用太阳能辅助供电的电动车控制方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用太阳能辅助供电的电动车控制方法，光照情况下，电动车静止过程中，太阳能电池板所发电能经变换控制器存储在蓄电池中；所述电动车行驶过程中，若所述太阳能电池板所发电能大于电动车行驶所需电能，则所述太阳能电池板所发电能一部分满足电动车行驶所需，另一部分电能存储在蓄电池中；若所述太阳能电池板所发电能小于电动车行驶所需电能，则所述太阳能电池板与蓄电池共同为电动车供电；还公开了一种用太阳能辅助供电的电动车控制装置，通过本发明能够利用太阳能对电动车进行电能补充，不仅缩短了充电时间，节约了充电费用，而且提高了续航能力，安全可靠，适用度高。
【专利说明】
用太阳能辅助供电的电动车控制方法及其系统
技术领域
[0001] 本发明专利涉及一种电动车辅助供电技术领域，具体涉及一种用太阳能辅助供电 的电动车控制方法及其系统。
【背景技术】
[0002] 传统电动车拆除了发动机与汽油箱，以电动机与蓄电池取而代之，保留了原车的 离合系统、变速系统以及电子系统等结构，以蓄电池为电源向电动车提供电能，通过夜间对 电动车进行充电，满足其白天行驶需求。目前，电动车存在三个缺点。其一，充电时间长，以 市电给其供电，按平均工作时间4小时/天，夜晚需充电8-10小时;其二，续航能力差，由于受 蓄电池的技术制约，电池容量的大小决定了其无法进行远距离行驶;其三，充电费用高，电 动车行驶时间长，能耗大，每天对车进行充电，经济成本相对较大。但目前电动车技术还不 够成熟，没有形成系统的解决方案。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用太阳能辅助供电的电动车控制方法 及其系统。
[0004] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： 本发明实施例提供一种用太阳能辅助供电的电动车控制方法，该方法为:光照情况下， 电动车静止过程中，太阳能电池板所发电能经变换控制器存储在蓄电池中；所述电动车行 驶过程中，若所述太阳能电池板所发电能大于电动车行驶所需电能，则所述太阳能电池板 所发电能一部分满足电动车行驶所需，另一部分电能存储在蓄电池中；若所述太阳能电池 板所发电能小于电动车行驶所需电能，则所述太阳能电池板与蓄电池共同为电动车供电。
[0005] 上述方案中，该方法具体为:在电动车行驶过程中，当光照较强，太阳能电池板所 发电能大于电动车所需电能，使得则4=4+4,4〈〇，蓄电池组处于充电状态，即所发电 能一部分满足电动车行驶所需，另一部分电能存储在蓄电池组中；当光照较弱，所述太阳能 电池板所发电能不能满足电动车行驶所需电能，使得则4=4+^,>〇,所述蓄电池组 处于放电状态，即电动车行驶所需电能通过太阳能电池板和蓄电池组共同提供；当所述太 阳能电池板所发电能恰好满足电动车行驶所需电能，使得4=4,即电动车行驶所需电能刚 好由太阳能电池板供给，此时1=0,即蓄电池组既不充电也不放电；在没有光照时，太阳能电 池板不发电，使得&=/?，蓄电池组处于放电状态，此时A=o,即完全由蓄电池组向电动车提 供电能，满足其行驶所需;所述A为经BOOST变换器后的输出电流，所述心为电动车行驶所需 电流，所述A为流经蓄电池的电流，所述&为市电给蓄电池充电时的电流。
[0006] 上述方案中，该方法具体为:在车辆静止时，将车停在光照下，使得即太阳能 电池板产生电能完全存储在蓄电池组中以供车辆下次行驶使用;在有光照、车静止、电池电 量不足需要快速充电时，断开开关k、d，闭合开关L、N，连接市电充电装置，使用太阳能发电 单元和市电充电装置同时给蓄电池组充电，此时4=〇，A=A+^，所述蓄电池组处于充电状 态，即太阳能发电单元和市电充电装置同时给蓄电池组充电。
[0007] 本发明实施例还提供一种用太阳能辅助供电的电动车控制系统，该装置包括太阳 能电池板、市电充电装置、变换控制器、逆变器、三相异步电动机，所述变换控制器一侧与太 阳能电池板、市电充电装置连接，另一侧与蓄电池组和逆变器连接，逆变器的输出端与三相 异步电动机连接。
