电动汽车车载光伏充电系统设计与实现
电动汽车车载充电机设计与实现

科技信息2013年第5期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION作者简介:瞿章豪(1987—),男,硕士,从事电力电子器件、电动汽车充放电研究。
徐正龙(1989—),男,硕士,从事电力电子器件、电动汽车充放电研究。
0引言随着现代高新技术的发展和当今世界环境、能源两大难题的日益突出,电动汽车以优越的环保和节能特性,成为了汽车工业研究、开发和使用的热点。
电动汽车的发展包括电动汽车以及能源供给系统的研究和开发,其中能源供给系统是指充电基础设施,供电、充电和电池系统及能源供给模式。
充电系统为电动汽车运行提供能量补给,是电动汽车的重要基础支撑系统,也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。
因此,电动汽车充电设施作为电动汽车产业链的重要组成部分,在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展[1]。
研究发现,电池充电过程对电池寿命影响很大,也就是说,大多数的蓄电池是“充坏”的。
因此,开发出一种性能优良的充电系统对电池的寿命和电动汽车性能具有重大的作用。
1车载充电机硬件电路设计车载充电机电路模块如图1所示。
主要包括三个部分:功率单元、保护及控制单元、辅助管理单元,其中功率单元在控制单元的配合下是把市电转换成蓄电池充电需要的精电;控制模块通过电力电子开关器件控制功率单元的转换过程,通过闭环控制方式精确完成转换功能。
辅助模块主要是为控制模块的电力电子器件提供低压供电及实现系统与外界的联系。
此三个单元协同作用组成闭环控制系统。
下面对此系统按照所分单元进行解析。
图1车载充电机硬件电路模块图Figure.1The hardware circuit module chart of Electric Vehicle ’s charger1.1功率单元设计解析功率单元作为充电能量传递通道,主要包含EMI 抑制模块、整流模块、PFC 校正模块、滤波模块、全桥变换模块、直流输出模块。
为防止电网与充电机之间的谐波相互影响,在电网与充电机之间加入由X 电容、Y 电容、共模电感组成的(Electro-Magnetic Interference EMI )抑制器;为提高转换效率及降低谐波影响,在整流后加入基于BOOST 拓扑的主动式(Power Factor Correction PFC )功率因数校正器;车载充电器为高压输出,在此为提高系统抗电压应力能力,采用全桥DC/DC 拓扑变换电路。
新能源汽车充电管理系统的设计与实现

新能源汽车充电管理系统的设计与实现随着环保意识的增强和全球气候变化的威胁,对新能源汽车的需求与日俱增。
而在这个快节奏的时代,充电系统的效率已经成为影响新能源汽车发展的瓶颈之一。
因此,设计和实现一套高效率、智能化的新能源汽车充电管理系统成为不可或缺的任务。
一、充电管理系统设计的需求在现代生活中,新能源汽车的出现和快速普及非常关键。
新能源汽车的充电系统是该类型汽车的重要组成部分,因此,设计一个高效的充电系统是非常重要的。
充电管理系统需要能够实现以下需求:1.安全性充电管理系统必须为用户提供安全和可靠,避免用户在充电过程中因意外造成人身伤害或车辆损坏的情况。
因此,在设计充电管理系统时需要确保安全附加功能,例如为防止电源过载设置断路器等。
2.充电效率充电效率是决定充电管理设计是否成功的重要指标之一。
一流的充电系统需要高效、稳定和快速地充电,从而降低用户和环境的消耗。
这种情况下设计人员可以考虑安装快速充电器,减少充电时间。
3.可用性充电管理系统需要可以随时随地使用,为用户提供最大程度的充电机会,以便满足用户的需求。
这种情况下,设计人员可以考虑在一个城市或工厂的多个地点安装充电站,方便用户在任何时候都可以使用。
4.监测功能充电管理系统需要具备一定的监测功能,可以监控每个终端的充电状态和消耗情况,方便管理和维护。
这种情况下,设计人员可以考虑设立一个中央控制台,监控整个充电系统。
5.兼容性充电管理系统需要与多种电动车型兼容,从而为用户提供不同类型的电动汽车充电服务。
