CN102935817B - 晒不热汽车座椅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种晒不热汽车座椅，包括：汽车座椅本体、蓄能装置、热管式传热送风装置、热电热管散热装置、太阳能薄膜电池以及数控器。座椅本体内设有风道，风道内装热管式传热送风装置；在汽车底座设有蓄能装置，该装置中的蓄能箱底内表面装热管散热器底座，热管式传热送风装置中热管镶嵌在热管散热器底座中，蓄能箱底外部贴附半导体芯片，半导体芯片下端设有热电热管散热装置；太阳能薄膜电池贴附在汽车车顶，连接半导体芯片和蓄电池。本发明直接利用太阳能光伏驱动半导体芯片对座椅制冷/热，具有结构简单、零能耗长期保持座椅舒适温度及降温迅速的特点，对现有座椅开槽即可安装使用，极大提高座椅舒适性和实用性。

Description

晒不热汽车座椅

技术领域

本发明涉及一种车辆技术领域的座椅，尤其涉及一种晒不热汽车座椅。

背景技术

随着社会的不断进步，科技的飞速发展，汽车行业迅猛发展，越来越多的家庭拥有了自己的汽车，人们对车内环境舒适性的要求也越来越高。在炎热的夏季，长时间停在太阳底下的汽车，温度相对较高，车内座椅表面温度甚至可以达到发烫的程度，给乘坐者带来很大的不舒适感，通常人们利用汽车已有空调***来实现车内温度的调节，但这种调节方式在车停止期间座椅一晒即烫，且这种调节方式速度较慢，汽车再次启动后很难在短时间内将发烫的座椅表面温度降低，难以满足人员上车时对座椅舒适性的需求。

为了满足乘坐者对座椅舒适性的更高要求，近年来人们尝试通过调节座椅的表面温度来调节乘坐者背部及臀部的舒适性。经过检索，中国专利公开号CN2543761Y，实用新型名称为：座椅温度调节装置；该技术提出在坐垫和靠背中置入蒸发排管装置，利用汽车已有空调***连接该蒸发排管来实现汽车座椅的温度调节，但是该技术只有在汽车原有空调***开启的时候才能发挥它的作用，当汽车空调***停止运行时，无法控制汽车座椅的温度；中国专利公开号为CN201002544Y，实用新型名称为：空调汽车座椅；该技术提出一种具有加热和制冷功能的空调汽车座椅，该发明运用了半导体制冷，加热过程采用铜丝发热来提高座椅表面温度，但是该加热方式与现有的电加热座椅的方式类似，且需要设置多个导风管和导风叶圈，在导风管中还需要设置多个轴流风机，结构复杂，成本相对较高。中国专利公开号为CN101249811A,实用新型名称为：热电式汽车空调座椅。该技术单独利用汽车电源驱动热电模块，可以实现汽车座椅制冷/制热的单独运行，但是由于受汽车在停止时电瓶电量的限制，单独运行的时间很短，不能解决停车数小时期间汽车座椅温度上升的问题，且直接排进车内的余热对车内人员都有一定的影响。

可以看出，上述方案虽然在一定程度上实现了对座椅温度的调节，但都难以很好解决座椅晒烫问题，尤其是车停时；且都依靠汽车电源的电驱动，在车停止时，电瓶的蓄电是有限的。与现有技术相比，本发明利用太阳能驱动半导体芯片制冷/热，采用蓄能装置蓄能，根据操作汽车遥控器上的运行模式启动座椅装置工作，在短时间内，如户外短时间停车，可选择晒不热模式，利用太阳能驱动半导体制冷，并开启送风、排风端风扇，强制对流，实现持续对座椅进行制冷，保持座椅温度在舒适范围内；在汽车停较长时间时，如一两个小时或更多，则可选择蓄能速冷模式，在前期太阳能驱动半导体芯片提供的冷量储存在蓄能装置中，送风端风扇关闭，人员上车前再开启送风端风扇，将蓄能箱中的冷量传递到座椅表面，迅速降低座椅的温度；在汽车长时间停止，可开启蓄电模式，太阳能光伏发电直接蓄进汽车蓄电池里；非主动制冷模式是上述几种模式的辅助制冷模式，当车内温度适宜时，可只开启晒不热汽车座椅送风端风扇，利用车内冷风实现对座椅的局部降温。上述几种模式均可根据个人的需求来选择运行模式，没有很确切的时间限制。本发明能利用太阳能光伏驱动热电提供座椅制冷/热，不依靠汽车电瓶供电，可以持续有效保持汽车座椅舒适。同时实现几种不同工作模式的运行，极大地满足人员的不同需求，具有结构简单、零能耗长期保持座椅舒适温度及降温迅速的特点，对现有座椅开槽，即可安装使用，可极大提高座椅舒适性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种结构简单、紧凑、运行速度快、效率高、温控和节能效果好的晒不热汽车座椅。

