一种车载智能温控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车载智能温控系统，包括太阳能光伏板、太阳能控制器、DC‑DC斩波电路、传感器单元和车载温控单元。太阳能光伏板与太阳能控制器相连接，太阳能控制器先与DC‑DC斩波电路相连接再与蓄电池相连接。所述传感器单元将检测到数据信息传送给车载温控单元。太阳能光伏板将表面收集到的太阳能转换为电能储存在蓄电池或为负载供电，蓄电池存储或释放光伏电池的剩余电能。本发明专利技术提供的一种车载智能温控系统，利用检测车体内温度变化以及车外光强变化的数据对室内温度进行调节，通过计算得出最终的等效温度来控制空调档位的变化。

A vehicle intelligent temperature control system

【技术实现步骤摘要】
一种车载智能温控系统
本专利技术涉及汽车控制领域中的电控领域，尤其涉及一种车载智能温控系统。
技术介绍
社会的进步、经济的发展和人类的生存都要以能源为基础，二十世纪以来，煤炭、石油和其他化石能源已经被用来作为推动社会进步的重要动力，但是随着能源消耗各种问题接踵而至，新型能源逐步受到人们的重视，近年来我国新能源发展迅速，从而也带动了一些相关产业和产品的发展，电动汽车的太阳能空调系统设计就是其中之一。基于光伏发电的汽车自动温控系统整体拥有环保、高效等优势特性，系统在不浪费原有能源的基础上还能够为汽车提供能源，做到了能源的可再生利用。同时，整套系统为汽车提供了智能化的管理功能，极大的提高了汽车用户的舒适度与用车体验，符合市场需求，拥有广泛推广的条件。现阶段太阳能汽车空调系统的供电方式采用光伏系统直接给系统供电的方式，这样能提高系统工作的快速性，但是这种能源供给方式会带来工作时间局限于日照充足时段的弊端，同时在工作期间对能源的分配与利用不足，造成了太阳能资源采集后的浪费。现有的空调控制系统中控制判据往往只参考温度或光强两种判定因素，这样的判定条件相对简单快速，但由于对环境的判断信息有限，往往对温度的控制偏差很大，譬如在高温无光的环境下，判定系统不能准确的调节车内温度至最适情况，这就造成了系统的实用性有所下降。同时，现有控制系统中，对于温度的调节方式过于单一，只依赖车载空调系统的调节方式会造成温度调节慢、能源消耗大的问题，这往往不利于空调系统在电动汽车等新能源设备上的应用。
技术实现思路
根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种车载智能温控系统，具体方案是包括：将表面收集到的太阳能转换为电能的太阳能光伏板，所述太阳能光伏板将收集到的电能储存在蓄电池或为负载供电，所述蓄电池存储或释放光伏电池的剩余电能；与所述太阳能光伏板相连接通过调节汽车内的电控系统的工作状态控制太阳能光伏板输出最大电能的太阳能控制器，所述太阳能控制器将太阳能电池板发出的直流电贮存在蓄电池中、对蓄电池进行过充过放保护，所述太阳能光伏板与蓄电池之间设置有DC-DC斩波电路：所述DC-DC斩波电路将太阳能光伏电池板产生的电能电压值调整到适应蓄电池或用于负载的电压值；该系统还包括：采集车载空调的温度信息、车体外光强度信息和每个时刻的太阳光入射角信息的传感器单元；接收所述传感器单元传送的数据信息对汽车内的温度进行实时调节和控制车载温控单元。所述车载温控单元包括控制电路、制冷驱动电路和制冷装置，所述控制电路与所述制冷驱动电路相连接，所述制冷驱动电路与所述制冷装置相连接。所述传感器单元包括温度传感器、光强传感器和太阳入射角跟踪测量仪；所述太阳入射角跟踪测量仪检测每个时刻的太阳光入射角信息，所述车载温控单元接收太阳入射角跟踪测量仪检测到的太阳光入射角信息后绘制出太阳入射角随时间变化的α-t曲线，根据该曲线的斜率k值判断是哪个时刻，并将该斜率k输入至制冷驱动电路，所述制冷驱动电路调节空调制冷的控制参数。所述车载温控单元接收传感器单元传送的数据信息对车载温度进行调控时：当车内温度升高，车外光强增强，太阳光入射角增大，该状况符合车内温控基本要求，空调以最大制冷量开始制冷；当车内温度升高，车外光强减小，太阳光入射角增大，控制空调以基本制冷量开始制冷；当车内温度减小，车外光强增强，太阳光入射角减小，控制空调以小制冷量开始制冷；当车内温度减小，车外光强减小，太阳光入射角减小，该状况符合车内温控基本要求，控制空调以最小制冷量开始制冷；在此过程中，所述车载温控单元获取斜率k后采用如下方式计算得到空调开始制冷量Q＝Q0+ρ(ΔI+kβ)D/λ其中，Q表示最终空调负荷量，Q0表示原档位所需的空调负荷量，D表示单位光强升高对空调负荷量的影响参数，β表示太阳光入射角的变化率对于光强的影响参数，I表示光强传感器检测到的光强大小。所述车载温控单元对空调进行控制时采用如下方式：设定在最适宜温度上下2℃之内属于最佳温度，若综合温度T在最佳温度-T1内，则调用换气稳定温度的档位；若综合温度T在T1-T2之间，空调采用制热一档；若综合温度T在T2-T3之间，空调采用制热二档；若综合温度T低于T3，空调采用制热三档；若综合温度T在TZ-T4之间，空调采用制冷一档；若综合温度T在T4-T5之间，空调采用制热二档；若综合温度T高于T5，空调采用制热三档；如果综合温度从某一档位降低或者上升至下一档位，则空调负荷也随之改变到本档位对应的负荷状态；在此环节中，TZ、T1、T2、T3、T4、T5为生产时根据各地区实际情况决定。所述车载温控单元对车体内温度进行控制时：首先设定一个综合温度，综合温度表达式如下：T＝T0+ρI/α其中，T0为温度传感器检测到的车内的温度，ρ为汽车表面对太阳光辐射的吸收能力，λ为车体外表面对流换热系数；对于车体内空调最适宜的温度TZ，可按照以下计算公式计算：TZ＝20+0.5×(T-20)。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的一种车载智能温控系统，利用检测车体内温度变化以及车外光强变化的数据对室内温度进行调节，通过计算得出最终的等效温度来控制空调档位的变化。相对于其他的车载空调，本车载温控系统更加适合在温度变化大的地区投入使用，因为加入了车外光强的变化这一物理量的影响，从而可以预判车外温度是处于上升还是下降的趋势，从而可以在本来就检测出来的车内温度上加上车外温度对于车体的影响，提前使车体内温度进入下一阶段的最佳温度，采用这种方法可以节省一定的能量，并且对于温度的检测与预判能够有比较大的准确性，克服了不考虑车外温度对车内温度的影响的缺点，能够更加清洁的主动检测温度并调节温度。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1(a)为本专利技术车载智能温控系统的结构示意图；图1(b)为本专利技术车载智能温控系统中车载温控单元的结构示意图；图2为本专利技术车载智能温控系统的工作流程图；图3为本专利技术车载智能温控系统的控制电路的硬件原理图；图4为本专利技术中DC-DC斩波电路中Buck型降压电路的原理图；图5为本专利技术中车载智能温控系统的温度调节示意图；图6为本专利技术中车载智能温控系统的温度控制的电路图；图7为本专利技术中系统控制温度过程中四种模式转换示意图；图8为本专利技术中车载智能温控系统的结构图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：如图1(a)、图1(b)、图2和图3所示的一种车载智能温控系统，包括太阳能光伏板、太阳能控制器、DC-DC斩波电路、传感器单元和车载温控单元。太阳能光伏板与太阳能控制器相连接，太阳能控制器先与DC-DC斩波电路相连接再与蓄电池相连接。所述传感器单元将检测到数据信息传送给车载温控单元。太阳能光伏板将表面收集到的太阳能转换为电能储存在蓄电池或为负载供电，蓄电池存储或释放光伏电池的剩余电能。太阳能控制器通过调节汽车内的电控系统的工作状态控制太阳能光伏板输出最大电能。所述太阳能控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载智能温控系统，其特征在于包括：将表面收集到的太阳能转换为电能的太阳能光伏板，所述太阳能光伏板将收集到的电能储存在蓄电池或为负载供电，所述蓄电池存储或释放光伏电池的剩余电能；与所述太阳能光伏板相连接通过调节汽车内的电控系统的工作状态控制太阳能光伏板输出最大电能的太阳能控制器，所述太阳能控制器将太阳能电池板发出的直流电贮存在蓄电池中、对蓄电池进行过充过放保护，所述太阳能光伏板与蓄电池之间设置有DC‑DC斩波电路：所述DC‑DC斩波电路将太阳能光伏电池板产生的电能电压值调整到适应蓄电池或用于负载的电压值；该系统还包括：采集车载空调的温度信息、车体外光强度信息和每个时刻的太阳光入射角信息的传感器单元；接收所述传感器单元传送的数据信息对汽车内的温度进行实时调节和控制车载温控单元。

