本公開涉及一種使用太陽(yáng)能的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)及其控制方法，并且更具體地，涉及一種被設(shè)計(jì)成在車輛熱管理(乘客艙加熱、電池預(yù)熱等)中使用太陽(yáng)能以及將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)及其控制方法，從而顯著提高太陽(yáng)能的利用效率。

背景技術(shù)：

1、根據(jù)《巴黎協(xié)定(paris?agreement)》，為了碳中和，有必要利用太陽(yáng)能，其為代表性的可再生能源。太陽(yáng)能發(fā)電是一種吸收太陽(yáng)能(太陽(yáng)光、太陽(yáng)熱)并將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能而不污染環(huán)境的系統(tǒng)，其發(fā)電效率很低，約為10％。也就是說，只有太陽(yáng)能中的一些可轉(zhuǎn)換成電能，其余的可作為熱能廢棄。這種廢棄的熱能可提高太陽(yáng)能電池的溫度。隨著太陽(yáng)能電池溫度的升高，其轉(zhuǎn)換效率降低。例如，當(dāng)太陽(yáng)能電池的溫度上升大約10℃時(shí)，其轉(zhuǎn)換效率可降低至4％。

2、同時(shí)，根據(jù)碳中和及生命周期評(píng)估(lca)，有望增加太陽(yáng)能在車輛中的使用，并且有必要提高太陽(yáng)能的利用效率。

3、本背景技術(shù)部分所描述的上述信息是為了幫助理解發(fā)明概念的背景而提供的，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的不被視為現(xiàn)有技術(shù)的任何技術(shù)概念。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，同時(shí)維持現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不變。

2、本公開的一個(gè)方面提供了一種被設(shè)計(jì)成在車輛熱管理(乘客艙加熱、電池預(yù)熱等)中使用太陽(yáng)能以及將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能(發(fā)電)的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)及其控制方法，從而顯著提高太陽(yáng)能的利用效率。

3、根據(jù)本公開的一個(gè)方面，車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)可包括安裝在車輛的外表面上的太陽(yáng)能模塊，該太陽(yáng)能模塊包括太陽(yáng)能電池板和位于太陽(yáng)能電池板中的冷卻通道；熱連接至太陽(yáng)能模塊的冷卻通道的儲(chǔ)熱箱；以及熱連接至儲(chǔ)熱箱的板式散熱器。

4、儲(chǔ)熱箱可包括儲(chǔ)熱室，儲(chǔ)熱材料儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱室中；第一冷卻劑室，其接觸儲(chǔ)熱室的第一側(cè)表面；以及第二冷卻劑室，其接觸儲(chǔ)熱室的第二側(cè)表面。

5、第一冷卻劑室可通過第一冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至太陽(yáng)能模塊的冷卻通道。

6、第一冷卻劑循環(huán)回路可包括：第一冷卻劑供應(yīng)管線，其使第一冷卻劑從第一冷卻劑室流動(dòng)至太陽(yáng)能模塊的冷卻通道；第一冷卻劑回流管線，其使第一冷卻劑從太陽(yáng)能模塊的冷卻通道回流至第一冷卻劑室；以及第一冷卻劑泵，其使第一冷卻劑循環(huán)。

7、第一冷卻劑泵和第一冷卻劑室可一體地接合。

8、第二冷卻劑室可通過第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至板式散熱器。

9、車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)還可包括通過第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至第二冷卻劑室的輔助熱交換器。第二冷卻劑室可通過輔助熱交換器熱連接至供暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)(hvac)系統(tǒng)。

10、車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)還可包括通過第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至第二冷卻劑室的電池冷卻器。第二冷卻劑室可通過電池冷卻器熱連接至電池冷卻系統(tǒng)。

11、第二冷卻劑循環(huán)回路可被配置成將從第二冷卻劑室排出的第二冷卻劑引導(dǎo)至板式散熱器、輔助熱交換器和電池冷卻器中的至少一個(gè)，并且使第二冷卻劑回流至第二冷卻劑室。

12、第二冷卻劑循環(huán)回路可包括第二冷卻劑供應(yīng)管線，其使第二冷卻劑從第二冷卻劑室流動(dòng)至板式散熱器、輔助熱交換器和電池冷卻器；第二冷卻劑回流管線，其使第二冷卻劑從板式散熱器、輔助熱交換器和電池冷卻器回流至第二冷卻劑室；多個(gè)分配管線，其從第二冷卻劑供應(yīng)管線分支并在第二冷卻劑回流管線處接合，控制閥，其設(shè)置在第二冷卻劑供應(yīng)管線和多個(gè)分配管線之間；以及第二冷卻劑泵，其使第二冷卻劑循環(huán)。板式散熱器連接至多個(gè)分配管線中的第一分配管線，輔助熱交換器連接至多個(gè)分配管線中的第二分配管線，并且電池冷卻器連接至多個(gè)分配管線中的第三分配管線。

13、控制閥和第二冷卻劑泵可一體地接合至第二冷卻劑室。

14、多個(gè)分配管線可包括第一分配管線，其從第二冷卻劑供應(yīng)管線分支至板式散熱器；第二分配管線，其從第二冷卻劑供應(yīng)管線分支至輔助熱交換器；以及第三分配管線，其從第二冷卻劑供應(yīng)管線分支至電池冷卻器。

