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一种 太阳能供电的汽车 空调系统

阅读：1018发布：2020-11-25

专利汇可以提供一种太阳能供电的汽车空调系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种太阳能供电的汽车空调系统，包括光伏板，光伏板的电源输出端与输入滤波器相连接，输入滤波器的电源输出端与DC/DC变换器相连接，DC/DC变换器上并联有MPPT 控制器，MPPT控制器的信号输出端安装有驱动器，驱动器的信号输出端与DC/DC变换器的控制端相连接；DC/DC变换器的电源输出端与输出滤波器相连接，输出滤波器的电源输出端与电动压缩机相连接，蓄电池上并联安装有电能计量芯片。该太阳能供电的汽车空调系统应用太阳能电池板产生的电能给汽车空调供电，同时给蓄电池充电。电能可以随着太阳能充电即时产生，随着负载使用即时消耗。，下面是一种太阳能供电的汽车空调系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种太阳能供电的汽车空调系统，其特征在于，该太阳能供电的汽车空调系统包括光伏板，光伏板的电源输出端与输入滤波器相连接，输入滤波器的电源输出端与DC/DC变换器相连接，DC/DC变换器上并联有MPPT控制器，MPPT控制器的信号输出端安装有驱动器，驱动器的信号输出端与DC/DC变换器的控制端相连接；
DC/DC变换器的电源输出端与输出滤波器相连接，输出滤波器的电源输出端分别连接有第一开关和第二开关，第一开关的输出端与电动压缩机相连接，第二开关的输出端与蓄电池相连接，蓄电池的输出端通过第三开关与电动压缩机相连接；蓄电池上并联安装有电能计量芯片。
2.如权利要求1所述的太阳能供电的汽车空调系统，其特征在于，所述的DC/DC变换器的电源端Vboost并联有电容C1，电容C1的两端分别连接开关管Q2和开关管Q4，开关管Q2和开关管Q4的公共端通过电感Lr与开关管Q1和开关管Q3相连接，开关管Q1和开关管Q3的输出端并联有电容C2和电容C3，电容C2和电容C3的两端设有电源输出端Vpv。
3.如权利要求1所述的太阳能供电的汽车空调系统，其特征在于，所述的电能计量芯片包括电压互感器和电流互感器，电池电压输入线与电压互感器相连接，电池电流输入线与电流互感器相连接，电压互感器和电流互感器的信号输出端分别与电能测量装置的信号输入端相连接；
电能测量模块的信号输出端分别与校表脉冲输出模块和MCU模块相连接，MCU模块分别连接电量显示模块和串行接口。
4.如权利要求1所述的太阳能供电的汽车空调系统，其特征在于，所述的电动压缩机包括速度调节器，速度调节器的信号输出端与压缩机相连接，压缩机的排气口连接有冷凝器，冷凝器的输出端连接有膨胀阀，膨胀阀的信号输出端连接有蒸发器，蒸发器的输出端与压缩机的进气端相连接；
蒸发器上安装有鼓风机。
5.一种安装有如权利要求1-4任意一项所述太阳能供电的汽车空调系统的纯电动汽车，其特征在于，所述的纯电动汽车的机箱内安装有该太阳能供电的汽车空调系统。
6.一种安装有如权利要求1-4任意一项所述太阳能供电的汽车空调系统的混合动力汽车，其特征在于，所述的混合动力汽车的机箱内安装有该太阳能供电的汽车空调系统。

说明书全文

一种太阳能供电的汽车 空调系统

技术领域

[0001] 本实用新型属于太阳能应用技术领域，尤其涉及一种太阳能供电的汽车空调系统。

背景技术

[0002] 目前，电动汽车是以汽车自带的蓄电池为动力源，通过蓄电池输出电功率带动电动机运行，驱动汽车行驶。然而，蓄电池容量有限，充电时间较长，换电又极不方便。电动汽车的空调系统功耗约占汽车总辅助系统功耗的60％～75％，汽车空调对电动汽车续航里程影响较大。传统汽车空调系统，制冷主要采用发动机驱动压缩机制冷。而对于太阳能供电的电动压缩机汽车来说和纯电动汽车来说，没有发动机，不能采用发动机驱动压缩机，所以选用电动机驱动压缩机，即所说的电动压缩机制冷空调。传统汽车空调解决方案已不适用。发明内容

