一种车辆中的热电转化装置及热电转化方法

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种车辆中的热电转化装置及热电转化方法。

背景技术

车辆在停止及行驶过程中，车辆中多个部件均会吸收环境中的热量。如夏季阳光充足时，阳光通过前挡风玻璃照射进车内，使得车内仪表台及前排座椅吸收大量的热量，其温度可能达到60℃甚至更高。大量的热量进入车内，一方面影响影响车内乘员的舒适感，另一方面也造成能量浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种车辆中的热电转化装置及热电转化方法，通过热电转化层、连接电路与电池模组形成热电转化回路，通过部署在前排座椅和/或仪表台上的热电转化层将热能和/或太阳能转化为电能，并通过连接电路将电能输送至电池模组，使得电池模组存储电能，进而能为车内其他部件供电。由此实现对进入车内的太阳能/热能的电转化，实现太阳能/热能的再利用，一方面能够通过转化得到的电能为车辆电池系统提供补充支持，解决部分耗电和里程焦虑问题；另一方面也通过对热能/太阳能的吸收，降低车内温度，从而提高车内乘员的舒适感。

为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种车辆中的热电转化装置，包括：热电转化层、连接电路和电池模组；其中，

所述热电转化层与所述电池模组通过所述连接电路连接；

所述热电转化层部署于所述车辆的前排座椅和/或仪表台上，用于将热能和/或太阳能转化为电能，并通过所述连接电路将电能输送至所述电池模组，以使所述电池模组存储电能。

可选地，在所述热电转化层部署于前排座椅的情况下，所述热电转化层设置于座椅面套层与座椅海绵层之间。

可选地，所述电池模组部署于所述前排座椅下方和/或所述仪表台下方。

可选地，所述电池模组与车内用电部件电连接。

可选地，所述用电部件包括以下任意一个或多个：氛围灯、阅读灯和提示灯。

可选地，所述热电转化层包括以下任意一种或多种：纳米热电材料层、氧化物热电材料层、半导体热电材料层和/或太阳能光伏板

第二方面，本发明实施例提供一种车辆中的热电转化方法，包括：利用部署于车辆前排座椅和/或仪表台上的热电转化层将热能转化为电能；

通过连接电路将电能传输至车辆中的电池模组，以使所述电池模组存储电能。

可选地，所述电池模组部署于所述前排座椅下方和/或所述仪表台下方，用于为车内部件供电。

可选地，通过所述电池模组为车内用电部件供电；所述用电部件包括以下任意一个或多个：氛围灯、阅读灯和提示灯。

可选地，所述热电转化层包括以下任意一种或多种：纳米热电材料层、氧化物热电材料层、半导体热电材料层和/或太阳能光伏板。

上述发明的技术方案具有如下优点或有益效果：通过热电转化层、连接电路与电池模组形成热电转化回路，通过部署在前排座椅和/或仪表台上的热电转化层将热能和/或太阳能转化为电能，并通过连接电路将电能输送至电池模组，使得电池模组存储电能，进而能为车内其他部件供电。由此实现对进入车内的太阳能/热能的电转化，实现太阳能/热能的再利用，一方面能够通过转化得到的电能为车辆电池系统提供补充支持，解决部分耗电和里程焦虑问题；另一方面也通过对热能/太阳能的吸收，降低车内温度，从而提高车内乘员的舒适感。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的一种热电转化装置的主要模块示意图；

图2是根据本发明实施例提供的一种热电转化装置的结构示意图；

图3是根据本发明实施例提供的另一种热电转化装置的结构示意图；

图4是根据本发明实施例提供的一种热电转化方法的主要流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

需要指出的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。

本发明实施例所涉及的车辆可以是将引擎作为动力源的内燃机车辆、将引擎和电动马达作为动力源的混合动力车辆、将电动马达作为动力源的电动汽车等。在车辆为内燃机车辆的情况下，通过热电转化装置得到的电能能够增加车载电瓶的使用寿命，从而支持其他电驱动的附加功能。在车辆为混合动力车辆或电动汽车的情况下，通过热电转化装置转化得到的电能能够与车辆中的电动马达系统相配合，为动力马达系统提供补充支持，解决部分耗电和里程焦虑问题。

为了实现车内的热电转化，本发明实施例提供了一种车辆中的热电转化装置，如图1所示，该热电转化装置100包括：热电转化层101、连接电路和102电池模组103；其中，所述热电转化层101与所述电池模组103通过所述连接电路102连接；所述热电转化层101部署于所述车辆的前排座椅和/或仪表台上，用于将热能和/或太阳能转化为电能，并通过所述连接电路102将电能输送至所述电池模组103，以使所述电池模组103存储电能。