为了解决上述技术存在的问题，本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：汽车座椅本体、蓄能装置、热管式传热送风装置、热电热管散热装置、贴附在车顶的太阳能薄膜电池以及控制半导体芯片和太阳能薄膜电池工作的数控器。填充在座椅本体内的海绵内设有风道，在靠背和座椅内的风道内设有热管式传热送风装置，在汽车底座设有蓄能装置和热电热管散热装置。本发明利用太阳能光伏发电，为汽车座椅制冷设备的运行提供了源源不断的能源，克服了传统汽车在停车期间维持座椅空调运行电瓶电不足的缺点，在汽车停车后仍能长时间运行，具有结构简单、紧凑、高效、维持温度以及降温迅速的特点，对现有汽车座椅开槽，即可将蓄能装置、热管式传热送风装置及热电热管散热装置安装使用，可极大提高汽车座位的舒适性。

上述技术方案是基于以下技术思路：根据乘坐者选择的运行模式，利用太阳能光伏发电直接产生的直流电，驱动半导体芯片制冷/制热。运行晒不热模式时，考虑的是停车期间使座椅的温度一直维持在舒适的状态，利用太阳能光伏发电驱动半导体制冷，开启送风端风扇强制对流，利用持续产生的冷风吹至座椅表面实现座椅防晒。在半导体芯片运行的整个过程中，所有的风扇均开启，通过与汽车出风口连接的保温出风管将废热散去，避免了将空气直接排进车内，对人员与车内环境的影响。

运行蓄能速冷模式时，先利用太阳能光伏发电驱动半导体制冷，通过散热器底座上端的散热翅片将半导体芯片产生的冷量传递至蓄能箱中蓄能材料中，热管式传热送风装置内风扇关闭，热电热管散热装置送风端风扇开启，此时蓄能装置开始蓄能；当蓄能完成后，所有风扇关闭，通过控制器切断光伏电池输入座椅的电流，光伏电池发电切换到汽车蓄电池内；在人员上车前，开启热管式传热送风装置送风端风扇，储存在蓄能箱中的冷量通过散热翅片传至镶嵌在散热器底座内的热管，连接在座椅内传热送风装置内的热管上端的散热翅片再与通过座椅进风口进入汽车座椅风道的空气进行热量交换，最终风道内被处理过的空气经打孔的座椅表皮送至汽车座椅表面，使汽车座椅瞬时降温。

运行蓄电模式时，考虑的是车长时间停止时，可以将太阳能利用起来，将太阳能光伏发电所产生的直流电蓄进汽车蓄电池里，用于没有太阳或太阳不足时的供电要求。

运行非主动制冷时，最主要针对的是，过渡季车内环境舒适或汽车内原有空调***运行时，此时可不用汽车座椅主动制冷，借助车内已有空调***的运行，通过开启送风端风扇，从座椅与车内空间相连通的进风口进风，同样可实现对座椅的温度调节。只要通过数控器改变半导体供电电流的方向就可以达到维持座椅暖和的要求。

上述的晒不热汽车座椅，所述的热管式传热送风装置的热管底座为传热性能好的铜板，铜板上侧装有散热翅片，散热翅片的目的是使半导体芯片产生的冷能有效传递到蓄能箱中，保证蓄能的进行，同时放冷时也能迅速将蓄能箱中的冷传递到热管。安装进座椅靠背海绵风道的热管一端上面连接两组散热翅片，安装进座椅底座海绵风道的热管一端连接一组散热翅片，散热翅片的下端安装有送风用风扇，风扇将座椅外空气经风道进口抽进，与散热翅片进行热量交换，被处理的空气经打孔的座椅表皮吹至座椅表面。所述的热电热管散热装置包括热管、一组散热翅片，散热翅片的下端安装有加速散热的风扇，热电热管散热装置连接有通向汽车出风口的保温出风管，用于散去废热，避免对车内人员与环境的影响。

