CN106515366A - 一种汽车内温度自动调节***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车内温度自动调节***及其控制方法,该***包括太阳能转换部分和汽车内温度控制部分。太阳能转换部分包括:太阳能电池板、光伏充电控制器、蓄电池组、电池管理***(BSM)和逆变器;汽车内温度控制部分以STM32单片机为控制中心,包括:无线遥控模块、GSM短信收发模块、定时器模块、温度检测模块、温度显示模块、温度设置模块、继电器开关模块1和继电器开关模块2。本发明充分利用太阳能这一绿色能源进行发电,带动汽车空调工作,节能环保,而且在蓄电池电量不足时自动切换到汽车发动机带动发电机发电,带动汽车空调工作;还能够实现智能化远程控制和定时器控制提前设置汽车空调的关闭开启,保证了人刚进入汽车内的舒适度。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能应用技术领域,特别是涉及一种汽车内温度自动调节***及其控制方法。
背景技术
随着社会的发展,人们的生活水平不断提高,汽车已经成为人们生活中必不可少的交通工具,但是人们在汽车的使用过程中也遇到了一些难以解决的问题。空调是汽车所必备的,现有的汽车空调都是汽车发动机通过发电机发电带动的,这会产生大量的能源消耗,也会造成一定的环境污染。太阳能作为一种新型清洁能源已经被人类所熟知,充分利用太阳能为汽车空调服务,是未来汽车行业发展的趋势。利用太阳能资源可以有效实现能源节约和环境保护。
而且夏天,汽车在炽热的阳光下停泊,加上汽车内空气不流通,会造成汽车内温度急剧上升,一般都会高达60度以上,而且会造成车内产生大量的有害物质,从而使车内空气品质变差。当人坐到车里时,会感到一股热气,极大地影响了人的舒适度,进一步影响人乘车的心情。冬天,天气特别寒冷,特别是早晨上班时进入车内,会感到手脚冰冷,不但会影响人的舒适度,而且还会影响人们开车过程中的灵活度。因此,迫切需要一种节能环保的智能化汽车内温度调节***,解决人们刚进入汽车内温度不适的问题,也为了减少能源消耗和环境污染。
发明内容
为了解决上述现有技术中在汽车停止过程中不能调节汽车内温度的不足,本发明提出了一种汽车内温度自动调节***及其控制方法。该***把太阳能作为新的能源应用到汽车空调***中,可以实现在阳光充足的情况下,太阳能通过光电转换效应转换成电能供汽车空调***工作;而且该***采用智能化的汽车内温度控制器实现实时调节汽车内温度,从而保证人们刚进入汽车时的舒适度。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种汽车内温度自动调节***及其控制方法,该***包括太阳能转换部分和汽车内温度控制部分。太阳能转换部分包括:太阳能电池板、光伏充电控制器、蓄电池组、电池管理***(BSM)和逆变器;汽车内温度控制部分以STM32单片机为控制中心,对汽车空调实现智能化控制,包括:无线遥控模块、GSM短信收发模块、定时器模块、温度检测模块、温度显示模块、温度设置模块、继电器开关模块1和继电器开关模块2。