二、充电管理系统的实现为了满足充电管理系统的需求,需要进行系统设计和实现。
下面是可供参考的系统组成部分:1.充电机充电机是充电管理系统的核心部分。
充电机应具有快速、安全、高效的特点,同时也需要与汽车兼容,从而为不同类型的新能源汽车充电。
另外,如果要充分利用太阳能、风能等当地可再生能源,那么充电机还应该配有逆变器、光伏电池和风力发电机等各种组件。
2.充电管道充电管道是将电能从充电机输送到汽车电池的主要管道,它负责电能传输和控制。
新能源车辆充电系统的设计与研究

新能源车辆充电系统的设计与研究随着全球对环境保护意识的不断增强和传统燃油车辆对环境的日益严重的影响,新能源车辆的市场逐渐兴起。
与此同时,新能源车辆的充电系统也逐渐受到人们的关注,为满足市场需求和环境保护要求,新能源车辆充电系统的设计与研究显得尤为重要。
一、新能源车辆充电系统的发展概况新能源车辆充电系统的发展可以分为三个不同的阶段。
第一阶段是早期的交流充电模式,其充电仅限于低电压和小功率,可靠性和稳定性较差。
第二阶段是半直流充电模式,此种充电方式通常采用低压电流作为能量的传输介质,其最大有功输电容量为15-20KW,通常适用于居民小区或大型商场等场所。
第三阶段是直流充电模式,其传输电能的平均功率可达50KW,此种充电方式成为新能源汽车充电领域的主流。
二、新能源车辆充电系统设计原理新能源车辆充电系统的设计过程中需要考虑到多种因素,包括充电时间、充电模式、电池类型和接口类型等。
目前主要的两种充电模式分别为交流充电和直流充电,交流充电时间较长,通常需要几个小时,而直流充电时间较短,通常在半小时左右就可以完成充电。
由于新能源车辆的电池类型也有所不同,包括锂离子电池和镍氢电池,根据不同的电池类型,充电系统也需要做出相应的调整。
另外,新能源车辆的充电接口也有多种不同类型,包括国家和地区标准、工业标准和厂家标准等,因此在设计充电系统时需要考虑到与车辆之间的兼容性问题。
同时,在充电系统的设计过程中还需要考虑到能量传输的有效性和能效,同时还需要考虑到安全性和用户友好等因素。
三、新能源车辆充电系统的研究进展目前,新能源车辆充电系统的研究已经取得了一定的进展。
主要的研究方向包括提高充电效率、扩大充电范围、实现快速充电以及提高充电安全等方面。
其中,快速充电的研究是目前充电系统研究最为活跃的领域之一。
快速充电系统可以有效的缩短充电时间,提高了新能源车辆的使用效率和可靠性。
同时,新能源车辆的充电安全问题也是研究重点之一,随着新能源车辆市场的不断扩大,充电安全问题也日益突出,如何确保充电过程的安全性和可靠性成为了研究的重点。
光伏发电充电站的电动汽车充电站设计

光伏发电充电站的电动汽车充电站设计光伏发电充电站是一种利用太阳能发电的充电设备,可以为电动汽车提供清洁、绿色的充电服务。
设计一个高效、便捷的光伏发电充电站对促进电动汽车的普及和推动新能源发展具有重要意义。
下面我们将从充电站位置选择、设备配置、服务功能等方面详细讨论光伏发电充电站的设计。
位置选择光伏发电充电站的位置选择至关重要。
首先,充电站应该建立在充足的阳光直射区域,以保证光伏发电效率。
其次,充电站建议选择交通便利、场地宽敞的地段,方便电动汽车的充电和停放。
此外,考虑到用户的停车需求,充电站周边应设置足够的停车位,以提高用户体验。
设备配置光伏发电充电站的设备配置应能够满足不同型号电动汽车的充电需求。
首先,充电站应配备各种类型的充电桩,包括交流充电桩和直流充电桩,以适配不同电动汽车的充电接口。
其次,为提高充电效率,充电站应配置高效率的光伏电池板和逆变器,充分利用太阳能发电资源。
另外,为确保电动汽车充电的安全性,充电站应配置智能充电管理系统,监测电流电压等参数,防止潜在的安全风险。
服务功能光伏发电充电站的服务功能应考虑用户的便利性和舒适度。
首先,充电站应提供24小时不间断的充电服务,方便用户随时充电。
其次,充电站应配备舒适的休息区和饮水设施,为用户提供舒适的充电环境。
此外,充电站还可以提供手机充电、WIFI等增值服务,提升用户体验和满意度。
总结光伏发电充电站是一种利用太阳能发电的充电设备,可以为电动汽车提供清洁、绿色的充电服务。
设计一个高效、便捷的光伏发电充电站需要考虑位置选择、设备配置、服务功能等多个方面。
