專利名稱：車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)及其控制方法，更具體來(lái)說(shuō)，涉及 一種具有以下特性的車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)及其控制方法在該太陽(yáng)能電 池系統(tǒng)中，根據(jù)電能來(lái)為變壓設(shè)備和恒壓設(shè)備選擇性地分配電能而不改 變電壓，即使當(dāng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能的變化很大時(shí)也是如此，由此提 高了能量效率并切由于不使用電壓轉(zhuǎn)換器而減少了部件的數(shù)量，在該太 陽(yáng)能電池系統(tǒng)中，始終使用輔助電池來(lái)驅(qū)動(dòng)恒壓設(shè)備，即使當(dāng)太陽(yáng)能電 池產(chǎn)生的電壓低時(shí)也是如此，由此最大化了太陽(yáng)能電池電能的實(shí)際使用 率并且還防止了由于太陽(yáng)能電池的電壓變化而造成的對(duì)裝置的損害，并 且在該太陽(yáng)能電池系統(tǒng)中，太陽(yáng)能電池和車輛主電池的剩余電能被用來(lái) 為輔助電池充電，由此延長(zhǎng)了系統(tǒng)的工作時(shí)間并提高了系統(tǒng)的容量。
背景技術(shù)：
總體上來(lái)看，電子設(shè)備的發(fā)展使得使用車輛內(nèi)的電力的車用產(chǎn)品的 數(shù)量逐漸增加，由此使電能的消耗也增大了。
在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)用安裝在車輛內(nèi)的主電池來(lái)啟動(dòng)車輛時(shí)，使用該 主電池的電能。啟動(dòng)之后，連接到引擎的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能來(lái)為主電池充 電，從而將電能提供給各個(gè)電子產(chǎn)品/部件。在這種情況中，所產(chǎn)生的電 能是有限的。因此，如果使用了很多電子產(chǎn)品(空調(diào)的風(fēng)扇、座椅^調(diào) 的風(fēng)扇、空氣清新器、離子生成器、氧氣生成器、空調(diào)和加熱裝備、制 冷器和制暖器、各種AV設(shè)備等)，則所存在的缺點(diǎn)在于車輛的輸出會(huì) 降低、燃料消耗會(huì)增加，并且過(guò)度的負(fù)載會(huì)施加到車輛和主電池上。當(dāng) 主電池放電時(shí)，沒有防止這種放電的解決方案。
此外，還存在大量問(wèn)題當(dāng)車輛未啟動(dòng)時(shí)，不能使用各種電子產(chǎn)品， 因?yàn)橹麟姵氐碾娔苁怯邢薜摹?br> 5為了解決這些問(wèn)題，己經(jīng)幵發(fā)出了釆用太陽(yáng)能電池的技術(shù)。其中，
在美國(guó)專利No.6，439,658中，太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)被附著在太陽(yáng)能車頂上， 并且通風(fēng)扇被安裝在車輛座椅內(nèi)。在車輛停放時(shí)，使用該太陽(yáng)能電池結(jié) 構(gòu)所產(chǎn)生的電能來(lái)為座椅通風(fēng)，以降低座椅的溫度。座椅的通風(fēng)扇由控 制器來(lái)控制。使用座椅的溫度傳感器來(lái)驅(qū)動(dòng)這些風(fēng)扇以降低座椅的溫度。 此外，當(dāng)存在剩余電能時(shí)，向車輛鼓風(fēng)機(jī)提供電能來(lái)為車輛內(nèi)部通風(fēng)。
此外，在美國(guó)專利No.6，290,593中，當(dāng)車輛引擎停止時(shí)，太陽(yáng)能電 池所產(chǎn)生的電能被提供給車輛的通風(fēng)扇，或者用來(lái)為車輛的電池充電。 此外，使用者通過(guò)使用手動(dòng)操作的開關(guān)來(lái)使用太陽(yáng)能電池所產(chǎn)生的電能 為車輛通風(fēng)或者為電池充電
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題
然而，因?yàn)樘?yáng)能電池中出現(xiàn)的能量變化非常大，所以現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn) 題在于，必須使用DC/DC轉(zhuǎn)換器來(lái)控制電壓，以操作車輛中安裝的數(shù)個(gè) 耗能設(shè)備。因此，問(wèn)題在于，通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換會(huì)增加花費(fèi)并且降低能量效率。
此外，因?yàn)樘?yáng)能電池系統(tǒng)產(chǎn)生的電壓低，所以該電壓無(wú)法用來(lái)驅(qū) 動(dòng)大容量設(shè)備或其他功能設(shè)備。此外，因?yàn)樘?yáng)能電池產(chǎn)生的電壓低， 所以還造成以下問(wèn)題，當(dāng)電壓由于太陽(yáng)光的移動(dòng)而變化時(shí)，對(duì)電壓敏感 的設(shè)備會(huì)受到損害，或者設(shè)備的壽命會(huì)縮短。