车辆在运行或停止时，由于阳光通过前挡风玻璃照射进车内，并且，基于相关法规要求，前挡风玻璃很难贴附深色隔热膜，也就是说，太阳能和热能很难被阻止进入车内，因此车内仪表台及车辆前部温度较高。如在夏季阳光充足时，车辆前部温度可达60～70℃，前挡风玻璃处甚至可高达80～90℃。基于此，在本发明实施例中，将热电转化层部署于车辆的前排座椅和/或仪表台上，便于热电转化层更多地吸收太阳能/热能，从而更多地转化形成电能，这一方面有利于降低车内温度，另一方面也有利于为车辆电池系统提供更多的补充支持。

在热电转化层部署于仪表台时，如图2所示，热电转化层101可部署于仪表台面201和仪表下端202之间，也就是说，可将热电转化层101部署于仪表台内。其中，热电转化层101可以为半导体热电材料层，通过半导体热电材料层的塞贝克效应实现热电转化。如图2所示，半导体热电转化层的左侧可以为热端，半导体热电转化层的右侧可以为冷端，由此半导体热电转化层的左侧、连接电路102与电池模组103形成高温回路，半导体热电转化层的右侧、连接电路102与电池模组103形成低温回路。从而通过在半导体热电转化层两端的温度梯度引起温差电动势，进而实现热电转化。并且，为了便于热电转化层吸收热能，可通过导热材料制成仪表台面或者在现有仪表台面上新增导热层，如在仪表台面上新增石墨板作为导热层，以便将从前挡风玻璃进入车内的热量更好地导至热电转化层。

在热电转化层部署于前排座椅的情况下，如图3所示，热电转化层101可部署于座椅面套层301与座椅海绵层302之间，也就是说，可以在现有车辆座椅的构造基础上，增加热电转化层101，以实现车内的热电转化。由此无需大改现有座椅的构造，即可通过座椅实现车内的热电转化。与部署于仪表台类似的，部署于车辆前排座椅时，半导体热电转化层的左侧可以为热端，半导体热电转化层的右侧可以为冷端，由此半导体热电转化层的左侧、连接电路102与电池模组103形成高温回路，半导体热电转化层的右侧、连接电路102与电池模组103形成低温回路。从而通过在半导体热电转化层两端的温度梯度引起温差电动势，进而实现热电转化。

可以理解的是，图2和图3所示的高温回路和低温回路仅为本发明实施例提供的一种可行方式，在实际应用过程中，高温回路和低温回路也可采用其他方式，比如将半导体热电转化层的左侧设置为冷端，半导体热电转化层的右侧设置为热端，相应地半导体热电转化层的左侧、连接电路与电池模组形成低温回路，半导体热电转化层的右侧、连接电路与电池模组形成高温回路。

此外，热电转化层还可以为纳米热电材料层、氧化物热电材料层和/或太阳能光伏板，或者其他热电材料所制成的转化层。并且，在前排座椅和仪表台上均部署有热电转化层的情况下，前排座椅上的热电转化层与仪表台上的热电转化层的热电材料可以相同，也可以不同。比如，在仪表台上部署太阳能光伏板，在前排座椅上部署半导体热电转化层；也可以在仪表台和前排座椅上均部署纳米热电材料层或氧化物热电材料层。并且，除了将热电材料层部署于前排座椅和仪表台，也可以将热电材料层部署于车内其他位置，如车门内侧或车顶内侧等。

为了更便于进行热电转化，在本发明一个实施例中，可将电池模组103部署于前排座椅下方和/或仪表台下方。由于仪表台下方或者座椅下方温度一般较低，在车辆前部温度高达60～70℃时，仪表台下方和座椅下方的温度可能仅为30℃左右。因此将电池模组部署于前排座椅下方和/或仪表台下方，一方面避免将电池设置于高温环境中，有利于延长电池寿命，另一方面也有利于形成热电转化层与电池模组之间的温度差，从而更有利于进行热电转化。其中，电池模组可以为车辆中已有的动力电池模块或动力电池包，也就是说，可将热电转化层与车辆中已有的动力电池模块或动力电池包连接，形成热电转化装置，使得动力模块或动力电池包存储转化的电能，并利用电能为车内其他部件供电。另外，电池模组也可以是车辆已有的动力电池模块及动力电池包以外新增的单体电池、动力电池模块或动力电池包，也即，除了车内已有的动力电池模块或动力电池包，在车辆前排座椅下方和/或仪表台下方可另外部署新的单体电池、动力电池模块或动力电池包，使其作为已有动力电池模块或动力电池包的补充。

