用太陽能輔助供電的電動車控制方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用太陽能輔助供電的電動車控制方法，光照情況下，電動車靜止過程中，太陽能電池板所發(fā)電能經(jīng)變換控制器存儲在蓄電池中；所述電動車行駛過程中，若所述太陽能電池板所發(fā)電能大于電動車行駛所需電能，則所述太陽能電池板所發(fā)電能一部分滿足電動車行駛所需，另一部分電能存儲在蓄電池中；若所述太陽能電池板所發(fā)電能小于電動車行駛所需電能，則所述太陽能電池板與蓄電池共同為電動車供電；還公開了一種用太陽能輔助供電的電動車控制裝置，通過本發(fā)明能夠利用太陽能對電動車進行電能補充，不僅縮短了充電時間，節(jié)約了充電費用，而且提高了續(xù)航能力，安全可靠，適用度高。
【專利說明】
用太陽能輔助供電的電動車控制方法及其系統(tǒng)
技術領域
[0001] 本發(fā)明專利涉及一種電動車輔助供電技術領域，具體涉及一種用太陽能輔助供電 的電動車控制方法及其系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 傳統(tǒng)電動車拆除了發(fā)動機與汽油箱，以電動機與蓄電池取而代之，保留了原車的 離合系統(tǒng)、變速系統(tǒng)以及電子系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)，以蓄電池為電源向電動車提供電能，通過夜間對 電動車進行充電，滿足其白天行駛需求。目前，電動車存在三個缺點。其一，充電時間長，以 市電給其供電，按平均工作時間4小時/天，夜晚需充電8-10小時;其二，續(xù)航能力差，由于受 蓄電池的技術制約，電池容量的大小決定了其無法進行遠距離行駛;其三，充電費用高，電 動車行駛時間長，能耗大，每天對車進行充電，經(jīng)濟成本相對較大。但目前電動車技術還不 夠成熟，沒有形成系統(tǒng)的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用太陽能輔助供電的電動車控制方法 及其系統(tǒng)。
[0004] 為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的： 本發(fā)明實施例提供一種用太陽能輔助供電的電動車控制方法，該方法為:光照情況下， 電動車靜止過程中，太陽能電池板所發(fā)電能經(jīng)變換控制器存儲在蓄電池中；所述電動車行 駛過程中，若所述太陽能電池板所發(fā)電能大于電動車行駛所需電能，則所述太陽能電池板 所發(fā)電能一部分滿足電動車行駛所需，另一部分電能存儲在蓄電池中；若所述太陽能電池 板所發(fā)電能小于電動車行駛所需電能，則所述太陽能電池板與蓄電池共同為電動車供電。
[0005] 上述方案中，該方法具體為:在電動車行駛過程中，當光照較強，太陽能電池板所 發(fā)電能大于電動車所需電能，使得則4=4+4,4〈〇，蓄電池組處于充電狀態(tài)，即所發(fā)電 能一部分滿足電動車行駛所需，另一部分電能存儲在蓄電池組中；當光照較弱，所述太陽能 電池板所發(fā)電能不能滿足電動車行駛所需電能，使得則4=4+^,>〇,所述蓄電池組 處于放電狀態(tài)，即電動車行駛所需電能通過太陽能電池板和蓄電池組共同提供；當所述太 陽能電池板所發(fā)電能恰好滿足電動車行駛所需電能，使得4=4,即電動車行駛所需電能剛 好由太陽能電池板供給，此時1=0,即蓄電池組既不充電也不放電；在沒有光照時，太陽能電 池板不發(fā)電，使得&=/?，蓄電池組處于放電狀態(tài)，此時A=o,即完全由蓄電池組向電動車提 供電能，滿足其行駛所需;所述A為經(jīng)BOOST變換器后的輸出電流，所述心為電動車行駛所需 電流，所述A為流經(jīng)蓄電池的電流，所述&為市電給蓄電池充電時的電流。
[0006] 上述方案中，該方法具體為:在車輛靜止時，將車停在光照下，使得即太陽能 電池板產(chǎn)生電能完全存儲在蓄電池組中以供車輛下次行駛使用;在有光照、車靜止、電池電 量不足需要快速充電時，斷開開關k、d，閉合開關L、N，連接市電充電裝置，使用太陽能發(fā)電 單元和市電充電裝置同時給蓄電池組充電，此時4=〇，A=A+^，所述蓄電池組處于充電狀 態(tài)，即太陽能發(fā)電單元和市電充電裝置同時給蓄電池組充電。
[0007] 本發(fā)明實施例還提供一種用太陽能輔助供電的電動車控制系統(tǒng)，該裝置包括太陽 能電池板、市電充電裝置、變換控制器、逆變器、三相異步電動機，所述變換控制器一側(cè)與太 陽能電池板、市電充電裝置連接，另一側(cè)與蓄電池組和逆變器連接，逆變器的輸出端與三相 異步電動機連接。
[0008] 上述方案中，所述變換控制器由控制器、Boost變換器和Buck變換器組成；所述市 電充電裝置由市電充電連接開關、整流電路和Buck變換器組成;太陽能發(fā)電單元由太陽能 電池板和Boost變換器組成。