此外，還造成以下的問(wèn)題，在車輛引擎啟動(dòng)之后，太陽(yáng)能電池的實(shí) 際使用非常困難，并且因?yàn)樘?yáng)能電池產(chǎn)生的能量太小，所以諸如必要 的空調(diào)和通風(fēng)這樣的功能無(wú)法充分實(shí)現(xiàn)。
因此，考慮現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題而提出了本發(fā)明，本發(fā)明的 目標(biāo)是提供具有以下特性的車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)及其控制方法在該太 陽(yáng)能電池系統(tǒng)中，根據(jù)電能來(lái)為變壓設(shè)備和恒壓設(shè)備選擇性地分配電能 而不改變電壓，即使當(dāng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能的變化很大時(shí)也是如此， 由此提高了能量效率并且由于不使用電壓轉(zhuǎn)換器而減少了部件的數(shù)量， 在該太陽(yáng)能電池系統(tǒng)中，始終用輔助電池來(lái)驅(qū)動(dòng)恒壓設(shè)備，即使當(dāng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電壓低時(shí)也是如此，由此最大化了太陽(yáng)能電池電能的實(shí)際 使用率并且還防止了由于太陽(yáng)能電池的電壓變化而造成的對(duì)裝置的損 害，并且在該太陽(yáng)能電池系統(tǒng)中，太陽(yáng)能電池和車輛主電池的剩余電能被 用來(lái)為輔助電池充電，由此延長(zhǎng)了系統(tǒng)的工作時(shí)間并提高了系統(tǒng)的容量。 技術(shù)方案
為了達(dá)到上述目標(biāo)，本發(fā)明包括安裝在車內(nèi)的太陽(yáng)能電池，所述 太陽(yáng)能電池被設(shè)置用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，并產(chǎn)生電能；車輛主電池，
其通過(guò)第一開關(guān)連接到所述太陽(yáng)能電池；輔助電池，其通過(guò)第二開關(guān)連
接到所述太陽(yáng)能電池，還通過(guò)所述第一開關(guān)與所述第二開關(guān)連接到所述 車輛主電池，所述輔助電池被設(shè)置用于存儲(chǔ)所述太陽(yáng)能電池或所述車輛
主電池的剩余電能；變壓設(shè)備，其通過(guò)第三開關(guān)連接到所述太陽(yáng)能電池， 還通過(guò)所述第一開關(guān)與所述第三開關(guān)連接到所述車輛主電池，其中，即 使電壓變化時(shí)，所述變壓設(shè)備也可以工作；恒壓設(shè)備，其通過(guò)操作開關(guān) 連接到所述輔助電池，并且被設(shè)置用于要求恒定的電壓；以及能量分配 裝置，其被設(shè)置用于根據(jù)所述太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能的量來(lái)控制所述第 一開關(guān)、所述第二開關(guān)和所述第三開關(guān)，并選擇性地分配所述電能。
本發(fā)明包括第一步驟Sl，將太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的電壓VI與第一 設(shè)定值進(jìn)行相互比較；第二步驟S2，如果作為第一步驟S1的比較結(jié)果， 太陽(yáng)能電池1的電壓VI大于所述第一設(shè)定值，則通過(guò)接通第二開關(guān)7來(lái) 為輔助電池2充電；第三步驟S3，如果作為第一步驟S1的比較結(jié)果，太 陽(yáng)能電池1的電壓VI小于所述第一設(shè)定值，則通過(guò)接通第三開關(guān)8和第 四開關(guān)9來(lái)驅(qū)動(dòng)所變壓設(shè)備20;第四步驟S4，在執(zhí)行了第二步驟S2之 后，將輔助電池2的電壓V2與第二設(shè)定值進(jìn)行相互比較；以及第五步驟 S5，如果作為第四步驟S4的比較結(jié)果，輔助電池2的電壓V2大于所述 第二設(shè)定值，則通過(guò)接通操作開關(guān)11、 12和13來(lái)驅(qū)動(dòng)恒壓設(shè)備10。
有益效果
當(dāng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能的變化很大時(shí)，可以根據(jù)該電能在不改變 電壓的情況下選擇性地為變壓設(shè)備和恒壓設(shè)備分配電能。由此，可以提 高能量效率、由于不使用電壓轉(zhuǎn)換器而減少了部件的數(shù)量，并且可以降低能量轉(zhuǎn)換損失。
此外，太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能還被用于車輛的通風(fēng)、空氣凈化、制 冷與制暖以及便捷設(shè)備。因此，可以在駕駛員駕駛車輛時(shí)為其提供受控 的環(huán)境。因此，本發(fā)明可以滿足駕駛員對(duì)使用便捷設(shè)備的要求，并且可 以提供舒適的內(nèi)部環(huán)境。