希望以上内容能够对光伏发电充电站的设计有所帮助,推动电动汽车与新能源充电的发展。
电动汽车充电站的设计与实现

电动汽车充电站的设计与实现随着电动汽车的普及,电动汽车充电站的建设与设计成为了亟待解决的问题。
充电站不仅需要满足电动汽车充电的基本需求,同时还需要考虑用户的便利性、充电效率、安全性等多个方面的因素。
本文将从充电站布局、充电设备选型、充电站管理等方面进行详细介绍。
首先,充电站的布局是设计的第一步。
充电站应该选址在交通便利、人流量大的地方,如商业区、居民区、车站附近等。
此外,充电站的布局应该合理,充电桩之间的距离要合适,以方便电动汽车同时进行多台充电。
其次,充电设备的选型也是设计的重要内容。
一般来说,充电设备分为直流充电桩和交流充电桩两种类型。
直流充电桩具有充电速度快的优点,适用于短途快速充电;而交流充电桩则适用于长时间充电,充电效率较低。
在设计充电站时,应根据用户需求和充电场景选择适当类型的充电设备,以确保用户能够获得满意的充电体验。
充电站的管理也是设计的重要内容之一、管理系统应该能够实时监测充电设备的状态,提供实时的充电桩信息和空闲充电桩的位置,为用户提供预约和导航等服务。
同时,管理系统还应具备故障报修、充电费用管理等功能,方便充电站的维护和管理。
为提高用户使用充电站的体验,充电站还可以考虑配备一些附加服务设施,如休息室、饮水机、免费WiFi等。
这些设施能够满足用户的基本需求,增加用户停留的时间,提高充电站的利用率。
充电站的安全性也是设计的重要考虑因素之一、充电设备应具备防雷、防水、防尘等功能,以保护充电设备的正常运行。
此外,充电站还应设有监控设备,以确保充电站的安全。
充电站的设计与实现需要综合考虑以上多个因素。
只有在充分的规划、设计和管理的基础上,充电站才能够有效地提供便捷、高效、安全的充电服务。
同时,随着电动汽车的普及,充电站的建设也需要与政府政策和市场需求相结合,以实现可持续发展。
总结起来,电动汽车充电站的设计与实现需要从布局、充电设备选型、管理、附加服务设施、安全性等多个方面进行考虑。
只有在这些方面综合考虑的基础上,充电站才能够提供便捷、高效、安全的充电服务,满足用户的需求。
电动汽车充电系统设计方案与实现

题目:电动汽车车载光伏充电系统设计与实现1.摘要<中英文)针对电动汽车动力电池组长期不能完全充满而影响其使用寿命,设计了一种光伏电池车载充电装置,能够对动力电池组长时间小电流涓流充电以改善其充电状态,同时部分补充电池组能量,延长电动汽车续航里程与使用寿命。
采用TMS320F2808 DSP芯片作为控制核心、以BOOST升压变换器作为主电路的硬件设计方案,完成了主要元器件的选型和参数整定,对设计参数进行了仿真验证和优化,并研制了样机。
制定了高性能算法与控制策略,既能完成光伏电池最大输出功率的跟踪,又能提高电池的充电效率,并基于MATLAB平台完成了DSP嵌入式应用程序设计,生成代码。
配备了车载监控系统,实现良好的人机交互功能。
实验结果表明:该装置性能稳定,光伏电池最大输出功率跟踪速度快,稳态误差小,效率高,并具有防止电池组过充电保护,人性化的人机交互平台,有很强的实用性。
ABSTRACT:Directing towards the phenomenon of the battery pack of electric vehicles cannot be charged completely for long time,we designed a kind of on-board photovoltaic cell charging device,it can trickle charge to improve the state of charge of the battery pack, and at the same time part of the supplemental battery pack energy to extend the mileage of electric vehicle.This paper uses DSP TMS320F2808 chip as controller core and Boost converter as the hardware design scheme of