一种电动汽车用车载太阳能充电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能利用及电动汽车动力电池充电技术，尤其涉及一种电动汽车用车载太阳能充电机。
【背景技术】
[0002]目前，世界性的能源危机和环境污染，使各国人民都在努力寻求和开发新型清洁能源。太阳能作为新型清洁能源的一种，是可再生持续利用的能源，它资源丰富，又无需运输，对环境无任何污染，有着其他资源不可比拟的优越性。
[0003]随着社会的发展，汽车已经成为最普遍的交通工具，也逐渐成为一种必须品走进了千家万户平常百姓的家，从而使能源危机和环境污染更加严重，电动汽车的使用成为必然。而太阳能电动汽车更是直接利用，成为电动汽车中的一个亮点。
[0004]太阳能电动汽车是一种新型环保车辆，具有安全、方便、费用低、节约能源、无污染等优点，在许多领域可代替机动车使用，可用作工矿、企业、码头搬运车，也可用作观光游览车，家庭休闲车、交通巡逻车和各种体育场内使用的伤员运送车等，发展前景广阔。其工作员原理就是将太阳能转换为电能，给电动车的车载电力电池进行补偿充电，以补充车辆行驶过程中消耗的一部分能量，从而延长车辆的行驶时间和里程。
[0005]太阳能电动车设计的一个关键部分就是太阳能充电机的设计问题。因为太阳能充电机不仅仅完成了转换成电能的重任，而且对车载电力电池提供了智能的充电管理。当前太阳能充电器和逆变器种类众多，但绝大部分都是用于太阳能电池静止状态下将电能跟踪逆变，或用于微小功率的手持设备等静止充电，跟踪和响应速度慢，跟踪进度低，输出电压范围宰，无法适应车辆快速运动时受到遮挡或角度变化引起太阳能能量的快速变化和被充电车载电力电池电压大范围波动的情况(一组额定电压为72V的车载电力电池其电压变化范围可以达到30V-96V)。传统较大功率以上的太阳能逆变器和充电器价格昂贵，用在电动车上成本太高，使整车性价比降低，市场竞争力低下。因此低成本、跟踪响应速度快、输出电压范围大、性能稳定的车载太阳能充电机成为制约太阳能电动汽车的技术瓶颈之一。
【发明内容】
[0006]鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于解决现有技术的缺陷，提供一种跟踪响应速度快、输出电压范围大以及性能稳定的电动汽车用车载太阳能充电机。
[0007]本发明提供了一种电动汽车用车载太阳能充电机，所述电动汽车包括太阳能电池和车载动力电池，包括充电系统，所述充电系统分别与太阳能电池和车载动力电池相连，用于从所述太阳能电池获取太阳能并对所述车载动力电池进行充电，所述充电系统包括依次串连的输入保护模块、输入滤波模块、升压变换模块、输出滤波模块以及输出保护模块；控制系统，所述控制系统与所述充电系统相连，用于对所述充电系统在充电过程中的控制，所述控制系统包括微控制器模块、TL494控制模块以及驱动模块，所述TL494控制模块分别与所述微控制器模块和所述驱动模块相连，所述驱动模块与所述升压变换模块相连，所述微控制器模块用于向所述TL494控制模块发送控制信号，所述TL494控制模块用于接收所述控制信号并产生PWM控制信号同时将其发送给所述驱动模块，所述驱动模块用于接收TL494控制模块发送的PWM控制信号并将其转换成驱动信号控制所述升压变换模块进行工作；电源模块，所述电源模块包括第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块分别与所述驱动模块和所述TL494控制模块相连，用于对所述驱动模块和所述TL494控制模块进行供电，所述第二电源模块与所述微控制器模块相连为其进行供电；以及太阳能电池温度检测模块，所述太阳能电池温度检测模块分别与所述太阳能电池和所述微控制器模块相连，用于采样所述太阳能电池的温度是否符合为车载动力电池进行充电的条件；电压采样模块，所述电压采样模块包括输入电压采样模块和输出电压采样模块，所述输入电压采样模块分别与所述输入滤波模块的输出端的正、负极以及所述微控制器模块相连，所述输出电压采样模块分别与所述输出滤波模块的输出端的正、负极以及所述微控制器模块相连，所述输入电压采样模块用于采样经过所述输入滤波模块的输入电压，所述输出电压采样模块用于采样经过所述输出滤波模块的输出电压；以及电流采样模块，所述电流采样模块包括输入电流采样模块和所述输出电流采样模块，所述输入电流采样模块设置在所述输入滤波模块的输出电路中，用于采样所述输入滤波模块的输出电流，所述输出电流采样模块设置在所述输出滤波模块的输出电路中，用于米样所述输出滤波模块的输出电流。
[0008]进一步，所述微控制器模块包括微控制器、启动选择电阻R045、晶振X1、电容C038、C039以及VDD、VDDA以及GND，微控制器通过AD采样端口 PA2、PA5、PA6以及PBl分别与所述输入电流采样模块、输出电压采样模块、输出电流采样模块以及输入电压采样模块相连，以获取输入电流I1、输出电压Uo、输出电流1以及输入电压Ui，所述微控制器通过DA输出端口 PA4与所述TL494控制模块相连，用于输出控制信号进而控制所述TL494控制模块进行工作。
[0009]进一步，所述TL494控制模块分别与所述输入电流采样模块和所述输出电压采样模块相连，通过所述微控制器模块发送的控制信号与所述输入电流采样模块采样的电流进行比较和PI运算形成电流环路控制，和/或通过将车载电力电池充电电压最大值基准与输出电压采样模块的采样电压和PI运算形成电压环路控制，根据两种控制的结果输出PWM控制信号给所述驱动模块。
[0010]进一步，所述驱动模块包括电阻模块、差分放大器模块以及二极管模块，所述电阻模块包括R019、R020、R021、R022、R023、RO24, R025以及R026，所述差分放大器模块包括Q004、Q005、Q006以及Q007，所述二极管模块包括D002和D003，所述驱动模块通过电阻RO19和电阻R020分别与所述TL494控制模块相连，用于接收所述TL494控制模块发来的PWM+控制信号和PWM-控制信号，所述RO19、R021、Q004、R023、D002、R025以及Q006组成功率放大电路并与所述升压变换模块相连，将PWM+放大后输出DRV+驱动信号驱动升压变换模块进行工作，所述R020、R022、Q005、R024、D003、R026以及Q007组成功率放大电路并与所述升压变换模块相连，将PWM-放大后输出DRV-驱动信号驱动升压变换模块进行工作。
[0011]进一步，所述升压变换模块包括电阻模块、电感模块、电容模块以及差分放大器模块，所述电阻模块包括电阻R001、R002、R003以及R004，所述电感模块包括电感LOOl和L002，所述电容模块包括电容C005和C005，所述差分放大器模块包括差分放大器QOOl和Q002，所述升压变换模块通过所述QOOl和Q002的栅极与所述驱动模块相连，用于接收所述驱动模块发送的DRV+和DRV-驱动信号，所述Q001、LOOK R003、C005和DOOl构成第一升压电路，通过DRV+驱动信号PMM占空比的变化将所述滤波模块输入的电压升高到不同的电压值输出给所述输出滤波模块，所述Q002、L002、R004、C005和DOOl构成第二升压电路，通过DRV-驱动信号PMM占空比的变化将所述滤波模块输入的电压升高到不同的电压值输出给所述输出滤波模块。
[0012]进一步，所述输入电流采样模块包括霍尔传感器U0