在进行热电转化后，电池模组中存储的电能可为车内各个电驱动部件供电。在本发明一个实施例中，可将电池模组与车内用电部件连接，使得电池模组为车内用电部件供电。由于与热电转化层连接的电池模组可能为车内主体电池模组以外的独立电池模组，该电池模组的电能主要来源于热电转化所形成的电能，因此该电池模组可专为车内耗电较少的部件供电，如为车内氛围灯、阅读灯和提示灯中的一个或多个供电。当然，除车内氛围灯、阅读灯和提示灯以外，电池模组也可与车内主体电池模组相配合，为其他部件供电。

根据本发明实施例的热电转化装置可以看出，通过热电转化层、连接电路与电池模组形成热电转化回路，通过部署在前排座椅和/或仪表台上的热电转化层将热能和/或太阳能转化为电能，并通过连接电路将电能输送至电池模组，使得电池模组存储电能，进而能为车内其他部件供电。由此实现对进入车内的太阳能/热能的电转化，实现太阳能/热能的再利用，一方面能够通过转化得到的电能为车辆电池系统提供补充支持，解决部分耗电和里程焦虑问题；另一方面也通过对热能/太阳能的吸收，降低车内温度，从而提高车内乘员的舒适感。

图4是根据本发明实施例的一种车辆中的热电转化方法的主要步骤的示意图。如图4所示，本发明实施例的一种车辆中的热电转化方法主要包括步骤S401和步骤S402：

步骤S401：利用部署于车辆前排座椅和/或仪表台上的热电转化层将热能转化为电能。

步骤S402：通过连接电路将电能传输至车辆中的电池模组，以使所述电池模组存储电能。

在本发明一个实施例中，电池模组部署于所述前排座椅下方和/或所述仪表台下方，用于为车内部件供电。

由于仪表台下方或者座椅下方温度一般较低，在车辆前部温度高达60～70℃时，仪表台下方和座椅下方的温度可能仅为30℃左右。因此将电池模组部署于前排座椅下方和/或仪表台下方，一方面避免将电池设置于高温环境中，有利于延长电池寿命，另一方面也有利于形成热电转化层与电池模组之间的温度差，从而更有利于进行热电转化。其中，电池模组可以为车辆中已有的动力电池模块或动力电池包，也就是说，可将热电转化层与车辆中已有的动力电池模块或动力电池包连接，形成热电转化装置，使得动力模块或动力电池包存储转化的电能，并利用电能为车内其他部件供电。另外，电池模组也可以是车辆已有的动力电池模块及动力电池包以外新增的单体电池、动力电池模块或动力电池包，也即，除了车内已有的动力电池模块或动力电池包，在车辆前排座椅下方和/或仪表台下方可另外部署新的单体电池、动力电池模块或动力电池包，使其作为已有动力电池模块或动力电池包的补充。

在本发明一个实施例中，通过所述电池模组为车内用电部件供电；所述用电部件包括以下任意一个或多个：氛围灯、阅读灯和提示灯。

由于与热电转化层连接的电池模组可能为车内主体电池模组以外的独立电池模组，该电池模组的电能主要来源于热电转化所形成的电能，因此该电池模组可专为车内耗电较少的部件供电，如为车内氛围灯、阅读灯和提示灯中的一个或多个供电。当然，除车内氛围灯、阅读灯和提示灯以外，电池模组也可与车内主体电池模组相配合，为其他部件供电。

在本发明一个实施例中，所述热电转化层包括以下任意一种或多种：纳米热电材料层、氧化物热电材料层、半导体热电材料层和/或太阳能光伏板。

根据本发明实施例的一种车辆中的热电转化方法可以看出，通过热电转化层、连接电路与电池模组形成热电转化回路，通过部署在前排座椅和/或仪表台上的热电转化层将热能和/或太阳能转化为电能，并通过连接电路将电能输送至电池模组，使得电池模组存储电能，进而能为车内其他部件供电。由此实现对进入车内的太阳能/热能的电转化，实现太阳能/热能的再利用，一方面能够通过转化得到的电能为车辆电池系统提供补充支持，解决部分耗电和里程焦虑问题；另一方面也通过对热能/太阳能的吸收，降低车内温度，从而提高车内乘员的舒适感。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。