CN206374511U - 一种车载多能源驱动的空调系统 - Google Patents
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Abstract
一种车载多能源驱动的空调系统，属于太阳能发电应用领域。包括将太阳能转换成电能的太阳能电池、控制空调系统运转的控制单元、存储电能并补充太阳能电池能源不足的储能单元、通过消耗太阳能电池单元和储能单元的电能控制车内温度的制冷单元；所述太阳能电池、控制单元、制冷单元依次连接，控制单元还与储能单元相连接。本实用新型的优点在于它能克服现有技术的弊端，结构设计合理新颖。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种车载多能源驱动的空调系统，属于太阳能发电应用领域。
背景技术
随着世界经济全球化和城市现代化的高速发展，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。太阳能作为首选的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十分丰富，占地球上所有可再生能源利用总量的99％以上，故而推广和开发太阳能的使用，有望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之一—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，效率随之提高，继而太阳能发电应用系统的稳定性也相继提高。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关注和喜爱。
随着汽车制造技术的发展，现售汽车车内的温度调节只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发动机的启动，通过消耗燃油驱动压缩机来实现的。因此车辆无法在停止熄火的情况下有效调节车内温度。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，无法满足汽车熄火时车内温度的调节。
实用新型内容
本实用新型的实用新型目的在于：提供一种车载多能源驱动的空调系统，可以实现全天候汽车车舱内温度的有效调节，具有节能环保，无污染且安装方便，运行稳定安全等优点，能够达到人体对乘车环境的舒适度要求。
为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是，一种车载多能源驱动的空调系统，包括将太阳能转换成电能的太阳能电池、控制空调系统运转的控制单元、存储电能并补充太阳能电池能源不足的储能单元、通过消耗太阳能电池或 /和储能单元的电能控制车内温度的制冷单元；所述太阳能电池、控制单元、制冷单元依次连接，控制单元还与储能单元相连接。
本申请的设计中，太阳能电池将太阳能转换成电能，提供整个系统的能量来源，并将多余的能量存储在储能单元中。以太阳能为唯一能量来源，所述系统可以直接利用太阳能有效调节汽车车舱内的温度，具有节能环保，无污染且安装方便，运行稳定安全等优点。
控制单元既通过脉冲电压来控制车载空调系统的稳定运行，也可以通过选择性控制储能单元的充放电状态来实现车载空调系统的稳定运行。控制单元可以将太阳能电池的电压转换为整个系统的工作电压，优选为12V，也可以实时调控系统的工作电流，自动选择蓄电池的充放电状态，维持车载空调系统的稳定运行，实现车舱内温度的有效调节，满足车内人员的舒适度要求。
本申请的技术方案中的控制单元与市场所售的太阳能控制器类似，主要通过脉冲电压调节来实现电压电流的高精度控制。
储能单元既可以将太阳能电池产生的电能储存在该单元中，还可以在太阳能电池提供的电能不足时释放其存储的电能来维持系统的正常运行。
制冷单元通过消耗太阳能电池和储能单元的电能，降低车内舱室温度，满足车内人员对温度的舒适度要求。
优化的，上述车载多能源驱动的空调系统，所述太阳能电池为柔性的光伏组件，太阳能电池设置于汽车车体外表面的顶部或侧部。
优化的，上述车载多能源驱动的空调系统，所述太阳能电池的形状与汽车车体外表面相同并且太阳能电池贴合汽车车体外表面。
优化的，上述车载多能源驱动的空调系统，所述太阳能电池为薄膜硅组件、铜铟镓硒组件、砷化镓组件和有机光伏组件等太阳能电池中的一种。
优化的，上述车载多能源驱动的空调系统，所述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、锌银蓄电池和氢镍蓄电池等蓄电池的其中一种。
优化的，上述车载多能源驱动的空调系统，所述制冷单元设置于车载空调散热管道一侧；所述制冷单元为基于半导体制冷片的制冷模块，制冷单元包括半导体制冷片、散热器和风扇。
优化的，上述车载多能源驱动的空调系统，所述散热器为翅状散热器与柱状散热器的一种。
优化的，上述车载多能源驱动的空调系统，所述半导体制冷片的冷端和热端之间设置有绝热层，并且半导体制冷片的冷端和热端通过绝热层隔离。绝热层优选为绝热棉。
在半导体制冷片热端的散热器配有风扇，在半导体制冷片冷端的散热器配有或不配有风扇均可。
优化的，上述车载多能源驱动的空调系统，所述制冷单元还包括金属卡套，散热器分别固定设置于半导体制冷片的冷端和热端并分别通过金属卡套与半导体制冷片固定连接。
本申请的技术方案中太阳能电池优选安装在汽车顶部；控制单元优选为驾驶舱方向盘下部；储能单元优选为汽车后备箱和发动机舱盖下方；制冷单元可以安装在太阳能电池背面，优选为汽车顶部天窗、汽车侧窗部位或现售车载空调散热管道旁。