the main circuit, alsocompletes the main components of the selection and parameter tuning on the design parameters simulation and optimization, and the development of a prototype. Developing a high-performance algorithms and control strategies, it can not only realize the maximum output power point tracking of photovoltaic cells but also could improve battery charging efficiency.Test results indicate that the device performance was stable, and has good practicality. It can track the maximum output power of photovoltaic cell with error less than 2%,the transformation efficiency reached 85%,the fluctuation range of output voltage and current was less than 5%. The device can detect battery group´s voltage and charge current to prevent battery overcharge and has over-current protection.2.引言随着社会的飞速发展,汽车在整个社会进步和经济发展中扮演着非常重要的角色,而汽车尾气的排放却已成为大气主要污染源,同时也由于世界石油资源的日趋紧张,都迫使当今社会向无污染和节能的方向发展,在此背景下,环保节能的电动汽车正成为其重要的解决手段和研究课题。
新能源汽车车载光伏发电系统设计与优化

新能源汽车车载光伏发电系统设计与优化近年来,随着全球能源问题的日益严峻,人们对新能源汽车的关注度逐渐提高。
新能源汽车作为传统汽车的替代品,拥有清洁、环保的特点,正逐渐成为未来汽车发展的重要方向之一。
而其中的车载光伏发电系统,则被看作是提高新能源汽车能源利用率和运行效率的重要技术之一。
一、光伏发电技术简介光伏发电技术是一种利用太阳光直接转换为电能的技术,是绿色、清洁的能源。
目前主要的光伏发电技术包括多晶硅、单晶硅、非晶硅等。
其中,多晶硅和单晶硅是应用最为广泛的两种技术,其转换效率较高,稳定性较好,被广泛应用于各种光伏发电系统中。
二、新能源汽车车载光伏发电系统的设计原理新能源汽车车载光伏发电系统是指在汽车上安装光伏发电板,通过光伏发电板将太阳能转换为电能,为汽车电池充电,从而延长汽车的续航里程。
其设计原理主要包括光伏发电板的选型、布局、电路连接和充电管理等。
1. 光伏发电板的选型在设计新能源汽车车载光伏发电系统时,首先需要根据车辆的载重、行驶里程、电池容量等参数确定所需的光伏发电板的功率。
一般来说,光伏发电板的功率越大,充电效率越高,但也会增加成本和重量。
因此,在光伏发电板的选型中需要在功率和成本之间进行权衡,选择适合车辆需求的光伏2. 光伏发电板的布局光伏发电板的布局直接影响其光照接收效率。
一般来说,光伏发电板的布局应尽量避免被车身其他部件遮挡,保证其能够充分接收太阳光。
同时,还需要考虑光伏发电板的安装位置和角度,使其在行驶过程中能够最大程度地接收太阳光。
3. 电路连接和充电管理光伏发电板通过直流-直流变换器将光能转化为电能,并将电能存储到汽车电池中。
因此,在设计新能源汽车车载光伏发电系统时,需要设计合适的电路连接方案,保证光伏发电板和电池之间的安全、稳定的充电。
同时,还需要设计充电管理系统,监控充电过程中的电压、电流等参数,保证充电效率和安全性。
三、新能源汽车车载光伏发电系统的优化方法为了提高新能源汽车车载光伏发电系统的效率和稳定性,需要对其进行优化设计。
光伏车棚与电动汽车充电桩的一体化设计方案

