本發(fā)明屬于汽車車載電力系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于汽車供電系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混合式汽車節(jié)能供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著材料技術(shù)的發(fā)展及熱利用效率的提高，利用熱電材料將熱能轉(zhuǎn)換為電能的新型溫差發(fā)電技術(shù)日漸成熟。汽車發(fā)動機尾氣帶走的大約占總能量40％的能量，冷卻系統(tǒng)還有約占總能量30％的能量，解決汽車發(fā)動機尾氣和冷卻系統(tǒng)的能源浪費和氣體污染問題，溫差發(fā)電是一正在高速發(fā)展的領(lǐng)域。汽車溫差發(fā)電技術(shù)涉及到熱電能轉(zhuǎn)換效率問題，現(xiàn)階段溫差發(fā)電模塊布置方式主要采用平鋪式溫差發(fā)電結(jié)構(gòu)與圓桶式發(fā)電機結(jié)構(gòu)，由NP型連接構(gòu)成的溫差發(fā)電模塊，經(jīng)過串并聯(lián)方式貼合在排氣管或發(fā)動機上，組成了熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。但由于發(fā)電系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)復雜，效率較低，實際效果并不理想。同時，在汽車的結(jié)構(gòu)上也存在以下幾個問題：沒有根據(jù)發(fā)動機排氣的特點來設(shè)計溫差發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)，使得現(xiàn)有的溫差發(fā)電裝置效率低下；汽車電源無科學化的管理和應用，傳統(tǒng)汽車重在對汽車設(shè)備功能的智能化，對汽車電源的自能化管理較少重視，汽車的充、蓄、用電存在不合理和浪費；汽車電池負荷過大，當汽車的各個設(shè)備長期處于超功率的狀態(tài)時，會極大的減少其儀器的使用壽命；汽車突然缺電的問題。當汽車的待機設(shè)備用了較多的電能時，汽車電源低于一定閥值時，發(fā)動機將無法啟動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足公開了一種混合式汽車節(jié)能供電系統(tǒng)。本發(fā)明要解決的問題是提供一種具有多功能充電結(jié)構(gòu)、能夠進一步充分利用余熱發(fā)、充電的混合式汽車節(jié)能供電系統(tǒng)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

混合式汽車節(jié)能供電系統(tǒng)，包括安裝設(shè)置于汽車結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫差發(fā)電機和電源管理模塊，其特征在于：

所述溫差發(fā)電機的半導體溫差發(fā)電模塊高溫端設(shè)置在汽車發(fā)動機和發(fā)動機尾氣排氣管，半導體溫差發(fā)電模塊低溫端設(shè)置在車內(nèi)環(huán)境溫度低溫冷卻水道；溫差發(fā)電機與輔助電池充電連接，輔助電池通過電源管理模塊與汽車用電設(shè)備控制連接；

所述電源管理模塊包括功率輸出單元、微控制器、開關(guān)輸入單元、傳感器輸入單元和CAN總線接口；所述的功率輸出單元的電源輸入端連接汽車蓄電池和輔助電池，電源輸出端連接汽車上的用電設(shè)備，功率輸出單元的信號輸入端連接微控制器的信號輸出端，微控制器的輸入端分別通過開關(guān)輸入單元、傳感器輸入單元和CAN總接線口連接汽車的控制開關(guān)、傳感器和CAN總線。

本發(fā)明所述汽車蓄電池還可以連接外置的手搖發(fā)電機或固定連接的手搖發(fā)電機。

所述溫差發(fā)電機溫差發(fā)電機的低溫端和高溫端各自貼合在汽車冷卻室和汽車發(fā)動機室、尾氣管道上，熱量傳到流動的傳熱介質(zhì)上，低溫端保持相對低溫，從而分別構(gòu)成溫差發(fā)電機的冷端和熱端，利用其溫差發(fā)電，從而利用富余的熱能。

傳統(tǒng)的汽車和利用溫差發(fā)電機的設(shè)備，都是采用了單一的熱源來發(fā)電。本發(fā)明采用同時利用兩個熱源的溫差發(fā)電機，極大地提高了熱能的利用率，增加了發(fā)電量；傳統(tǒng)的汽車都是單一電池，同時也沒有考慮到汽車電池突然缺電的問題，在本發(fā)明中在汽車蓄電池上設(shè)計添加了一個人為供電的手搖發(fā)電機，避免了汽車突然缺電的發(fā)生；在傳統(tǒng)的汽車上，沒有考慮到汽車電池負荷和電能協(xié)調(diào)充分利用，造成浪費，并常常造成汽車負荷過載的問題，本發(fā)明加入了智能化的電源控制器，對汽車蓄電池和輔助電池進行電能的合理規(guī)劃，減少了電能的浪費和電池超額功率工作。

