專(zhuān)利名稱(chēng)：車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用了塞貝克效應(yīng)(基于溫差的發(fā)電)的特別適合用于電動(dòng)汽車(chē)用的充發(fā)電系統(tǒng)，特別涉及能夠最大限度地增長(zhǎng)可行駛距離的電動(dòng)汽車(chē)用充發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為了改善地球環(huán)境，希望將利用了清潔能源技術(shù)等的充發(fā)電系統(tǒng)安裝在汽車(chē)上，以往提出了各種方案。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，記載了將作為溫差發(fā)電裝置的郎肯循環(huán)(Rankine Cycle)安裝在車(chē)輛上的電動(dòng)汽車(chē)。S卩，基于這樣的朗肯循環(huán)的溫差發(fā)電裝置，在冷凝器利用液態(tài)空氣等的液化氣體 的低溫，并且在蒸發(fā)器利用常溫，從而進(jìn)行溫差發(fā)電，使以該電力作為驅(qū)動(dòng)源的電機(jī)旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)行駛輪。現(xiàn)有技木專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)平7-139311號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，上述那樣以往的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)處于設(shè)想(idea)階段，希望在能夠得到可經(jīng)受實(shí)用的動(dòng)カ方面采取各種對(duì)策。例如，雖然希望在利用電子冷熱發(fā)電而進(jìn)行發(fā)電的情況下確保需要的溫度差，但是在以往已知方式的發(fā)電系統(tǒng)中同時(shí)存在長(zhǎng)處和短處，除了希望客服難以以低成本穩(wěn)定地確保所需的最低至200°c以上的溫差的問(wèn)題，還希望進(jìn)ー步提高發(fā)電效率。特別是，在上述的發(fā)電系統(tǒng)中最希望的是，需要通過(guò)與車(chē)載電池的組合，可以確保所需的電量，大幅度地延長(zhǎng)實(shí)車(chē)安裝時(shí)可行駛的距離，并可以提供實(shí)用。本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，目的是得到電動(dòng)汽車(chē)等中的作為動(dòng)カ源的用于獲得電カ的發(fā)電系統(tǒng)，得到最大限度地延長(zhǎng)車(chē)輛可行駛距離，并且能夠達(dá)到實(shí)用化的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)。用于解決課題的手段為了應(yīng)對(duì)這樣的目的，本發(fā)明(技術(shù)方案I記載的發(fā)明)的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)具有電機(jī)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)輪；車(chē)載電池，對(duì)該電機(jī)提供電カ；以及電カ發(fā)生用的發(fā)電単元，對(duì)該電池進(jìn)行充電，其特征在于，作為上述發(fā)電單元，設(shè)置由多個(gè)帕爾貼效應(yīng)元件構(gòu)成的塞貝克發(fā)電單元，并且在該塞貝克發(fā)電單元內(nèi)形成在上述帕爾貼效應(yīng)元件的內(nèi)外作為溫差而產(chǎn)生200°C溫差的兩個(gè)環(huán)境空間，利用這些內(nèi)外的環(huán)境空間的溫差進(jìn)行電子冷熱發(fā)電，以產(chǎn)生的電カ對(duì)所述車(chē)載電池進(jìn)行充電。本發(fā)明(技術(shù)方案2記載的發(fā)明)的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述塞貝克發(fā)電單元作為使內(nèi)外的環(huán)境空間產(chǎn)生溫差的手段，采用了利用液氮等具有-180°C以下的溫度帶的冷卻介質(zhì)的冷卻方式。本發(fā)明(技術(shù)方案3記載的發(fā)明)的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，作為車(chē)載電池，使用了鋰聚合物電池或者鋰離子電池等具有高能量密度(例如140W-hr/Kg以上)的特性的電池系統(tǒng)。