此外，當(dāng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電壓低或者當(dāng)電壓或電能由于太陽(yáng)光的 強(qiáng)度變化而變化時(shí)，可以使用輔助電池來(lái)使諸如空氣清新器這樣的恒壓
設(shè)備一直工作。因此，可以最大化太陽(yáng)能電池的能量利用，并且nj以防 止由于電壓變化而造成的對(duì)設(shè)備的損害。
此外，還可以使用來(lái)自車輛引擎和車輛主電池的車輛剩余電能和太 陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能來(lái)為輔助電池充電。因此，可以延長(zhǎng)系統(tǒng)的工作時(shí) 間并且提高系統(tǒng)的容量，因此，即使在引擎停止之后，也可以驅(qū)動(dòng)數(shù)個(gè) 設(shè)備以及大容量設(shè)備。因此，可以提高車輛的通風(fēng)、空氣凈化、制冷與 制暖以及便捷設(shè)備的開工率(workingratio)。
此外，太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能還可以用來(lái)在緊急情況下為車輛主電 池充電。因此，可以提高車輛的可靠性。


從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中可以更完整地理解本發(fā)明的進(jìn)一歩f 1
標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)，附圖中
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)；
圖2是圖示了根據(jù)本發(fā)明的控制車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)的方法的流程
圖；而
圖3是圖示了將根據(jù)本發(fā)明的車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)安裝在車輛中的 狀態(tài)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明。
省略了對(duì)和現(xiàn)有技術(shù)相同的結(jié)構(gòu)和操作的重復(fù)性描述。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。圖2是 圖示了根據(jù)本發(fā)明的控制車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)的方法的流程圖。圖3是圖 示了將根據(jù)本發(fā)明的車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)安裝在車輛中的狀態(tài)的示意圖。
如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池l、車 輛主電池3、輔助電池2、變壓設(shè)備20、恒壓設(shè)備10以及能量分配裝置5。
首先，太陽(yáng)能電池1被安裝在車頂、車蓋等位置。太陽(yáng)能電池1將 施加到車輛外部的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，并產(chǎn)生電能。此外，在太陽(yáng)能電
池1的一側(cè)放置了用于防止電流逆流(reversal)的二極管la。
當(dāng)車輛啟動(dòng)時(shí)，車輛主電池3向車輛提供電能。車輛啟動(dòng)之后，用 連接到引擎的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能來(lái)為車輛主電池3充電，車輛主電池3 還用來(lái)向各種電子產(chǎn)品/部件供應(yīng)電能。
該車輛主電池3通過(guò)第一幵關(guān)6連接到太陽(yáng)能電池1。
此外，輔助電池2通過(guò)第二開關(guān)7連接到太陽(yáng)能電池1，還通過(guò)第 一開關(guān)6與第二開關(guān)7連接到車輛主電池3。輔助電池2存儲(chǔ)(充入)太 陽(yáng)能電池1或車輛主電池3的剩余電能。
艮P，當(dāng)太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的電壓VI高于可以對(duì)輔助電池2充電的最 小電壓(約12V)時(shí)，第二開關(guān)7接通，從而用從太陽(yáng)能電池1接收到 的電能來(lái)為輔助電池2充電。當(dāng)太陽(yáng)能電池1的電壓VI低于所述最小電 壓時(shí)，第二開關(guān)7斷開，從而輔助電池2到太陽(yáng)能電池1的連接被切斷。 這里，當(dāng)為輔助電池2充電的電壓V2高于可以驅(qū)動(dòng)稍后將描述的恒壓設(shè) 備10的最小電壓(約IOV或更高)時(shí)，電壓V2驅(qū)動(dòng)該恒壓設(shè)備10。
