CN203933054U - 车用太阳能充电系统和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种车用太阳能充电系统和汽车，该车用太阳能充电系统包括：太阳能天窗；车载电池，包括蓄电池和动力电池包，电池管理器、光感器件以及控制器；直流转换器，所述直流转换器与所述动力电池包相连；继电器，所述继电器与所述蓄电池、所述控制器和所述直流转化器相连；以及所述动力电池包通过直流转换器和继电器给蓄电池充电。本实用新型的车用太阳能充电系统，在汽车发动机或电机停止工作后，通过控制器根据车载电池的电池信息和光照条件，控制太阳能天窗向车载电池进行充电，从而能够使车载电池在保证充足的电量下工作，保证了汽车的正常启动，并且车载电池不会处于亏电状态，进而延长了车载电池的使用寿命。

Description

车用太阳能充电系统和汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别涉及一种车用太阳能充电系统和汽车。

背景技术

随着汽车技术的不断发展，汽车的功能越来越多，如门锁自动控制功能、防盗功能等功能。这些功能的控制都依赖于汽车的动力能源或者汽车中的车载电池。但是在汽车停放时，汽车的多数功能也需继续使用，此时，无法通过汽车的动力能源为这些功能供电，只能依靠车载电池对这些功能进行供电。长期如此，则使得车载电池处于亏电状态，如果车载电池的电量过低会影响汽车的正常启动，给用户带来极大不便。此外，车载电池长期处于亏电状态，也会影响车载电池的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种车用太阳能充电系统，能够使得车载电池不会处于亏电状态，保证了汽车的正常启动，并且延长了车载电池的使用寿命。

本实用新型的第二个目的在于提出一种汽车。

为达上述目的，根据本实用新型第一方面实施例提出了一种车用太阳能充电系统，包括：太阳能天窗；车载电池；用于检测所述车载电池的电池信息的电池管理器；用于检测光照条件的光感器件；以及控制器，所述控制器与所述太阳能天窗、所述电池管理器和所述光感器件相连，所述控制器根据所述车载电池的电池信息和所述光照条件控制所述太阳能电池车窗向所述车载电池充电直流转换器，所述直流转换器与所述动力电池包相连；继电器，所述继电器与所述蓄电池、所述控制器和所述直流转化器相连；以及所述动力电池包通过直流转换器和继电器给蓄电池充电。

本实用新型实施例的车用太阳能充电系统，控制器可根据电池管理器检测到的车载电池的电池信息和光感器件检测的光照条件，控制太阳能天窗向车载电池进行充电，使得在汽车发动机停止工作后，能够利用太阳能天窗将太阳能转化为电能为车载电池进行充电，从而能够使车载电池在保证充足的电量下工作，保证了汽车的正常启动，并且车载电池不会处于亏电状态，进而延长了车载电池的使用寿命。

另外，本实用新型的车用太阳能充电系统还具有如下附加技术特征：

在本实用新型的一个实施例中，所述车载电池包括蓄电池或/和动力电池包。

在本实用新型的另一个实施例中，所述电池管理器为用于检测所述动力电池包的电池信息的第一电池管理器，所述控制器与所述太阳能天窗、所述第一电池管理器和所述光感器件相连，所述控制器根据所述动力电池包的电池信息和所述光照条件控制所述太阳能电池车窗向所述动力电池包充电。

所述蓄电池包括电池组、第二电池管理器以及充电DC/DC，所述电池管理器为用于检测所述蓄电池的电池组信息的第二电池管理器，所述控制器与所述太阳能天窗、所述第二电池管理器和所述光感器件相连，所述控制器根据所述蓄电池的电池组信息和所述光照条件控制所述太阳能电池车窗向所述蓄电池充电。

所述第二电池管理器分别与充电DC/DC和电池组相连，所述第二电池管理器检测所述电池组信息，并控制充电DC/DC给所述电池组充电。

所述电池管理器包括用于检测所述动力电池包的电池信息的第一电池管理器以及用于检测所述蓄电池的电池组信息的第二电池管理器，所述控制器与所述太阳能天窗、所述第一电池管理器和所述光感器件相连，所述控制器根据所述动力电池包的电池信息和所述光照条件控制所述太阳能电池车窗向所述动力电池包充电，并且所述控制器与所述太阳能天窗、所述第二电池管理器和所述光感器件相连，所述控制器根据所述蓄电池的电池组信息和所述光照条件控制所述太阳能电池车窗向所述蓄电池充电。