***工作时,太阳能电池板吸收到的太阳光能量通过光伏转换效应转换成电能,并通过光伏充电控制器连接蓄电池组,之后连接逆变器,输出220V交流电压带动汽车空调工作,同时电池管理***(BSM)实时监测蓄电池组荷电状态(SOC);同时,以STM32单片机为控制中心搭载无线遥控模块、GSM短信收发模块、定时器模块、温度检测模块、温度显示模块、温度设置模块、继电器开关模块1和继电器开关模块2构成汽车内温度控制器,通过无线遥控模块、GSM短信收发模块和定时器模块控制控制汽车空调的开启和关闭,通过温度检测模块、温度显示模块、温度设置模块调节汽车内温度控制汽车空调工作,从而可以实现对汽车空调的智能化控制,可以很方便的解决冬天和夏天人们刚进入汽车内的温度不适问题。
所述的太阳能电池板,采用柔性太阳能电池板,太阳能电池板通过并联均匀的覆盖在汽车的前盖、车顶部和后盖。充分利用汽车顶部资源,不破坏车体结构,采光性好;太阳能板并联铺设,使各个太阳能板互不相关,可以提高太阳能板的工作性能,并且便于维修。
所述的光伏充电控制器可以控制太阳能电池板对蓄电池充电的快慢,及时关注蓄电池电压,防止过充,可以对蓄电池进行保护;同时也会在太阳能电池板不发电的情况下,防止蓄电池的电倒流。
所述的电池管理***(BSM),用来对蓄电池组进行实时监测,监测电池荷电状态(SOC),电池健康状态(SOH),并对电池进行在线诊断与预警。汽车空调工作供电采用蓄电池供电和发动机带动发电机发电两种方式,根据电池荷电状态(SOC)电量显示情况,当蓄电池组电量低于30%时,控制继电器开关模块2切换到发动机带动发电机发电工作模式;当蓄电池组电量高于30%时,控制继电器开关模块2切换到蓄电池组供电工作模式。因为当遇到阴天或者太阳能电池板故障时,蓄电池组肯定不能继续给汽车空调供电,通过设置两种工作方式可以随时切换到汽车发动机带动相应发电机发电,进而带动汽车空调工作,从而不会影响到汽车空调的使用。
所述的继电器开关模块2采用的继电器为双控继电器,可以实现蓄电池组供电和汽车发动机发电两种工作模式的随意切换。
所述的温度设置模块根据人的需要设置汽车空调工作的温度范围,设置一个最高温度值和一个最低温度值,当温度传感器即温度检测模块把检测到的温度通过温度显示模块显示出来,与设置温度进行对比,当检测到汽车内温度低于设置的最低温度值或高于设置的最高温度值时汽车空调开始工作进行制热或制冷,当检测到汽车内温度处于最低温度值与最高温度值之间时,汽车空调将处于待机状态。
所述的无线遥控模块可以实现在一定距离范围内对汽车空调的远程关闭开启控制;GSM短信收发模块可以在长距离内实现对汽车空调的关闭开启控制;定时器模块可以通过定时设置保证人在进入汽车内之前提前开启汽车空调,当进入车内时,会立刻享受舒适的车内环境。
与现有的技术相比,本发明提出的一种汽车内温度自动调节***及其控制方法,其有益成果是:该***利用太阳能给蓄电池充电,进而带动汽车空调工作,调节汽车内温度,节能环保,具有非常大的应用推广价值;汽车空调工作供电采用蓄电池供电和发动机带动相应发电机发电两种工作方式,并且可以实现两种工作方式的智能化切换;能够根据人的需要提前设置汽车空调工作的温度范围,进而控制汽车空调开启进行制热或制冷,保证了人刚进入汽车内的舒适度;能够实现智能化远程控制和定时器控制汽车空调的关闭开启,避免空调一直开启造成不必要的浪费。
附图说明
图1为本发明的汽车内温度自动调节***的整体结构示意图;
图2为本发明的汽车内温度自动调节***的工作流程图;
图3为本发明的汽车空调供电模式示意图;
图4为本发明在轿车上的太阳能板覆盖示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种汽车内温度自动调节***及其控制方法作进一步地详细说明。
