專利名稱：車輛用充發電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及利用了塞貝克效應(基于溫差的發電)的特別適合用于電動汽車用的充發電系統，特別涉及能夠最大限度地增長可行駛距離的電動汽車用充發電系統。
背景技術：
近年來，為了改善地球環境，希望將利用了清潔能源技術等的充發電系統安裝在汽車上，以往提出了各種方案。例如，在專利文獻I中，記載了將作為溫差發電裝置的郎肯循環(Rankine Cycle)安裝在車輛上的電動汽車。S卩，基于這樣的朗肯循環的溫差發電裝置，在冷凝器利用液態空氣等的液化氣體 的低溫，并且在蒸發器利用常溫，從而進行溫差發電，使以該電力作為驅動源的電機旋轉而旋轉驅動行駛輪。現有技木專利文獻專利文獻I日本特開平7-139311號公報

發明內容
發明要解決的課題但是，上述那樣以往的車輛用充發電系統處于設想(idea)階段，希望在能夠得到可經受實用的動カ方面采取各種對策。例如，雖然希望在利用電子冷熱發電而進行發電的情況下確保需要的溫度差，但是在以往已知方式的發電系統中同時存在長處和短處，除了希望客服難以以低成本穩定地確保所需的最低至200°c以上的溫差的問題，還希望進ー步提高發電效率。特別是，在上述的發電系統中最希望的是，需要通過與車載電池的組合，可以確保所需的電量，大幅度地延長實車安裝時可行駛的距離，并可以提供實用。本發明是鑒于這樣的情況而完成的，目的是得到電動汽車等中的作為動カ源的用于獲得電カ的發電系統，得到最大限度地延長車輛可行駛距離，并且能夠達到實用化的車輛用充發電系統。用于解決課題的手段為了應對這樣的目的，本發明(技術方案I記載的發明)的車輛用充發電系統具有電機，旋轉驅動車輛的驅動輪；車載電池，對該電機提供電カ；以及電カ發生用的發電単元，對該電池進行充電，其特征在于，作為上述發電單元，設置由多個帕爾貼效應元件構成的塞貝克發電單元，并且在該塞貝克發電單元內形成在上述帕爾貼效應元件的內外作為溫差而產生200°C溫差的兩個環境空間，利用這些內外的環境空間的溫差進行電子冷熱發電，以產生的電カ對所述車載電池進行充電。本發明(技術方案2記載的發明)的車輛用充發電系統，其特征在于，所述塞貝克發電單元作為使內外的環境空間產生溫差的手段，采用了利用液氮等具有-180°C以下的溫度帶的冷卻介質的冷卻方式。本發明(技術方案3記載的發明)的車輛用充發電系統，其特征在于，作為車載電池，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。本發明(技術方案4記載的發明)的車輛用充發電系統，在技術方案I至3的任意ー項所述的車輛用發電系統中，其特征在于，所述塞貝克發電単元能夠利用車載空調的制冷劑加熱用、車載加熱器用的熱源。本發明(技術方案5記載的發明)的車輛用充發電系統，其特征在于，在技術方案1-4的任意一個方案的車輛用充發電系統中，具有在車輛的車棚或者側面設置的太陽能發電單元，該太陽能發電單元經由ニ極管與車載電池連接。 本發明(技術方案6記載的發明)的車輛用充發電系統，其特征在于，在技術方案1-5的任意一個方案的車輛用充發電系統中，具有多個充電器，這些充電器與并聯連接的多個車載電池的每個塊連接并進行充電。發明效果按照以上說明的本發明的車輛用充發電系統，在塞貝克發電單元內設置能夠確保200°C以上的溫差的環境空間，其可以利用帕爾貼效應元件高效地進行發電，由此可以實現作為電動汽車等中的動カ源的用于得到電カ的發電系統，將車輛的可行駛距離延長到最大限度，達到實用化。