CN201265931Y - 一种应用清洁能源的汽车空调控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用清洁能源的汽车空调控制装置，具体地说是涉及一种将汽车产生的热能、制动能收集转换及将太阳能转换成电能，再向汽车空调提供这些清洁能源的装置及其控制电路。本装置主要有收集和转换能量的部分，多部件联动的机械部分和电路控制部分，包括热能回收装置、能量回收型缓速器、太阳能发电板、电动机、发动机及控制电路中的部件。电动机和发动机通过皮带、皮带轮及电磁离合器与空调压缩机连接，驱动空调压缩机运行。本装置简单的控制电路为应用清洁能源提供了方便的操作，本装置为汽车空调提供综合的、充足的清洁能源，改善了汽车动力性，降低油耗、节省燃油费用开支、节能减排效果明显。

Description

一种应用清洁能源的汽车空调控制装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种应用清洁能源的汽车空调控制装置，具体地说是一种将汽车产生的热能、制动能回收并转换成电能，及将太阳能转换成电能，再向汽车空调提供这些清洁能源的装置及其控制电路。

背景技术

目前油价日益上涨，供油紧缺，油荒的危机日趋严重的之时，开展汽车节能技术，应用清洁能源已是时代迫切的需求和必然，现在汽车已快速进入大众日常生活，汽车内使用空调普遍能耗高，汽车空调开启后，压缩机明显消耗了汽车动力，使油耗增大了10％～15％，动力性减弱。在本实用新型之前，利用回收热能、制动能量发电、太阳能发电的装置已有很多人进行研究和采用，如在利用回收热能发电方面，有2006年12月28日由东风汽车集团股份有限公司申请的“利用汽车排气温度的温差发电装置”、“利用汽车水箱的水温实现温差发电装置”，申请号200620172707.1和200620172704.8，两技术是在汽车排气管和水箱的外壁上设有半导体热电材料，利用排气管和水箱的温度差发电，将电能经过DC/DC变换，输出稳定的15V电压向电池充电，为车辆提供电能，从而降低油耗节约能源；在制动能量回收方面，有如2007年4月28日西安交通大学申请的“利用新型汽车制动能量回收缓速器的制动发电方法及系统”申请号200710017763.7，该方法将缓速器制动装置安装在汽车变速箱和第一传动轴之间，可代替原车用发电机，缓速器制动装置上连接有电力变换装置，电力变换装置和负载相连，由缓速器制动装置将制动回收能量转化成电能并加以存储或利用；在利用太阳能发电方面，有更多的报道，如2005年2月25日黄海波等申请的“太阳能汽车空调”，申请号200520055133.5，该方法将太阳能发电板发出的电能通过一装设于汽车壳体原有的专用排风口处的排风扇及一负离子发生器实现汽车空调制冷的效果。上述技术不足之处在于只利用了回收的能量或太阳能中的单一的新能源，清洁能源在汽车上没有得到充分应用，或者是常有供能不足的情况，节能降耗综合效应不明显。影响清洁能源应用的因素有很多，其中，最主要的因素是对这些清洁能源的应用点的选择没有较好地解决，因此必须提供一个能方便应用清洁能源和方便操作的控制装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种应用清洁能源的汽车空调控制装置，能向汽车空调提供综合的、充足的清洁能源，达到方便控制操作，改善汽车动力性，并具有明显降低油耗、节能减排的效果。

本实用新型为了达到上述目的，提供一种应用清洁能源的汽车空调控制装置，主要有发动机(13)、收集和转换能量的部分，把多个能量转换的部件联动的机械部分和电路控制部分，收集和转换能量的部分，包括热能回收装置(1)、能量回收型缓速器(2)和太阳能发电板(3)；多部件联动的机械部分包括两个电磁离合器、四个皮带轮(14)、一号皮带(15)和二号皮带(16)，电动机通过皮带、皮带轮及一号电磁离合器(11)和压缩机(12)连接，发动机也通过皮带、皮带轮及二号电磁离合器(5)和压缩机连接；电路控制部分：由热能回收装置、能量回收型缓速器和太阳能发电板的输出端三者并联与充电和稳压电路(6)连接，充电和稳压电路再与电池E₁(7)及电动机(8)并联连接，电动机与电压传感器(4)并联，控制器(9)与电压传感器连接，控制器还与一号电磁离合器和二号电磁离合器连接，电池E₂(10)与一号电磁离合器、二号电磁离合器及控制器连接。

汽车，尤其公交客车为了使乘客有舒适的环境，安装车用空调已逐步普及，客车是用油量大户，迫切需要应用节能技术以节省运营开支，客车内空间宽敞，便于安装新增加的装置；公交客车发动机型号相对较大，热量源丰富；公交客车行驶过程车辆制动最为频繁，大部分客车已装有缓速器，只需将缓速器发热电路改为电力输出电路即可应用；客车车顶表面平整、面积较大，适宜安装太阳能发电机板；这些使公交客车具备了应用多种节能技术和清洁能源的条件，为推广清洁能源在汽车空调的应用创造了广阔的前景。