此外，當(dāng)車輛主電池3的充電量充足時(shí)(例如引擎啟動(dòng)的情況下)， 第一和第二開關(guān)6、 7接通，從而車輛主電池3的剩余電能被用來(lái)為輔助 電池2充電或驅(qū)動(dòng)其他設(shè)備。
此外，恒壓設(shè)備10通過(guò)操作開關(guān)11、 12和13連接到輔助電池2。 恒壓設(shè)備10是要求恒定電壓的設(shè)備，可以包括例如空氣清新器、離子生 成器、氧氣生成器、熱線、便捷設(shè)備等。
恒壓設(shè)備10分別通過(guò)獨(dú)立的操作開關(guān)11、 12和13連接到輔助電池 2。盡管圖中示出的是空氣清新器和離子生成器通過(guò)第一操作開關(guān)11連接到輔助電池2,氧氣生成器通過(guò)第二操作開關(guān)12連接到輔助電池2， 而熱線和便捷設(shè)備通過(guò)第三操作開關(guān)連接到輔助電池2，但是上述實(shí)施例 僅是說(shuō)明性的，可以進(jìn)行多種修改。
同時(shí)，恒壓設(shè)備10僅在被供應(yīng)恒定電壓時(shí)才被驅(qū)動(dòng)。因此，當(dāng)為輔 助電池2充電的電壓V2高于可以驅(qū)動(dòng)恒壓設(shè)備10的最小電壓或更大電 壓時(shí)，第一、第二和第三操作開關(guān)ll、 12和13被選擇性地接通和驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)引擎工作時(shí)，不僅通過(guò)太陽(yáng)能電池1，還通過(guò)車輛主電池3來(lái)為 輔助電池2充電，因此其始終保持充分充電的狀態(tài)。因此，引擎停止或 車輛停放時(shí)，諸如空氣清新器這樣的恒壓設(shè)備10可以一直工作。因此， 可以在駕駛員駕駛車輛時(shí)向其提供舒適的環(huán)境。
此外，變壓設(shè)備20通過(guò)第三開關(guān)8連接到太陽(yáng)能電池1，還通過(guò)第 一開關(guān)6與第三開關(guān)8連接到車輛主電池3。變壓設(shè)備20對(duì)電壓不敏感，
即使向其提供諸如低電壓和高電壓這樣的不規(guī)則電壓，也可以正常驅(qū)動(dòng) 它們。變壓設(shè)備20可以包括空調(diào)用鼓風(fēng)機(jī)和座椅用鼓風(fēng)機(jī)中的至少--個(gè)。
同時(shí)，當(dāng)變壓設(shè)備20包括空調(diào)用鼓風(fēng)機(jī)和座椅用鼓風(fēng)機(jī)時(shí)，空調(diào)川 鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)第三開關(guān)8連接到太陽(yáng)能電池1,還通過(guò)第一開關(guān)6與第二丌 關(guān)8連接到車輛主電池3。座椅用鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)第四開關(guān)9連接到太陽(yáng)能電 池l，還通過(guò)第一開關(guān)6與第四開關(guān)9連接到車輛主電池3。
即使在低壓下，這些變壓設(shè)備20也可以被驅(qū)動(dòng)。因此，當(dāng)太陽(yáng)能電 池1的電壓VI低于可以為輔助電池2充電的最小電壓時(shí)，可以通過(guò)斷開 第二開關(guān)7而接通第三和第四開關(guān)8、 9來(lái)驅(qū)動(dòng)變壓設(shè)備20。
此外，當(dāng)車輛主電池3的電量足夠并且車輛主電池3具有足夠高的 電壓時(shí)，可以為輔助電池2充電，并且還可以驅(qū)動(dòng)諸如鼓風(fēng)機(jī)這樣的隨 著接通第一、第三和第四開關(guān)6、 8和9增加級(jí)數(shù)(stage)而消耗更多能 量的變壓設(shè)備20。
此外，能量分配裝置5根據(jù)太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的電能的量來(lái)控制第 一到第四開關(guān)6、 7、 8和9，以選擇性地將電能分配給變壓設(shè)備20和恒 壓設(shè)備10。
艮P，如上所述，當(dāng)太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的電壓V1高于可以為輔助電池2充電的最小電壓時(shí)，能量分配裝置5為輔助電池2充電，還通過(guò)接通第二開關(guān)7并斷開第三和第四開關(guān)8、 9，來(lái)驅(qū)動(dòng)通過(guò)操作開關(guān)11、 12和13連接到輔助電池2的恒壓設(shè)備10。當(dāng)太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的電壓VI低于可以為輔助電池2充電的最小電壓時(shí)，能量分配裝置5通過(guò)斷開第二開關(guān)7而接通第三和第四開關(guān)8、 9來(lái)驅(qū)動(dòng)變壓設(shè)備20。