本發(fā)明能夠?qū)ζ噺U氣熱能高效利用，通過智能化汽車電源管理模塊更好的管理電源和減少蓄電池的工作過載負荷問題，手搖發(fā)電機的添加解決了汽車電池應急用電問題的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明溫差發(fā)電機布置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明手搖發(fā)電機結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖3是本發(fā)明電源管理模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1是發(fā)動機室，2是高溫膜層，3是尾氣管道，4是高溫陶瓷板，5是P型半導體，6是N型半導體，7是溫差發(fā)電機負極，8是低溫膜層，9是輔助設(shè)備，10是電源管理模塊,11是用電設(shè)備，12是汽車蓄電池，13是手搖發(fā)電機，14是輔助電池，15是冷卻室，16是溫差發(fā)電機正極，17是低溫陶瓷板，18是銅板，10-1是20A輸出電路，10-2是3A輸出電路，10-3是微控制器，10-4是開關(guān)輸出單元，10-5是傳感器輸入單元，10-6是CAN總線接口,10-7是繼電器，13-1是下線圈，13-2是小轉(zhuǎn)動盤，13-3是大轉(zhuǎn)動盤，13-4是把手，13-5是磁體,13-6是上線圈，13-7是手搖發(fā)電機負極，13-8是手搖發(fā)電機正極。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進一步說明，具體實施方式是對本發(fā)明原理的進一步說明，不以任何方式限制本發(fā)明，與本發(fā)明相同或類似技術(shù)均沒有超出本發(fā)明保護的范圍。

結(jié)合圖1至圖3。

本發(fā)明混合式汽車節(jié)能供電系統(tǒng)包括安裝設(shè)置于汽車結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫差發(fā)電機和電源管理模塊。

其中溫差發(fā)電機的半導體溫差發(fā)電模塊高溫端設(shè)置在汽車發(fā)動機和發(fā)動機尾氣排氣管，半導體溫差發(fā)電模塊低溫端設(shè)置在車內(nèi)環(huán)境溫度低溫冷卻水道；溫差發(fā)電機與輔助電池充電連接，輔助電池通過電源管理模塊與汽車用電設(shè)備控制連接；

電源管理模塊包括功率輸出單元、微控制器、開關(guān)輸入單元、傳感器輸入單元和CAN總線接口；所述的功率輸出單元的電源輸入端連接汽車蓄電池和輔助電池，電源輸出端連接汽車上的用電設(shè)備，功率輸出單元的信號輸入端連接微控制器的信號輸出端，微控制器的輸入端分別通過開關(guān)輸入單元、傳感器輸入單元和CAN總接線口連接汽車的控制開關(guān)、傳感器和CAN總線。

本發(fā)明汽車蓄電池還可以連接外置手搖發(fā)電機或固定連接的手搖發(fā)電機。

本發(fā)明溫差發(fā)電機的低溫端和高溫端各自貼合在汽車冷卻室和汽車發(fā)動機室、尾氣管道上，熱量傳到流動的傳熱介質(zhì)上，低溫端保持相對低溫，從而分別構(gòu)成溫差發(fā)電機的冷端和熱端，利用其溫差發(fā)電，從而利用富余的熱能。

本發(fā)明溫差發(fā)電機結(jié)合2個熱源和1個冷源。半導體溫差發(fā)電模塊高溫設(shè)置在汽車發(fā)動機、和發(fā)動機尾氣排氣管；低溫設(shè)置在車內(nèi)環(huán)境溫度低溫處冷卻水道。

如圖1、圖2、圖3所示，以下分別對各結(jié)構(gòu)進行說明。

發(fā)動機室1：汽車行駛時，燃料在該裝置中燃燒，為高溫膜層2提供熱源和尾氣管道3提供熱氣。

高溫膜層2：該裝置是將發(fā)動機室1和尾氣管道3的熱量傳出。

尾氣管道3：該裝置用于排泄尾氣。

高溫陶瓷板4：該裝置是將高溫膜層2的熱量均衡傳出，為溫差發(fā)電機提供熱源。

P型半導體5：該裝置是溫差發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的材料。

N型半導體6：該裝置是溫差發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的材料。

溫差發(fā)電機負極7：該裝置將溫差發(fā)電機的電源流出，匯入輔助電池14。

冷端膜層8：該裝置經(jīng)冷卻室15冷卻，成為溫差發(fā)電機冷端。

輔助設(shè)備9：輔助電池14經(jīng)微控制器10-3對該設(shè)備供電，減少汽車蓄電池12功耗。

電源管理模塊10：該設(shè)備對輔助電池14和汽車蓄電池12進行電能的合理分配和管理。

用電設(shè)備11：輔助電池9和汽車蓄電池12由電源管理模塊10管理控制并對其供電。

汽車蓄電池12：汽車自帶常規(guī)蓄電池，并能與手搖發(fā)電機13充電連接，同時由汽車常規(guī)發(fā)電機充電；該裝置與電源管理模塊10控制連接并提供電源。

手搖發(fā)電機13：用于對汽車蓄電池12補充電能。

輔助電池14：通過溫差發(fā)電機L^-7和溫差發(fā)電機L⁺16的電能輸入輔助電池14，并由電源管理模塊10控制對輔助設(shè)備9和用電設(shè)備11供電。