本实用新型的优点在于它能克服现有技术的弊端，结构设计合理新颖。运用本实用新型所述的一种车载多能源驱动的空调系统，利用太阳能电池和蓄电池等多个能源，满足基于半导体制冷片的车载空调系统全天候对电力的需求，实现车舱内温度的有效调节。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的制冷单元的结构示意图；
图中标记：1-太阳能电池，2-控制单元，3-储能单元，4-制冷单元，5-半导体制冷片，6-散热器，7-风扇，8-绝热层，9-金属卡套。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的技术特点。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1所示，本实用新型为一种车载多能源驱动的空调系统，包括将太阳能转换成电能的太阳能电池1、控制空调系统运转的控制单元2、存储电能并补充太阳能电池1能源不足的储能单元3、通过消耗太阳能电池1和储能单元3的电能控制车内温度的制冷单元4；所述太阳能电池1、控制单元2、制冷单元4依次连接，控制单元2还连接储能单元3。太阳能电池1设置于汽车车体外表面的顶部或侧部。太阳能电池1的形状与汽车车体外表面相同并且太阳能电池1贴合汽车车体外表面。太阳能电池1为薄膜硅组件太阳能电池。储能单元3为铅酸蓄电池。制冷单元4设置于车载空调散热管道一侧；所述制冷单元4为基于半导体制冷片的制冷模块，制冷单元4包括半导体制冷片5、散热器6和风扇7。散热器6为翅状散热器。半导体制冷片5的冷端和热端之间设置有绝热层8，并且半导体制冷片5冷端和热端通过绝热层8与外界隔离。绝热层8优选为绝热棉。制冷单元4还包括金属卡套9，散热器6分别固定设置于半导体制冷片5上下面的冷端和热端，散热器6并通过金属卡套9与半导体制冷片5固定连接。风扇7 固定设置于半导体制冷片5的冷端和热端。
实施例2
此实施例与实施例1的区别在于：散热器6为柱状散热器。太阳能电池1 为者铜铟镓硒柔性光伏电池。储能单元3为锂离子蓄电池。
实施例3
此实施例与实施例1和实施例2的区别在于：散热器6为翅状散热器。太阳能电池1为者砷化镓组件柔性光伏电池。储能单元3为金属氧化物蓄电池。
实施例4
此实施例为本实用新型的各部件具体选型设计：其选型应用如下：
车载多能源驱动的空调系统，该系统包括太阳能电池1、控制单元2、储能单元3和制冷单元4。其中太阳能电池1采用市场所售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；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串口可以控制储能单元3的工作状态，自动选择充放电状态，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，满足制冷单元4的功率需求，维持系统的稳定运行；储能单元3采用锂离子蓄电池，在阳光充足时储存CIGS板产生的多余能量，在阳光不足时供给制冷单元4的功率需求。半导体制冷片5采用半导体制冷片TEC12705，其冷端粘合柱鳍散热器6并固定 12V直流风扇7，有效调节车舱内温度，其安装相对位置结构侧视图如图2所示。
CIGS太阳能板1通过卡件固定在汽车顶部；可编程太阳能控制器2安装在汽车方向盘前部；锂离子蓄电池3安装在汽车后备箱内。如图2所示，制冷单元 4安装在车载空调散热管道旁，柱鳍散热器6和风扇7配套固定在半导体制冷片 5的冷热端，中间由金属卡套9相紧固，且冷热端由绝热层8相隔离。系统的所有单元均有良好的电气连接和电气绝缘。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种车载多能源驱动的空调系统，其特征在于：包括将太阳能转换成电能的太阳能电池(1)、控制空调系统运转的控制单元(2)、存储电能并补充太阳能电池(1)能源不足的储能单元(3)、通过消耗太阳能电池(1)和储能单元(3)的电能控制车内温度的制冷单元(4)；所述太阳能电池(1)、控制单元(2)、制冷单元(4)依次连接，控制单元(2)还与储能单元(3)相连接。
2.根据权利要求1所述的车载多能源驱动的空调系统，其特征在于：所述太阳能电池(1)为柔性的光伏组件，太阳能电池(1)设置于汽车车体外表面的顶部或侧部。
3.根据权利要求2所述的车载多能源驱动的空调系统，其特征在于：所述太阳能电池(1)的形状与汽车车体外表面相同并且太阳能电池(1)贴合汽车车体外表面。
4.根据权利要求3所述的车载多能源驱动的空调系统，其特征在于：所述太阳能电池(1)为薄膜硅组件、铜铟镓硒组件、砷化镓组件和有机光伏组件太阳能电池中的一种。
5.根据权利要求1所述的车载多能源驱动的空调系统，其特征在于：所述储能单元(3)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中的一种。
6.根据权利要求1所述的车载多能源驱动的空调系统，其特征在于：所述制冷单元(4)设置于车载空调散热管道一侧；所述制冷单元(4)为基于半导体制冷片的制冷模块，制冷单元(4)包括半导体制冷片(5)、散热器(6)和风扇(7)。
7.根据权利要求6所述的车载多能源驱动的空调系统，其特征在于：在半导体制冷片热端的散热器配有风扇，在半导体制冷片冷端的散热器配有或不配有风扇均可。
8.根据权利要求7所述的车载多能源驱动的空调系统，其特征在于：所述半导体制冷片(5)的冷端和热端之间设置有绝热层(8)，并且半导体制冷片(5)的冷端和热端通过绝热层(8)隔离。
9.根据权利要求8所述的车载多能源驱动的空调系统，其特征在于：所述制冷单元(4)还包括金属卡套(9)，散热器(6)固定设置于半导体制冷片(5)的冷端和热端并通过金属卡套(9)与半导体制冷片(5)固定连接。
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