[0003] 本实用新型为解决公知技术中存在的对于纯电动汽车来说，没有发动机，不能采用发动机驱动压缩机的问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的太阳能供电的汽车空调系统。

[0004] 本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

[0005] 该太阳能供电的汽车空调系统包括光伏板，光伏板的电源输出端与输入滤波器相连接，输入滤波器的电源输出端与DC/DC变换器相连接，DC/DC变换器上并联有MPPT控制器，MPPT控制器的信号输出端安装有驱动器，驱动器的信号输出端与DC/DC变换器的控制端相连接；DC/DC变换器采用MPPT控制方式产生驱动信号，然后驱动信号经过驱动电路控制开关管的通断。

[0006] DC/DC变换器的电源输出端与输出滤波器相连接，输出滤波器的电源输出端分别连接有第一开关和第二开关，第一开关的输出端与电动压缩机相连接，第二开关的输出端与蓄电池相连接，蓄电池的输出端通过第三开关与电动压缩机相连接；蓄电池上并联安装有电能计量芯片。

[0007] 本实用新型还可以采用如下技术措施：

[0008] 所述的DC/DC变换器的电源端Vboost并联有电容C1，电容C1的两端分别连接开关管Q2和开关管Q4，开关管Q2和开关管Q4的公共端通过电感Lr与开关管Q1和开关管Q3相连接，开关管Q1和开关管Q3的输出端并联有电容C2和电容C3，电容C2和电容C3的两端设有电源输出端Vpv。

[0009] 所述的电能计量芯片包括电压互感器和电流互感器，电池电压输入线与电压互感器相连接，电池电流输入线与电流互感器相连接，电压互感器和电流互感器的信号输出端分别与电能测量装置的信号输入端相连接；

[0010] 电能测量模块的信号输出端分别与校表脉冲输出模块和MCU模块相连接，MCU模块分别连接电量显示模块和串行接口。

[0011] 所述的电动压缩机包括速度调节器，速度调节器的信号输出端与压缩机相连接，压缩机的排气口连接有冷凝器，冷凝器的输出端连接有膨胀阀，膨胀阀的信号输出端连接有蒸发器，蒸发器的输出端与压缩机的进气端相连接；

[0012] 蒸发器上安装有鼓风机。

[0013] 一种安装有所述太阳能供电的汽车空调系统的纯电动汽车，所述的纯电动汽车的机箱内安装有该太阳能供电的汽车空调系统。

[0014] 一种安装有所述太阳能供电的汽车空调系统的混合动力汽车，所述的混合动力汽车的机箱内安装有该太阳能供电的汽车空调系统。

[0015] 本实用新型具有的优点和积极效果是：该太阳能供电的汽车空调系统应用太阳能电池板产生的电能给汽车空调供电，同时给蓄电池充电。电能可以随着太阳能充电即时产生，随着负载使用即时消耗。在有太阳照射的时候，给汽车蓄电池充电，在空调负载工作时，太阳能和蓄电池一起给空调压缩机供电。这样，如只靠电池带动空调相比，可以减小蓄电池的容量或增加负载的工作时间，达到使用太阳能给汽车空调供电的节能目的。附图说明

[0016] 图1是本实用新型实施例提供的太阳能供电的汽车空调系统的结构示意图；

[0017] 图2是本实用新型实施例提供的太阳能供电的DC/DC变换器的拓扑结构图；

[0018] 图3是本实用新型实施例提供的太阳能供电的MPPT控制器原理结构示意图；

[0019] 图4是本实用新型实施例提供的太阳能供电的电能计量芯片的结构示意图；

[0020] 图5是本实用新型实施例提供的太阳能供电的汽车空调系统的工作原理图；

[0021] 图中：1、光伏板；2、输入滤波器；3、DC/DC变换器；4、输出滤波器；5、电动压缩机；6、驱动器；7、MPPT控制器；8、电能计量芯片。

具体实施方式

[0022] 为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

[0023] 下面结合图1至图5对本实用新型的结构作详细的描述。

[0024] 光伏板1将太阳能转换为电能通过输入滤波器2传输到DC/DC变换器3，MPPT控制器7采集电压信号并通过驱动器6对DC/DC变换器3的输出电压进行控制；DC/DC变换器3的输出端与输出滤波器4相连接，输出滤波器4通过第一开关与电动压缩机5直接连接，或者输出滤波器4通过蓄电池和第二开关与电动压缩机5相连接，蓄电池上并联安装有电能计量芯片8。