而且，按照本發明，塞貝克單元通過同時利用作為汽車來說不可缺少的設備即空調的制冷劑、加熱器用的熱源，能夠使得對于以往的電動汽車來說，達到全體耗電量40%以上的空調的耗電量基本變為零，在實現車輛整體的節能化上效果巨大。而且，按照本發明，通過將太陽能發電單元(120V/5A-600W左右的單元)粘貼在車輛的車體的車棚或側面，將其發電的電カ經由ニ極管直接連接到電池進行補充充電，從而將電動汽車等中的電カ系統作為整體，可以進ー步高效地生成并蓄電電力。而且，按照本發明，通過以多臺充電器對安裝的多個鋰聚合物(或者離子)電池進行充電，可以高效地進行所需狀態下的充電，有能夠在短時間內充滿電等優點。


圖I是表示本發明的車輛用充發電系統的ー個實施例的電動汽車整體的概略結構的概率結構圖。I 車體2 前輪3后輪(行駛輪)10車載用充發電系統20塞貝克發電單元21帕爾貼效應元件22，23環境空間24 外殼
25隔熱材料26液氮氣瓶40車載電池50快速充電器60空調單元70太陽能發電單元(太陽能電池)22控制電路單元
具體實施方式

在電動汽車的車體上設置珀爾貼(Peltier)效應元件構成的塞貝克(Seebeck)單元，形成作為該塞貝克單元內外的溫差達到200°C以上的環境空間，并且利用該溫差進行電子冷熱發電，通過該電力，始終對車載電池(例如DC116V/200Ah ;鋰聚合物電池單元等)進行充電。實施例I圖I是表不本發明的車輛用充發電系統的ー個實施例。在圖中，用標號I表不整體的電動汽車的車體，將作為其驅動源的輪內電機M，M組裝配置在作為行駛驅動輪的后輪3內。當然，不限于此，也可以是作為適當的驅動源的電機。而且，按照本發明，作為車載用充發電系統10，在電動汽車等的車體I上設置由多個帕爾貼效應元件21構成的塞貝克發電單元20，在該塞貝克發電單元20內形成作為該帕爾貼效應元件21的內外溫差達到200°C以上的兩個環境空間22，23。通過利用該溫差，通過各個帕爾貼效應元件21進行電子冷熱發電，用通過該發電得到的電力，始終對車載電池40(例如DC116V/200Ah ;鋰聚合物電池單元等)進行充電。這里，塞貝克發電單元20如圖I所示，具有外殼24，在該外殼24內形成通過隔熱材料25包圍的內側的環境空間22，而且形成外側的環境空間23。于是，跨過該內外的環境空間22、23之間形成帕爾貼效應元件21。然后，在前述塞貝克發電單元20內的內側環境空間22中，從液氮氣瓶26注入液氮，可以使該環境空間22和外側的環境空間23之間的溫差達到200°C以上。通過這樣利用便宜的液氮等而產生超低溫帶下的溫度差的手段，可以提供比較便宜，更安全且對環境無害的新的溫差發電系統。這已經被確認。而且，在該車體I中，設置驅動控制前述電機M，M的電機控制器30，將來自前述車載電池40和塞貝克發電單元20的電カ適當提供給輪內電機M，Mo而且,在前述車載電池40上連接快速充電器50用作電カ供給。而且，在本實施例中，構成為設置車載的空調單元60，從前述塞貝克發電單元20的內外的環境空間22，23取入暖氣或者冷氣。而且，在該車體I的車棚或者側面設置太陽能發電單元(太陽能電池)70，取入太陽光作為生態能源(ECO Energy)，將其轉換為電力，與前述快速充電器50和塞貝克發電單元20 —起作為電カ源利用。按照上述結構的本發明的車載用充發電系統10，在塞貝克發電單元20內設置能夠確保200°C以上的溫差的環境空間22、23，使其可以利用帕爾貼效應元件21高效地進行發電，由此可以構筑作為電動汽車等中的動カ源的用于得到電カ的車載用充發電系統10，并且可以最大限度地延長車輛的可行駛距離，達到實用化。