CN106696643A - 一种车辆热交换系统及具有该车辆热交换系统的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆热交换系统，包括电源模块及热交换模块，所述电源模块包括光伏电源单元及电池单元，分别与所述热交换模块连接，向所述热交换模块提供电能，其中所述光伏电源单元将光能转化为所述电能，所述电池单元通过交流/直流输入获取电能；所述热交换模块包括热电单元及调节单元；所述热电单元与所述光伏电源单元和/或电池单元连接，根据所述光伏电源单元和/或电池单元输入电流方向及大小吸收或发散热量；所述调节单元与所述热电单元连接，传递所述热量至车辆内或吸收车辆内热量。采用上述技术方案后，可为车辆提供更为可靠、安全、环保的热交换模式。

Description

一种车辆热交换系统及具有该车辆热交换系统的车辆
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种车辆热交换系统及具有该车辆热交换系统的车辆。
背景技术
传统的汽车热交换器采用由压缩机制冷、发动机余热制热的热量交换方式。其中，在使用压缩机制冷时，是由汽车发动机驱动，发动机由于该配置要求，将降低自身用于动力驱动侧的动力性能。同时，压缩机采用机械方式实现热交换，温度控制精度较差，在0.1度量级的热量调配上无法实现精确调节。此外，压缩机在工作时的振动不仅缩短其寿命，而且产生大量噪音，影响了汽车交换器的可靠性和舒适性。
除上述技术问题外，最为主要的，制冷剂的使用破坏大气层中的臭氧，造成对环境的不可逆污染。
因此，需要一种可摆脱上述以压缩机为基础的热交换系统，为车辆提供更为可靠、安全、环保的热交换模式。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种车辆热交换系统及具有该车辆热交换系统的车辆，可完全移除原有的车辆热交换系统中的压缩机及冷却液，以更为环保的形式向使用者提供热量交换。
本发明公开了一种车辆热交换系统，包括电源模块及热交换模块，所述电源模块包括光伏电源单元及电池单元，分别与所述热交换模块连接，向所述热交换模块提供电能，其中所述光伏电源单元将光能转化为所述电能，所述电池单元通过交流/直流输入获取电能；所述热交换模块包括热电单元及调节单元；所述热电单元与所述光伏电源单元和/或电池单元连接，根据所述光伏电源单元和/或电池单元输入电流方向及大小吸收或发散热量；所述调节单元与所述热电单元连接，传递所述热量至车辆内或吸收车辆内热量。
优选地，所述热电单元包括：N型半导体、P型半导体及陶瓷基板；所述N型半导体及P型半导体包括冷端及热端，所述冷端及热端并联夹设在两所述陶瓷基板间。
优选地，所述热电单元包括第一电流端及第二电流端；所述第一电流端及第二电流端与所述N型半导体及P型半导体连接，向所述热电单元提供电流。
优选地，当所述第一电流端输入电流，第二电流端输出电流时，位于所述热电单元第一端的陶瓷基板为吸热冷端，位于所述热电单元第二端的陶瓷基板为放热热端；当所述第一电流端输出电流，第二电流端输入电流时，位于所述热电单元第一端的陶瓷基板为放热热端，位于所述热电单元第二端的陶瓷基板为吸热冷端。
优选地，所述调节单元包括进风道及出风道；所述进风道与所述热电单元连通，所述出风道与车辆内的一个或多个出风口连通。
优选地，所述车辆热交换系统还包括功率控制单元；所述功率控制单元设于所述电源模块与所述热电模块间，调整所述电源模块向所述热电模块提供的电流大小与方向。
本发明还提供了一种车辆，包括上述车辆热交换系统。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.使用时不会产生振动，更加可靠安全；
2.无需使用冷却剂，对环境零污染；
3.无需发动机提供电能，能量提供方式更加丰富。
附图说明
图1为符合本发明一优选实施例中车辆热交换系统的系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
参阅图1，为符合本发明一优选实施例中车辆热交换系统的示意图。该车辆热交换系统包括有电源模块及热交换模块，电源模块向热交换模块供电，热交换模块则将车辆内外的热量根据使用者需求定向地传导。
具体地，在该实施例中电源模块包括有：
-光伏电源单元
光伏电源单元为接收太阳能，并将太阳能转化为电能的单元设备。使用时，光伏电源单元需面向太阳，吸收太阳能，并通过光伏效应将太阳能转化为电能。
-电池单元
电池单元为另一电能提供单元设备。可以是车辆内已有的车辆电池，或是专为车辆热交换系统设置的附加电池。
上述光伏电源单元及电池单元均与热交换模块连接，同时和/或分别向热交换模块提供电能。如上所述的，光伏电源单元与电池单元可同时和/或分别供能，具体地，可设置光伏电源单元为第一供能单元，当光伏电源单元的能量耗尽或天气不佳，无法接收太阳能时，以电池单元为供能单元；亦或是电池单元为第一供能单元，通过交流/直流输入来获得点兵，并由其为热交换模块供能，当电池单元能量耗尽时，启动光伏电源单元为备用电源。两种方式皆可实施。