[0009] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明利用太陽能對電動車進行電能補充，不僅縮短了充電時間，節(jié)約了充電費用，而 且提高了續(xù)航能力，安全可靠，適用度高。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明實施例提供一種用太陽能輔助供電的電動車控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框 圖； 圖2為本發(fā)明實施例提供一種用太陽能輔助供電的電動車控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理 圖。
【具體實施方式】
[0011] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0012] 本發(fā)明實施例提供一種用太陽能輔助供電的電動車控制方法，該方法為:光照情 況下，電動車靜止過程中，太陽能電池板所發(fā)電能經(jīng)變換控制器存儲在蓄電池中；所述電動 車行駛過程中，若所述太陽能電池板所發(fā)電能大于電動車行駛所需電能，則所述太陽能電 池板所發(fā)電能一部分滿足電動車行駛所需，另一部分電能存儲在蓄電池中；若所述太陽能 電池板所發(fā)電能小于電動車行駛所需電能，則所述太陽能電池板與蓄電池共同為電動車供 電。
[0013] 如附圖2中，在光照情況下，系統(tǒng)處于太陽能電池板發(fā)電狀態(tài)，太陽能電池板發(fā)電 單元在不同的光照下產(chǎn)生的直流電源電壓基本在36V左右波動，36V電壓需轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需 的72V電壓，所以太陽能電池板發(fā)電單元中應用Boost變換器來實現(xiàn)升壓，Boost變換器通過 調(diào)節(jié)占空比使電壓上升到需求電壓。同時Boost變換器可實現(xiàn)對太陽能電池板的最大功率 點跟蹤，使太陽能電池板可以最大功率的輸出電能，節(jié)約能源。蓄電池組可選用6個單體為 12V的鉛酸蓄電池，串聯(lián)形成1個72V的直流電源，蓄電池組與太陽能電池板通過變換控制器 并聯(lián)，實現(xiàn)太陽能電池板與蓄電池共同為三相異步電動機提供電能的功能。
[0014] 圖中為經(jīng)BOOST變換器后的輸出電流，4為電動車行駛所需電流，A為流經(jīng)蓄電池 的電流，4為市電給蓄電池充電時的電流，分別對進行檢測并比較。
[0015] (1)在電動車行駛過程中，當光照較強，太陽能電池板所發(fā)電能大于電動車所需電 能，使得/>&，則，/,〈〇,蓄電池處于充電狀態(tài)，即所發(fā)電能一部分滿足電動車行駛所 需，另一部分電能存儲在蓄電池中；當光照較弱，太陽能電池板所發(fā)電能不能滿足電動車行 駛所需電能，使得則，蓄電池處于放電狀態(tài)，即電動車行駛所需電能通過 太陽能電池板和蓄電池共同提供；當太陽能電池板所發(fā)電能恰好滿足電動車行駛所需電 能，使得4=4,即電動車行駛所需電能剛好由太陽能電池板供給，此時/>〇,即蓄電池既不 充電也不放電；在沒有光照時，太陽能電池板不發(fā)電，使得4=4,蓄電池處于放電狀態(tài)，此 時4=0，即完全由蓄電池向電動車提供電能，滿足其行駛所需。
[0016] (2)在車輛靜止時，可將車停在光照下，使得，即太陽能電池板產(chǎn)生電能完全 存儲在蓄電池中，以供車輛下次行駛使用;在有光照、車靜止、電池電量不足需要快速充電 時，可斷開開關k、d，閉合開關a、b，連接市電充電裝置，使太陽能電池板與市電同時給蓄電 池充電，此時4=0，，蓄電池處于充電狀態(tài)，即太陽能電池板與市電同時給蓄電池充 電，節(jié)省充電時間。
[0017] 在沒有光照的情況下，可斷開開關k、d，閉合開關a、b，系統(tǒng)連接市電充電裝置，市 電所提供的220V交流電源通過整流電路轉(zhuǎn)換成直流電源，直流電源需轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的電 壓等級，所以市電充電裝置中DC-DC轉(zhuǎn)換電路選用Buck變換器，降壓斬波，將市電提供的 220V電源轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的72V電源，給蓄電池充電，保證電動車可正常行駛。
[0018] 在系統(tǒng)未連接市電充電裝置時，可閉合開關k、d，若電動車行駛過程中突然剎車， 會產(chǎn)生瞬間的高壓，此高壓回流到Buck電路的輸入端，通過DC-DC變換器將高壓降低為系統(tǒng) 需求的電壓等級給蓄電池充電，使逆變器工作時產(chǎn)生的制動能量回饋到電池組實現(xiàn)制動能 量回收，同時二極管VD2阻止了高壓回流到電池中，保證了電池裝置不會被燒壞。
