CN110707796A - 一种驻车空调供电系统、供电方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种驻车空调供电系统、供电方法及车辆，涉及驻车空调技术领域。该驻车空调供电系统包括燃料反应组件、储能组件、驻车空调及控制器。燃料反应组件与储能组件电连接，储能组件与驻车空调电连接，控制器与燃料反应组件、储能组件及驻车空调均电连接。控制器被配置为获取储能组件的实时电量并根据储能组件的实时电量控制燃料反应组件执行对储能组件充电或者停止充电。车辆包括上述驻车空调供电系统。驻车空调供电方法包括获取储能组件的实时电量；根据储能组件的实时电量控制燃料反应组件是否对储能组件进行充电。通过上述系统实现驻车空调能够长时间工作。

Description

一种驻车空调供电系统、供电方法及车辆

技术领域

本申请涉及驻车空调技术领域，具体而言，涉及一种驻车空调供电系统、供电方法及车辆。

背景技术

驻车空调是车辆上一种独立的空调系统，可以在关闭发动机后单独使用，例如，当车辆停车等待，或当司机休息时使用。

然而，目前卡车在驻车状态下，驻车空调系统的可使用时间较短，驻车空调系统的能量供给是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种驻车空调供电系统、供电方法及车辆，其通过燃料反应组件和储能组件向驻车空调供电，以使驻车空调可以实现较长的工作时长。

根据本申请的一个方面，提供一种驻车空调供电系统，包括燃料反应组件、储能组件、驻车空调及控制器，所述燃料反应组件与所述储能组件电连接，所述储能组件与所述驻车空调电连接，所述控制器与所述燃料反应组件、所述储能组件和所述驻车空调均电连接；

所述控制器被配置为获取所述储能组件的实时电量并根据所述储能组件的实时电量控制所述燃料反应组件执行对所述储能组件充电或停止充电。

控制器实时检测储能组件的实时电量并进行判断，当储能组件内的实时电量不足时，控制器控制燃料反应组件发电，燃料反应组件通过储能组件向驻车空调间接供电，从而满足驻车空调工作状态下的用电需求，进而延长驻车空调的工作时间。另外，燃料反应组件向储能组件充电，以使储能组件处于浅充浅放的状态，也提高储能组件的使用寿命。

在可选的实施方式中，所述控制器被配置为根据所述燃料反应组件供给所述储能组件的输入电量和所述储能组件供给所述驻车空调的输出电量获取所述储能组件的实时电量。

在可选的实施方式中，所述驻车空调供电系统还包括输入电量检测组件和输出电量检测组件；

所述输入电量检测组件用于检测所述燃料反应组件供给所述储能组件的输入电量，所述输出电量检测组件用于检测所述储能组件供给所述驻车空调的输出电量。

在可选的实施方式中，所述控制器被配置为当所述储能组件的实时电量小于或者等于第一阈值时，控制所述燃料反应组件对所述储能组件充电；

当所述储能组件的实时电量大于第二阈值时，控制所述燃料反应组件对所述储能组件停止充电；

其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

在可选的实施方式中，所述燃料反应组件与所述驻车空调电连接。

在可选的实施方式中，所述控制器还与车载发动机电连接；

所述控制器被配置为当所述车载发动机在启动的状态时，根据所述燃料反应组件供给所述储能组件的输入电量和所述储能组件供给所述驻车空调的输出电量获取所述储能组件的实时电量；

当所述车载发动机在未启动的状态时，根据所述储能组件的蓄电量和所述储能组件供给所述驻车空调的输出电量获取所述储能组件的实时电量。

根据本申请的第二方面，提供一种车辆，包括前述实施方式任意一项所述的驻车空调供电系统。

具有上述驻车空调供电系统的车辆，当其在停车等待，或者司机在车辆内休息时，驻车空调可以较长时间工作，以使车辆内的乘客或者司机处于适应环境下，增强其良好体验。

根据本申请的第三方面，提供一种驻车空调供电方法，所述供电方法包括：

获取所述储能组件的实时电量；

根据所述储能组件的实时电量控制所述燃料反应组件是否对所述储能组件进行充电。

通过控制器检测并计算获得向驻车空调供电的储能组件的实时电量，控制器然后判断并控制燃料反应组件是否工作，从而对储能组件进行充电的方式，从而实现实时检测并及时发电，以使驻车空调满足工作状态下的用电需求，实用性强。