上述的晒不热汽车座椅，所述的太阳能薄膜电池贴附在汽车车顶，所述的数控器，与贴附在车顶的薄膜电池和半导体芯片连接，通过控制开/关风扇、电流方向控制制冷/制热，通过调节电流大小或风扇的开启档数，控制制冷/制热效果。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

首先，本发明能有效防止汽车座椅晒热，同时解决了现有汽车空调座椅不能快速降低座椅温度的问题。实现几种不同工作模式的运行，极大地满足人员的不同需求。运行晒不热模式可以防止汽车座椅晒烫；运行蓄能速冷模式，利用蓄能箱中的冷可以瞬时降低座椅温度；运行蓄电模式可以节约能源，为没太阳或太阳不足时储存电量；运行非主动制冷模式可以更好的与已有技术结合，利用现有技术实现座椅舒适性的维持。本发明中，既可以运行前面两种模式来实现半导体主动降温也可以运行非主动制冷模式利用车内空气送风降温，实现对座椅的温度调节，满足人体舒适性要求。

其次，本发明克服了传统汽车在停车期间维持座椅空调需要使用电瓶电的缺点，利用了取之不尽，用之不竭的太阳能作为驱动能源，既实现了对新能源的利用，又实现了节能环保这一大的发展趋势，蓄能装置的增加解决了传统汽车在停车期间不能持续而快速制冷/制热的问题。

再次，本发明采用热管散热器对芯片的热端强制对流散热，有效的提高了制冷芯片的效率，同时将热端的废热通过与汽车已有出风口相连接的保温出风管排出，避免了直接将废热排进车内对车内人员和车内环境所造成的影响；同时也采用热管传热送风，利用热管的强传热特性实现对汽车座椅的快速降温。

综上所述，本发明既能利用太阳能有效防止汽车座椅晒热，又能利用蓄能实现座椅速冷功能，利用太阳能光伏供电，解决了汽车电瓶供电不足的问题，同时实现几种不同工作模式的运行，极大地满足人员的不同需求，具有结构简单、维持温度及降温迅速的特点，对现有座椅开槽，即可安装使用，可极大提高座椅舒适性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2为蓄能装置及热电热管散热装置的结构示意图；

图3是热管式传热送风装置的结构示意图.

附图中标号所示名称为：1-汽车座椅本体；101-海绵；102-打孔的座椅表皮；2-风道；201-进风口；3-蓄能装置；301-蓄能箱；302-半导体芯片；303-散热翅片；304-蓄能材料:305-保温材料；306-导线；4-热管式传热送风装置；401-第一热管散热器底座；402-第一热管；403-送风端风扇；404-第一散热翅片；5-热电热管散热装置；501-第二热电热管底座；502-第二热管；503-第二散热翅片；504-散热端风扇；505-保温出风管；506-散热进风口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细阐述，但本发明的实施方式不限于此。

综上所述的本发明具体实施例仅为本发明优选的实施方式，并非用于限定本发明保护范围的限制。因此，任何在本发明的技术特征之内所作的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

如图1、图2、图3所示，本发明的晒不热汽车座椅，包括：汽车座椅本体1，风道2，蓄能装置3，热管式传热送风装置4，热电热管散热装置5，数控器以及贴附在车顶的太阳能薄膜电池。

如图2所示，蓄能装置3，包括：蓄能箱301，半导体芯片302，散热翅片303，蓄能材料304，保温材料305，导线306。蓄能材料304充满整个蓄能箱301，保温材料305包裹整个蓄能箱和半导体芯片，导线306与数控器以及太阳能薄膜电池相连，。如图1所示，蓄能装置，安装在座椅底座下端，半导体芯片302贴附在蓄能箱301的下表面外部，半导体芯片302的下端安装有热电热管散热装置5，热电热管散热装置5包括：第二热管散热器底座501、热管散热所用第二热管502、第二散热翅片503、散热端风扇504、保温出风管505，散热进风口506。第二散热翅片503上装有散热端风扇504，采用强制对流加速对芯片热端的散热，提高芯片的制冷/制热性能，在热电热管散热装置5处连接一通至汽车出风口的保温出风管505，将余热排至车外，避免余热对车内空气的影响，热管散热进风口506为留在保温出风管505上的进风孔。