[0019] 本發(fā)明實施例提供一種用太陽能輔助供電的電動車控制系統(tǒng)，如圖1、2所示，該裝 置包括太陽能電池板、市電充電裝置、變換控制器、逆變器、三相異步電動機，所述變換控制 器一側(cè)與太陽能電池板、市電充電裝置連接，另一側(cè)與蓄電池組和逆變器連接，逆變器的輸 出端與三相異步電動機連接。
[0020] 所述變換控制器由控制器、Boost變換器和Buck變換器組成;所述市電充電裝置由 市電充電連接開關、整流電路和Buck變換器組成;太陽能發(fā)電單元由太陽能電池板和Boost 變換器組成。
[0021] 本發(fā)明中控制器的核心電路由CPU、AD、P麗、普通10 口等模塊組成。外圍電路中電 源向核心模塊供電，顯示部分顯示系統(tǒng)運行參數(shù)，按鍵用來輸入控制命令?？刂破鳟a(chǎn)生PWM 波，通過驅(qū)動電路將控制信號隔離放大，控制主電路中的M0SFET開關管，從而使變換控制器 輸出電壓與給定參考電壓相等，實現(xiàn)電壓等級的轉(zhuǎn)換。
[0022]所述控制器通過控制Boost變換器中的M0SFET開關管，利用電壓擾動法使薄膜太 陽能電池板的端電壓小幅變化，并計算電壓改變前后太陽能電池板的輸出功率變化，找到 其合適的工作電壓，從而實現(xiàn)最大功率點跟蹤。
[0023]所述控制器可實現(xiàn)變頻調(diào)速功能，使三相異步電機穩(wěn)定運行。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種用太陽能輔助供電的電動車控制方法，其特征在于，該方法為:光照情況下，電 動車靜止過程中，太陽能電池板所發(fā)電能經(jīng)變換控制器存儲在蓄電池中；所述電動車行駛 過程中，若所述太陽能電池板所發(fā)電能大于電動車行駛所需電能，則所述太陽能電池板所 發(fā)電能一部分滿足電動車行駛所需，另一部分電能存儲在蓄電池中；若所述太陽能電池板 所發(fā)電能小于電動車行駛所需電能，則所述太陽能電池板與蓄電池共同為電動車供電。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用太陽能輔助供電的電動車控制方法，其特征在于，該方法具 體為:在電動車行駛過程中，當光照較強，太陽能電池板所發(fā)電能大于電動車所需電能，使 得則4=4+/,，4〈〇,蓄電池組處于充電狀態(tài)，即所發(fā)電能一部分滿足電動車行駛所需， 另一部分電能存儲在蓄電池組中；當光照較弱，所述太陽能電池板所發(fā)電能不能滿足電動 車行駛所需電能，使得則4=Α+Α，Λ>〇,所述蓄電池組處于放電狀態(tài)，即電動車行駛所 需電能通過太陽能電池板和蓄電池組共同提供;當所述太陽能電池板所發(fā)電能恰好滿足電 動車行駛所需電能，使得4=4,即電動車行駛所需電能剛好由太陽能電池板供給，此時A= 0,即蓄電池組既不充電也不放電；在沒有光照時，太陽能電池板不發(fā)電，使得I ii=人，蓄電池 組處于放電狀態(tài)，此時4=0,即完全由蓄電池組向電動車提供電能，滿足其行駛所需;所述A 為經(jīng)BOOST變換器后的輸出電流，所述心為電動車行駛所需電流，所述為流經(jīng)蓄電池的電 流，所述^為市電給蓄電池充電時的電流。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用太陽能輔助供電的電動車控制方法，其特征在于，該方 法具體為:在車輛靜止時，將車停在光照下，使得A=J,，即太陽能電池板產(chǎn)生電能完全存儲 在蓄電池組中以供車輛下次行駛使用;在有光照、車靜止、電池電量不足需要快速充電時， 斷開開關k、d，閉合開關L、N，連接市電充電裝置，使用太陽能發(fā)電單元和市電充電裝置同時 給蓄電池組充電，此時4=0，/,=&+&，所述蓄電池組處于充電狀態(tài)，即太陽能發(fā)電單元和市 電充電裝置同時給蓄電池組充電。4. 一種用太陽能輔助供電的電動車控制系統(tǒng)，其特征在于，該裝置包括太陽能電池板、 市電充電裝置、變換控制器、逆變器、三相異步電動機，所述變換控制器一側(cè)與太陽能電池 板、市電充電裝置連接，另一側(cè)與蓄電池組和逆變器連接，逆變器的輸出端與三相異步電動 機連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用太陽能輔助供電的電動車控制系統(tǒng)，其特征在于:所述變換 控制器由控制器、Boost變換器和Buck變換器組成;所述市電充電裝置由市電充電連接開 關、整流電路和Buck變換器組成;太陽能發(fā)電單元由太陽能電池板和Boost變換器組成。
【文檔編號】B60L8/00GK106004483SQ201610363472
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】孟彥京, 賈娟娟, 吳輝, 陳君, 李肖南, 馬匯海, 白偉東, 柴德喜
【申請人】陜西科技大學, 陜西科達電氣有限公司