在可选的实施方式中，所述获取储能组件的实时电量步骤具体包括：

获取所述储能组件的输入电量和输出电量；根据所述输入电量和所述输出电量计算获得所述实时电量。

在可选的实施方式中，所述方法还包括校准步骤，所述校准步骤包括：

当所述车载发动机在启动状态时，根据所述车载发动机供给所述储能组件的输入电量和所述储能组件供给所述驻车空调的输出电量计算出所述储能组件的实时电量。

在可选的实施方式中，所述根据所述储能组件的实时电量控制所述燃料反应组件是否对所述储能组件进行充电步骤具体包括：

当所述储能组件的实时电量小于或者等于第一阈值时，所述控制器控制所述燃料反应组件对所述储能组件充电；当所述储能组件的实时电量大于第二阈值时，所述第二阈值大于所述第一阈值，所述控制器控制所述燃料反应组件停止充电。

在可选的实施方式中，还包括：当所述驻车空调内部电量满足预设电量后，控制所述燃料反应组件对所述储能组件充电。

本申请实施例的有益效果包括，例如：

控制器检测获得储能组件内实时的实时电量，且经过比较判断后，当实时电量不足时，控制器控制燃料反应组件发电，从而向储能组件供电，储能组件向驻车空调供电，以使驻车空调满足工作状态下的电量需求，较好改善了现有驻车空调的工作时长；另外，燃料反应组件向储能组件充电，以使储能组件始终处于浅充浅放的状态，提高储能组件的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的驻车空调供电系统的连接示意图；

图2为本申请实施例提供的驻车空调供电系统中燃料反应组件与驻车空调电连接的线路示意图；

图3为本申请实施例提供的驻车空调供电方法的流程图；

图4为本申请实施例提供的驻车空调供电系统中储能组件在驻车空调开启之前的实时电量的流程图。

图标：100-驻车空调供电系统；10-燃料反应组件；13-储能组件；132-第一电流检测单元；135-第二电流检测单元；15-驻车空调；152-压缩机；154-冷凝器；156-膨胀阀；158-蒸发器；18-控制器。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

实施例1

本申请实施例1提供了一种车辆，该车辆包括驻车空调供电系统100，图1为驻车空调供电系统100的线路示意图。

请参照图1所示，该驻车空调供电系统100包括燃料反应组件10、储能组件13、驻车空调15以及控制器18。

燃料反应组件10用于提供电力。一些实施例中，燃料反应组件10可以仅向储能组件13输送电力，在另一些实施例中，燃料反应组件10还可以分别向储能组件13和驻车空调15输送电力，在此不作限定。具体在一些实施例中，燃料反应组件10包括燃料电池堆总成，燃料电池堆总成内设置有高压储氢罐和储氧罐。当控制器18下达指令给燃料反应组件10时，燃料电池堆总成工作，以使高压储氢罐内的氢气和储氧罐内的氧气在燃料电池堆内反应发电。

可以理解的是，氧气也可以为空气中的氧气，不局限于储氧罐内的氧气，只要满足氧气和氢气反应发电即可。

本申请的发明人研究发现，现有车辆，特别是重型卡车，在驻车状态下，驻车空调的可使用时间较短，且在短途(单次运输小于500KM)运输过程中，为驻车空调中提供电力的蓄电池由于长时间累计亏电，极易导致蓄电池性能下降甚至蓄电池报废，目前，单个蓄电池市场售价在3000元上下，更换维修成本高。现有技术中是通过车辆中配备的汽油发电机或者柴油发电机对驻车空调进行供电。当使用汽油发电机进行发电时，由于市场上的汽油发电机长时间使用发热严重，极易导致汽油发电机烧毁；当使用柴油发电机进行发电时，由于柴油发电机的噪音过大，用户体验不佳。

本申请的实施例1提供的驻车空调供电系统100通过燃料反应组件10实现自动发电且能够直接或者间接地给驻车空调15供电，改善了现有的驻车空调15工作时间较短、蓄电池性能下降快的问题。

下面对本实施例1提供的驻车空调供电系统100的各个部件的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。

请继续参照图1所示。

燃料反应组件10与储能组件13电连接并能够向储能组件13充电，储能组件13与驻车空调15电连接且用于向驻车空调15供电，控制器18同时与燃料反应组件10、储能组件13及驻车空调15电连接。控制器18被配置为获取储能组件13的实时电量并根据储能组件13的实时电量来控制燃料反应组件10是否发电，以使燃料反应组件10发电且执行对储能组件13进行充电，进而使得驻车空调15可以长时间工作，且能够避免储能组件13因长时间累计亏电造成的性能下降快甚至是短时间内报废的问题发生。