如图3所示，热管式传热送风装置，包括：第一热管散热器底座401，冷端所用第一热管402，送风端风扇403，第一散热翅片404。如图1所示，热管式传热送风装置，分别安装在座椅靠背和底座内的风道2内，热管式散热器的第一散热器底座401紧贴在蓄能箱301的下表面内部，安装进座椅靠背海绵101中风道2的第一热管402一端上面有两组第一散热翅片404，安装进座椅底座海绵101中风道2的第一热管402一端有一组第一散热翅片404，第一散热翅片404的下端安装有送风端风扇403，第一热管402为保温的弯曲热管，便于根据座椅形状开孔安装和防止热管的自发散热。

工作原理：为达到短时间停车期间防止座椅被晒热导致座椅迅速升温和长时间停车后在人员上车前迅速将座椅温度降低的目的，实现几种不同工作模式的运行，极大地满足人员的舒适性需求，利用蓄能装置蓄能，满足瞬间对座椅降温所需要的大量冷量，而当座椅温度降下来之后，维持座椅舒适性所要求的冷量较小，这时通过半导体芯片的持续工作来满足使用要求。具体实施方式为：当需要制冷时利用太阳能光伏电池发电，停车较短时间，可选择运行晒不热模式，保持半导体芯片302、送风端风扇403、散热端风扇505开启，半导体芯片302在太阳能光伏电池的驱动下制冷，开启的送风端风扇403强制对流，将车内空气从进风口201抽进来，利用半导体产生的冷量经热管在第一散热翅片404处与空气进行热量交换，被处理过的空气从打孔的座椅表皮102吹至座椅表面，持续保证座椅晒不烫，半导体下端热电热管散热装置5的散热端风扇504一直处于开启状态的目的是将半导体运行过程中所产生的废热通过连接汽车出风口的保温出风管505排出，既提高了半导体的运行效率又避免了废热对车内空气的影响。；在较长时间停车时，保持半导体芯片302开启和散热端风扇505开启，送风端风扇403关闭，蓄能装置3开始蓄能，半导体芯片302在太阳能光伏电池的驱动下制冷，产生的冷通过第一热管散热器底座401上部的散热翅片303，将冷传递给蓄能箱301里面的蓄能材料304；蓄能箱301中设有温度传感器，当蓄能完成时，所有风扇关闭，通过数控器切断光伏电池输入座椅的电流，蓄能装置3停止工作，光伏电池发电输入到汽车蓄电池内；人员上车前，通过操作遥控器启动蓄能装置3放冷，开启送风端风扇403，在风扇的强制对流条件下，蓄能箱301蓄的冷通过散热翅片303传至第一散热器底座401内的第一热管402，与进风口201抽进来的空气进行热量交换，被处理过的空气从打孔的座椅表皮102吹至座椅表面，利用蓄能箱301中蓄的冷迅速将座椅表面温度降至乘坐者自行设定的舒适温度值；在长时间停车时，可选择蓄电模式，将太阳能光伏发电产生的直流电直接蓄进汽车蓄电池里，也可根据个人需求选择或者不选择任一个工作模式。；当室内环境满足人员舒适性要求时，可直接利用车内的冷风维持座椅的舒适性，此时，关闭半导体芯片302和热端散热端风扇504，只开启座椅送风端风扇403，被汽车空调处理过的空气从进风口201进入座椅风道2，经打孔的座椅表皮102吹至座椅表皮，即可实现对座椅表面温度的控制，此时，太阳能光伏发电给汽车蓄电池蓄电，备用于没有太阳或太阳不足时仍然需要启动汽车空调的情况。

当需要制热时利用光伏电池发电，工作原理与制冷过程工作原理一致，只需数控器改变半导体的供电电流方向，即可实现制热的要求。

控制方式：车内人员根据座位舒适性需要调节座椅温度，根据个人需求选择不同的工作模式，在座椅温度降下来后，通过半导体持续运行或室内被汽车空调处理过空气的循环模式来维持座椅表面温度，保证人体舒适性。由于个体差异，对舒适性不同的要求，后续维持过程可通过数控器控制通过半导体芯片电流的大小或控制风扇的开启档位，来满足乘坐者对舒适的不同要求。