此外，當(dāng)車輛主電池3的電量充足時(shí)，無(wú)論引擎工作或停止，能量分配裝置5都通過(guò)接通第一和第二開關(guān)6、 7來(lái)使用剩余電能為輔助電池2充電，或者通過(guò)接通第一、第三和第四開關(guān)6、 8和9來(lái)甚至驅(qū)動(dòng)消耗相對(duì)較多能量的變壓設(shè)備20。
同時(shí)，當(dāng)車輛主電池3的電壓V3小于放電電壓限值時(shí)，能量分配裝置5通過(guò)接通第一開關(guān)6而斷開第二、第三和第四開關(guān)7、 8和9來(lái)使用太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的電能為車輛主電池3充電。因此，通過(guò)車輛主電池3的充電功能，可以提高車輛在緊急情況下的可靠性、可以減小發(fā)電機(jī)的負(fù)載，并且可以提高燃料效率。
后文中，參照?qǐng)D2來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明對(duì)上面構(gòu)建的車用太陽(yáng)能系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法。
首先，執(zhí)行第一步驟S1，即，將太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的電壓VI與第一設(shè)定值進(jìn)行相互比較。
如果作為第一步驟S1的比較結(jié)果，太陽(yáng)能電池1的電壓VI大于第一設(shè)定值，則執(zhí)行第二步驟S2，即，將第二開關(guān)7接通從而為輔助電池2充電。如果作為第一步驟Sl的比較結(jié)果，太陽(yáng)能電池1的電壓VI小于第一設(shè)定值，則執(zhí)行第三步驟S3，即，將第三和第四開關(guān)8、 9接通從而驅(qū)動(dòng)變壓設(shè)備20。
第一設(shè)定值是可以為輔助電池2充電的最小值(約12V)。
如上所述，能量分配裝置5根據(jù)太陽(yáng)能電池1的電壓來(lái)確定將電能分配給誰(shuí)。這里，當(dāng)太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的電壓VI大于可以為輔助電池2充電的最小電壓時(shí)，能量分配裝置5為輔助電池2充電，還通過(guò)接通第二開關(guān)7并斷開第三和第四開關(guān)8、 9，來(lái)使用輔助電池2驅(qū)動(dòng)恒壓設(shè)備10。當(dāng)太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的電壓VI小于可以為輔助電池2充電的最小電壓時(shí)，能量分配裝置5通過(guò)斷開第二開關(guān)7并接通第三和第四開關(guān)8、 9，來(lái)驅(qū)動(dòng)對(duì)電壓不敏感且可以在低電壓下被驅(qū)動(dòng)的變壓設(shè)備20。
之后，在執(zhí)行了第二步驟S2后，執(zhí)行第四步驟S4，即，將輔助電池2的電壓V2與第二設(shè)定值進(jìn)行相互比較。
如果作為第四步驟S4的比較結(jié)果，輔助電池2的電壓V2大于第二設(shè)定值，則執(zhí)行第五步驟S5，即，接通操作開關(guān)ll、 12和13,由此來(lái)驅(qū)動(dòng)恒壓設(shè)備10。當(dāng)存在多個(gè)恒壓設(shè)備10時(shí)，可以選擇性地接通第 一到第三操作開關(guān)11、 12和13，以選擇性地驅(qū)動(dòng)這些恒壓設(shè)備10。
如果作為第四步驟S4的比較結(jié)果，輔助電池2的電壓V2小亍第.二設(shè)定值，則處理返回到第一步驟S1。
這里，第二設(shè)定值是可以驅(qū)動(dòng)恒壓設(shè)備10的最小電壓(約10V)。
執(zhí)行了第五步驟S5之后執(zhí)行第六步驟S6， g卩，將車輛主電池3的電壓V3與第三設(shè)定值進(jìn)行相互比較。
如果作為第六步驟S6的比較結(jié)果，車輛主電池3的電壓V3大于第三設(shè)定值，則執(zhí)行第七步驟S7，即，將第一開關(guān)6和第三與第四開關(guān)8、9接通，由此來(lái)驅(qū)動(dòng)變壓設(shè)備20。
如果作為第六步驟S6的比較結(jié)果，車輛主電池3的電壓V3小于第三設(shè)定值，則執(zhí)行第八步驟S8，即，將車輛主電池3的電壓V3與第四設(shè)定值進(jìn)行相互比較。
這里，第三設(shè)定值是用于確定車輛主電池3的電量是否充足的參考電壓。
也就是說(shuō)，通過(guò)測(cè)量車輛主電池3的電壓V3可以就知道車輛主電池3的電量是否充足。電量較高時(shí)，車輛主電池3的電壓V3較高，而電量較低時(shí)，車輛主電池3的電壓V3較低。因此，只有在作為測(cè)量車輛主電池3的電壓V3的結(jié)果的車輛主電池3的電量充足時(shí)，才通過(guò)接通第一、第三和第四開關(guān)6、 8、 9來(lái)驅(qū)動(dòng)消耗相對(duì)較多能量的變壓設(shè)備20。這里，當(dāng)輔助電池2的電壓低時(shí)，可以通過(guò)接通第一和第二開關(guān)6、 7將輔助電池2充電為差不多車輛主電池3的電壓V3。