一些实施例中，储能组件13的实时电量是通过燃料反应组件10供给储能组件13的输入电量和储能组件13供给驻车空调15的输出电量进行计算获得，具体到一个实施例中，燃料反应组件10供给储能组件13的输入电量减去储能组件13供给驻车空调15的输出电量即可获得储能组件13的实时电量。

进一步地，该驻车空调供电系统还包括输入电量检测组件和输出电量检测组件，通过输入电量检测组件和输出电量检测组件的检测并计算获得储能组件13的实时电量。其中，输入电量检测组件用于检测燃料反应组件10供给储能组件13的输入电量，输出电量检测组件用于检测储能组件13供给驻车空调15的输出电量。控制器18用于根据所检测到的输入电量和输出电量进行计算，从而获得储能组件13的实时电量。

在本实施例1中，输入电量检测组件包括第一电压检测单元和第一电流检测单元132。第一电压检测单元与储能组件13电连接，从而用于检测燃料反应组件10对储能组件13的输入电压。第一电流检测单元132与储能组件13的输入端电连接，即第一电流检测单元132连接于燃料反应组件10和储能组件13之间，用于检测储能组件13的输入电流。

第一电压检测单元将检测到的输入电压，和第一电流检测单元132将检测到的输入电流同时反馈至控制器18，控制器18用于根据输入电压和输入电流计算获得储能组件13的输入电量。

同理，输出电量检测组件包括第二电压检测单元和第二电流检测单元135。第二电压检测单元与储能组件13电连接，用于检测储能组件13对驻车空调15的输出电压。第二电流检测单元135与储能组件13的输出端电连接，即第二电流检测单元135连接于储能组件13和驻车空调15之间，用于检测储能组件13的输出电流。

第二电压检测单元将检测到的输出电压，和第二电流检测单元135将检测到的输出电流同时反馈至控制器18，控制器18用于根据输出电压和输出电流计算获得储能组件13的输出电量。

一些实施例中，控制器18被配置为根据储能组件13的实时电量与第一阈值的比较来判断是否发电。当储能组件13的实时电量小于或者等于第一阈值时，控制燃料反应组件10对储能组件13充电；当储能组件13的实时电量大于第二阈值时，控制燃料反应组件10对储能组件13停止充电。值得注意的是，第一阈值小于第二阈值。

图2为本申请实施例提供的驻车空调供电系统100中燃料反应组件10与驻车空调15的线路示意图。

请参照图2所示，一些实施例中，燃料反应组件10还可以与驻车空调15电连接，具体的，燃料反应组件10与驻车空调15中的电动压缩机152电连接。燃料反应组件10发电后可以直接向驻车空调15充电。也就是说，控制器18还被配置为根据储能组件13的实时电量来控制燃料反应组件10是否对驻车空调15进行充电。当储能组件13的实时电量处于亏电的临界值，可以通过燃料反应组件10直接对驻车空调15提供电力，燃料反应组件10发电产生的多余电量还可以对储能组件13进行充电。

图3为本申请实施例提供的驻车空调供电系统100中驻车空调开启之前的储能组件13实时电量的流程图。

请参照图3所示，控制器18还与车载发动机电连接。新车下线时，储能组件13为充满电的状态。此时，控制器18标定储能组件13的总蓄电量SOC＝100％。控制器18与车载发动机电连接，用于获取车载发动机是否启动，并根据车载发动机的实际状态采取不同的计算方式获取储能组件13的实时电量。具体判断方式如下：

当车载发动机在启动的状态时，控制器18实时监测车载发动机的发电电量和发电电压进行计算，从而获得车载发电机的实时充电电量，然后用总蓄电量减去实时充电电量，获得储能组件13的实时电量，控制器18对储能组件13进行校准并标定为蓄电量。

当车载发动机在未启动的状态时，此时储能组件13的电量为满充状态，控制器18只需要监测第二电流检测单元135的放电电流和第二电压检测单元的放电电压，然后计算获得整车的实时耗电电量，然后用总蓄电量减去整车的实时耗电电量获得储能组件13的实时电量，控制器18对储能组件13进行校准并标定为蓄电量。

进一步地，驻车空调15包括依次首尾相接的压缩机152、冷凝器154、膨胀阀156及蒸发器158。控制器18分别与压缩机152、冷凝器154、膨胀阀156及蒸发器158电连接，储能组件13与压缩机152电连接，且用于向压缩机152充电。

