本發(fā)明涉及新能源汽車，特別是涉及一種面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、新能源混合動力汽車的微粒捕集器熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)基于熱電效應(yīng)，通過在微粒捕集器的外壁設(shè)置熱交換器和熱電模塊，將廢氣中的熱量轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)廢氣通過微粒捕集器時，其攜帶的熱量及再生燃燒產(chǎn)生的熱量被熱交換器吸收并傳遞給熱電模塊，熱電模塊兩側(cè)產(chǎn)生溫度差，從而產(chǎn)生電壓，實現(xiàn)熱能到電能的轉(zhuǎn)換。除了基本的微粒捕集功能外，還能回收廢氣中的余熱，提高能源利用效率。通過降低廢氣溫度，減少了對大氣環(huán)境的熱污染。結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝，無需更改排氣管道和排氣管內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。該技術(shù)可應(yīng)用于新能源汽車，特別是混合動力汽車中，用于提高整車的能效和環(huán)保性能。因排氣條件和流量波動導(dǎo)致熱電轉(zhuǎn)換的電能是瞬態(tài)變化的導(dǎo)致微粒捕集器的可靠性和耐久性不佳，且由于微粒捕集器的熱能來自于汽車尾氣及再生燃燒時的產(chǎn)熱，熱能來源并不穩(wěn)定，因此，熱電模塊轉(zhuǎn)換后輸出的電壓也存在波動，需要通過相應(yīng)的控制電路系統(tǒng)進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后才能以穩(wěn)定電壓的形式存儲進(jìn)車載儲能電池。因此，提供一種面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)及方法，通過電壓調(diào)節(jié)及穩(wěn)壓電路，將波動的電壓調(diào)節(jié)成預(yù)設(shè)電壓，可直接充入車載儲能電池中，以提高新能源混合動力汽車充電的穩(wěn)定性。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)，包括：熱電轉(zhuǎn)換模塊、電壓調(diào)節(jié)模塊、充電模塊；

4、所述熱電轉(zhuǎn)換模塊，用于將汽車廢氣中的熱能轉(zhuǎn)化為電能并獲取輸出電壓；

5、所述電壓調(diào)節(jié)模塊，用于通過調(diào)節(jié)所述輸出電壓至目標(biāo)電壓值；

6、所述充電模塊，用于利用符合所述目標(biāo)電壓的輸出電壓對車載儲能電池進(jìn)行充電。

7、可選地，所述熱電轉(zhuǎn)換模塊包括若干串聯(lián)的熱電轉(zhuǎn)換單元，所述熱電轉(zhuǎn)換單元包括p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體，所述p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間通過銅片連接；所述銅片連接有陶瓷板，形成熱并聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱電轉(zhuǎn)換單元。

8、可選地，所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括穩(wěn)壓控制單元和電壓調(diào)節(jié)單元；

9、所述穩(wěn)壓控制單元，用于將所述輸出電壓與所述目標(biāo)電壓值進(jìn)行比較，獲取電路通斷控制信號；

10、所述電壓調(diào)節(jié)單元，用于基于所述電路通斷控制信號對調(diào)壓電路進(jìn)行啟停，調(diào)節(jié)所述輸出電壓至所述目標(biāo)電壓值。

11、可選地，所述穩(wěn)壓控制單元包括比較子單元、pi調(diào)節(jié)子單元、控制信號生成子單元，其中，所述比較子單元用于將所述輸出電壓和所述目標(biāo)電壓值進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差信號；所述pi調(diào)節(jié)子單元用于調(diào)制所述誤差信號，生成調(diào)制波；所述控制信號生成子單元，用于對所述調(diào)制波進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成控制信號，其中，所述控制信號為pwm控制信號，所述pwm控制信號用于控制所述電壓調(diào)節(jié)單元的啟動。

12、可選地，所述電壓調(diào)節(jié)單元包括升壓子單元和降壓子單元，其中，所述升壓子單元用于當(dāng)所述輸出電壓低于目標(biāo)電壓值時，基于升壓控制信號對所述輸出電壓進(jìn)行升壓調(diào)節(jié)；所述降壓子單元用于當(dāng)所述輸出電壓高于目標(biāo)電壓值時，基于降壓控制信號對所述輸出電壓進(jìn)行降壓調(diào)節(jié)。

13、可選地，所述升壓子單元采用并聯(lián)開關(guān)管的boost升壓電路，所述降壓子單元采用串聯(lián)開關(guān)管的buck降壓電路，所述boost升壓電路和buck降壓電路通過控制開關(guān)管的占空比，調(diào)節(jié)所述輸出電壓的大小。

14、為進(jìn)一步實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電方法，包括：

15、獲取微粒捕集器進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換的輸出電壓；

16、將所述輸出電壓和目標(biāo)電壓值進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差信號；

17、對所述誤差信號進(jìn)行調(diào)制和轉(zhuǎn)換，獲取控制信號；

18、基于所述控制信號對所述輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲取調(diào)節(jié)后的輸出電壓；