本实用新型第二方面实施例提供了一种汽车，包括本实用新型第一方面实施例的车用太阳能充电系统。

本实用新型实施例的汽车，可通过车用太阳能充电系统根据电池管理器检测到的车载电池的电池信息和光感器件检测的光照条件，控制太阳能天窗向车载电池进行充电，使得在汽车发动机停止工作后，能够利用太阳能天窗将太阳能转化为电能为车载电池进行充电，从而能够使车载电池在保证充足的电量下工作，保证了汽车的正常启动，并且车载电池不会处于亏电状态，进而延长了车载电池的使用寿命。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型一个实施例的车用太阳能充电系统的结构框图。

图2为根据本实用新型一个实施例中燃油车的车用太阳能充电系统的结构框图。

图3为根据本实用新型一个实施例中混合动力车或纯电动车的车用太阳能充电系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

太阳能作为清洁无污染的可再生能源，已经在各行各业上得到了广泛的应用。当太阳能电池发电技术出现后，将太阳能电池与汽车天窗组合到一起而得到的太阳能天窗应运而生。安装在汽车天窗里的太阳能电池可将太阳能转化为电能，从而可以利用汽车太阳能天窗的电能给新型蓄电池充电。可以预见的是，太阳能天窗将随着科技的不断进步而将自身功能越发完善和提升。下面参考附图描述根据本实用新型实施例的车用太阳能充电系统和汽车。

图1为根据本实用新型一个实施例的车用太阳能充电系统的结构框图。

如图1所示，根据本实用新型实施例的车用太阳能充电系统，包括太阳能天窗100、车载电池200、电池管理器300、光感器件400以及控制器500。

具体地，在本实用新型的实施例中，车载电池200可包括蓄电池或/和动力电池包。作为纯电动汽车来说，所述车载电池200可以仅包括动力电池包，也可以同时包括动力电池包和蓄电池；作为燃油车来说，所述车载电池200仅包括蓄电池；作为混合动力车来说，所述车载电池200包括动力电池包和蓄电池。

电池管理器300与车载电池200相连，可检测车载电池200的电池信息。其中，车载电池200的电池信息可包括车载电池200的剩余电量、温度、电压等。电池管理器300可通过CAN（Controller Area Network，控制器局域网络）将电池信息发送至控制器500。

光感器件400可检测光照条件。如检测太阳能天窗100当前所在位置的光照强度等。

控制器500与太阳能天窗100、电池管理器300和光感器件400相连，控制器500根据车载电池200的电池信息和光照条件控制太阳能天窗100向车载电池200充电。在本实用新型的实施例中，控制器500在蓄电池或动力电池包的电池信息和光照条件满足第一预设条件时，控制太阳能天窗100向蓄电池或/和动力电池包进行充电。

其中，第一预设条件为蓄电池或/和动力电池包的电池信息小于第一电量阈值（如蓄电池总容量的5%，动力电池包总容量的10%），且太阳能天窗100当前所在位置的光照强度大于光照阈值。第一电量阈值和光照阈值可根据需要和经验设定。在充电过程中电池管理器300可持续检测电池信息，并发送至控制器500，如果车载电池200的剩余电量大于第二电量阈值（如剩余电量为蓄电池总容量的100%，剩余电量为动力电池包总容量的100%），则控制器500控制太阳能天窗100停止向车载电池200进行充电。其中，第二电量阈值大于第一电量阈值。

如图2所示，蓄电池210包括电池组211、第二电池管理器302以及充电DC/DC212，电池管理器为用于检测蓄电池的电池组信息的第二电池管理器302，控制器500与太阳能天窗100、第二电池管理器302和光感器件400相连，控制器500根据蓄电池210的电池组211信息和光照条件控制太阳能电池车窗100向蓄电池210充电。第二电池管理器302分别与充电DC/DC212和电池组211相连，第二电池管理器302检测电池组211信息，并控制充电DC/DC212给电池组充电。

如图3所示，电池管理器包括用于检测动力电池包220的电池信息的第一电池管理器301以及用于检测蓄电池210的电池组信息的第二电池管理器302，控制器500与太阳能天窗100、第一电池管理器301和光感器件400相连，控制器500根据动力电池包220的电池信息和光照条件控制太阳能电池车窗100向动力电池包220充电，并且控制器500与太阳能天窗100、第二电池管理器302和光感器件400相连，控制器500根据蓄电池210的电池组信息和光照条件控制太阳能电池车窗100向蓄电池210充电。直流转换器600与动力电池包220相连，继电器700与蓄电池210、控制器500和直流转换器600相连，动力电池包220通过直流转换器600和继电器700给蓄电池210充电。

在另一个实施例中，电池管理器为用于检测动力电池包220的电池信息的第一电池管理器301，控制器500与太阳能天窗100、第一电池管理器301和光感器件400相连，控制器500根据动力电池包220的电池信息和光照条件控制太阳能电池车窗100向动力电池包220充电。