[0008] 上述方案中，所述变换控制器由控制器、Boost变换器和Buck变换器组成；所述市 电充电装置由市电充电连接开关、整流电路和Buck变换器组成;太阳能发电单元由太阳能 电池板和Boost变换器组成。
[0009] 与现有技术相比，本发明的有益效果： 本发明利用太阳能对电动车进行电能补充，不仅缩短了充电时间，节约了充电费用，而 且提高了续航能力，安全可靠，适用度高。
【附图说明】
[0010] 图1为本发明实施例提供一种用太阳能辅助供电的电动车控制系统的系统结构框 图； 图2为本发明实施例提供一种用太阳能辅助供电的电动车控制系统的系统结构原理 图。
【具体实施方式】
[0011] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0012] 本发明实施例提供一种用太阳能辅助供电的电动车控制方法，该方法为:光照情 况下，电动车静止过程中，太阳能电池板所发电能经变换控制器存储在蓄电池中；所述电动 车行驶过程中，若所述太阳能电池板所发电能大于电动车行驶所需电能，则所述太阳能电 池板所发电能一部分满足电动车行驶所需，另一部分电能存储在蓄电池中；若所述太阳能 电池板所发电能小于电动车行驶所需电能，则所述太阳能电池板与蓄电池共同为电动车供 电。
[0013] 如附图2中，在光照情况下，系统处于太阳能电池板发电状态，太阳能电池板发电 单元在不同的光照下产生的直流电源电压基本在36V左右波动，36V电压需转换为系统所需 的72V电压，所以太阳能电池板发电单元中应用Boost变换器来实现升压，Boost变换器通过 调节占空比使电压上升到需求电压。同时Boost变换器可实现对太阳能电池板的最大功率 点跟踪，使太阳能电池板可以最大功率的输出电能，节约能源。蓄电池组可选用6个单体为 12V的铅酸蓄电池，串联形成1个72V的直流电源，蓄电池组与太阳能电池板通过变换控制器 并联，实现太阳能电池板与蓄电池共同为三相异步电动机提供电能的功能。
[0014] 图中为经BOOST变换器后的输出电流，4为电动车行驶所需电流，A为流经蓄电池 的电流，4为市电给蓄电池充电时的电流，分别对进行检测并比较。
[0015] (1)在电动车行驶过程中，当光照较强，太阳能电池板所发电能大于电动车所需电 能，使得/>&，则，/,〈〇,蓄电池处于充电状态，即所发电能一部分满足电动车行驶所 需，另一部分电能存储在蓄电池中；当光照较弱，太阳能电池板所发电能不能满足电动车行 驶所需电能，使得则，蓄电池处于放电状态，即电动车行驶所需电能通过 太阳能电池板和蓄电池共同提供；当太阳能电池板所发电能恰好满足电动车行驶所需电 能，使得4=4,即电动车行驶所需电能刚好由太阳能电池板供给，此时/>〇,即蓄电池既不 充电也不放电；在没有光照时，太阳能电池板不发电，使得4=4,蓄电池处于放电状态，此 时4=0，即完全由蓄电池向电动车提供电能，满足其行驶所需。
[0016] (2)在车辆静止时，可将车停在光照下，使得，即太阳能电池板产生电能完全 存储在蓄电池中，以供车辆下次行驶使用;在有光照、车静止、电池电量不足需要快速充电 时，可断开开关k、d，闭合开关a、b，连接市电充电装置，使太阳能电池板与市电同时给蓄电 池充电，此时4=0，，蓄电池处于充电状态，即太阳能电池板与市电同时给蓄电池充 电，节省充电时间。
[0017] 在没有光照的情况下，可断开开关k、d，闭合开关a、b，系统连接市电充电装置，市 电所提供的220V交流电源通过整流电路转换成直流电源，直流电源需转换成系统所需的电 压等级，所以市电充电装置中DC-DC转换电路选用Buck变换器，降压斩波，将市电提供的 220V电源转换成系统所需的72V电源，给蓄电池充电，保证电动车可正常行驶。
[0018] 在系统未连接市电充电装置时，可闭合开关k、d，若电动车行驶过程中突然刹车， 会产生瞬间的高压，此高压回流到Buck电路的输入端，通过DC-DC变换器将高压降低为系统 需求的电压等级给蓄电池充电，使逆变器工作时产生的制动能量回馈到电池组实现制动能 量回收，同时二极管VD2阻止了高压回流到电池中，保证了电池装置不会被烧坏。
