專利名稱：利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，并且更特別地，本發(fā)明涉及一種用于車輛的風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其設(shè)置為產(chǎn)生了冷卻風(fēng)扇的馬達(dá)，并且依據(jù)冷卻水的溫度和車輛的速度而分別主動地執(zhí)行冷卻或電力產(chǎn)生功能。
背景技術(shù)：
當(dāng)由發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的燃燒氣體使溫度升高時，內(nèi)部零件的硬度會變差，并且因此會出現(xiàn)損壞。車輛中安裝有冷卻設(shè)備以防止零件出現(xiàn)損壞。按照慣例，車輛中使用水冷卻型冷卻系統(tǒng)，其是利用冷卻水的循環(huán)來進(jìn)行冷卻。在水冷卻型冷卻系統(tǒng)中，使冷卻水循環(huán)的通道安裝在發(fā)動機(jī)的機(jī)身中，從而使得冷卻水循環(huán)，并且熱交換器安裝在車輛的發(fā)動機(jī)室的前面，以通過利用外部空氣而冷卻已經(jīng)加熱了的冷卻水。另外，安裝了冷卻風(fēng)扇以使更多的外部空氣能夠流入到熱交換器。此外，由于空調(diào)裝置的熱交換器(冷凝器)通常位于上述熱交換器的前面，所以冷卻風(fēng)扇可以額外用于促使空調(diào)裝置的熱交換器進(jìn)行散熱。同時，已知的冷卻風(fēng)扇通過電線與車輛的主電池連接。發(fā)動機(jī)E⑶通過冷卻風(fēng)扇的自動邏輯電路而通過利用繼電器或冷卻風(fēng)扇控制器而控制從電池供應(yīng)到馬達(dá)的電力，從而驅(qū)動冷卻風(fēng)扇。亦即，使冷卻風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)具有一定的旋轉(zhuǎn)速度，該旋轉(zhuǎn)速度是根據(jù)從主電池供應(yīng)的電壓的水平來確定的，并且該馬達(dá)通過單向電路進(jìn)行配置。因此，所述馬達(dá)是不能產(chǎn)生和存儲電的系統(tǒng)。同時，為了提高車輛的燃料效率，已經(jīng)開發(fā)出了利用行駛風(fēng)(driving wind)的電力產(chǎn)生系統(tǒng)。然而，在已知的系統(tǒng)中，風(fēng)能產(chǎn)生風(fēng)扇安裝在車輛的前格柵部件處、側(cè)視鏡的側(cè)面、保險杠的側(cè)面以及其它行駛風(fēng)可以從前面吹過的地方，并且當(dāng)車輛行駛時，風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生電流。因此，已知的系統(tǒng)破壞了車輛的美觀性，并且在并未產(chǎn)生電力而常規(guī)駕駛的情形中，該系統(tǒng)對于車輛來說就是負(fù)擔(dān)，從而從效果而言該系統(tǒng)不能提供出具有實際意義的優(yōu)點。公開于該發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面提供一種用于車輛的風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其能夠利用已有的冷卻風(fēng)扇馬達(dá)來產(chǎn)生風(fēng)能，而不需要重新安裝額外的風(fēng)扇，從而防止風(fēng)扇甚至在常規(guī)駕駛的情形中成為負(fù)擔(dān)。
本發(fā)明的各個方面提供一種利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，該冷卻風(fēng)扇馬達(dá)根據(jù)(發(fā)動機(jī))ECU的信號從主電池接收電力而運行，所述系統(tǒng)包括冷卻風(fēng)扇馬達(dá)，所述冷卻風(fēng)扇馬達(dá)在冷卻模式或電力產(chǎn)生模式中運行，在所述冷卻模式中，利用所供應(yīng)的電力對熱交換器進(jìn)行冷卻，在所述電力產(chǎn)生模式中，由行駛風(fēng)旋轉(zhuǎn)冷卻風(fēng)扇進(jìn)而產(chǎn)生電；以及控制設(shè)備，所述控制設(shè)備通過聯(lián)通發(fā)動機(jī)ECU而控制所述冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的電力，并確定所述冷卻風(fēng)扇馬達(dá)是在所述電力產(chǎn)生模式還是所述冷卻模式中工作。所述系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括存儲直流電的輔助電池。亦即，所述控制設(shè)備可以選擇地將在電力產(chǎn)生模式中工作的冷卻風(fēng)扇馬達(dá)所產(chǎn)生的電存儲在所述主電池或所述輔助電池中。另外，所述輔助電池和所述主電池可以根據(jù)每一個電池的充電狀態(tài)而供應(yīng)所存儲的
H1^ O此外，所述輔助電池可以通過交流發(fā)電機(jī)的充電電路而將電供應(yīng)到所述主電池， 該交流發(fā)電機(jī)通過由于發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的電而對主電池進(jìn)行充電。所述控制設(shè)備根據(jù)預(yù)定的控制邏輯而確定所述冷卻風(fēng)扇的操作，并且所述控制邏輯通過利用冷卻水的溫度和車輛的速度作為變量而針對每一種情況進(jìn)行預(yù)先確定并設(shè)定。由于冷風(fēng)風(fēng)扇還用于對空調(diào)裝置的熱交換器進(jìn)行冷卻，所以控制邏輯的變量可以進(jìn)一步包括空調(diào)裝置的開/關(guān)狀態(tài)和/或空調(diào)裝置的制冷劑壓力。此外，所述控制設(shè)備與其它設(shè)備(例如ECU、FATC、HCU等等)的控制器聯(lián)通，所述其它設(shè)備感測關(guān)于冷卻水的溫度、車輛的速度、以及制冷劑壓力的數(shù)據(jù)，從而不用額外增加具有相同功能的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的各個方面，由于電的產(chǎn)生不會使車輛的駕駛性能變差，所以可以減少能源消耗率(即燃料效率)。另外，額外產(chǎn)生的電可以使交流發(fā)電機(jī)的電容和相關(guān)部件的制造成本降低，并且隨著可產(chǎn)生的電容量的增加，電設(shè)備的可靠性提高。此外，由于使用已知的冷卻風(fēng)扇而不需要額外增加發(fā)電風(fēng)扇，所以產(chǎn)品額外增加的成本最小化，并且車輛內(nèi)在布局的改變也可以最小化，從而使得本發(fā)明的各個實施方式甚至可以輕易地應(yīng)用于現(xiàn)有的車輛中。通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實施方式