光伏车棚与电动汽车充电桩的一体化设计方案随着全球对环境保护的重视度不断提高,电动汽车作为清洁能源的代表,受到越来越多人的青睐。
然而,随之而来的问题是充电设施的建设与布局,尤其是如何满足电动汽车的充电需求,同时充分利用太阳能资源。
光伏车棚与电动汽车充电桩的一体化设计方案应运而生。
一、设计思路光伏车棚与电动汽车充电桩的一体化设计方案,旨在结合太阳能发电和电动汽车充电需求,减少对传统能源的依赖,提供清洁、可再生的能源解决方案。
设计方案包括光伏发电系统、电动汽车充电设施以及智能管理系统。
通过利用太阳能发电设备,为车主提供环保、高效、自给自足的充电服务,为城市绿色出行做出贡献。
二、光伏车棚光伏车棚是整个方案的核心组成部分。
光伏车棚顶部采用太阳能光伏板作为发电装置,将光能直接转化为电能。
车棚的结构应坚固耐用,能够承受各种气候条件和风力。
同时,设计还应兼顾美观性,融入周围环境。
光伏车棚的设计还应考虑灵活性和可扩展性。
根据光照强度和能源需求的变化,车棚的太阳能光伏板数量可以进行调整,以满足不同时间段和季节的能量需求。
三、电动汽车充电桩电动汽车充电桩是方案中的重要环节,它需要满足以下几个方面的要求:1. 兼容性:电动汽车充电桩应支持不同品牌和型号的电动汽车,以适应市场需求。
2. 快速充电:采用快速充电技术,以缩短充电时间,提高充电效率。
3. 安全性:充电桩应具备过载保护、短路保护、漏电保护等功能,确保用户和设备的安全。
4. 故障监测与报警功能:充电桩应配备故障监测和报警系统,及时发现并解决设备故障,确保充电效果。
四、智能管理系统智能管理系统是整个方案的核心,它实现对光伏车棚和电动汽车充电桩的集中管理与控制。
该系统的功能包括:1. 光伏发电监测:实时监控光伏车棚的发电情况,包括发电效率、功率输出、光照强度等。
2. 充电桩管理:远程监控和控制充电桩的使用情况、充电效率和功率,调整充电策略。
3. 用户管理:管理用户的充电需求,通过智能配电系统合理分配电能,避免能源浪费。
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针对电动汽车动力电池组长期不能完全充满而影响其使用寿命,设计了一种光伏电池车载充电装置,能够对动力电池组长时间小电流涓流充电以改善其充电状态,同时部分补充电池组能量,延长电动汽车续航里程与使用寿命。
采用TMS320F2808 DSP芯片作为控制核心、以BOOST升压变换器作为主电路的硬件设计方案,完成了主要元器件的选型和参数整定,对设计参数进行了仿真验证和优化,并研制了样机。
制定了高性能算法与控制策略,既能完成光伏电池最大输出功率的跟踪,又能提高电池的充电效率,并基于MATLAB平台完成了DSP嵌入式应用程序设计,生成代码。
配备了车载监控系统,实现良好的人机交互功能。
实验结果表明:该装置性能稳定,光伏电池最大输出功率跟踪速度快,稳态误差小,效率高,并具有防止电池组过充电保护,人性化的人机交互平台,有很强的实用性。
ABSTRACT: Directing towards the phenomenon of the battery pack of electric vehicles can not be charged completely for long time, we designed a kind of on-board photovoltaic cell charging device, it can trickle charge to improve the state of charge of the battery pack, and at the same time part of the supplemental battery pack energy to extend the mileage of electric vehicle. This paper uses DSPTMS320F2808 chip as controller core and Boost converter as the hardware design scheme of the main circuit, also completes the main components