该实施例中，热交换模块包括有：
-热电单元
热电单元与光伏电源单元和/或电池单元连接，利用帕尔帖效应将光伏电源单元和/或电池单元提供的电能转化为冷能/热能。其转换方式将在后文详述。
在具有上述冷能或热能后，冷能将与车辆内的热量交换，对车辆内部空间进行制冷；同样地，热能将提供至车辆内，对车辆内部空间进行制热。热电单元提供制冷或制热的模式及热量交换的速度将由光伏电源单元和/或电池单元输入电流方向及大小决定。
-调节单元
调节单元与热电单元连接，热电单元产生的冷能和热能均将通过调节单元传送至车辆内部空间。例如，调节单元与热电单元连通，同时调节单元包括进风道和出风道，热能和冷能制成后，通过进风道与热电单元连通接收热能和冷能，出风道与车辆内的一个或多个如车内部前方、车内部后方等的出风口连通，进行内外热量交换。
在一优选实施例中，热电单元包括：N型半导体、P型半导体及陶瓷基板。N型半导体与P型半导体为多个，并间隔地排布在两陶瓷基本所夹的空间内。通过对热电单元的通电，使得N型半导体及P型半导体上的电荷载体在导体中运动形成电流，并随着一块N型半导体和一块P型半导体结成电偶，发生能量转移，在一个接点上放热(或吸热)，在另一个接点上相反地吸热(或放热)。也即两陶瓷基板上的热量在通电后时时相反，一块陶瓷基板呈放热状态，而另一块则呈吸热状态。
为控制两陶瓷基板的进一步热量交换模式，热电单元包括有两个电流输入或输出端，分别为第一电流端及第二电流端。第一电流端及第二电流端与电源模块连接，以接收电流。该第一电流端与第二电流端分别与N型半导体及P型半导体连接，引入电流至热电单元内。
可知的是，电源单元可切换第一电流端及第二电流端的输入输出意义。具体地，可将第一电流端作为电流输入端，第二电流端作为电流输出端，或是第一电流端作为电流输出端，第二电流端作为电流输入端。当第一电流端输入电流，第二电流端输出电流时，位于热电单元第一端的陶瓷基板为吸热冷端，位于所述热电单元第二端的陶瓷基板为放热热端；当第一电流端输出电流，第二电流端输入电流时，位于热电单元第一端的陶瓷基板为放热热端，位于所述热电单元第二端的陶瓷基板为吸热冷端。通过冷热作用互易的配置，可充分延长热电单元的使用寿命。
在车辆热交换系统内，还包括有功率控制单元，其设置在电源模块与热点模块间，电源模块产生的电流将经功率控制模块调节大小和方向。具体地，例如可设置可调阻抗等方式调节电流大小和方向，以切换热电单元提供冷能和热能的部位。
具有上述配置后，可替换目前车辆内使用的热交换器，如车用空调等，利用热电模块进行热交换，可同时取消压缩机及制冷剂的使用，对于环境的保护起到了推动性的作用。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种车辆热交换系统，包括电源模块及热交换模块，其特征在于，
所述电源模块包括光伏电源单元及电池单元，分别与所述热交换模块连接，向所述热交换模块提供电能，其中
所述光伏电源单元将光能转化为所述电能，所述电池单元通过交流/直流输入获取电能；
所述热交换模块包括热电单元及调节单元；
所述热电单元与所述光伏电源单元和/或电池单元连接，根据所述光伏电源单元和/或电池单元输入电流方向及大小吸收或发散热量；
所述调节单元与所述热电单元连接，传递所述热量至车辆内或吸收车辆内热量。
2.如权利要求1所述的车辆热交换系统，其特征在于，
所述热电单元包括：N型半导体、P型半导体及陶瓷基板；
所述N型半导体及P型半导体包括冷端及热端，所述冷端及热端并联夹设在两所述陶瓷基板间。
3.如权利要求2所述的车辆热交换系统，其特征在于，
所述热电单元包括第一电流端及第二电流端；
所述第一电流端及第二电流端与所述N型半导体及P型半导体连接，向所述热电单元提供电流。
4.如权利要求3所述的车辆热交换系统，其特征在于，
当所述第一电流端输入电流，第二电流端输出电流时，位于所述热电单元第一端的陶瓷基板为吸热冷端，位于所述热电单元第二端的陶瓷基板为放热热端；
当所述第一电流端输出电流，第二电流端输入电流时，位于所述热电单元第一端的陶瓷基板为放热热端，位于所述热电单元第二端的陶瓷基板为吸热冷端。
5.如权利要求1所述的车辆热交换系统，其特征在于，
所述调节单元包括进风道及出风道；
所述进风道与所述热电单元连通，所述出风道与车辆内的一个或多个出风口连通。
6.如权利要求1所述的车辆热交换系统，其特征在于，
所述车辆热交换系统还包括功率控制单元；
所述功率控制单元设于所述电源模块与所述热电模块间，调整所述电源模块向所述热电模块提供的电流大小与方向。
7.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-6任一项所述的车辆热交换系统。
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