JP6605035B2 - 太陽エネルギー車載冷房システム - Google Patents

Description

本発明は、温度制御技術に関し、具体的には、太陽エネルギー車載冷房システムに関する。

近年、車載冷房システムは様々な分野において幅広く応用されており、特に食品、医薬等の業界の配達業務に応用されている。従来の車載冷房システムでは、自動車の燃料を消費することにより冷房システムへ電力及び動力を供給しており、その基本原理は図１に示されるとおりである。

自動車エンジンの稼働中に、動力伝送装置（ベルト、ギヤなど）により発電機及びコンプレッサーを動作させる。発電機の始動後に生成される電気エネルギーは、自動車の蓄電池ユニットを介した後、電気設備に伝送される。また、コンプレッサーが始動すると、その内部配管を流れる冷媒は、充分に圧縮処理されてから再度冷房システムの配管内に釈放されて冷房システムの使用に供給する。

しかしながら、上記従来の方式では、大量の燃料を消費することにより冷房システムへ動力を供給するため、次のような欠点を有する。燃料の燃焼中には環境に対して有害なガスが大量に生成されるおそれがあり、より環境を汚染させる。また、燃料自体は再生不可能な資源であって、使えば使うほど少なくなる。さらに、エンジンの稼働が停止（例えば一時駐車）すると、コンプレッサーも停止してしまうため、冷房システムが動作できなくなる。冷房内の貨物が影響を受けないように確保するためには、駐車状態においてもエンジンが停止されないことを保証したり、または冷房内の貨物を安全な低温環境に移動させたりしなければならない。このようなことは、長距離の配達が極めて不便であるとともに余分なコストを増加させる。

本発明は、上記従来の技術における欠点に鑑みてなされたものであり、太陽エネルギー車載冷房システムを提供することを目的とする。

本発明に係る太陽エネルギー車載冷房システムは、太陽エネルギー電池ユニット、自動車電源、電源管理制御装置、蓄電池ユニット、冷却用電気設備を含む。

電源管理制御装置は、太陽エネルギー電源管理モジュール、自動車発電電源管理モジュール、直流昇圧モジュール、及びメインコントロールモジュールを含む。

太陽エネルギー電源管理モジュールは、太陽エネルギー電池ユニットから蓄電池ユニットへの充電及び放電を管理する。

自動車発電電源管理モジュールは、自動車電源から蓄電池ユニットへの充電及び放電を管理する。

直流昇圧モジュール（直流（ＤＣ ＴＯ ＤＣ）昇圧モジュール）は、太陽エネルギー電源モジュール及び自動車発電電源管理モジュールにより管理された後の電圧を昇圧させ、安定させる
メインコントロールモジュールは、動作モードを設定し、太陽エネルギー電源管理モジュール及び自動車発電電源管理モジュールが設定された動作モードで動作することを制御する。

好ましくは、次のような動作モードＡを有する。自動車の走行中に冷却用電気設備が動作する場合において、メインコントロールモジュールは、太陽エネルギー電池ユニットと自動車電源との二つの電源の電力を測定する。

太陽エネルギー電池ユニットにより生成される電力が冷却用電気設備の使用に充分供給できる場合、自動車発電電源管理モジュールは自動車電源からの給電を停止させ、太陽エネルギー電源管理モジュールは太陽エネルギーを利用して冷却用電気設備を駆動させる。余分の電量がある場合には、太陽エネルギー電源管理モジュールは、蓄電池ユニットを充電する。

太陽エネルギー電池ユニットにより生成される電力が不足する場合、メインコントロールモジュールの制御により、太陽エネルギー電源管理モジュールは太陽エネルギー電池ユニットから冷却用電気設備への給電を停止させ、自動車発電電源管理モジュールは自動車電源により冷却用電気設備に給電する。また、太陽エネルギー電池ユニットは、太陽エネルギー電池ユニットの出力電圧が蓄電池ユニットの最低充電電圧より低くなるまで、継続的に蓄電池ユニットを充電する。

好ましくは、次のような動作モードＢを有する。自動車の駐車中に冷却用電気設備が動作する場合において、メインコントロールモジュールの制御により、自動車発電電源管理モジュールは、自動車電源からの給電を停止させる。