of the selection and parameter tuning on the design parameters simulation and optimization, and the development of a prototype. Developing a high-performance algorithms and control strategies, it can not only realize the maximum output power point tracking of photovoltaic cells but also could improve battery charging efficiency. Test results indicate that the device performance was stable, and has good practicality. It can track the maximum output power of photovoltaic cell with error less than 2%, the transformation efficiency reached 85%, the fluctuation range of output voltage and current was less than 5%. The device can detect battery group´s voltage and charge current to prevent battery overcharge and has over-current protection.引言随着社会的飞速发展,汽车在整个社会进步和经济发展中扮演着非常重要的角色,而汽车尾气的排放却已成为大气主要污染源,同时也由于世界石油资源的日趋紧,都迫使当今社会向无污染和节能的方向发展,在此背景下,环保节能的电动汽车正成为其重要的解决手段和研究课题。
电动汽车具有无排放污染、噪声低、易于操纵、维修以及运行成本低等优点,并在环保和节能上具有不可比拟的优势,它是解决当今社会巨大能源消耗和环境压力的有效途径,因此,电动汽车是21世纪汽车的发展方向。
目前制约电动汽车发展的一大瓶颈便是与电池相关的问题:快速充电很难将电池充满,一次性充电续驶里程短,受到循环寿命的限制等。
采用光伏电池对电动汽车动力电池补给充电,可长时间对电动汽车动力电池小电流充电,延长一次性充电的续驶里程和维护动力电池,延长其使用寿命,可见光伏电池充电装置发挥着重要的作用。
而且太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”既节能又环保的新能源,必将成为21世纪人类可持续发展的必然追求。
为此,国家在“十一五”规划中提出了“节能、降耗、大力发展太阳能等清洁能源”的战略性目标。
高效、低风险地进行产品设计及科学研究是每个科技工作者的愿望。
近年来, DSP的性能飞速提高,应用围不断扩大。
同时,激烈的市场竞争要求更低的产品开发成本;急剧变化的产品需求,多样、复杂的新产品结构及功能,使产品研发难度激增。
相应地,硬件平台的更新换代较以往更快,产品的生命周期越来越短,对嵌入式DSP软件可移植性提出了更高的要求。
总之,巨大的市场风险要求产品的方案设计、系统实现以及测试等工作并行运作,给传统的DSP 系统设计方案带来严重挑战。
在MATLAB软件平台上开发嵌入式DSP应用程序可以解决传统设计方案面临的困难。
MathWorks公司推出的MATLAB软件,主要包含MATLAB和Simulink两大部分,其中有多个工具箱(Toolbox)和模块集(Blocksets)广泛应用于技术计算、控制系统设计、信号处理和通信、图像处理、测试和测量等领域。
从概念到实现,从理论科学研究到产品研发,MATLAB的应用不仅极大地提高了工作效率,也给传统的工作方式带来了变革。