储能组件13包括储能蓄电池。

图4为本实施例1提供的驻车空调供电系统100的供电方法流程图。

请参照图4所示，该供电方法包括：

步骤一：获取储能组件13的实时电量SOC。

步骤二：根据储能组件13的实时电量SOC控制燃料反应组件10是否对储能组件13进行充电。

在上述的步骤一中，获取储能组件13的实时电量具体如下。

首先，在开启驻车空调15之前，控制器18获取车载发动机的工作状态，根据车载发动机的不同状态采用不同计算方式。

如上所述，当车载发动机在未启动的状态下，控制器18进行校准并获得储能组件13的蓄电量，然后开启驻车空调15，驻车空调15运行，储能组件13向驻车空调15充电。此时通过第二电流检测单元135检测储能组件13的输出电流并将检测信息反馈至控制器18，同时，通过第二电压检测单元检测储能组件13的输出电压并将检测信息反馈至控制器18。以使控制器18可以实时监测储能组件13的输出电流和输出电压，进而计算获得储能组件13的实时输出电量，通过储能组件13的蓄电量减去实时输出电量，即可获得储能组件13的实时电量。

当车载发动机在启动的状态下，控制器18需要先对车载发动机的发电电流和发电电压进行监测并计算出车载发电机的充电电量，然后用储能组件13的总电量减去充电电量获得储能组件13的实时电量，此时，控制器18进行校准并标定出储能组件13的蓄电量。然后开启驻车空调，驻车空调15运行，具体步骤如上，此处不做赘述。

在获得储能组件13的实时电量后，将该实时电量与第一阈值K1进行比较。

当实时电量小于或者等于第一阈值时，控制器18控制燃料反应组件10发电。与此同时，控制器18实时检测第一电流检测单元132的输入电流和第一电压检测单元的输入电压。即通过第一电流检测单元132检测储能组件13的输入电流并将检测信息反馈至控制器18，同时，通过第一电压检测单元检测储能组件13的输入电压并将检测信息反馈至控制器18。以使控制器18计算获得储能组件13的实时输入电量。

根据第二电流检测单元135检测到的储能组件13的放电电流，和第二电压检测单元检测到的储能组件13的放电电压，控制器18计算获得储能组件13的实时输出电量。

通过实时输入电量减去实时输出电量获得在充电过程中的实时电量SOC。控制器18对储能组件13的实时电量与第二阈值K2进行比较，当储能组件13的实时电量大于第二阈值K2时，说明储能组件13已达到满充的要求，此时控制器18控制燃料反应组件10停止发电。

在上述的步骤二中，控制器18控制燃料反应组件10是否发电的控制过程具体如下。

控制器18对储能组件13的实时电量与第一阈值K1进行比较，其中，第一阈值K1为之前预先设定的需要充电时的最少电量。当储能组件13中的实时电量小于或者等于第一阈值K1时，控制器18控制燃料反应组件10发电，进而对驻车空调15或者储能组件13充电。当储能组件13中的实时电量大于第一阈值K1时，说明储能组件13还可以继续对驻车空调15充电，此时燃料反应组件10不发电。

当燃料反应组件10在发电过程中，控制器18对储能组件13的实时电量与第二阈值K2进行比较，其中，第二阈值K2为储能组件13之前预先设定的不需要充电的最多电量，且第二阈值K2大于上述第一阈值K1。当储能组件13的实时电量大于第二阈值K2时，说明储能组件13以到达满充的要求，此时控制器18控制燃料反应组件10停止充电。当实时电量大于第一阈值K1且小于第二阈值K2时，控制器18控制燃料反应组件10继续发电。

在本实施例1中，控制器18控制燃料反应组件10发电，燃料反应组件10提供电能给驻车空调15，当驻车空调15的储能元件满足预设电量后，燃料反应组件10将剩余电能对储能组件13充电。

总之，本实施例1提供的驻车空调供电系统100的供电方法为：车辆在驻车状态下，开启驻车空调15。控制器18实时监测储能组件13的输出电压和输出电流，通过校准状态下储能组件13的总电量减去输出电量获得储能组件13实时电量。当储能组件13的实时电量小于或者等于第一阈值K1时，控制器18下达指令给燃料反应组件10，以使燃料电池堆总成工作发电提供电能给驻车空调15，同时将剩余电能对蓄能组件充电。当燃料反应组件10在工作状态下，控制器18实时监测储能组件13的输入电量和输入电压，从而获得输入电量。然后控制器18将获得的实时输入电量减去实时输出电量，计算获得储能组件13的实时电量。当实时电量大于第二阈值K2时，控制器18下达指令给燃料反应组件10使其停止工作，此时，驻车空调15再次由储能组件13供电。

可以理解的是，当燃料反应组件10对储能组件13充电时，第一电流检测组件检测获得的输入电流即为燃料反应组件10的发电电流，第一电压检测组件检测获得的输入电压即为燃料反应组件10的发电压电。