如图1所示,一种汽车内温度自动调节***及其控制方法,主要包括太阳能转化部分和汽车内温度控制部分。太阳能转化部分包括汽车顶部太阳能电池板,光伏充电控制器,蓄电池组,BMS和逆变器。其中,光伏充电控制器用来控制太阳能电池板对蓄电池充电的快慢,实时关注蓄电池电压,防止过充,对蓄电池进行保护,同时也会在太阳能电池板不发电的情况下,防止蓄电池的电倒流;BMS即电池管理的***,用来对电池进行实时监测,监测电池中的SOC即荷电状态,SOH即电池健康状态,并对电池进行在线诊断与预警。汽车内温度控制部分以STM32单片机为控制中心,包括无线遥控模块、GSM短信收发模块、定时器模块、温度检测模块、温度显示模块、温度设置模块、继电器开关模块1和继电器开关模块2。本发明的设计体现了节能与智能两个方面,节能主要体现为对太阳能的充分利用;智能主要体现为汽车内温度的自动调节。
如图1所示,整个***的工作时,首先是太阳能转换部分开始工作,覆盖在汽车顶部的太阳能板把吸收到的太阳光能量通过光伏转换效应转换成电能,通过光伏充电控制器连接蓄电池组,向蓄电池组充电;蓄电池组输出接有逆变器将直流电压转换成220V交流电压,逆变器输出连接继电器开关模块2,继电器模块2连接汽车空调,从而实现太阳能到电能的转换,最终带动汽车空调工作;同时在汽车空调的工作过程中,电池管理***(BSM)实时监测电池荷电状态(SOC),根据电池荷电状态(SOC)电量显示情况,通过控制继电器开关模块2进行发动机带动发电机发电和蓄电池供电两种工作模式的转换。其中,继电器开关模块2采用的继电器为双控继电器,可以实现蓄电池组供电和汽车发动机带动相应发电机发电两种工作模式的随意切换。整个***工作都受汽车内温度控制部分的监测和控制,通过无线遥控模块、GSM短信收发模块和定时器模块控制汽车空调的开启和关闭,温度控制部分的温度设置模块设置汽车空调工作的温度范围,设置一个最高温度值和一个最低温度值,温度检测模块把检测到的汽车内温度通过温度显示模块显示出来,与设置温度的进行对比结果,当检测到汽车内温度低于设置的最低温度值或高于设置的最高温度值时汽车空调压开始工作进行制热或制冷,当检测到汽车内温度处于最低温度值与最高温度值之间时,汽车空调将处于待机状态。
如图2所示,汽车内温度自动调节包括汽车驻车中车内温度的自动调节和汽车行车中车内温度的自动调节。驻车中,汽车空调处于关闭状态,人们在进入汽车内之前通过无线遥控、GSM短信收发或定时器进行设置汽车空调开启,设置后汽车空调并不会马上开启,而是温度检测模块开始检测汽车内温度,当检测到的汽车内温度满足温度设置范围时,汽车内空调仍处于关闭状态,直到检测到的汽车内温度不满足温度设置范围时,汽车空调开启。此时如果汽车内温度高于设置的最高温度值时,汽车空调制冷,如果低于设置的最低温度值时,汽车空调制热。此后在汽车空调开启后的工作过程中,温度检测模块也会实时进行汽车内温度检测,当检测到的汽车内温度满足温度设置范围时,汽车空调将处于待机状态,当检测到的汽车内温度不满足温度设置范围时,汽车空调继续工作,根据设置的最高温度值和最低温度值选择选择制冷或制热。行车中,汽车空调一直处于开启状态,温度检测模块会实时进行汽车内温度检测,当检测到的汽车内温度满足温度设置范围时,汽车空调将处于待机状态,当检测到的汽车内温度不满足温度设置范围时,汽车空调继续工作,根据设置的最高温度值和最低温度值选择选择制冷或制热。
如图3所示,电池管理***(BSM)实时监测电池荷电状态(SOC),当监测到的SOC>SOCmin条件满足时,选择蓄电池组工作模式,当监测到的SOC>SOCmin条件不满足时,选择发动机带动发电机发电工作模式。
如图4所示,太阳能电池板在汽车的前盖1、车顶部2、后盖3,实现全方位覆盖,充分利用汽车顶部资源,不破坏车体结构,具有良好的采光性能,可以实现最大限度的采集太阳光能量。所使用的太阳能板采用柔性太阳能板,太阳能板的连接方式采用并联方式,使各个太阳能板独立工作,互不相关。这样可以很大程度上提高太阳能板的工作性能,不会因为某一个太阳能板的故障而影响整个***的正常工作;这也方便太阳能板的质量检测,便于维修。