本發(fā)明(技術(shù)方案4記載的發(fā)明)的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，在技術(shù)方案I至3的任意ー項(xiàng)所述的車(chē)輛用發(fā)電系統(tǒng)中，其特征在于，所述塞貝克發(fā)電単元能夠利用車(chē)載空調(diào)的制冷劑加熱用、車(chē)載加熱器用的熱源。本發(fā)明(技術(shù)方案5記載的發(fā)明)的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在技術(shù)方案1-4的任意一個(gè)方案的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)中，具有在車(chē)輛的車(chē)棚或者側(cè)面設(shè)置的太陽(yáng)能發(fā)電單元，該太陽(yáng)能發(fā)電單元經(jīng)由ニ極管與車(chē)載電池連接。 本發(fā)明(技術(shù)方案6記載的發(fā)明)的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在技術(shù)方案1-5的任意一個(gè)方案的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)中，具有多個(gè)充電器，這些充電器與并聯(lián)連接的多個(gè)車(chē)載電池的每個(gè)塊連接并進(jìn)行充電。發(fā)明效果按照以上說(shuō)明的本發(fā)明的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，在塞貝克發(fā)電單元內(nèi)設(shè)置能夠確保200°C以上的溫差的環(huán)境空間，其可以利用帕爾貼效應(yīng)元件高效地進(jìn)行發(fā)電，由此可以實(shí)現(xiàn)作為電動(dòng)汽車(chē)等中的動(dòng)カ源的用于得到電カ的發(fā)電系統(tǒng)，將車(chē)輛的可行駛距離延長(zhǎng)到最大限度，達(dá)到實(shí)用化。而且，按照本發(fā)明，塞貝克單元通過(guò)同時(shí)利用作為汽車(chē)來(lái)說(shuō)不可缺少的設(shè)備即空調(diào)的制冷劑、加熱器用的熱源，能夠使得對(duì)于以往的電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，達(dá)到全體耗電量40%以上的空調(diào)的耗電量基本變?yōu)榱?，在?shí)現(xiàn)車(chē)輛整體的節(jié)能化上效果巨大。而且，按照本發(fā)明，通過(guò)將太陽(yáng)能發(fā)電單元(120V/5A-600W左右的單元)粘貼在車(chē)輛的車(chē)體的車(chē)棚或側(cè)面，將其發(fā)電的電カ經(jīng)由ニ極管直接連接到電池進(jìn)行補(bǔ)充充電，從而將電動(dòng)汽車(chē)等中的電カ系統(tǒng)作為整體，可以進(jìn)ー步高效地生成并蓄電電力。而且，按照本發(fā)明，通過(guò)以多臺(tái)充電器對(duì)安裝的多個(gè)鋰聚合物(或者離子)電池進(jìn)行充電，可以高效地進(jìn)行所需狀態(tài)下的充電，有能夠在短時(shí)間內(nèi)充滿(mǎn)電等優(yōu)點(diǎn)。


圖I是表示本發(fā)明的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)的ー個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車(chē)整體的概略結(jié)構(gòu)的概率結(jié)構(gòu)圖。I 車(chē)體2 前輪3后輪(行駛輪)10車(chē)載用充發(fā)電系統(tǒng)20塞貝克發(fā)電單元21帕爾貼效應(yīng)元件22，23環(huán)境空間24 外殼
25隔熱材料26液氮?dú)馄?0車(chē)載電池50快速充電器60空調(diào)單元70太陽(yáng)能發(fā)電單元(太陽(yáng)能電池)22控制電路單元
具體實(shí)施方式

在電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)體上設(shè)置珀?duì)栙N(Peltier)效應(yīng)元件構(gòu)成的塞貝克(Seebeck)單元，形成作為該塞貝克單元內(nèi)外的溫差達(dá)到200°C以上的環(huán)境空間，并且利用該溫差進(jìn)行電子冷熱發(fā)電，通過(guò)該電力，始終對(duì)車(chē)載電池(例如DC116V/200Ah ;鋰聚合物電池單元等)進(jìn)行充電。實(shí)施例I圖I是表不本發(fā)明的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)的ー個(gè)實(shí)施例。在圖中，用標(biāo)號(hào)I表不整體的電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)體，將作為其驅(qū)動(dòng)源的輪內(nèi)電機(jī)M，M組裝配置在作為行駛驅(qū)動(dòng)輪的后輪3內(nèi)。