[0019] 本发明实施例提供一种用太阳能辅助供电的电动车控制系统，如图1、2所示，该装 置包括太阳能电池板、市电充电装置、变换控制器、逆变器、三相异步电动机，所述变换控制 器一侧与太阳能电池板、市电充电装置连接，另一侧与蓄电池组和逆变器连接，逆变器的输 出端与三相异步电动机连接。
[0020] 所述变换控制器由控制器、Boost变换器和Buck变换器组成;所述市电充电装置由 市电充电连接开关、整流电路和Buck变换器组成;太阳能发电单元由太阳能电池板和Boost 变换器组成。
[0021] 本发明中控制器的核心电路由CPU、AD、P丽、普通10 口等模块组成。外围电路中电 源向核心模块供电，显示部分显示系统运行参数，按键用来输入控制命令。控制器产生PWM 波，通过驱动电路将控制信号隔离放大，控制主电路中的M0SFET开关管，从而使变换控制器 输出电压与给定参考电压相等，实现电压等级的转换。
[0022]所述控制器通过控制Boost变换器中的M0SFET开关管，利用电压扰动法使薄膜太 阳能电池板的端电压小幅变化，并计算电压改变前后太阳能电池板的输出功率变化，找到 其合适的工作电压，从而实现最大功率点跟踪。
[0023]所述控制器可实现变频调速功能，使三相异步电机稳定运行。
[0024]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种用太阳能辅助供电的电动车控制方法，其特征在于，该方法为:光照情况下，电 动车静止过程中，太阳能电池板所发电能经变换控制器存储在蓄电池中；所述电动车行驶 过程中，若所述太阳能电池板所发电能大于电动车行驶所需电能，则所述太阳能电池板所 发电能一部分满足电动车行驶所需，另一部分电能存储在蓄电池中；若所述太阳能电池板 所发电能小于电动车行驶所需电能，则所述太阳能电池板与蓄电池共同为电动车供电。2. 根据权利要求1所述的用太阳能辅助供电的电动车控制方法，其特征在于，该方法具 体为:在电动车行驶过程中，当光照较强，太阳能电池板所发电能大于电动车所需电能，使 得则4=4+/,，4〈〇,蓄电池组处于充电状态，即所发电能一部分满足电动车行驶所需， 另一部分电能存储在蓄电池组中；当光照较弱，所述太阳能电池板所发电能不能满足电动 车行驶所需电能，使得则4=Α+Α，Λ>〇,所述蓄电池组处于放电状态，即电动车行驶所 需电能通过太阳能电池板和蓄电池组共同提供;当所述太阳能电池板所发电能恰好满足电 动车行驶所需电能，使得4=4,即电动车行驶所需电能刚好由太阳能电池板供给，此时A= 0,即蓄电池组既不充电也不放电；在没有光照时，太阳能电池板不发电，使得I ii=人，蓄电池 组处于放电状态，此时4=0,即完全由蓄电池组向电动车提供电能，满足其行驶所需;所述A 为经BOOST变换器后的输出电流，所述心为电动车行驶所需电流，所述为流经蓄电池的电 流，所述^为市电给蓄电池充电时的电流。3. 根据权利要求1或2所述的用太阳能辅助供电的电动车控制方法，其特征在于，该方 法具体为:在车辆静止时，将车停在光照下，使得A=J,，即太阳能电池板产生电能完全存储 在蓄电池组中以供车辆下次行驶使用;在有光照、车静止、电池电量不足需要快速充电时， 断开开关k、d，闭合开关L、N，连接市电充电装置，使用太阳能发电单元和市电充电装置同时 给蓄电池组充电，此时4=0，/,=&+&，所述蓄电池组处于充电状态，即太阳能发电单元和市 电充电装置同时给蓄电池组充电。4. 一种用太阳能辅助供电的电动车控制系统，其特征在于，该装置包括太阳能电池板、 市电充电装置、变换控制器、逆变器、三相异步电动机，所述变换控制器一侧与太阳能电池 板、市电充电装置连接，另一侧与蓄电池组和逆变器连接，逆变器的输出端与三相异步电动 机连接。5. 根据权利要求4所述的用太阳能辅助供电的电动车控制系统，其特征在于:所述变换 控制器由控制器、Boost变换器和Buck变换器组成;所述市电充电装置由市电充电连接开 关、整流电路和Buck变换器组成;太阳能发电单元由太阳能电池板和Boost变换器组成。
【文档编号】B60L8/00GK106004483SQ201610363472
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】孟彦京, 贾娟娟, 吴辉, 陈君, 李肖南, 马汇海, 白伟东, 柴德喜
【申请人】陕西科技大学, 陕西科达电气有限公司