本实用新型专利技术公开了一种冬夏两用型车载太阳能利用装置，包括太阳能收集单元，以及与太阳能收集单元连接用于储存电能的蓄电池组件，还包括：对汽车进行供冷的制冷单元；对汽车发动机冷却液进行温度控制的加热单元；所述蓄电池组件对所述制冷单元和加热单元同时供电。与现有技术相比，本实用新型专利技术利用太阳能发电板将太阳能转化为电能并收集在蓄电池中。夏天时，利用蓄电池所储存的电量驱动一个压缩式制冷系统实现汽车内部舒适的环境。冬天时，利用蓄电池所储存的电量维持发动机的冷却液在一定的温度范围内。该装置很好的利用了太阳能和汽车运行过程中的废热，解决了夏天空调耗能冬天汽车电池容量小，启动困难的问题，具有非常好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种车载装置，具体是涉及一种冬夏两用型车载太阳能利用装 置。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，人们的生活水平日益提高，汽车已经成为人们出行不 可或缺的工具，目前我国的汽车保有量和年均生产量均居世界前列。汽车运行的动力是由 汽车的发动机提供的，而汽车发动机的工作需要燃油的燃烧。汽车发动机按照燃油的不同， 可以分为柴油发动机，汽油发动机，电动汽车发动机以及混合动力发动机等。作为汽车的心 脏部位，汽车发动机对汽车整体的动力性、经济型和环保型具有非常大的影响，因此提高发 动机的性能对于促进汽车产业的发展具有非常重要的意义。就目前的技术水平而言，汽车 发动机的输出动力只占燃油总热值的30%~42% (柴油机）或25%~40% (汽油机）， 也就是说大部分的燃油所产生的能量被浪费，只有小部分的被利用起来。其余能量均作为 汽车尾气排放、发动机工作过程中的发热等方式散失在周围环境中。汽车的尾气的温度一 般都远高于环境的温度，比如汽油机的排气温度高达400°C~550°C，柴油机的排气温度高 达300°C~400°C。一方面，由于燃油的利用率较低，而燃油的来源多为石油化工产业，该产 业所利用的能源为不可再生能源，据世界能源会议统计，世界已探明的石油储量只够开采 30~40年，因此汽车的广泛应用会加剧当前的能源危机，从而威胁到经济社会的可持续发 展。另一方面，由于汽车燃油的燃烧过程会产生废气，汽车尾气中含有上百种不同的化合 物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫 氧化合物等。汽车尾气除了是大型城市PM2. 5的主要来源之一外，还是很多城市大气污染 的罪魁祸首之一，光化学烟雾就是其主要影响之一。因此，加强对汽车尾气废热的利用的同 时利用可持续能源对汽车行业乃至于经济社会的可持续发展具有非常重要的意义。 国内外对于汽车废热的利用具有较高的积极性，汽车废热的利用除与其他废热相 同的特点之外，还具有自己的独特之处。这些特点主要有：1)汽车废热的利用装置要抗震 动，抗冲击，能够适应汽车的不同工作环境。汽车的工作情况随着路面状况，交通状况等的 变化而变化，汽车上的装置会随着汽车的晃动转动而运动，因此汽车的废热利用装置在摇 晃工况下应该也能很好的工作。2)汽车废热的利用装置要结构简单，体积小，效率高，在汽 车车体上易安装。目前汽车技术已经发展相对成熟，汽车的功能也越来越完善，汽车的部件 也越来越多，为了保持汽车部件的紧凑型，汽车废热的利用部件应简单，可靠，体较小，并在 汽车车体上便于安装与维修。3)能够间歇性的利用发动机的尾气废热等特点。汽车尾气的 排放量与汽车的运行状态有关，汽车速度较慢或耗能装置少时尾气排放量少，而速度较快 耗能装置多时排放尾气量多，而当汽车停止时，没有尾气的排放。因此汽车废热的利用具有 典型的间歇性和波动性的特点。利用装置必须适应这种工况。4)不能够影响发动机的工作 性能，不增加汽车发动机的功耗。汽车废热的利用装置主要是收集汽车的废热，因此不能因 此引入该装置造成更大的发动机能耗。 目前对于汽车废热的利用方法主要有：1)涡轮增压技术。废气的涡轮增压技术是 借助废气中的部分能量来提高汽车发动机的进气压力，进而增加充气量，以改善汽车发动 机的动力性能和经济性。废气涡轮增压技术是当前废气利用较为广泛的一种途径，在商业 领域也有一定的市场。但是此类方法只能利用尾气中的部分能量，且一般适用于大型的柴 油动力的发动机中。2)利用废热驱动空调系统等。该部分的应用可以分为驱动吸收式制冷， 驱动吸附式制冷，驱动喷射制冷三种形式。