當(dāng)然，不限于此，也可以是作為適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)源的電機(jī)。而且，按照本發(fā)明，作為車(chē)載用充發(fā)電系統(tǒng)10，在電動(dòng)汽車(chē)等的車(chē)體I上設(shè)置由多個(gè)帕爾貼效應(yīng)元件21構(gòu)成的塞貝克發(fā)電單元20，在該塞貝克發(fā)電單元20內(nèi)形成作為該帕爾貼效應(yīng)元件21的內(nèi)外溫差達(dá)到200°C以上的兩個(gè)環(huán)境空間22，23。通過(guò)利用該溫差，通過(guò)各個(gè)帕爾貼效應(yīng)元件21進(jìn)行電子冷熱發(fā)電，用通過(guò)該發(fā)電得到的電力，始終對(duì)車(chē)載電池40(例如DC116V/200Ah ;鋰聚合物電池單元等)進(jìn)行充電。這里，塞貝克發(fā)電單元20如圖I所示，具有外殼24，在該外殼24內(nèi)形成通過(guò)隔熱材料25包圍的內(nèi)側(cè)的環(huán)境空間22，而且形成外側(cè)的環(huán)境空間23。于是，跨過(guò)該內(nèi)外的環(huán)境空間22、23之間形成帕爾貼效應(yīng)元件21。然后，在前述塞貝克發(fā)電單元20內(nèi)的內(nèi)側(cè)環(huán)境空間22中，從液氮?dú)馄?6注入液氮，可以使該環(huán)境空間22和外側(cè)的環(huán)境空間23之間的溫差達(dá)到200°C以上。通過(guò)這樣利用便宜的液氮等而產(chǎn)生超低溫帶下的溫度差的手段，可以提供比較便宜，更安全且對(duì)環(huán)境無(wú)害的新的溫差發(fā)電系統(tǒng)。這已經(jīng)被確認(rèn)。而且，在該車(chē)體I中，設(shè)置驅(qū)動(dòng)控制前述電機(jī)M，M的電機(jī)控制器30，將來(lái)自前述車(chē)載電池40和塞貝克發(fā)電單元20的電カ適當(dāng)提供給輪內(nèi)電機(jī)M，Mo而且,在前述車(chē)載電池40上連接快速充電器50用作電カ供給。而且，在本實(shí)施例中，構(gòu)成為設(shè)置車(chē)載的空調(diào)單元60，從前述塞貝克發(fā)電單元20的內(nèi)外的環(huán)境空間22，23取入暖氣或者冷氣。而且，在該車(chē)體I的車(chē)棚或者側(cè)面設(shè)置太陽(yáng)能發(fā)電單元(太陽(yáng)能電池)70，取入太陽(yáng)光作為生態(tài)能源(ECO Energy)，將其轉(zhuǎn)換為電力，與前述快速充電器50和塞貝克發(fā)電單元20 —起作為電カ源利用。按照上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的車(chē)載用充發(fā)電系統(tǒng)10，在塞貝克發(fā)電單元20內(nèi)設(shè)置能夠確保200°C以上的溫差的環(huán)境空間22、23，使其可以利用帕爾貼效應(yīng)元件21高效地進(jìn)行發(fā)電，由此可以構(gòu)筑作為電動(dòng)汽車(chē)等中的動(dòng)カ源的用于得到電カ的車(chē)載用充發(fā)電系統(tǒng)10，并且可以最大限度地延長(zhǎng)車(chē)輛的可行駛距離，達(dá)到實(shí)用化。實(shí)施例2在本發(fā)明的車(chē)載用充發(fā)電系統(tǒng)10中，也可以對(duì)于塞貝克發(fā)電單元20，組合作為汽車(chē)不可缺少的設(shè)備的空調(diào)單元60，同時(shí)組合利用該空調(diào)単元60的制冷劑以及加熱用的加熱器用的熱源。按照這樣的結(jié)構(gòu)，能夠使得對(duì)于以往的電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，達(dá)到全體耗電量40%以上的空調(diào)單元60的耗電量基本變?yōu)榱?，在?shí)現(xiàn)車(chē)輛整體的節(jié)能化上效果巨大。實(shí)施例3按照本發(fā)明的車(chē)載用充發(fā)電系統(tǒng)10，除了上述特征，還可以追加將太陽(yáng)能發(fā)電單 元(120V/5A-600W左右的單元)粘貼在車(chē)輛的車(chē)體I的車(chē)棚或側(cè)面，將其發(fā)電的電カ經(jīng)由ニ極管直接連接到車(chē)載電池40，對(duì)該電池40補(bǔ)充充電的系統(tǒng)。按照這樣的結(jié)構(gòu)，將電動(dòng)汽車(chē)等中的電カ系統(tǒng)作為整體，可以進(jìn)ー步高效地生成并蓄電電力。