，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點將變得清楚或更為具體地得以闡明。


圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明的利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的示例性車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)造的概念圖。圖2A和圖2B是顯示了根據(jù)本發(fā)明的利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的示例性車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)造的概念圖。圖3是顯示了根據(jù)本發(fā)明的利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的示例性車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)造的概念圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將對本發(fā)明的各個實施方式詳細(xì)地作出引用，這些實施方式的實例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實施方式相結(jié)合進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)意識到，本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施方式。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方式，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方式。
在下文中，將對根據(jù)本發(fā)明各個實施方式的利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。
如上所述，安裝在車輛上的冷卻風(fēng)扇聯(lián)接至冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)子。冷卻風(fēng)扇馬達(dá)通過從主電池(如圖1所示)接收電力而工作，并且根據(jù)由控制設(shè)備執(zhí)行的控制而在制冷模式或電力產(chǎn)生模式中工作。也就是說，當(dāng)發(fā)動機(jī)ECU感測冷卻水的溫度并將感測到的數(shù)據(jù)傳輸至控制設(shè)備時，控制設(shè)備將主電池的電力供應(yīng)到冷卻風(fēng)扇馬達(dá)，該冷卻風(fēng)扇馬達(dá)在冷卻模式中工作從而使更多的外部空氣流入到熱交換器中，并且控制設(shè)備根據(jù)車輛的速度和外面的溫度而控制冷卻風(fēng)扇馬達(dá)在電力產(chǎn)生模式中工作(在此情形中不需要對冷卻水進(jìn)行冷卻)。在冷卻風(fēng)扇馬達(dá)中，冷卻風(fēng)扇通過由于車輛行駛而流入的外部空氣的風(fēng)能而旋轉(zhuǎn)，從而使得轉(zhuǎn)子帶動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，并進(jìn)而產(chǎn)生電。
如圖1所示，通過冷卻風(fēng)扇馬達(dá)產(chǎn)生的電被充電到主電池中，或者如圖2A所示，將電存儲在額外安裝的輔助電池中。另外，如圖2B所示，輔助電池可以由電線連接，從而可以將電供應(yīng)給主電池或接收存儲在主電池中的電(根據(jù)每一個的充電狀態(tài))。因此，存儲在輔助電池中的電可以被設(shè)置為利用主電池的電能而供應(yīng)給車輛中的電設(shè)備。另外，在如圖3 所示的各個實施方式中，通過冷卻風(fēng)扇馬達(dá)產(chǎn)生的電被連接至交流發(fā)電機(jī)(該交流發(fā)電機(jī)根據(jù)發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)而使主電池充電)的充電電路，從而充電到主電池中。
同時，控制設(shè)備設(shè)定為根據(jù)預(yù)定的控制邏輯而確定冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的操作模式。也就是說，通過利用被輸入到控制設(shè)備中的作為變量的冷卻水的溫度、車輛的速度、空調(diào)裝置的開/關(guān)狀態(tài)和空調(diào)(制冷劑)的壓力，以及通過利用傳輸?shù)娇刂圃O(shè)備的由水溫傳感器、車輛速度傳感器、外部溫度傳感器等感測到的冷卻水的溫度和車輛的速度，從而使控制邏輯針對與每一種情形相配的每一種情況而預(yù)先地確定。
作為參考，車輛的空調(diào)裝置的熱交換器通常位于冷卻水的熱交換器的前面，由于制冷劑的液化效率取決于冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度，因此控制邏輯的變量可以進(jìn)一步包括空調(diào)裝置的熱交換器的內(nèi)部壓力。如果處于氣態(tài)的制冷劑的壓力低于預(yù)定的參考值，那么制冷劑正在被有效地液化，并且因此冷卻風(fēng)扇馬達(dá)可以設(shè)置為在電力產(chǎn)生模式進(jìn)行工作。 相反地，如果氣態(tài)的制冷劑的壓力高于預(yù)定的參考值，那么冷卻風(fēng)扇馬達(dá)可以設(shè)置為在制冷模式中工作。
另外，所述的控制邏輯可以使用已知的冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的控制邏輯，并且可以設(shè)置為當(dāng)冷卻風(fēng)扇馬達(dá)空閑時在電力產(chǎn)生模式中工作。