吸收式制冷由于需要蒸发器，发生器等罐体，其 适用场合受到很大的限制。吸附式系统结构简单，造价低，但吸附式系统的COP不高，单位 质量的制冷量小。而汽车空调需要体积小，性能可靠，操作方便，因此其适用场合也受到一 定的限制。喷射式制冷系统除了循环泵以外没有其他的运动部件，而且系统中的工作蒸汽 和制冷剂是一种工质，其结构简单，耗能少，但是这种装置的噪音较大，影响汽车的舒适性。 3) 利用废热发电。半导体发电主要是指利用热电效应进行发电。随着半导体材料和加工 工艺的进步，热转化为电的效率越来越高，使得利用半导体温差发电在汽车发动机上有了 可能。温差发电装置的利用使得汽车排气温度降低，有助于降低汽车发动机的噪音。同时 半导体发电没有运动部件，属于静态的能量转化装置。但是其效率还有待于进一步的提高。 4) 利用汽车废热供暖。余热式暖气装置利用汽车发动机工作过程中所产生的废气的热量 直接给车厢内的空气加热，以实现供暖的装置。该类装置的优点在于不需要在汽车上增加 热源，又不增加发动机本身的热量消耗。供暖的成本较低，系统的经济型好，使用也较为方 便。但是由于供暖的热量主要来自于汽车的尾气，因此其性能受到汽车发动机工作状况的 制约，且只有在冬天的时候才能够利用汽车的废热，其余的时候则并没有实现很好的利用。 另外，利用供暖装置时，换热装置增大了发动机的排气背压，在一定程度上会影响发动机的 工作性能。 从以上的内容中可以看出，汽车尾气中的废热并没有得到很好的利用，而汽车在 冬天时由于温度太低而出现"冷启动"的问题对汽车的使用体验和使用寿命都会产生很大 的影响。汽车的冷启动问题是指当外界环境的温度很低时，比如在北方的冬天，由于发动机 的冷却液的温度较低，汽车启动较为困难。由于此时的油还不能很好的润滑发动机部件，特 别是曲轴和曲轴瓦，因此此时启动会缩短发动机的使用寿命。虽然目前很多车辆已经携带 汽车发动机的低温保护系统，通过限制变速器的传动比和发动机的功率输出来避免机体受 到较多的损伤，随着机体的温度的上升保护限制将自动解除。但是这是牺牲汽车其他模块 为基础的程序。与此同时，蓄电池作为汽车中必不可少的一个部件，为汽车的启动和其他 用电设备提供电力支持。其性能受到温度的影响很大，一般汽车蓄电池所标的容量是指在 25°C时的容量，当环境温度降低时，其电池的容量就会相应的减小。当环境温度较低时，蓄 电池内的溶液不扩散，两级活性物质的化学反应的速率也会变慢。电解的阻抗增加，电瓶电 压下降。因此在环境温度较低时，其电池的容量会出现明显的下降。解决好冬天时的电池 容量和发动机的冷启动问题对于提高汽车的寿命和改善驾车体具有非常重要的意义。 降低汽车对化石燃料的依赖性和提高对汽车废热的利用效率是提高汽车节能特 性最有效的措施。作为一种可持续的能源，太阳能在汽车行业中具有非常好的应用前景， 近年来也受到国内外的广泛关注。由于太阳能来源于太阳内部的核辐射，因此其具有无污 染、可再生，无需运输，取之不尽，用之不竭等优点，受区域资源限制少，安装方便，随用随 取。资料表明照射在地球上的太阳能能源非常的巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳 能，若能全部有效的利用，足以供全球人类一年的能量消耗量。目前对于太阳能的利用主 要是通过光电转换和光热转化。光热转换主要是指通过物质之间的相互作用将太阳能转 换为热能加以利用，比如太阳能热水器，太阳能干燥器，太阳能蒸馏器等。光电转换主要有 两种方式，一种是"光电"转换，主要是利用光电二极管的电路将太阳能转换为电能，另一种 是"光-热-电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种冬夏两用型车载太阳能利用装置，包括太阳能收集单元，以及与太阳能收集单元连接用于储存电能的蓄电池组件，其特征在于，还包括：对汽车进行供冷的制冷单元；对汽车发动机冷却液进行温度控制的加热单元；所述蓄电池组件对所述制冷单元和加热单元同时供电。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓红，王学会，郑豪策，鹿丁，方一波，陈光明，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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