本实用新型一种应用清洁能源的汽车空调控制装置，所述的收集和转换能量的部分，就是可以收集并提供给汽车空调使用的清洁能源的器件，包括发动机热能回收装置(1)、能量回收型缓速器(2)和太阳能发电板(3)。

发动机热能回收装置是指在发动机的排气管外壁上设有半导体热电材料，利用排气管的高温与外界产生的温差发电，并将电能通过导线输出。此部件可选市售的成品。

能量回收型缓速器是指用于减速或刹车制动时提供阻力矩的装置，同时也能将制动能转化为电能并通过导线输出的装置，安装在传动轴与后桥之间，原理类似于直流发电机。此部件也可选市售的成品。

太阳能发电板其作用是将太阳能转换为电能，并以电能的形式输出能量的材料，安装于车顶或车身。此材料也可选市售的成品。

本实用新型多个部件联动的机械部分包括两个电磁离合器、四个皮带轮(14)、一号皮带(15)和二号皮带(16)，发动机通过皮带、皮带轮及二号电磁离合器(5)和压缩机(12)连接；本实用新型在装置中增设了一个电动机(8)、一号皮带、皮带轮和一号电磁离合器(11)，电动机通过一号皮带及一号电磁离合器与压缩机连接，用于驱动空调压缩机。

本实用新型电路控制部分：由热能回收装置(1)、能量回收型缓速器(2)和太阳能发电板(3)的输出端三者并联与充电和稳压电路(6)连接，充电和稳压电路再与电池E₁(7)及电动机(8)并联连接，电动机与电压传感器(4)并联，控制器(9)与电压传感器连接，控制器还与一号电磁离合器(11)和二号电磁离合器(5)连接，电池E₂(10)与与一号电磁离合器、二号电磁离合器及控制器连接。

本实用新型热能回收装置(1)、能量回收型缓速器(2)和太阳能发电板(3)都是将能量先转化为电能，再向电动机供能；或者先将电能储存于电池中，接着再向电动机放电，最后电动机再驱动空调压缩机。空调压缩机为汽车空调的主要耗能部件。

本实用新型中电池E₁(7)为本装置的专用电池，电池E2(10)为汽车上常用的原有电池。本实用新型中发动机热能回收装置(1)、能量回收型缓速器(2)和太阳能发电板(3)三者产生的电能通过充电和稳压电路(6)里的电池E₁并为其充电，同时也驱动电动机(8)，电池E₁不仅起稳压作用而且还起储存电能的作用，当产生的电能过剩或电压过高时，不仅能使电动机稳定在额定电压下工作，而且还能使过剩的电能储存在电池E₁里；当产生的电能不足或电压过低时，电池E₁可向电动机补偿电能，并使电动机在额定电压下工作。

将发动机热能回收装置(1)、能量回收型缓速器(2)和太阳能发电板(3)三者的输出端与充电和稳压电路(6)并联，三输出端向充电和稳压电路输送电能，充电和稳压电路向电池E₁(7)及电动机(8)分配和输送电能，电动机通过皮带及皮带轮向压缩机输送机械能，发动机也通过皮带及皮带轮向压缩机输送机械能，电压传感器(4)与电动机并联以采集电动机端电压，控制器(9)接收电压传感器输出的信号，控制器通过电路控制一号电磁离合器及二号电磁离合器的离合状态，电池E₂向控制器、一号电磁离合器和二号电磁离合器供电。

本实用新型中安装有电压传感器(4)，当电能充足时由电动机(8)驱动空调压缩机(12)，当电能不足时由发动机(13)驱动空调压缩机，电压的变化由电压传感器输出的信号，通过控制器(9)控制两个电磁离合器，完成电动机驱动压缩机模式与发动机驱动压缩机模式的切换。

本实用新型在控制电路中还设计了一个开关K，当天气冷了，空调及压缩机不需运作时，开关K断开，电磁离合器不受控制器控制，长期处于分离状态。

本实用新型向空调压缩机(12)提供的电能是由热能回收装置(1)、缓速器回收的制动能(2)、太阳能发电板(3)和发动机(13)中的一种或多种能量源转换的电能。

本实用新型具有如下优点：

1、本实用新型克服了目前汽车使用清洁能源单一、运用不充分、节能效果不佳等缺陷，充分利用汽车，尤其公交客车清洁能源的有利条件，把清洁能源应用于汽车空调，可大大降低汽车燃油费开支。

2、本实用新型设计的控制电路简单，成本低，操作便利。

3、本实用新型向汽车空调提供多种清洁能源，节能、降耗、减排效果显著，为环保作贡献。

附图说明

本实用新型用附图作进一步说明：

图1为本实用新型一种应用清洁能源的汽车空调控制装置的控制电路简图。图中(1)为热能回收装置，(2)为能量回收型缓速器，(3)为太阳能发电板，(4)为电压传感器，(5)为二号电磁离合器，(6)为充电和稳压电路，(7)为电池E₁，(8)为电动机，(9)为控制器，(10)为电池E₂，(11)为一号电磁离合器。