之后，如果作為第八步驟S8的比較結(jié)果，車輛主電池3的電壓V3小于第四設(shè)定值，則執(zhí)行第九步驟S9，即，將太陽(yáng)能電池1的電壓VI與車輛主電池3的電壓V3進(jìn)行相互比較。如果作為第九步驟S9的比較結(jié)果，太陽(yáng)能電池1的電壓VI大于車輛主電池3的電壓V3，則執(zhí)行第十步驟SIO，即，通過(guò)接通第一開關(guān)6并斷開第二、第三和第四開關(guān)7、8和9來(lái)為車輛主電池3充電。
如果作為第八步驟S8的比較結(jié)果，車輛主電池3的電壓V3大于第四設(shè)定值，或者如果作為第九步驟S9的比較結(jié)果，太陽(yáng)能電池l的電壓VI小于車輛主電池3的電壓V3，則處理返回到第六步驟S6。
這里，第四設(shè)定值是用于確定車輛主電池3是否已經(jīng)達(dá)到放電電JK限值的參考電壓。
也就是說(shuō)，當(dāng)車輛主電池3的電壓V3小于放電電壓限值并且太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的電壓VI高于車輛主電池3的電壓V3時(shí)，太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的能量被全部用來(lái)為車輛主電池3充電。因此，通過(guò)車輛主電池3的充電功能，可以提高車輛在緊急情況下的可靠性。
此外，在執(zhí)行了第三步驟S3之后執(zhí)行第十一步驟S11，即，將車輛主電池3的電壓V3與第三設(shè)定值(用于確定車輛主電池3的電量是否充足的參考電壓)進(jìn)行相互比較。
如果作為第十一步驟Sll的比較結(jié)果，車輛主電池3的電壓V3大于第三設(shè)定值，則執(zhí)行第十二步驟S12，即，接通第一開關(guān)6和第二開關(guān)7來(lái)從而為輔助電池2充電。
如果作為第十一步驟Sll的比較結(jié)果，車輛主電池3的電壓V3小于第三設(shè)定值，則執(zhí)行第十三步驟S13，即，將車輛主電池3的電壓V3與第四設(shè)定值(用于確定車輛主電池3是否已經(jīng)達(dá)到放電電壓限值的參考電壓)進(jìn)行相互比較。
也就是說(shuō)，只有在當(dāng)作為測(cè)量車輛主電池3的電壓V3的結(jié)果，車輛主電池3的電量充足時(shí)，才接通第一和第二開關(guān)6、 7從而將輔助電池2充電為差不多車輛主電池3的電壓V3。
之后，如果作為第十三步驟S13的比較結(jié)果，車輛主電池3的電壓V3小于第四設(shè)定值，則執(zhí)行第十四步驟S14， g卩，將太陽(yáng)能電池l的電壓VI與車輛主電池3的電壓V3進(jìn)行相互比較。
如果作為第十四步驟S14的結(jié)果，太陽(yáng)能電池1的電壓VI高于車輛主電池3的電壓V3，則執(zhí)行第十五步驟S15，即，通過(guò)接通第一開關(guān)6并斷開第二、第三和第四開關(guān)7、 8和9，來(lái)用太陽(yáng)能電池1產(chǎn)生的全部電能為車輛主電池3充電。
如果作為第十三步驟S13的比較結(jié)果，車輛主電池3的電壓V3大于第四設(shè)定值，或者如果作為第十四步驟S14的比較結(jié)果，太陽(yáng)能電池l的電壓V1低于車輛主電池3的電壓V3，則處理返回到第H"^—步驟Sll。
工業(yè)適用性
根據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能的變化很大時(shí)，也可以根據(jù)該電能在不改變電壓的情況下選擇性地為變壓設(shè)備和恒壓設(shè)備分配電能。由此，可以提高能量效率、由于不使用電壓轉(zhuǎn)換器而減少部件的數(shù)量，并且可以降低能量轉(zhuǎn)換損失。
此外，太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能還被用于車輛的通風(fēng)、空氣凈化、制冷與制暖以及便捷設(shè)備。因此，可以在駕駛員駕駛車輛時(shí)為其提供受控.的環(huán)境。因此，本發(fā)明可以滿足駕駛員對(duì)使用便捷設(shè)備的要求，并且可以提供舒適的內(nèi)部環(huán)境。
此外，當(dāng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電壓低時(shí)或者當(dāng)電壓或電能由于太陽(yáng)光的強(qiáng)度變化而變化時(shí)，可以使用輔助電池來(lái)使諸如空氣清新器這樣的恒壓設(shè)備一直工作。因此，可以最大化太陽(yáng)能電池的能量利用，并且可以防止由于電壓變化而造成的對(duì)設(shè)備的損害。
此外，來(lái)自車輛引擎和車輛主電池的車輛剩余電能和太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能還可以用來(lái)為輔助電池充電。因此，可以延長(zhǎng)系統(tǒng)的工作時(shí)間并且提高系統(tǒng)的容量，因此，即使在引擎停止之后，也可以驅(qū)動(dòng)數(shù)個(gè)設(shè)備以及大容量設(shè)備。因此，可以提高車輛的通風(fēng)、空氣凈化、制冷與制暖以及便捷設(shè)備的開工率。