[0025] DC/DC变换器3拓扑结构如图2所示，DC/DC变换器3由4个开关管组成，通过控制开关管的通断，即可使其工作在升压模式下，又可以工作在降压模式下，完成从太阳能面板到负载的功率传送。当Q1持续导通，Q2、Q3持续关断，Q4按照不同占空比通断时，该电路工作在升压模式下；当Q2持续导通，Q3、Q4持续关断，Q1按照不同占空比通断时，该电路工作在降压模式下。两种工作模式可以方便太阳能电池板与不同电动汽车空调的选配。

[0026] 太阳能电池板在不同光照和温度下，输出功率是波动的，应用最大功率跟踪技术，可以保证太阳能电池板可以一直以最大功率给负载供电。被感测到并被反馈回MPPT控制器7(最大功率跟踪)控制器的信号包括光伏电池板的输出电压(VPV)、升压之后的输出电压(VBoost)和升压电感电流(Iind)，这些信号被用来执行电压外环、电流内环的控制过程。调节开关管的占空比，经过PWM驱动电路输出4路PWM脉冲控制开关管的通断，MPPT控制原理如图3所示。

[0027] 正常情况下，太阳能电池板产生的电能给汽车电动空调供电。当汽车电动空调不工作时，太阳能电池板产生的电能给蓄电池充电，储存电能。当光照强度不够或者没有光照时，光伏电池板没法给汽车电动空调供电，此时，就需要蓄电池给汽车电动空调供电。为了更好地了解蓄电池模块的电能储存与消耗情况，科学的管理操作，本实用新型加入了能耗监测装置。包括电能测量模块和数据处理模块，蓄电池电能计量模块的框图如图4所示。首先，电能测量模块利用互感器对蓄电池的电压、电流进行隔离，将强电信号转换为可采集信号，用电能计量芯片8对信号进行采样，芯片内置时分割乘法器通过对信号进行积分，计算消耗电能。芯片内的V/F变换电路将有功电量转换为校表脉冲。电能计量芯片8中的信息给MCU，控制串行数据发送与接收、蓄电池充放电的进行以及显示控制。

[0028] 电动压缩机制冷空调系统工作原理如图5所示，电动压缩机制冷空调系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和鼓风机组成。各部件之间采用铜管(或铝管)和高压橡胶管连接成密闭系统。利用制冷剂在系统各部分之间的循环流动，实现制冷。制冷过程分为压缩过程、散热过程、节流过程和吸热过程。

[0029] 电动压缩机制冷空调具体工作过程如下述：压缩机吸入蒸发器出口排除的低温低压的制冷剂气体，把它压缩成高温高压的气体排出压缩机；进入冷凝器，由于压力降低、制冷剂气体冷凝成液体，排出大量热；温度和压力较高的制冷剂通过膨胀装置后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状排除膨胀装置；进入蒸发器后，此时由于制冷剂沸点远低于蒸发器内温度，所以制冷剂武装小液滴蒸发为气体，蒸发吸收周围大量热；而后低温低压的制冷剂蒸汽又进入压缩机。该过程循环工作实现空调制冷。

[0030] 同时，本实用新型中电动压缩机的速度可调，即电动压缩机中的驱动电机转速可调。通过对转速的调节，实现对制冷量的调节。满足不同车内环境对于冷气的需求，力求实现最舒适的驾乘环境。

[0031] 将该太阳能供电的汽车空调系统安装在纯电动汽车和混合动力汽车上，给汽车空调供电，同时给蓄电池充电，电能可以随着太阳能充电即时产生，随着负载使用即时消耗。

[0032] 以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

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