图2为本实用新型一种应用清洁能源的汽车空调控制装置的机械部分示意图。图中(12)为压缩机，(13)为发动机，(14)为皮带轮，(15)为一号皮带，(16)为二号皮带。

具体实施方式

实施例1：改造旧的公交客车，在旧的公交客车上加装本实用新型一种应用清洁能源的汽车空调控制装置，如图1和图2，安装发动机热能回收装置(1)和能量回收型缓速器(2)，在客车顶上安装太阳能发电板(3)，作为三个电能发生源，先在三个输出端分别串联一个二极管，以防止电路中的电流回流影响本装置的功能。再将三个输出端并联起来，使它们产生的电能再通过充电和稳压电路(6)给电池E₁(7)充电，同时也驱动电动机，电池E₁不仅起稳压作用而且还起储存电能的作用，当产生的电能过剩或电压过高时，不仅能使电动机在额定电压下工作，而且还能使过剩的电能储存在电池E₁里；当产生的电能不足或电压过低时，电池E₁可向电动机补偿电能，并使电动机在额定电压下工作。

实施例2：本实用新型一种应用清洁能源的汽车空调控制装置，所述的控制电路如图1所示，多部件联动的机械部分如图2。本实用新型与现有的汽车空调压缩机相比，在多部件联动的机械部分的配置是不同的。现有的汽车空调压缩机由发动机驱动的，发动机通过皮带及皮带轮单独带动，并且在空调压缩机上只有一个电磁离合器。当电磁离合器处于分离状态，皮带及皮带轮都是空转；当电磁离合器处于接合状态，空调压缩机才会被带动。本实用新型为空调压缩机新增加了一号电磁离合器(11)、皮带轮和皮带，当一号电磁离合器接合，二号电磁离合器(5)分离时，则是由电动机单独带动空调压缩机；当一号电磁离合器分离，二号电磁离合器接合时，则是由发动机单独带动空调压缩机。

实施例3：在新的公交客车上安装本实用新型一种应用清洁能源的汽车空调控制装置，如图1和图2，安装发动机热能回收装置(1)和能量回收型缓速器(2)，在客车顶上安装太阳能发电板(3)，当三个电能发生源向电动机两端供电，供电电压至达到额定电压时，电压传感器(4)将电压信号输入控制器，控制器再向一号电磁离合器(11)通电，二号电磁离合器(5)断电，从而使一号电磁离合器接合，二号电磁离合器分离，实现了由电动机单独带动空调压缩机；当电动机两端的电压低于额定电压时，电压传感器将此电压信号输入控制器，控制器再向二号电磁离合器通电，一号电磁离合器断电，从而使二号电磁离合器接合，一号电磁离合器分离，实现了发动机单独带动空调压缩机。

本实用新型采用回收热能和制动能以及太阳能转换成电能，为汽车空调提供清洁能源，达到了改善汽车动力性、降低油耗、节省燃油费用开支、节能减排的效果，为环保作出贡献。

Claims (4)

1、一种应用清洁能源的汽车空调控制装置，主要有发动机、收集和转换能量的部分，把多个能量转换的部件联动的机械部分和电路控制部分，其特征在于：收集和转换能量的部分，包括热能回收装置、能量回收型缓速器和太阳能发电板；多部件联动的机械部分包括两个电磁离合器、四个皮带轮、一号皮带和二号皮带，电动机通过皮带、皮带轮及一号电磁离合器和压缩机连接，发动机也通过皮带、皮带轮及二号电磁离合器和压缩机连接；电路控制部分：由热能回收装置、能量回收型缓速器和太阳能发电板的输出端三者并联与充电和稳压电路连接，充电和稳压电路再与电池E₁及电动机并联连接，电动机与电压传感器并联，控制器与电压传感器连接，控制器还与一号电磁离合器和二号电磁离合器连接，电池E₂与一号电磁离合器、二号电磁离合器及控制器连接。

2、根据权利要求1所述的应用清洁能源的汽车空调控制装置，其特征在于装置中增设了一个电动机、皮带、皮带轮和一号电磁离合器，电动机通过皮带及一号电磁离合器与压缩机连接，用于驱动空调压缩机。

3、根据权利要求1所述的应用清洁能源的汽车空调控制装置，其特征在于当电能充足时由电动机驱动空调压缩机，当电能不足时由发动机驱动空调压缩机，电压的变化由电压传感器输出的信号，通过控制器控制两个电磁离合器，完成电动机驱动压缩机模式与发动机驱动压缩机模式的切换。

4、根据权利要求1所述的应用清洁能源的汽车空调控制装置，其特征在于向空调压缩机提供的电能是热能回收装置、缓速器回收的制动能、太阳能发电板和发动机中的一种或多种能量源转换的电能。

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