此外，這種太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能可以用來(lái)在緊急情況下為車輛主電池充電。因此，可以提高車輛的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)，該車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)包括安裝在車內(nèi)的太陽(yáng)能電池(1)，該太陽(yáng)能電池(1)被設(shè)置用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，并產(chǎn)生電能；車輛主電池(3)，其通過(guò)第一開關(guān)(6)連接到該太陽(yáng)能電池(1)；輔助電池(2)，其通過(guò)第二開關(guān)(7)連接到該太陽(yáng)能電池(1)，還通過(guò)該第一開關(guān)(6)和該第二開關(guān)(7)連接到該車輛主電池(3)，該輔助電池(2)被設(shè)置用于存儲(chǔ)該太陽(yáng)能電池(1)或該車輛主電池(3)的剩余電能；變壓設(shè)備(20)，其通過(guò)第三開關(guān)(8)連接到該太陽(yáng)能電池(1)，還通過(guò)該第一開關(guān)(6)和該第三開關(guān)(8)連接到該車輛主電池(3)，其中，該變壓設(shè)備(20)即使在電壓變化時(shí)也可以工作；恒壓設(shè)備(10)，其通過(guò)操作開關(guān)(11、12、13)連接到該輔助電池(2)，并且被設(shè)置成要求恒定電壓；以及能量分配裝置(5)，其被設(shè)置用于根據(jù)該太陽(yáng)能電池(1)產(chǎn)生的電能的量來(lái)控制該第一開關(guān)(6)、該第二開關(guān)(7)和該第三開關(guān)(8)，并選擇性地分配所述電能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽(yáng)能電池系統(tǒng)，其中，在所述太陽(yáng)能電 池(1)的一側(cè)設(shè)置有用于防止電流逆流的二極管(la)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池系統(tǒng)，其中，所述恒壓設(shè)備(IO) 包括空氣清新器、離子生成器、氧氣生成器和便捷設(shè)備中的至少一個(gè)， 并且分別通過(guò)所述操作開關(guān)(11、 12、 13)連接到所述輔助電池(2)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池系統(tǒng)，其中，所述變壓設(shè)備(20) 包括空調(diào)用鼓風(fēng)機(jī)和座椅用鼓風(fēng)機(jī)中的至少一個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電池系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述變壓設(shè)備 (20)同時(shí)包括所述空調(diào)用鼓風(fēng)機(jī)和所述座椅用鼓風(fēng)機(jī)兩者時(shí)，所述空調(diào)用鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)所述第三開關(guān)(8)連接到所述太陽(yáng)能電池(1)，還通過(guò) 所述第一開關(guān)(6)和所述第三開關(guān)(8)連接到所述車輛主電池(3)，而所述座椅用鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)第四開關(guān)(9)連接到所述太陽(yáng)能電池(1)，還 通過(guò)所述第一開關(guān)(6)和該第四開關(guān)(9)連接到所述車輛主電池(3)。
6. —種對(duì)車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)迸行控制的方法，該方法包括以下步第一步驟(Sl)，將太陽(yáng)能電池(1)產(chǎn)生的電壓(VI)與第一設(shè)定 值進(jìn)行相互比較；第二步驟(S2)，如果作為第一步驟(Sl)的比較結(jié)果，該太陽(yáng)能電 池(1)的電壓(VI)大于第一設(shè)定值，則通過(guò)接通第二幵關(guān)(7)來(lái)為 輔助電池(2)充電；第三步驟(S3)，如果作為第一步驟(Sl)的比較結(jié)果，該太陽(yáng)能電 池(1)的電壓(VI)小于第一設(shè)定值，則通過(guò)接通第三開關(guān)(8)和第 四開關(guān)(9)來(lái)驅(qū)動(dòng)變壓設(shè)備(20);第四步驟(S4)，在執(zhí)行了第二步驟(S2)之后，將該輔助電池(2) 的電壓(V2)與第二設(shè)定值進(jìn)行相互比較；以及第五步驟(S5)，如果作為第四步驟(S4)的比較結(jié)果，該輔助電池 (2)的電壓(V2)大于第二設(shè)定值，則通過(guò)接通操作開關(guān)(11、 12、 13) 來(lái)驅(qū)動(dòng)恒壓設(shè)備(10)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，該方法還包括以下步驟 第六步驟(S6)，在執(zhí)行了第五步驟(S5)之后，將車輛主電池(3)的電壓(V3)與第三設(shè)定值進(jìn)行相互比較；第七步驟(S7)，如果作為第六步驟(S6)的比較結(jié)果，該車輛.