15、控制閥可包括與第二冷卻劑室連通的入口端口、與板式散熱器連通的第一出口端口、與輔助熱交換器連通的第二出口端口以及與電池冷卻器連通的第三出口端口。

16、控制閥可被配置成打開第一出口端口、第二出口端口和第三出口端口中的至少一個(gè)。

17、根據(jù)本公開的另一方面，一種控制車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)的方法，該車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)包括：太陽(yáng)能模塊，所述太陽(yáng)能模塊包括太陽(yáng)能電池板和位于太陽(yáng)能電池板中的冷卻通道；儲(chǔ)熱箱，所述儲(chǔ)熱箱通過第一冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至太陽(yáng)能模塊的冷卻通道；板式散熱器，所述板式散熱器通過第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至儲(chǔ)熱箱，輔助熱交換器，所述輔助熱交換器通過第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至儲(chǔ)熱箱并熱連接至hvac系統(tǒng)；以及電池冷卻器，所述電池冷卻器通過第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至儲(chǔ)熱箱并熱連接至電池冷卻系統(tǒng)，該方法可包括：基于儲(chǔ)熱箱的溫度和太陽(yáng)能電池板的溫度使第一冷卻劑在冷卻通道和儲(chǔ)熱箱之間循環(huán)；以及基于太陽(yáng)能電池板的溫度使第二冷卻劑在儲(chǔ)熱箱和板式散熱器之間循環(huán)。

18、該方法還可包括根據(jù)儲(chǔ)熱箱的溫度和太陽(yáng)能電池板的溫度使第二冷卻劑在儲(chǔ)熱箱和板式散熱器之間循環(huán)。

19、該方法還可包括根據(jù)環(huán)境溫度使第二冷卻劑在儲(chǔ)熱箱和輔助熱交換器之間循環(huán)。

20、該方法還可包括基于儲(chǔ)熱箱的溫度和電池的溫度使第二冷卻劑在儲(chǔ)熱箱和電池冷卻器之間循環(huán)。

技術(shù)特征：

1.一種車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，其中所述儲(chǔ)熱箱包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，其中所述第一冷卻劑室通過第一冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至所述太陽(yáng)能模塊的冷卻通道。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，其中所述第一冷卻劑循環(huán)回路包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，其中所述第一冷卻劑泵和所述第一冷卻劑室一體地接合。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，其中所述第二冷卻劑室通過第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至所述板式散熱器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，還包括通過所述第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至所述第二冷卻劑室的輔助熱交換器，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，還包括通過所述第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至所述第二冷卻劑室的電池冷卻器，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，其中所述第二冷卻劑循環(huán)回路被配置成：將從所述第二冷卻劑室排出的第二冷卻劑引導(dǎo)至所述板式散熱器、所述輔助熱交換器和所述電池冷卻器中的至少一個(gè)，并且使所述第二冷卻劑回流至所述第二冷卻劑室。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，其中所述第二冷卻劑循環(huán)回路包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，其中所述控制閥和所述第二冷卻劑泵一體地接合至所述第二冷卻劑室。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，其中所述多個(gè)分配管線包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，其中所述控制閥包括：與所述第二冷卻劑室連通的入口端口、與所述板式散熱器連通的第一出口端口、與所述輔助熱交換器連通的第二出口端口以及與所述電池冷卻器連通的第三出口端口。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，其中所述控制閥被配置成：打開所述第一出口端口、所述第二出口端口和所述第三出口端口中的至少一個(gè)。

15.一種控制車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)的方法，所述車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)包括：包括太陽(yáng)能電池板和位于所述太陽(yáng)能電池板中的冷卻通道的太陽(yáng)能模塊；通過第一冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至所述太陽(yáng)能模塊的冷卻通道的儲(chǔ)熱箱；通過第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至所述儲(chǔ)熱箱的板式散熱器；通過所述第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至所述儲(chǔ)熱箱并熱連接至hvac系統(tǒng)的輔助熱交換器；以及通過所述第二冷卻劑循環(huán)回路流體地連接至所述儲(chǔ)熱箱并熱連接至電池冷卻系統(tǒng)的電池冷卻器，所述方法包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括：基于所述儲(chǔ)熱箱的所述溫度和所述太陽(yáng)能電池板的溫度使所述第二冷卻劑在所述儲(chǔ)熱箱和所述板式散熱器之間循環(huán)。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括：基于環(huán)境溫度使所述第二冷卻劑在所述儲(chǔ)熱箱和所述輔助熱交換器之間循環(huán)。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括：基于所述儲(chǔ)熱箱的溫度和電池的溫度使所述第二冷卻劑在所述儲(chǔ)熱箱和所述電池冷卻器之間循環(huán)。

技術(shù)總結(jié)
一種車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)，該車輛太陽(yáng)能系統(tǒng)包括：安裝在車輛的外表面上的太陽(yáng)能模塊，該太陽(yáng)能模塊包括太陽(yáng)能電池板和位于太陽(yáng)能電池板中的冷卻通道；熱連接至太陽(yáng)能模塊的冷卻通道的儲(chǔ)熱箱；以及熱連接至儲(chǔ)熱箱的板式散熱器。

技術(shù)研發(fā)人員：權(quán)春奎,李炫燮,南宗佑
受保護(hù)的技術(shù)使用者：現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9