下面将简单描述本实用新型实施例的车用太阳能充电系统工作原理。

在汽车发动机或者电机停止工作后，汽车中的电池管理器300持续检测车载电池200的电池信息，并通过CAN总线发送至控制器500，控制器500根据车载电池200的电池信息判断车载电池200的剩余电量或者电压是否小于相应的阈值，如果小于，则说明车载电池200需要充电控制器500可进一步通过光感器件400检测当前的光照条件，如果当前光照条件满足预设条件，即光照强度超过预设光照阈值，则控制器500控制太阳能天窗100对车载电池200进行充电。如果不满足预设条件，则持续检测当前的光照条件，直到当前的光照条件满足预设条件，则控制器500控制太阳能天窗100对车载电池200进行充电。

电池管理器300在充电过程中根据电池信息控制车载电池200中的直流转换模块的充电电流，并持续检测车载电池200的电量信息，发送至控制器500，如果车载电池200的剩余电量或者电压小于相应的阈值，如电量达到100%，则控制器500控制充电结束，从而实现了实现单体及包体过充保护、充电均衡、单体及包体过放保护、过电流保护等电池自我保护功能。

本实用新型的车用太阳能充电系统，控制器可根据电池管理器检测到的车载电池的电池信息和光感器件检测的光照条件，控制太阳能天窗向车载电池进行充电，使得在汽车发动机停止工作后，能够利用太阳能天窗将太阳能转化为电能为车载电池进行充电，从而能够使车载电池在保证充足的电量下工作，保证了汽车的正常启动，并且车载电池不会处于亏电状态，进而延长了车载电池的使用寿命。

图2为根据本实用新型一个实施例中燃油车的车用太阳能充电系统的结构框图。在本实施例中，车载电池200包括蓄电池210。具体地，如图2所示，根据本实用新型实施例的车用太阳能充电系统，包括太阳能天窗100、蓄电池210、第二电池管理器302、光感器件400、控制器500，蓄电池210包括电池211、第二电池管理器302以及充电DC/DC212，第二电池管理器302分别与充电DC/DC212和电池组211相连，第二电池管理器212检测电池组211信息，并控制充电DC/DC212给电池组充电。上述蓄电池210在现有的蓄电池的基础上增加了第二电池管理器302和充电DC/DC212，因此该蓄电池具有自身检测电池组的状态信息，不仅可以向控制器500发出蓄电池的电池组211信息，而且可以调整太阳能天窗100给蓄电池的电池组211充电的充电模式，从而具备太阳能天窗100给蓄电池的电池组211智能充电的功能，并且蓄电池210完全可以依靠自身的电池管理器和充电DC/DC进行控制，避免了因为更换蓄电池210而造成蓄电池210与整车ECU不匹配，使太阳能天窗100无法给蓄电池210正常充电的问题。

图3为根据本实用新型一个实施例中混合动力车或纯电动车的车用太阳能充电系统的结构框图。在本实施例中，车载电池200包括蓄电池210和动力电池包220，根据本实用新型实施例的车用太阳能充电系统，包括太阳能天窗100、蓄电池210、动力电池包220、第一电池管理器301、第二电池管理器302、光感器件400、控制器500，蓄电池210包括电池211、第二电池管理器302以及充电DC/DC212，第二电池管理器302分别与充电DC/DC212和电池组211相连，第二电池管理器212检测电池组211信息，并控制充电DC/DC212给电池组充电。该系统还包括直流转换器600和继电器700，直流转换器600与动力电池包220相连，继电器700与蓄电池210、控制器500和直流转换器600相连，动力电池包220通过直流转换器600和继电器700给蓄电池210充电。

在另外的一个实施例中，车载电池200仅包括动力电池包220，根据本实用新型实施例的车用太阳能充电系统，包括太阳能天窗100、动力电池包220、第一电池管理器301、光感器件400、控制器500。控制器500与太阳能天窗100、第一电池管理器301和光感器件400相连，控制器500根据动力电池包220的电池信息和光照条件控制太阳能电池车窗100向动力电池包220充电。

控制器500在车载电池200的电池信息和光照条件满足第一预设条件时，控制太阳能电池车窗向蓄电池或/和动力电池包进行充电。其中，第一预设条件为蓄电池或/和动力电池包的电池信息小于第一电量阈值（如蓄电池总容量的5%，动力电池包总容量的10%）且太阳能天窗100当前所在位置的光照强度大于光照阈值。

控制器500在车载电池200的电池信息和光照条件满足第二预设条件时，控制继电器闭合，并控制动力电池包通过直流转换器和继电器向蓄电池进行充电。其中，第二预设条件为蓄电池的电池信息小于第一电量阈值，动力电池包的电池信息大于第二电量阈值，且太阳能天窗100当前所在位置的光照强度小于光照阈值。其中，第二电量阈值大于第第一电量阈值。