太陽エネルギー電池ユニットにより生成される電力が冷却用電気設備の使用に充分供給できる場合、太陽エネルギー電源管理モジュールは、太陽エネルギー電池ユニットにより冷却用電気設備へ給電する。余分の電量がある場合には、太陽エネルギー電源管理モジュールは、蓄電池ユニットを充電する。

太陽エネルギー電池ユニットにより生成される電力が不足する場合、メインコントロールモジュールの制御により、蓄電池ユニットは、放電することにより冷却用電気設備へ電気エネルギーを供給する。また、太陽エネルギー電池ユニットは、太陽エネルギー電池ユニットの出力電圧が蓄電池ユニットの最低充電電圧より低くなるまで、継続的に蓄電池ユニットを充電する。

従来の技術と比較すれば、本発明に係る太陽エネルギー車載冷房システムは、以下のような効果を奏する。

１、本発明に係る太陽エネルギー車載冷房システムによれば、従来の車載冷房システムに太陽エネルギー資源を融合しているため、有害ガスの排出及びエネルギーの消費を効果的に低減できる。

２、本発明に係る太陽エネルギー車載冷房システムによれば、電源管理制御装置により太陽エネルギー電池電源及び自動車電源を総合的に管理し、合理的に冷房システムに配分しているため、システムが常に最も省エネで最も便利のモードで稼働することを確保するとともに、直流電源昇圧モジュールを加えることにより、システムが各種規格の車載冷房に応用できるようにさせる。特に駐車状態においても冷房システムが通常とおりに動作することを保証でき、自動車エンジンを起動させる必要がない。

３、本発明に係る太陽エネルギー車載冷房システムによれば、一体化された装置に集積でき、構造を合理的に設けることができ、操作使用が便利である。

以下に添付した図面を参照しながら限定性のない実施例に対する詳細な説明を通して、本発明のその他の特徴、目的及び長所はより明らかになる。
図１は従来技術の技術手段を説明するための図である。 図２は本発明の構造を示す図である。 図３は太陽エネルギーパネルを敷設した車両（頂部及び側面）のイメージを示す図である。 図４は冷房システムが一体化された装置を示す図である。 図５は太陽エネルギー車載冷房車を示す図である。 図６は電源管理制御装置の構造を示す図である。

以下、具体的な実施例を示しながら、本発明について詳細に説明する。以下の実施例は、本分野の技術者が本発明をより理解しやすくするためのものだけであって、本発明の実施形態を限定するものではない。本分野の通常の技術者であれば、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内において、一部の変更及び改善を行うことができるが、これらは全て本発明の保護範囲に属する。

太陽エネルギー資源は、無限に尽きることのないエネルギー源であり、水資源を除き、最もエネルギー危機を解決可能な自然資源のひとつである。特に夏場においては、太陽エネルギー資源がより豊富であり、車載冷房も夏場において使用率が最も高い。これに鑑みて、本発明では、新型の太陽エネルギー車載冷房システムを提供する。当該冷房システムでは、従来の車載冷房システムに太陽エネルギー資源を融合することにより有害ガスの排出及びエネルギーの消費を効果的に低減するとともに、当該システムが駐車状態においても冷房システムが通常とおりに稼働することを保証でき、自動車を起動する必要がない。

図２は、新型の太陽エネルギー車載冷房システムの原理を説明するための図である。冷房システムのコンプレッサーは、ブラシレス直流モーターにより駆動され、電源管理装置は、システムへの二つの通路による給電を一括管理する。電源管理装置は、太陽エネルギーを利用して発電する端末における電量が充分であると検出する場合には、自動車エンジン側からの給電を自動的に停止する。一方、電源管理装置は、太陽エネルギーによる電力供給が不足であると検出する場合には、自動車システムからの給電に再び切替する。また、駐車状態において太陽エネルギーを利用して電気エネルギーを供給する必要がある場合には、電源管理制御端末において設置することができ、太陽エネルギー端末が駐車状態においても充分な電気エネルギーを予め溜めることを保証する。