實施例2在本發明的車載用充發電系統10中，也可以對于塞貝克發電單元20，組合作為汽車不可缺少的設備的空調單元60，同時組合利用該空調単元60的制冷劑以及加熱用的加熱器用的熱源。按照這樣的結構，能夠使得對于以往的電動汽車來說，達到全體耗電量40%以上的空調單元60的耗電量基本變為零，在實現車輛整體的節能化上效果巨大。實施例3按照本發明的車載用充發電系統10，除了上述特征，還可以追加將太陽能發電單 元(120V/5A-600W左右的單元)粘貼在車輛的車體I的車棚或側面，將其發電的電カ經由ニ極管直接連接到車載電池40，對該電池40補充充電的系統。按照這樣的結構，將電動汽車等中的電カ系統作為整體，可以進ー步高效地生成并蓄電電力。實施例4在本發明的車載用充發電系統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小時率)每四個串聯連接，每次116V/50Ah地分割為4 ±夾，以輸出DC120V/20A的4臺充電器對其充電。(局部充電(localcharge)萬式)。按照本方式的充電方法，與統一充電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的時間充滿電等優點。而且，本發明不限于上述的實施方式中說明的構造，不用說，能夠對構成車載用充發電系統10的各個部分的形狀、構造等進行適當變形、變更。
權利要求
1.一種車輛用充發電系統，具有 電機，旋轉驅動車輛的驅動輪； 車載電池，對該電機提供電力；以及 電力發生用的發電單元，對該電池進行充電， 其特征在于， 作為上述發電單元，設置由多個帕爾貼效應元件構成的塞貝克發電單元， 并且在該塞貝克發電單元內形成在上述帕爾貼效應元件的內外作為溫差而產生200°C以上溫差的兩個環境空間， 利用這些內外的環境空間的溫差進行熱發電，以產生的電力對所述車載電池進行充電。
2.如權利要求I所述的車輛用充發電系統，其特征在于， 所述塞貝克發電單元作為使內外的環境空間產生溫差的手段，采用了利用液氮等具有-180°C以下的溫度帶的冷卻介質的冷卻方式。
3.如權利要求I或2所述的車輛用充發電系統，其特征在于， 作為車載電池，使用了鋰聚合物電池或者鋰離子電池。
4.如權利要求I至3的任意一項所述的車輛用充發電系統，其特征在于， 所述塞貝克發電單元利用為車載空調的制冷劑源。
5.如權利要求I至4的任意一項所述的車輛用充發電系統，其特征在于， 具有在車輛的車棚或者側面設置的太陽能發電單元， 該太陽能發電單元經由二極管與車載電池連接。
6.—種車輛用充發電系統,其特征在于， 作為車輛用充發電系統，除了權利要求I的塞貝克發電單元、權利要求3的鋰聚合物電池或者鋰離子電池系統、權利要求5的太陽能發電單元，還組合風力發電單元、再生發電單元等五種系統。
全文摘要
本發明構筑作為電動汽車等中的動力源的用于得到電力的新的充發電系統，最大限度地延伸車輛的可行駛距離，實現實用化。作為車載用充發電系統(10)，在電動汽車等的車體(1)上設置由多個帕爾貼效應元件(21)構成的塞貝克發電單元(20)，在該塞貝克發電單元內形成作為該帕爾貼效應元件的內外的溫差達到200℃以上的兩個環境空間(22、23)。通過利用該溫差通過塞貝克效應進行電子冷熱發電，以通過該發電得到的電力始終對車載電池(40(DC116V/220Ah，鋰聚合物電池單元等)進行充電。
文檔編號H02N11/00GK102832655SQ20121000929
公開日2012年12月19日 申請日期2012年1月13日 優先權日2011年6月17日
發明者岡本干男 申請人:T.D.S株式會社