基于温室效应辅助发电的车内温度控制系统技术方案

基于温室效应辅助发电的车内温度控制系统，包括风扇、蓄电池、控制器、DC/DC电路、进风口、出风口、制冷装置，光伏电池等。温差发电片与光伏发电模块连接蓄电池，温差发电片通过DC/DC电路连接直流母线为制冷装置和风扇供电；控制器分别连接制冷装置、风扇、蓄电池、温差发电片、光伏电池，温度检测模块连接控制器，由控制器集中控制。本设计利用温差发电片发电与光伏发电辅助发电，为车内温度控制装置提供电能；由汽车外循环空气冷却装置和电辅助制冷的控温冷却方式降低车内温度，由温度传感器实时检测车内温度变化。本设计科学简单、成本低、效果好，避免车内用品长期处于高温环境中，延长设备使用寿命，无油耗，无排放，实现车内温度自动控制。

Vehicle Temperature Control System Based on Greenhouse Effect Auxiliary Power Generation

Vehicle temperature control system based on greenhouse effect auxiliary power generation includes fan, battery, controller, DC/DC circuit, air inlet, air outlet, refrigeration device, photovoltaic battery and so on. Temperature difference generator and photovoltaic module are connected with batteries. Temperature difference generator is connected with DC bus through DC/DC circuit to supply power for refrigeration device and fan. Controller is connected with refrigeration device, fan, storage battery, temperature difference generator and photovoltaic battery respectively. Temperature detection module is connected with controller, which is centralized controlled by controller. This design uses thermoelectric and photovoltaic power generation as auxiliary power generation to provide electric energy for the temperature control device in the car; the temperature control cooling mode of the automobile external circulation air cooling device and the electric auxiliary refrigeration reduces the temperature in the car, and the temperature sensor detects the temperature change in the car in real time. The design is scientific, simple, low cost, good effect, to avoid the long-term high temperature environment of car interiors, prolong the service life of equipment, no fuel consumption, no emissions, and realize the automatic control of car interior temperature.