具体的には、車載冷房車両の頂部及び二つの側面に太陽エネルギー電池ユニット（図３を参照）を敷設し、電池ユニットを並列に接続してから電源管理制御装置に接続させる。電源管理制御装置は、太陽エネルギーから蓄電池への充電を管理する（蓄電池に対する浮動充電、過充電などを防止）。同時に、自動車発電システムからの電力も電源管理制御装置に接続され、電源管理制御装置により一括管理された後に直流モーター（コンプレッサー駆動用）および冷房システムの蒸発器、コンデンサーおよび制御器に輸送される。

ここで、蓄電池ユニット、電源管理制御装置、直流モーター、コンプレッサー、蒸発器、コンデンサー、制御器は、図４に示すように、いずれも車載冷房システムの室外機の中に集積される。制御器は、室外器の表面に位置し、冷房の実際の温度及びシステムの各部分の稼働状態を表示できる。ユーザは、制御器を通してパラメータの設定及びマニュアル操作を行うことができる。同時に、制御器の内部にはワイヤレスインターネット（３Ｇ、４Ｇ、ｗｉｆｉ）及びＧＰＲＳシステムが組み込まれ、ユーザはモバイル設備またはパソコンにより冷房の温度及び車両の位置決めを遠隔監視し、制御できる。

より具体的には、電源管理制御装置は、システム全体の電源管理を行い、図６のブロック図に示すように、主には太陽エネルギー電源管理モジュールのメインコントロールモジュール及び（ＤＣ ＴＯ ＤＣ）直流昇圧モジュール（当該モジュールは、２４Ｖ以上のシステムにおいて有効）を管理する。ここで、冷却用電気設備は、ブラシレス直流モーター、コンデンサー、蒸発器、コンプレッサーなどを含む。

太陽エネルギー管理モジュールは、太陽エネルギーから蓄電池への充電及び放電を管理し、過充電、過放電、過負荷、過高温、過電流の防止などの保護機能を備えている。自動車発電電源管理モジュールは、自動車電源から蓄電池への充電及び放電を管理し、同様に、過充電、過放電、過負荷保護機能を備えている。直流（ＤＣ ＴＯ ＤＣ）昇圧モジュールは、システムの必要に基づいて、管理された後の電圧を昇圧させ、安定させる。メインコントロールモジュールは、システムの動作モードを配分し、システムが最適なモードにおいて動作することを保証する。

自動車の走行中に冷房システム（２４Ｖ）が稼働する場合において、メインコントロールモジュールは、二つの電源（太陽エネルギー電池ユニット及び自動車電源）の電力を測定し、太陽エネルギー電池ユニットの電力により端末の電気設備の使用に充分供給できる場合には、自動車電源からの給電を停止し、太陽エネルギー電源管理モジュールにより太陽エネルギーを利用して車載冷房システムを駆動させる。また、余分の電量がある場合には、太陽エネルギー電源管理モジュールにより蓄電池ユニットに対して充電する。一方、太陽エネルギーによる電力が不足する場合には、メインコントロールモジュールは、太陽エネルギー電池ユニットからシステムへの給電を停止し、自動車発電電源により管理された後の自動車電源に切替えてシステムに給電する。この場合、太陽エネルギー電池ユニットは、太陽エネルギーが最低充電電圧より低くなるまで、継続的に蓄電池を充電する。なお、２４Ｖ以上のシステムである場合には、太陽エネルギー電源管理モジュール及び自動車発電電源管理モジュールにより管理された後電源は、先に直流（ＤＣ ＴＯ ＤＣ）昇圧モジュールにより変換されてから、システムに給電するかまたは蓄電池を充電する。

自動車の駐車中（自動車のエンジンが停止し、発電機が動作しない）に冷房システム（２４Ｖ）が稼働する場合において、メインコントロールモジュールは、直接的にシステム電源を太陽エネルギー電池ユニットによる給電に切替え、太陽エネルギー電池ユニットの電力により電気設備の使用に充分供給できる場合には、太陽エネルギー電源管理モジュールにより太陽エネルギーを利用して車載冷房システムを駆動させる。また、余分の電量がある場合には、太陽エネルギー電源管理モジュールにより蓄電池ユニットに対して充電する。一方、太陽エネルギーによる電力が不足する場合には、システムは、直接的に蓄電池ユニットからの放電により動作する。この場合、太陽エネルギー電池ユニットは、太陽エネルギーが最低充電電圧より低くなるまで、継続的に蓄電池を充電する。なお、２４Ｖ以上のシステムである場合には、太陽エネルギー電源管理モジュールにより管理された後電源は、先に直流（ＤＣ ＴＯ ＤＣ）昇圧モジュールにより変換されてから、システムに給電されるかまたは蓄電池を充電する。