實(shí)施例4在本發(fā)明的車(chē)載用充發(fā)電系統(tǒng)10中，在以快速充電器50充電的情況下，將安裝的鋰聚合物電池16單元(I單元的容量DC29V/50Ah-5小時(shí)率)每四個(gè)串聯(lián)連接，每次116V/50Ah地分割為4 ±夾，以輸出DC120V/20A的4臺(tái)充電器對(duì)其充電。(局部充電(localcharge)萬(wàn)式)。按照本方式的充電方法，與統(tǒng)一充電116V/200Ah的充電方式的情況相比，有電池的損傷小，能夠以大約1/4的時(shí)間充滿(mǎn)電等優(yōu)點(diǎn)。而且，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施方式中說(shuō)明的構(gòu)造，不用說(shuō)，能夠?qū)?gòu)成車(chē)載用充發(fā)電系統(tǒng)10的各個(gè)部分的形狀、構(gòu)造等進(jìn)行適當(dāng)變形、變更。
權(quán)利要求
1.一種車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，具有 電機(jī)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)輪； 車(chē)載電池，對(duì)該電機(jī)提供電力；以及 電力發(fā)生用的發(fā)電單元，對(duì)該電池進(jìn)行充電， 其特征在于， 作為上述發(fā)電單元，設(shè)置由多個(gè)帕爾貼效應(yīng)元件構(gòu)成的塞貝克發(fā)電單元， 并且在該塞貝克發(fā)電單元內(nèi)形成在上述帕爾貼效應(yīng)元件的內(nèi)外作為溫差而產(chǎn)生200°C以上溫差的兩個(gè)環(huán)境空間， 利用這些內(nèi)外的環(huán)境空間的溫差進(jìn)行熱發(fā)電，以產(chǎn)生的電力對(duì)所述車(chē)載電池進(jìn)行充電。
2.如權(quán)利要求I所述的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述塞貝克發(fā)電單元作為使內(nèi)外的環(huán)境空間產(chǎn)生溫差的手段，采用了利用液氮等具有-180°C以下的溫度帶的冷卻介質(zhì)的冷卻方式。
3.如權(quán)利要求I或2所述的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 作為車(chē)載電池，使用了鋰聚合物電池或者鋰離子電池。
4.如權(quán)利要求I至3的任意一項(xiàng)所述的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述塞貝克發(fā)電單元利用為車(chē)載空調(diào)的制冷劑源。
5.如權(quán)利要求I至4的任意一項(xiàng)所述的車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 具有在車(chē)輛的車(chē)棚或者側(cè)面設(shè)置的太陽(yáng)能發(fā)電單元， 該太陽(yáng)能發(fā)電單元經(jīng)由二極管與車(chē)載電池連接。
6.—種車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng),其特征在于， 作為車(chē)輛用充發(fā)電系統(tǒng)，除了權(quán)利要求I的塞貝克發(fā)電單元、權(quán)利要求3的鋰聚合物電池或者鋰離子電池系統(tǒng)、權(quán)利要求5的太陽(yáng)能發(fā)電單元，還組合風(fēng)力發(fā)電單元、再生發(fā)電單元等五種系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明構(gòu)筑作為電動(dòng)汽車(chē)等中的動(dòng)力源的用于得到電力的新的充發(fā)電系統(tǒng)，最大限度地延伸車(chē)輛的可行駛距離，實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。作為車(chē)載用充發(fā)電系統(tǒng)(10)，在電動(dòng)汽車(chē)等的車(chē)體(1)上設(shè)置由多個(gè)帕爾貼效應(yīng)元件(21)構(gòu)成的塞貝克發(fā)電單元(20)，在該塞貝克發(fā)電單元內(nèi)形成作為該帕爾貼效應(yīng)元件的內(nèi)外的溫差達(dá)到200℃以上的兩個(gè)環(huán)境空間(22、23)。通過(guò)利用該溫差通過(guò)塞貝克效應(yīng)進(jìn)行電子冷熱發(fā)電，以通過(guò)該發(fā)電得到的電力始終對(duì)車(chē)載電池(40(DC116V/220Ah，鋰聚合物電池單元等)進(jìn)行充電。
文檔編號(hào)H02N11/00GK102832655SQ20121000929
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者岡本干男 申請(qǐng)人:T.D.S株式會(huì)社