如上循环。

本实施例1采用上述驻车空调供电系统100来供电，使用氢燃料作为动力源，具有环保的优点。由于燃料电池堆工作时排放物为水，无污染，低噪音。通过上述驻车空调15供电方法对驻车空调15充电，延长了驻车空调15的工作时间，且使得储能组件13始终处于浅充浅放的状态，防止了储能蓄电池亏点，进而延长了储能蓄电池的使用寿命。

实施例2

本申请实施例2提供了一种驻车空调供电装置，该供电装置包括获取模块和控制模块。

具体的，获取模块用于获得储能组件13的实时电量。控制模块用于根据储能组件13的实时电量来控制燃料反应组件10发电，进而对储能组件13或者驻车空调15进行充电。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种驻车空调供电系统，其特征在于，包括燃料反应组件(10)、储能组件(13)、驻车空调(15)及控制器(18)，所述燃料反应组件(10)与所述储能组件(13)电连接，所述储能组件(13)与所述驻车空调(15)电连接，所述控制器(18)与所述燃料反应组件(10)、所述储能组件(13)和所述驻车空调(15)均电连接；

所述控制器(18)被配置为获取所述储能组件(13)的实时电量并根据所述储能组件(13)的实时电量控制所述燃料反应组件(10)对所述储能组件(13)充电或停止充电。

2.根据权利要求1所述的驻车空调供电系统，其特征在于，所述控制器(18)被配置为根据所述燃料反应组件(10)供给所述储能组件(13)的输入电量和所述储能组件(13)供给所述驻车空调(15)的输出电量获取所述储能组件(13)的实时电量。

3.根据权利要求2所述的驻车空调供电系统，其特征在于，所述驻车空调供电系统还包括输入电量检测组件和输出电量检测组件；

所述输入电量检测组件用于检测所述燃料反应组件(10)供给所述储能组件(13)的输入电量，所述输出电量检测组件用于检测所述储能组件(13)供给所述驻车空调(15)的输出电量。

4.根据权利要求1～3任一项所述的驻车空调供电系统，其特征在于，所述控制器被配置为当所述储能组件(13)的实时电量小于或者等于第一阈值时，控制所述燃料反应组件(10)对所述储能组件(13)充电；

当所述储能组件(13)的实时电量大于第二阈值时，控制所述燃料反应组件(10)对所述储能组件(13)停止充电；

其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

5.根据权利要求1～3任一项所述的驻车空调供电系统，其特征在于，所述燃料反应组件(10)还与所述驻车空调(15)电连接。

6.根据权利要求1～3任一项所述的驻车空调供电系统，其特征在于，所述控制器(18)还与车载发动机电连接；

当所述车载发动机在启动状态，所述控制器(18)用于根据所述车载发动机供给所述储能组件(13)的输入电量计算所述储能组件(13)的实时电量；或者

当所述车载发动机在未开启状态且所述驻车空调(15)未开启，所述控制器(18)用于根据所述储能组件(13)的输出电量计算所述储能组件(13)的实时电量。

7.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的驻车空调供电系统(100)。

8.一种驻车空调供电方法，其特征在于，所述供电方法包括：

获取储能组件(13)的实时电量；

根据所述储能组件(13)的实时电量控制燃料反应组件(10)是否对所述储能组件(13)进行充电。

9.根据权利要求8所述的驻车空调供电方法，其特征在于，所述获取储能组件(13)的实时电量步骤具体包括：

获取所述储能组件(13)的输入电量和输出电量，并根据所述输入电量和所述输出电量计算获得所述储能组件(13)的实时电量。

10.根据权利要求8所述的驻车空调供电方法，其特征在于，所述方法还包括校准步骤，所述校准步骤包括：

当车载发动机在启动状态时，根据所述车载发动机供给所述储能组件(13)的输入电量和所述储能组件(13)供给所述驻车空调(15)的输出电量计算出所述储能组件(13)的实时电量。

11.根据权利要求8所述的驻车空调供电方法，其特征在于，所述根据所述储能组件(13)的实时电量控制所述燃料反应组件(10)是否对所述储能组件(13)进行充电步骤具体包括：

当所述储能组件(13)的实时电量小于或者等于第一阈值时，控制所述燃料反应组件(10)对所述储能组件(13)充电；当所述储能组件(13)的实时电量大于第二阈值时，所述第二阈值大于所述第一阈值，控制所述燃料反应组件(10)停止充电。

12.根据权利要求8所述的驻车空调供电方法，其特征在于，还包括：

当所述驻车空调(15)内部电量满足预设电量后，控制所述燃料反应组件(10)对所述储能组件(13)充电。

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