電源管理制御装置は、太陽エネルギー電池電源及び自動車電源を総合的に管理して、合理的に冷房システムに配分し、システムが常に最も省エネで最も便利のモードで稼働することを確保するとともに、直流電源昇圧モジュールを加えることによりシステムが各種規格の車載冷房に応用できるようにさせる。

以上、本発明の具体的な実施例を説明したが、本発明は、上述した特定の実施形態に限らず、本分野の技術者は、特許請求の範囲内において各種の変形または修正を行うことができるが、本発明の実質内容に影響しないことを理解できる。

Claims (1)

1. 太陽エネルギー電池ユニット、自動車電源、電源管理制御装置、蓄電池ユニット、及び冷却用電気設備を含み、
   前記電源管理制御装置は、
   前記太陽エネルギー電池ユニットから前記蓄電池ユニットへの充電及び放電を管理する太陽エネルギー電源管理モジュールと、
   前記自動車電源から前記蓄電池ユニットへの充電及び放電を管理する自動車発電電源管理モジュールと、
   前記太陽エネルギー電源モジュール及び前記自動車発電電源管理モジュールにより管理された後の電圧を昇圧させ、安定させ、各種規格の車載冷房に応用できるようにさせる直流昇圧モジュールと、
   動作モードを自動車の走行中に冷却用電気設備が動作する動作モードＡまたは自動車の 駐車中に冷却用電気設備が動作する動作モードＢに設定し、前記太陽エネルギー電源管理モジュール及び前記自動車発電電源管理モジュールが設定された動作モードで動作することを制御するメインコントロールモジュールと、を含み、
   前記動作モードＡの場合において、前記メインコントロールモジュールは、前記太陽エ ネルギー電池ユニットと前記自動車電源との二つの電源の電力を測定し、
   前記太陽エネルギー電池ユニットにより生成される電力が冷却用電気設備の使用に充分 供給できる場合、前記自動車発電電源管理モジュールは前記自動車電源からの給電を停止 させ、前記太陽エネルギー電源管理モジュールは太陽エネルギーを利用して冷却用電気設 備を駆動させ、余分の電量がある場合には、前記太陽エネルギー電源管理モジュールは前 記蓄電池を充電し、
   前記太陽エネルギー電池ユニットにより生成される電力が不足する場合、前記メインコ ントロールモジュールの制御により、前記太陽エネルギー電源管理モジュールは前記太陽 エネルギー電池ユニットから冷却用電気設備への給電を停止させ、前記自動車発電電源管 理モジュールは前記自動車電源により冷却用電気設備に給電し、前記太陽エネルギー電池 ユニットは、前記太陽エネルギー電池ユニットの出力電圧が前記蓄電池ユニットの最低充 電電圧より低くなるまで、継続的に前記蓄電池ユニットを充電し、
   前記動作モードＢの場合において、前記メインコントロールの制御により、前記自動車 発電電源管理モジュールは、前記自動車電源からの給電を停止させ、
   前記太陽エネルギー電池ユニットにより生成される電力が冷却用電気設備の使用に充分 供給できる場合、前記太陽エネルギー電源管理モジュールは、前記太陽エネルギー電池ユ ニットにより冷却用電気設備に給電し、余分の電量がある場合には、前記太陽エネルギー 電源管理モジュールは、前記蓄電池ユニットを充電し、
   前記太陽エネルギー電池ユニットにより生成される電力が不足する場合、前記メインコ ントロールモジュールの制御により、前記蓄電池ユニットは、放電することにより冷却用 電気設備へ電気エネルギーの供給し、前記太陽エネルギー電池ユニットは、前記太陽エネ ルギー電池ユニットの出力電圧が前記蓄電池ユニットの最低充電電圧より低くなるまで、 前記太陽エネルギー電池から継続的に前記蓄電池ユニットを充電する、
   太陽エネルギー車載冷房システム。