卞:電 池(3)的電壓(V3)大于第三設(shè)定值，則通過(guò)接通第一開關(guān)(6)和所 述第三開關(guān)(8)跟所述第四開關(guān)(9)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述變壓設(shè)備(20);第八步驟(S8)，如果作為第六步驟(S6)的比較結(jié)果，該車輛主電 池(3)的電壓(V3)小于第三設(shè)定值，則將該車輛主電池(3)的電壓 (V3)與第四設(shè)定值進(jìn)行相互比較；第九步驟(S9)，如果作為第八步驟(S8)的比較結(jié)果，該車輛主電 池(3)的電壓(V3)小于第四設(shè)定值，則將所述太陽(yáng)能電池(1)的電 壓(VI)與該車輛主電池(3)的電壓(V3)進(jìn)行相互比較；以及第十步驟(SIO)，如果作為第九步驟(S9)的比較結(jié)果，所述太陽(yáng) 能電池(1)的電壓(VI)高于該車輛主電池(3)的電壓(V3)，則通 過(guò)接通所述第一開關(guān)(6)并斷開所述第二開關(guān)(7)、所述第三開關(guān)(8) 和所述第四開關(guān)(9)，來(lái)為該車輛主電池(3)充電。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，該方法還包括以下步驟-第十一步驟(Sll)，在執(zhí)行了第三步驟(S3)之后，將車輛主電池(3)的電壓(V3)與第三設(shè)定值進(jìn)行相互比較；第十二步驟(S12)，如果作為第十一步驟(S11)的比較結(jié)果，該車 輛主電池(3)的電壓(V3)大于第三設(shè)定值，則通過(guò)接通第一幵關(guān)(6) 和所述第二開關(guān)(7)來(lái)為所述輔助電池(2)充電；第十三步驟(si3)，如果作為第十一步驟(sn)的比較結(jié)果，該車輛主電池(3)的電壓(V3)小于第三設(shè)定值，則將該車輛主電池(3) 的電壓(V3)與第四設(shè)定值進(jìn)行相互比較；第十四步驟(S14)，如果作為第十三步驟(S13)的比較結(jié)果，該車 輛主電池(3)的電壓(V3)小于第四設(shè)定值，則將所述太陽(yáng)能電池(1) 的電壓(VI)與該車輛主電池(3)的電壓(V3)進(jìn)行相互比較；以及第十五步驟(S15)，如果作為第十四步驟(S14)的比較結(jié)果，所述 太陽(yáng)能電池(1)的電壓(VI)大于該車輛主電池(3)的電壓(V3)， 則通過(guò)接通所述第一開關(guān)(6)并斷開所述第二開關(guān)(7)、所述第三開關(guān) (8)和所述第四開關(guān)(9)，來(lái)為該車輛主電池(3)充電。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，第一設(shè)定值是可以為所述輔 助電池(2)充電的最小電壓。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，第二設(shè)定值是可以驅(qū)動(dòng)所 述恒壓設(shè)備(10)的最小電壓。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，第三設(shè)定值是用于確 定所述車輛主電池(3)的電量是否充足的參考電壓。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中，第四設(shè)定值是用于確 定所述車輛主電池(3)的電量是否達(dá)到放電電壓限值的參考電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及車用太陽(yáng)能電池系統(tǒng)及其控制方法。即使當(dāng)太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能的變化很大時(shí)，也可以根據(jù)該電能在不改變電壓的情況下選擇性地為變壓設(shè)備和恒壓設(shè)備分配電能。由此，可以提高能量效率、在不使用電壓轉(zhuǎn)換器的情況下減少了部件的數(shù)量，并且可以降低能量轉(zhuǎn)換損失。此外，太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電能還被用于車輛的通風(fēng)、空氣凈化、制冷與制暖以及便捷設(shè)備。因此，可以在駕駛員駕駛車輛時(shí)為其提供受控的環(huán)境。因此，本發(fā)明可以滿足駕駛員對(duì)使用便捷設(shè)備的要求，并且可以提供舒適的內(nèi)部環(huán)境。
文檔編號(hào)H01L31/042GK101663765SQ200880012423
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月16日
發(fā)明者張吉相, 李大雄 申請(qǐng)人:漢拏空調(diào)株式會(huì)社