【技术特征摘要】
1.一种车载智能温控系统，其特征在于包括：将表面收集到的太阳能转换为电能的太阳能光伏板，所述太阳能光伏板将收集到的电能储存在蓄电池或为负载供电，所述蓄电池存储或释放光伏电池的剩余电能；与所述太阳能光伏板相连接通过调节汽车内的电控系统的工作状态控制太阳能光伏板输出最大电能的太阳能控制器，所述太阳能控制器将太阳能电池板发出的直流电贮存在蓄电池中、对蓄电池进行过充过放保护，所述太阳能光伏板与蓄电池之间设置有DC-DC斩波电路：所述DC-DC斩波电路将太阳能光伏电池板产生的电能电压值调整到适应蓄电池或用于负载的电压值；该系统还包括：采集车载空调的温度信息、车体外光强度信息和每个时刻的太阳光入射角信息的传感器单元；接收所述传感器单元传送的数据信息对汽车内的温度进行实时调节和控制车载温控单元。2.根据权利要求1所述的一种车载智能温控系统，其特征还在于：所述车载温控单元包括控制电路、制冷驱动电路和制冷装置，所述控制电路与所述制冷驱动电路相连接，所述制冷驱动电路与所述制冷装置相连接。3.根据权利要求2所述的一种车载智能温控系统，其特征还在于：所述传感器单元包括温度传感器、光强传感器和太阳入射角跟踪测量仪；所述太阳入射角跟踪测量仪检测每个时刻的太阳光入射角信息，所述车载温控单元接收太阳入射角跟踪测量仪检测到的太阳光入射角信息后绘制出太阳入射角随时间变化的α-t曲线，根据该曲线的斜率k值判断是哪个时刻，并将该斜率k输入至制冷驱动电路，所述制冷驱动电路调节空调制冷的控制参数。4.根据权利要求2所述的一种车载智能温控系统，其特征还在于：所述车载温控单元接收传感器单元传送的数据信息对车载温度进行调控时：当车内温度升高，车外光强增强，太阳光入射角增大，该状况符合车内温控基本要求，空调以最大制冷量开始制冷；当车内温度升高，车外光强...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙秋野，何雄男，蒋松辰，宋志伟，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21