下面将简单描述本实用新型实施例的车用太阳能充电系统工作原理。

光感器件400持续检测当前的光照条件，并通过CAN总线发送至控制器500，电池管理器300持续检测蓄电池210和动力电池包220的电池信息，并将蓄电池210和动力电池包220的电池信息通过CAN总线发送至控制器500。控制器500在判断光照条件满足预设条件，如光照强度超于光照阈值时，根据蓄电池210的电池组信息判断蓄电池210是否需要充电，如果需要，则控制太阳能天窗100对蓄电池210进行充电。如果光照条件不满足预设条件，动力电池包220电量充足时，则控制器500控制继电器闭合，从而使得动力电池包220能够通过直流转换器600和继电器700对蓄电池210进行充电。

如果蓄电池210不需要充电，则进一步根据动力电池包220的电池信息判断动力电池包220是否需要充电，如果需要，则控制器500控制太阳能天窗100对动力电池包220进行充电。

在对蓄电池210进行充电的过程中，控制器500可根据光照条件控制由太阳能天窗100或动力电池包220对蓄电池210进行充电。

在对蓄电池210和动力电池包220的充电过程中，控制器500可根据蓄电池210和动力电池包220的电池信息控制蓄电池210和动力电池包220的充电过程是否结束。

本实用新型实施例的车用太阳能充电系统，可通过太阳能天窗对混合动力汽车或者电动汽车中的动力电池包充电，并在光照条件不好时，通过动力电池包对蓄电池进行充电，从而能够使车载电池在保证充足的电量下工作，保证了汽车的正常启动，并且车载电池不会处于亏电状态，进而延长了车载电池的使用寿命。此外，以光电代油，可节约有限的石油资源，并且充电时无需发动机，无污染，无噪音。

为了实现上述实施例，本实用新型还提出一种汽车，包括上述实施例中的车用太阳能充电系统。

本实用新型的汽车，可通过车用太阳能充电系统根据电池管理器检测到的车载电池的电池信息和光感器件检测的光照条件，控制太阳能天窗向车载电池进行充电，使得在汽车发动机停止工作后，能够利用太阳能天窗将太阳能转化为电能为车载电池进行充电，从而能够使车载电池在保证充足的电量下工作，保证了汽车的正常启动，并且车载电池不会处于亏电状态，进而延长了车载电池的使用寿命。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (6)

1.一种车用太阳能充电系统，其特征在于，包括：

太阳能天窗；

车载电池,包括蓄电池和动力电池包；

检测所述车载电池的电池信息的电池管理器；

检测光照条件的光感器件；以及

控制器，所述控制器与所述太阳能天窗、所述电池管理器和所述光感器件相连，所述控制器根据所述车载电池的电池信息和所述光照条件控制所述太阳能电池车窗向所述车载电池充电；

直流转换器，所述直流转换器与所述动力电池包相连；

继电器，所述继电器与所述蓄电池、所述控制器和所述直流转化器相连；

以及所述动力电池包通过直流转换器和继电器给蓄电池充电。

2.如权利要求1所述的车用太阳能充电系统，其特征在于，所述电池管理器为用于检测所述动力电池包的电池信息的第一电池管理器，所述控制器与所述太阳能天窗、所述第一电池管理器和所述光感器件相连，所述控制器根据所述动力电池包的电池信息和所述光照条件控制所述太阳能电池车窗向所述动力电池包充电。

3.如权利要求1所述的车用太阳能充电系统，其特征在于，所述蓄电池包括电池组、第二电池管理器以及充电DC/DC，所述电池管理器为检测所述蓄电池的电池组信息的第二电池管理器，所述控制器与所述太阳能天窗、所述第二电池管理器和所述光感器件相连，所述控制器根据所述蓄电池的电池组信息和所述光照条件控制所述太阳能电池车窗向所述蓄电池充电。

4.如权利要求3所述的车用太阳能充电系统，其特征在于，所述第二电池管理器分别与充电DC/DC和电池组相连，所述第二电池管理器检测所述电池组信息，并控制充电DC/DC给所述电池组充电。

5.如权利要求1所述的车用太阳能充电系统，其特征在于，所述电池管理器包括检测所述动力电池包的电池信息的第一电池管理器以及检测所述蓄电池的电池组信息的第二电池管理器，所述控制器与所述太阳能天窗、所述第一电池管理器和所述光感器件相连，所述控制器根据所述动力电池包的电池信息和所述光照条件控制所述太阳能电池车窗向所述动力电池包充电，并且所述控制器与所述太阳能天窗、所述第二电池管理器和所述光感器件相连，所述控制器根据所述蓄电池的电池组信息和所述光照条件控制所述太阳能电池车窗向所述蓄电池充电。

6.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的车用太阳能充电系统。