结合MATLAB软件中的嵌入式MATLAB ( Embedded MATLAB )、Simulink、RTW (RTW EmbeddedCoder)、Embedded IDE Link和TargetSupportPackage以及开发DSP应用程序的集成开发环境(如用于TI的Code Composer Studio集成开发环境)构建的DSP软件系统综合开发平台,采用基于模型的嵌入式应用软件设计理念,包括算法设计及仿真、代码及项目生成、代码验证以及在线调试等在的系统研发任务可以一气呵成,极其便于DSP嵌入式软件开发。
系统方案系统总体结构电动汽车光伏车载充电总成系统主要涉及以下几部分:动力电池组、光伏电池、光伏电池充电装置、车载仪表(车载操作系统)、CAN总线、USB-CAN适配器、电池管理系统。
系统框图如图1所示:图1电动汽车光伏车载充电总成系统动力电池组由16节磷酸铁锂电池串联而成,其标称电压为3.2V,充电截止电压为3.65V,放电截止电压为2.8V(电机控制器的欠压保护动作值),光伏电池充电装置的输出电压围为44.8V到58.4V之间。
单节电池分别配备了单节电池管理系统,能够监测电池的电压、温度、荷电状态并通过CAN总线实现数据共享。
光伏电池模块:根据车顶尺寸选用GSM75规格的两块光伏电池,其在1000W/m2强度的太阳光照下:开路电压为20.5V,短路电流为5.0A,额定功率为75W,额定工作电压为16.5V,额定工作电流为4.5A。
将两块光伏电池串联使用,用升压直流变换器将光伏电池输入的能量泵升到电池组电压。
由于在光伏电池额定工作时所需的升压比为1.8,在光照较弱时升压比也不会超过3,故选择BOOST升压直流变换器作为主电路,其结构简单,转换效率高,控制容易。
光伏电池充电装置是本系统中最主要的部分,是一个高效率智能的DC/DC变换器,采用美国Texas Instruments公司的TMS320F2808数字信号处理器芯片,它是一款功能强大的32位定点DSP芯片,有高速的12位A/D转换器,强大的数字处理和事件管理能力,特别适用于有大批量数据处理的测控场合。
制定了高性能算法与控制策略,既能完成光伏电池最大输出功率的跟踪,又能使磷酸铁锂动力电池组的使用达到最佳状态。
车载仪表(车载操作系统):本系统中车载系统是带XP系统的上网本,由于不支持CAN 总线,所以使用了一个USB-CAN总线适配器。
上位机软件:光伏充电监控系统。
该系统是基于LABVIEW平台开发的。
磷酸铁锂动力电池组充电控制策略探讨光伏系统中电池组的充电方法,根据电池容量的多少及电池端电压的大小,使充电过程按照最大功率充电、恒压充电和浮充电三个阶段进行。
该充电控制策略综合了恒流充电快速、及时补偿磷酸铁锂动力电池电量、恒压充电能够控制过充电以及在浮充状态保持电池100%电量的优点。
当单体电池电压最高值小于3.65 V时(充电截止电压为3.65V),采用最大功率跟踪算法对磷酸铁锂动力电池组充电。
当检测到最高单节电池电压达到3.65V之后,采用非最大功率跟踪算法(PI调节器)恒压充电。
为避免系统在这两个模式下不断切换,导至系统震荡,截止电压设置了一个迟滞环节。
充电控制策略流程图如图2所示。
图2 充电控制策略流程图图3 CAN通讯系统本流程中,对测量信号采样时,采用数字滤波,保证采样的准确性。
把中值滤波和平均值滤波结合起来,构成防脉冲干扰的平均值滤波,对缓变过程的脉冲干扰有良好的复合滤波效果。
将充电电流信号的连续m(m>3)采样值进行排序,取其中位n个值的平均值作为t=kT时的滤波输出。
单节电池电压通过CAN通迅网络获取,每节电池中装有一个电池信息检测系统,将检测到的电池电压等信息通过CAN总线发送到总控制器单元。
光伏电池充电装置通过CAN总线向总控制器发送单节电池电压数据请求,再通过CAN总线接收单节电池电压,CAN通讯系统如图3所示。
系统硬件设计本系统设计并制作一个光伏电池充电装置,输出电压围为40V-60V;能够跟踪光伏电池最大输出功率,误差小于5%;变换器效率达到85%;能够输出稳定的电压和电流,波动幅度小于5%;能够检测电池组的充电电压和电流,误差小于5%;具有防止电池组过充电功能和过流保护。
系统工作原理图如图4所示。
图4电动汽车用光伏车载充电工作原理图硬件设计主要展开了以下研究:变换器主电路参数的设计与器件选型。
根据太阳能电池的输出电压围、最大功率点电压和电池组充电电压的要求,选取合适的开关器件和驱动控制电路参数,减少开关器件的开关损耗并使其温升小于50℃,从而提高变换器的运行效率。