内；制冷单元4和制热单元5安装在车窗部位，并排且相互隔离；测温单元(如薄膜热敏电阻)安装在汽车内顶的前部、中部和后部；系统的所有单元均有良好的电气连接和电气绝缘。
其中所述的太阳能电池单元1可以是柔性的光伏组件为薄膜硅组件和铜铟镓硒组件等太阳能光伏领域市售产品。所述的储能单元4为铅酸蓄电池、锂离子蓄电池、铁镍蓄电池、金属氧化物蓄电池、锌银蓄电池和氢镍蓄电池等蓄电池。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (7)

1.一种车载智能温控系统，其特征在于，包括太阳能电池单元、控制单元、储能单元、制冷单元、制热单元和测温单元，其中太阳能电池单元、储能单元、制冷单元、制热单元和测温单元均与控制单元相连；通过测温单元反馈给控制单元车舱内实时温度，控制单元通过制冷单元、制热单元实现车舱内温度的智能调控。
2.如权利要求1所述的车载智能温控系统，其特征在于，制冷单元包括依次粘合的制冷片、散热机构和风扇，其中制冷片热端粘合散热机构。
3.如权利要求1所述的车载智能温控系统，其特征在于，所述的储能单元为铅酸蓄电池、锂离子蓄电池、铁镍蓄电池、金属氧化物蓄电池、锌银蓄电池或氢镍蓄电池。
4.如权利要求1所述的车载智能温控系统，其特征在于，制冷单元通过卡窗式底座安装在车窗位置。
5.如权利要求1所述的车载智能温控系统，其特征在于，制冷单元和制热单元安装在车窗部位，并排且相互隔离。
6.如权利要求1所述的车载智能温控系统，其特征在于，所述的太阳能电池单元是柔性的光伏组件，为薄膜硅组件或铜铟镓硒组件。
7.如权利要求1所述的车载卡窗式光伏驱动的智能温控系统，其特征在于：所述的测温单元为热电偶、铂电阻和薄膜热敏电阻的一种即可。
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