如图1所示,无线遥控模块可以实现在一定距离范围内对汽车空调的远程关闭开启控制。无线遥控模块采用无线遥控器和接收模块,通过无线遥控器向汽车温度控制器的接收模块发送信号,接收模块把接收到的信号交给STM32单片机控制中心判断,从而通过继电器开关模块1控制汽车空调的关闭和开启。无线遥控模块配有形如汽车钥匙的遥控器,携带方便,可以实现一键开启关闭功能。
如图1所示,GSM短信收发模块可以在长距离内实现对汽车空调的关闭开启控制。在汽车温度控制器的短信接收模块装有GSM手机卡,可以接受短信指令,人们可以通过手机向汽车温度控制器部分的GSM短信接收模块发送控制汽车空调开启关闭的短信指令,GSM短信接收模块把接收到的短信指令交给STM32单片机控制中心判断,从而通过继电器开关模块1控制汽车空调的关闭和开启。
如图1所示,定时器模块可以通过定时设置保证人在进入汽车内之前提前开启汽车空调。通过在汽车温度控制器上设定汽车空调的开启关闭时间参数,设定的时间参数传输给STM32单片机控制中心,当达到设定时间后,STM32控制中心通过继电器开关模块1控制汽车空调的关闭和开启。
以上详细叙述了本发明的基本原理、主要特征以及本发明的优点。本领域的技术人员应该意识到,上述的具体实施方式只是示例性的,并非是对实施方式的限制。在不脱离由权利要求书所限定的相关保护范围的情况下,本发明还会做出不同形式的变动和改进,这些变动和改进仍处在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种汽车内温度自动调节***及其控制方法,其特征在于,该***包括太阳能转换部分和汽车内温度控制部分;太阳能转换部分包括:太阳能电池板、光伏充电控制器、蓄电池组、电池管理***(BSM)和逆变器;汽车内温度控制部分以STM32单片机为控制中心,对汽车空调实现智能化控制,包括:无线遥控模块、GSM短信收发模块、定时器模块、温度检测模块、温度显示模块、温度设置模块、继电器开关模块1和继电器开关模块2。
2.根据权利要求1所述的一种汽车内温度自动调节***及其控制方法,其特征在于:所述的太阳能电池板,采用柔性太阳能电池板,太阳能电池板通过并联均匀的覆盖在汽车的前盖、车顶部和后盖。
3.根据权利要求1所述的一种汽车内温度自动调节***及其控制方法,其特征在于:汽车空调工作供电采用蓄电池供电和汽车发动机带动相应发电机发电两种方式,应用电池管理***(BSM)实监测电池荷电状态(SOC),根据SOC值控制继电器开关模块2工作,实现两种工作方式的自动切换。
4.根据权利要求3所述的一种汽车内温度自动调节***及其控制方法,其特征在于:继电器开关模块2采用双控继电器。
5.根据权利要求1所述的一种汽车内温度自动调节***及其控制方法,其特征在于:温度设置模块根据人的需要设置汽车空调工作的温度范围,设置一个最高温度值和一个最低温度值,当温度传感器即温度检测模块把检测到的温度通过温度显示模块显示出来,与设置温度进行对比,当检测到汽车内温度低于设置的最低温度值或高于设置的最高温度值时汽车空调开始工作进行制热或制冷,当检测到汽车内温度处于最低温度值与最高温度值之间时,汽车空调将处于待机状态。
6.根据权利要求1所述的一种汽车内温度自动调节***及其控制方法,其特征在于:无线遥控模块可以实现在一定距离范围内对汽车空调的远程关闭开启控制;GSM短信收发模块可以在长距离内实现对汽车空调的关闭开启控制;定时器模块可以通过定时设置实现对汽车空调的关闭开启控制。
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