当需要座椅吹出冷风时，数控器调节半导体芯片302的供电电流方向，调整半导体的冷热端，使半导体上端变为冷端，半导体芯片302开始制冷，冷量由热管式散热器导致海绵101内部风道2，此时送风端风扇403和散热端风扇504均开启，送风端风扇403将空气经风道2的进风口201抽进，与热管散热器的第一散热翅片404进行热量交换，经打孔的座椅表皮102吹出，冷却座椅表面，降低座椅表面温度。后续温度维持过程，利用持续运行的半导体制冷，此时可根据乘坐者的舒适感觉，调整送风端风扇403的开启档数，控制送风速度，满足不同乘坐者对舒适的不同要求。

当需要座椅吹出热风时，只要通过数控器调节半导体芯片302的供电电流方向，调整半导体的冷热端，使半导体上端变为热端，半导体芯片302即可开始制热。

设在蓄能箱301内的温度传感器，用于感受蓄能材料304的温度，并且将结果反馈给数控器，进而根据温度传感器反馈回来的信息调整半导体芯片302的开启和关闭。

Claims (5)

1.一种晒不热汽车座椅，其特征在于，所述的晒不热汽车座椅包括汽车座椅本体、蓄能装置、热管式传热送风装置、热管散热装置、贴附在车顶的太阳能薄膜电池以及控制半导体芯片和太阳能薄膜电池工作的数控器；所述的汽车座椅本体的前后设有进风口，座椅表面为开孔的透气真皮，座椅本体内部海绵设有风道，所述的汽车座椅本体靠背的海绵风道内和底座的海绵风道内设有热管式传热送风装置，底座下部设有蓄能装置以及热管散热装置；所述的蓄能装置，包括密闭的保温蓄能箱，蓄能箱中的蓄能介质为蓄能材料，蓄能箱下表面内部贴附带有翅片的热管散热器底座，蓄能箱下表面外部贴附半导体芯片，半导体芯片下端设有热管散热装置。

2.根据权利要求1所述的晒不热汽车座椅，其特征在于，所述的热管式传热送风装置，包括第一热管、第一热管底座、第一散热翅片、送风端风扇、风道；所述的第一热管为适合座椅安装的保温弯曲长热管，第一热管的一端镶嵌在第一热管底座中，另一端连接有第一散热翅片，第一散热翅片上安装送风端风扇；所述第一热管底座为传热性能好的铜板，铜板上侧带有第一散热翅片；所述的送风端风扇具有高、中、低调速功能；所述风道为方便空气掠过风扇跟散热翅片而在座椅海绵内所留通风槽。

3.根据权利要求1或2所述的晒不热汽车座椅，其特征在于，所述的热管散热装置，包括第二热管、第二热管底座、第二散热翅片、散热端风扇、出风管；所述第二热管为弯曲短热管，第二热管上端连接第二散热翅片和散热端风扇；所述的出风管为保温出风管，连接热管散热装置和汽车出风口。

4.根据权利要求1所述的晒不热汽车座椅，其特征在于，所述的太阳能薄膜电池贴附在汽车车顶，所述的数控器，与贴附在车顶的薄膜电池和半导体芯片连接，可控制风扇开关、改变电流方向和电流大小，数控器通过改变电流方向实现制冷和制热工况的转换，通过调节电流大小或风扇开启档数，控制制冷/制热效果。

5.根据权利要求1所述的晒不热汽车座椅，其特征在于，可以实现汽车座椅的四种工作模式；晒不热模式为停车时，气流掠过被太阳能光伏发电持续驱动的热管式传热送风装置，保证座椅晒不烫；蓄能速冷模式为上车前开启送风端风扇将蓄能箱所蓄冷量快速放出，瞬时降低座椅温度；蓄电模式为直接将太阳能光伏发电蓄进汽车蓄电池里；非主动制冷模式是当车内温度适宜时，开启晒不热汽车座椅送风端风扇，实现对座椅的局部降温；制热时只要通过数控器改变电流方向实现制热功能。