亦即，根據(jù)本發(fā)明各個實施方式的利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)通常在高速行駛情況下(例如高于預(yù)定的速度)有充足的外部空氣流入時，可以使用于電力產(chǎn)生模式。相應(yīng)地，本系統(tǒng)在高速行駛時比在城市中行駛時會更有效率，并且在高速行駛時可以進(jìn)一步提高燃料效率。
同時，根據(jù)本發(fā)明各個實施方式的風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)可以應(yīng)用于具有冷卻風(fēng)扇馬達(dá)所有的車輛(包括將來面世的電動車輛、燃料電池車輛等等)以及一般的內(nèi)燃機(jī)車輛，并且可以在風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)中安裝額外的風(fēng)扇(僅用于電力產(chǎn)生模式)從而提高電力產(chǎn)生模式的效率。另外，對應(yīng)控制冷卻馬達(dá)所必須的感測數(shù)據(jù)(例如冷卻水的溫度和車輛的速度)可以被設(shè)置為通過發(fā)動機(jī)ECU、全自動溫度控制器(FATC)、混合控制單元(HCU)等等所感測的數(shù)據(jù)被收集在控制設(shè)備中，從而不用額外增加具有相同功能的設(shè)備。為了便于在所附權(quán)利要求中解釋和精確定義，術(shù)語“前”等等用于參考在圖中所示的示例性實施方式的特征的位置來對這些特征進(jìn)行描述。前面對本發(fā)明具體示例性實施方式所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方式并進(jìn)行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實施方式及其各種選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等效形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，該冷卻風(fēng)扇馬達(dá)從主電池接收電力， 所述系統(tǒng)包括冷卻風(fēng)扇馬達(dá)，所述冷卻風(fēng)扇馬達(dá)在冷卻模式或電力產(chǎn)生模式中進(jìn)行工作，在所述冷卻模式中，利用從主電池供應(yīng)的電力而對熱交換器進(jìn)行冷卻，在所述電力產(chǎn)生模式中，通過行駛風(fēng)來使得冷卻風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生電；以及控制設(shè)備，所述控制設(shè)備控制所述冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)，并確定所述冷卻風(fēng)扇馬達(dá)是在所述電力產(chǎn)生模式還是所述冷卻模式中進(jìn)行工作；其中，所述控制設(shè)備根據(jù)預(yù)定的控制邏輯而確定所述冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的操作，并且所述控制邏輯通過利用冷卻水的溫度和車輛的速度作為變量而針對每一種情況預(yù)先地確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述控制設(shè)備將在電力產(chǎn)生模式中工作的冷卻風(fēng)扇馬達(dá)所產(chǎn)生的電存儲在主電池中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括輔助電池用來存儲電；其中所述控制設(shè)備將在電力產(chǎn)生模式中工作的冷卻風(fēng)扇馬達(dá)所產(chǎn)生的電存儲在所述主電池或所述輔助電池中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述輔助電池和所述主電池由電線連接，從而根據(jù)每一個電池的充電狀態(tài)而交換所存儲的電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其中對所述主電池進(jìn)行充電的交流發(fā)電機(jī)的充電電路連接至所述控制設(shè)備，并且在電力產(chǎn)生模式中工作的所述冷卻風(fēng)扇馬達(dá)所產(chǎn)生的電通過所述交流發(fā)電機(jī)的所述充電電路而被充電到所述主電池當(dāng)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述控制邏輯的變量進(jìn)一步包括空調(diào)裝置的制冷劑壓力以及空調(diào)裝置的開/關(guān)狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，其中所述控制設(shè)備與其它設(shè)備的控制器通信，所述其它設(shè)備感測關(guān)于冷卻水的溫度、車輛的速度、制冷劑壓力以及空調(diào)裝置的開/關(guān)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的車輛風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)，該冷卻風(fēng)扇馬達(dá)通過從電池接收電力而進(jìn)行工作，所述系統(tǒng)包括冷卻風(fēng)扇馬達(dá)，所述冷卻風(fēng)扇馬達(dá)在冷卻模式或電力產(chǎn)生模式中工作，在所述冷卻模式中，利用所供應(yīng)的電力對熱交換器進(jìn)行冷卻，在所述電力產(chǎn)生模式中，由行駛風(fēng)使得冷卻風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)進(jìn)而產(chǎn)生電；以及控制設(shè)備，所述控制設(shè)備控制所述冷卻風(fēng)扇馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)，并確定所述冷卻風(fēng)扇馬達(dá)是在所述電力產(chǎn)生模式還是所述冷卻模式中工作。
文檔編號B60K11/06GK102529692SQ20111029071
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者崔龍鉉, 樸萬熙, 金在山, 金載然 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社