19、將調(diào)節(jié)后的輸出電壓再次與所述目標(biāo)電壓值進(jìn)行比較，若符合所述目標(biāo)電壓值，則通過調(diào)節(jié)后的輸出電壓對車載儲能電池進(jìn)行充電；若不符合所述目標(biāo)電壓值，則繼續(xù)獲取誤差信號和控制信號再次進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至符合所述目標(biāo)電壓值。

20、可選地，基于所述控制信號對所述輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲取調(diào)節(jié)后的輸出電壓包括：

21、當(dāng)所述輸出電壓低于目標(biāo)電壓值時，基于升壓控制信號，采用boost升壓電路對所述輸出電壓進(jìn)行升壓調(diào)節(jié)；

22、當(dāng)所述輸出電壓高于目標(biāo)電壓值時，基于降壓控制信號，采用buck降壓電路對所述輸出電壓進(jìn)行降壓調(diào)節(jié)。

23、可選地，所述控制信號為pwm控制信號，所述pwm控制信號輸入所述boost升壓電路和buck降壓電路，通過控制開關(guān)管的占空比調(diào)節(jié)所述輸出電壓的大小。

24、本發(fā)明的有益效果為：

25、本發(fā)明提出的一種面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)及方法，通過電壓調(diào)節(jié)及穩(wěn)壓電路，將波動的電壓調(diào)節(jié)成預(yù)設(shè)電壓，可直接充入車載儲能電池中，提高新能源混合動力汽車充電的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)，其特征在于，包括：熱電轉(zhuǎn)換模塊、電壓調(diào)節(jié)模塊、充電模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)，其特征在于，所述熱電轉(zhuǎn)換模塊包括若干串聯(lián)的熱電轉(zhuǎn)換單元，所述熱電轉(zhuǎn)換單元包括p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體，所述p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間通過銅片連接；所述銅片連接有陶瓷板，形成熱并聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱電轉(zhuǎn)換單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓調(diào)節(jié)模塊包括穩(wěn)壓控制單元和電壓調(diào)節(jié)單元；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)，其特征在于，所述穩(wěn)壓控制單元包括比較子單元、pi調(diào)節(jié)子單元、控制信號生成子單元，其中，所述比較子單元用于將所述輸出電壓和所述目標(biāo)電壓值進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差信號；所述pi調(diào)節(jié)子單元用于調(diào)制所述誤差信號，生成調(diào)制波；所述控制信號生成子單元用于對所述調(diào)制波進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成控制信號，其中，所述控制信號為pwm控制信號，所述pwm控制信號用于控制所述電壓調(diào)節(jié)單元的啟動。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓調(diào)節(jié)單元包括升壓子單元和降壓子單元，其中，所述升壓子單元用于當(dāng)所述輸出電壓低于目標(biāo)電壓值時，基于升壓控制信號對所述輸出電壓進(jìn)行升壓調(diào)節(jié)；所述降壓子單元用于當(dāng)所述輸出電壓高于目標(biāo)電壓值時，基于降壓控制信號對所述輸出電壓進(jìn)行降壓調(diào)節(jié)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)，其特征在于，所述升壓子單元采用并聯(lián)開關(guān)管的boost升壓電路，所述降壓子單元采用串聯(lián)開關(guān)管的buck降壓電路，所述boost升壓電路和buck降壓電路通過控制開關(guān)管的占空比，調(diào)節(jié)所述輸出電壓的大小。

7.一種面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電方法，基于權(quán)利要求1-6任一項所述的面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)實現(xiàn)，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，基于所述控制信號對所述輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲取調(diào)節(jié)后的輸出電壓包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電方法，其特征在于，所述控制信號為pwm控制信號，所述pwm控制信號輸入所述boost升壓電路和buck降壓電路，通過控制開關(guān)管的占空比調(diào)節(jié)所述輸出電壓的大小。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種面向新能源混合動力汽車的熱電轉(zhuǎn)換充電系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括：熱電轉(zhuǎn)換模塊、電壓調(diào)節(jié)模塊、充電模塊；所述熱電轉(zhuǎn)換模塊，用于將汽車廢氣中的熱能轉(zhuǎn)化為電能并獲取輸出電壓；所述電壓調(diào)節(jié)模塊，用于通過調(diào)節(jié)所述輸出電壓至目標(biāo)電壓值；所述充電模塊，用于利用符合所述目標(biāo)電壓的輸出電壓對車載儲能電池進(jìn)行充電。本發(fā)明通過電壓調(diào)節(jié)及穩(wěn)壓電路，將波動的電壓調(diào)節(jié)成預(yù)設(shè)電壓，可直接充入車載儲能電池中，提高新能源混合動力汽車充電的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：趙曉歡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：暨南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9