【技术实现步骤摘要】
基于温室效应辅助发电的车内温度控制系统
本技术涉及车内温度控制系统，特别是一种应用于中低档私家轿车的车内温度控制系统。
技术介绍
目前，针对受阳光直射导致车内温度急剧升高的问题，在数量庞大的中低档轿车中仍然没有切实有效的解决方法。为了降低停车后或开车前的车内温度，驾驶员除了寻找阴凉的停车位置以外，通常采用的解决方法有以下两种：第一，停车后，车窗半开，实现车内外空气对流，破坏温室效应产生的条件以降低车内温度；第二，开车前，启动车内空调压缩机制冷。虽然开车前有效地降低了车内温度，但在消耗了一定油量的同时并没有解决长期处于高温下的车内设备的现状。汽车室内温度的高低情况直接影响汽车驾驶的舒适度，并影响驾驶员的正常驾驶及车内所有乘员的舒适感，在心理和生理上对乘员形成不可忽视的影响；在温度较高的情况下还会威胁人体正常生理调节，甚至导致车内人员窒息。车内长期高温将大大增加汽车发生自燃的几率还将严重影响车内器件的使用寿命，并且汽车室内设备在此高温环境情况下会产生有毒有害气体危害车内人员健康。因此，采用科学简单、成本低、效果好的方法来有效地降低车内温度，避免车内用品长期处于高温环境中，延长设备使用寿命，节约油耗，无排放，提供一种车内温度控制系统，以满足大规模中低档轿车的市场需求意义重大。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，针对日光照射下汽车室内温度升高问题，提供一种基于温室效应辅助发电的车内温度控制系统，实现车内温度自动控制，实现无需开车窗、无需车内电瓶供电。节约油量消耗，并延长车内设备使用寿命。本技术的技术方案是，基于温室效应发电的车内温度控制系统，包括风扇、蓄电池、制冷装置，温差发电片与光伏发电模块连接蓄电池，蓄电池向制冷装置和风扇供电，控制器分别连接制冷装置、风扇、蓄电池、温差发电片、光伏发电模块，温度检测模块连接控制器，由控制器实现集中控制。本专利技术是利用温室效应引起的车内温度升高所增加的能量发电，结合光伏发电装置辅助发电，为车内温度控制装置提供电能；由蓄电池将多余电能储存，由汽车外循环空气冷却装置和电辅助制冷装置相结合的温度控制冷却方式降低车内温度，由车内温度检测系统实时检测车内温度变化。温差发电片布置在汽车外循环热气排放端和散热器中间，温差发电片分为高温面与低温面，利用温差发电片将车内温室效应所积累的能量转换为电能送到直流母线上，为制冷装置供电。光伏发电模块的结构是光伏电池连接DC/DC电路，采用STM32芯片为主控芯片，变流器采用BUCK降压斩波电路拓扑结构，光伏电池出口接有电流检测和电压检测模块。制冷装置的结构是，制冷片、出口风机、进口风机分别串接一个三极管、电阻，再并接直流母线电路，用STM32芯片控制三极管PNP9012对进、出口风机和制冷片导通或关断。蓄电池的电路结构是，二极管D1连接开关管V1，二极管D2连接开关管V2的两端，锂电池与电容C2并联后，正极端串接电感L1与二极管D1接入直流母线正极，负极端与D2并联接入直流母线负极，母线端有电容C1。本技术的积极效果是，由温室效应发电系统和光伏发电系统为系统提供电能，由储能系统将多余电能储存，由汽车外循环空气冷却系统和电辅助制冷系统降低车内温度，由车内温度检测系统实时检测车内温度变化，所有系统由温度控制系统集中控制。实现了车内温度控制，达到降低车内温度，无油耗，零排放；延长车内设备使用寿命的目的。避免车内设备长期处于高温环境中挥发有毒有害气体或发生自燃的风险，方法科学合理，装置成本低，易实现对现有轿车进行技术改造升级。附图说明图1是本技术的系统结构图;图2是本技术温室效应发电系统电路图;图3是本技术储能系统电路图;图4是本技术制冷装置电路图;图5是光伏发电系统电路图；图6是温度控制器和温度传感器电路图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1是本技术的系统结构图。基于温室效应发电的车内温度控制系统，包括风扇、蓄电池、制冷装置，温差发电片与光伏发电模块连接蓄电池，蓄电池向制冷装置和风扇供电，控制器分别连接制冷装置、风扇、蓄电池、温差发电片、光伏发电模块，温度检测模块连接控制器，由控制器实现集中控制。图2所示是温室效应发电系统电路图。在封闭式透光环境内，受阳光照射后车内温度远高于车外环境温度，形成内外环境温差。利用温差发电片将温室效应所积累的热能转换为电能送到直流母线上，为制冷装置供电，并为蓄电池充电。温差发电片分为高温面及低温面，将温差发电片布置在汽车外循环热气排放端和散热器中间，最终实现温差发电和温室效应所积累的能量回收效果。图3所示是本技术储能系统电路图。储能系统采用双向DC/DC变换器采用非隔离型的Buck-Boost拓扑结构。储能系统中，C1是母线端的电容，开关管V1、V2均采用MOSFET，D1、D2分别作为充电模式下和放电模式下的续流二极管，电感Ll是用来储存能量的，C1是储能电池组侧的滤波电容，C2是锂电池两侧的滤波电容，Vbat是锂电池侧端电压。Buck-Boost双向DC-DC变换器的工作模式主要有以下三种：（1）充电模式：在这个工作模式当中，蓄电池处于充电状态。这种模式下开关管V2始终处于关断状态。在开关管V1处于导通状态的时候，两处的二极管因为承受逆向电压处于关断状态，Vdc端这个时候会给Vbat端充电，在给蓄电池充电的同时会给电感L1储存能量；在V1关断的时候，电感释放的电流会经过二极管D2形成续流回路，这个时候给Vbat端充电，电容C2的功能有两个，第一个是进行滤波，第二用来维持Vbat两端电压的稳定；（2）放电模式：在升压模式下，Vbat端处于放电状态。在这种模式下开关管V1始终保持在关断的状态，在开关管V2处于导通状态的时候，Vbat端会充电储能能量到电感L1；在开关管V2处于关断状态的时候，Vbat端和电感L1一起给Vdc端充电。电容C1的功能有两个，第一个是进行滤波，第二用来维持Vdc两端电压的稳定；（3）关机模式：在关机模式下，V1与V2同时处于保持关断的状态，系统停止工作，蓄电池两端既不充电也不放电。图4是本技术制冷系统电路图。U_pcc是通过温差发电片提供电能，受温度的影响，U_pcc发出的电能供给风机和制冷片。即通过进、出口风机以及制冷片构成汽车外循环空气冷却技术和电辅助制冷技术相结合，用STM32单片机控制PNP9012三极管对进出口风机和制冷片进行控制导通与关断来维持车内温度。图5是光伏发电系统电路图。系统采用STM32芯片作为主控芯片，变流器采用BUCK降压斩波电路拓扑结构，光伏电池出口接有电流检测和电压检测模块，通过实时数据处理实现光伏电池组输出功率最大化，提高光伏电池的发电效率。图6是温度控制器和温度传感器电路图。DS18B20温度传感器采用单总线的接口方式与微处理器连接时仅需要一条口线，即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。单总线具有经济性好，抗干扰能力强，适合于恶劣环境的现场温度测量，使用方便等优点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。本专利技术在车内外各放置一个温度传感器，通过STM32单片机进行数据处理，选择此时该外循环制冷还是电辅助制冷，并在OLED液晶上显示车内外温差。主控芯片S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于温室效应辅助发电的车内温度控制系统，包括风扇、蓄电池、控制器、DC/DC电路、进风口、出风口、制冷装置、光伏电池，其特征在于，温差发电片、光伏电池、蓄电池连接DC/DC电路，DC/DC电路连接直流母线向制冷装置和风扇供电；控制器分别连接制冷装置、风扇、蓄电池、温差发电片、光伏电池，温度检测模块连接控制器，由控制器集中控制；温度检测模块由温度传感器、控制器构成。

【技术特征摘要】
1.基于温室效应辅助发电的车内温度控制系统，包括风扇、蓄电池、控制器、DC/DC电路、进风口、出风口、制冷装置、光伏电池，其特征在于，温差发电片、光伏电池、蓄电池连接DC/DC电路，DC/DC电路连接直流母线向制冷装置和风扇供电；控制器分别连接制冷装置、风扇、蓄电池、温差发电片、光伏电池，温度检测模块连接控制器，由控制器集中控制；温度检测模块由温度传感器、控制器构成。2.根据权利要求1所述的车内温度控制系统，其特征是，温差发电片布置在汽车外循环热气排放端和散热器中间，温差发电片分为高温面与低温面，温差发电片将车内温室效应所积累的能量转换为电能送到直流母线上，为制冷装置供电，并为蓄电池充电。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘白杨，刘梦婷，李冬，王龙，余孝阳，张开炬，
申请(专利权)人：邵阳学院，
类型：新型
国别省市：湖南,43