冷卻室15：用于使冷端膜層8冷卻保持恒低溫。

溫差發(fā)電機正極16：用于將溫差發(fā)電機的電源輸出，匯入輔助電池14。

低溫陶瓷板17：該裝置使溫差發(fā)電機的低溫端保持相對低溫。

20A輸出電路10-1：用于大功率的用電設(shè)備。

3A輸出電路10-2：用于小功率的用電設(shè)備。

微控制器10-3：可控制用電設(shè)備11、20A輸出電路10-1、3A輸出電路10-2和輔助設(shè)備9；由CAN總線接口10-6和開關(guān)輸出單元10-4控制該裝置實現(xiàn)了設(shè)備控制。

開關(guān)輸出單元10-4：用于傳感器輸入單元10-5獲得信息，對微控制器10-3控制。

傳感器輸入單元10-5：汽車的傳感器信息匯入該裝置。

CAN總線接口10-6：用于繼電器10-7通過該裝置對微控制器10-3反饋調(diào)節(jié)控制。

繼電器10-7：該裝置接受汽車蓄電池12、20A輸出電路10-1和3A輸出電路10-3的反饋信息，對CAN總線接口10-6下達控制指令。

下線圈13-1：該裝置是手搖發(fā)電機13的上部線圈，并連接到手搖發(fā)電機負極13-7。

小轉(zhuǎn)動盤13-2：該裝置作為連接板，帶動磁體13-5做切割磁感線運動。

大轉(zhuǎn)動盤13-3：該裝置作為連接板，帶動小轉(zhuǎn)動盤13-2轉(zhuǎn)動。

把手13-4：用于人轉(zhuǎn)動帶動大轉(zhuǎn)動盤13-3的轉(zhuǎn)動。

磁體13-5：該裝置是手搖發(fā)電機13的放電磁鐵。

上線圈13-6：該裝置是手搖發(fā)電機13的下部線圈，并連接到手搖發(fā)電機正極13-8。

手搖發(fā)電機負極13-7：該裝置是手搖發(fā)電機13的電源負極輸出口。

手搖發(fā)電機正極13-8：該裝置是手搖發(fā)電機13的電源正極輸出口。

本發(fā)明裝置在汽車正常工作時，在發(fā)動機室1產(chǎn)生高溫的熱氣，一部分傳熱給高溫膜層2，一部分由尾氣管道3排出。尾氣管道3的熱氣繼續(xù)傳熱給高溫膜層2，再均衡地傳導給高溫陶瓷板4，給溫差發(fā)電機提供熱源，同時，在冷卻室15的作用下，冷端膜層8和低溫陶瓷板7恒為低溫。在溫差發(fā)電機的內(nèi)部，P型半導體5和N型半導體6由于兩端溫度不同，有溫度差從而產(chǎn)生電動勢，溫差發(fā)電機的電源再通過溫差發(fā)電機負極7和溫差發(fā)電機正極16由銅板18串聯(lián)輸入輔助電池14。

輔助電池14和汽車蓄電池12的電能由電源管理模塊10統(tǒng)一分配。在汽車正常行駛時，輔助電池14對輔助設(shè)備9供電，20A的輸出電路10-1、3A的輸出電路10-2、微控制器10-3和繼電器10-7由汽車蓄電池12供電。汽車的傳感信息由開關(guān)輸出單元10-4反饋給傳感器輸入單元10-5，回執(zhí)給微控制器10-3，控制20A的輸出電路10-1和3A的輸出電路10-2。同時，20A的輸出電路10-1和3A的輸出電路10-2的信息回執(zhí)給繼電器10-7，再由CNA總線接口10-6控制微控制器10-3。由此電源控制模塊10器實現(xiàn)了電能的節(jié)約和減少了汽車蓄電池的工作損耗。

在汽車缺電時，手搖發(fā)電機13由人為機械發(fā)電補充汽車蓄電池12，使的汽車可以正常啟動。

傳統(tǒng)的汽車和利用溫差發(fā)電機的設(shè)備，都是采用了單一的熱源來發(fā)電。本發(fā)明設(shè)計中同時利用兩個熱源繼續(xù)溫差發(fā)電，極大地提高了熱能的利用率，增加了發(fā)電量。

傳統(tǒng)的汽車都是單一電池，同時也沒有考慮到汽車電池突然缺電的問題，在本設(shè)備中在汽車蓄電池作為主電池設(shè)計，并添加了一個人為蓄電的手搖發(fā)電機，解決了應急狀態(tài)的供電問題。

在傳統(tǒng)的汽車上，沒有考慮到汽車電池負荷和電能的無故浪費問題，因而造成了電源的浪費以及汽車負荷過載的問題。在本發(fā)明設(shè)計中，加入了電源控制模塊，對汽車蓄電池和輔助電池進行電能的合理規(guī)劃，減少了電能的浪費和電池超額功率工作。