CN204706909U - 一种带有mppt功能的电动车车载光伏充电装置 - Google Patents

一种带有mppt功能的电动车车载光伏充电装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，其包括太阳能电池板装置，光伏充电控制装置以及电动车铅酸蓄电池。太阳能电池板装置包括太阳能电池板和一升压电路，太阳能电池板可折叠成小方形盒，装于电动车后备箱中；光伏充电控制装置以Boost电路对电动车铅酸蓄电池充电，带有防过充电、过放电、防反接、短路保护、及温度补偿的功能，通过PWM驱动充电电路，控制蓄电池的最优充放电，通过数字温度传感器检测蓄电池的环境温度，延长铅酸蓄电池的使用寿命；光伏充电控制装置中加入一个MPPT控制策略，通过控制DC/DC变换器开关的占空比D调节太阳能电池的输出电压，从而实现MPPT控制，达到太阳能电池有效利用的目的。

Description

一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置
技术领域
本实用新型涉及一种电动车充电装置，尤其涉及一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置。
背景技术
在中国，电动车由于具有节能、环保、价格适中、车速适中等优点，已经广泛地融入了普通老百姓的日常生活，成为不可或缺的生活工具。然而，电动车使用过程中一个较大的问题是铅酸蓄电池的充电问题，铅酸蓄电池的“过充电”和“过放电”现象在电动车的日常使用过程中是普遍存在，严重影响蓄电池的使用寿命，此外，铅酸蓄电池容量有限(一般为10A·h)，导致电动车续航里程有限，甚至经常出现路上就没电的尴尬情况。目前，国内外电动车固定式太阳能充电桩是将太阳电池安装在单位停车棚顶部或居民小区停车场顶部，无法满足电动车行驶过程期间或在野外时的充电要求；而建设有顶棚式太阳能充电器的单位或居民小区非常少，绝大多数仍然是常规居民用电充电；遮阳式太阳能充电器虽然可以实现电动车行驶过程期间或在野外时的充电要求，但一方面安装防雨遮阳蓬往往需要增加上百元投资，而且这类太阳能充电器往往与电动车防雨遮阳蓬集成固定在一起的，不具备便携的优点。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，为随时可以给电动车蓄电池灵活充电提供解决方案，不仅可以延长铅酸蓄电池的使用寿命，而且同时提高电动车的续航里程。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，包括依次连接的太阳能电池板装置，光伏充电控制装置以及电动车铅酸蓄电池，所述太阳能电池板装置包括相互连接的太阳能电池板和一升压电路，用于将吸收的太阳光能量转换为电能；所述光伏充电控制装置包括电流检测电路，电压检测电路，MPPT控制电路，DC/DC转换电路，控制电路，驱动电路，充放电电路，温度检测电路和过放电保护电路，所述MPPT控制电路连接所述升压电路和所述DC/DC转换电路，所述电流检测电路和所述电压检测电路分别连接所述MPPT控制电路，所述DC/DC转换电路连接所述电动车铅酸蓄电池，所述控制电路和所述驱动电路连接所述DC/DC转换电路，所述温度检测电路和过放电保护电路连接所述电动车铅酸蓄电池。
其中所述电动车铅酸蓄电池为48V/10A·h。
其中所述太阳能电池板的总功率为80W，由20片功率为4W，尺寸为125 mm×125mm的单晶硅太阳能电池片通过并联方式组成。
其中所述太阳能电池板的电路中带有避雷器。
其中所述80W的太阳能电池板通过一升压电路升压到60V，以给到48V电动车铅酸蓄电池进行充电。
其中所述太阳能电池板为一正六面体，可折叠成一小方形盒，便于携带。
其中所述光伏充电控制装置以微处理器为主控单元，采用PWM方式驱动充电电路。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型提供了一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，所述电动车车载光伏充电装置中的太阳能电池采用并联电路，避免了某一块或几块太阳能电池成为其他太阳能电池负载的问题。所述太阳能电池板电路中加入了避雷器，防止雷电对太阳能电池板的损害，所述光伏充电的控制装置采用PWM驱动充电电路，控制蓄电池的最优充放电，延长铅酸蓄电池的使用寿命，所述光伏充电的控制装置还带有MPPT功能，保证太阳能电池始终运行在最大功率点，能充分有效地利用所吸收的太阳光。
附图说明：
图1为电动车车载光伏充电***框架图；
图2为太阳能电池的组合方式电路示意图；
图3为太阳能电池板的示意图；
图4为电动车车载光伏充电***电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。
如图1，本实用新型提供了一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，包括太阳能电池板装置，光伏充电控制装置以及电动车铅酸蓄电池，所述太阳能电池板装置包括太阳能电池板和一个升压电路，用于将吸收的太阳光能量转换为电能，并送往蓄电池中存储起来；所述光伏充电控制装置包括电流检测电路，电压检测电路，MPPT控制策略，DC/DC转换电路，控制电路，驱动电路，充放电电路，温度检测电路和过放电保护电路，用于控制整个***的工作状态；所述光伏充电控制装置中加入一个MPPT控制策略，实现太阳能电池的有效利用。
如图2，太阳能电池板由20个单晶硅太阳能电池片PV通过并联方式组成，单晶太阳能电池片并联后与一个防反接二极管串联，防止蓄电池向太阳能电池板反向充电；电路中还加入了避雷器，有效地保护太阳能电池板免受雷电攻击。
如图3，太阳能电池板设计为一正六面体，其中，正六面体的五个面中每一面由4个单晶硅太阳能电池片组成。太阳能电池板具有便携的特点，可折叠成一小方形盒，使用时，展开太阳能电池板；不用时，将太阳能电池板折叠后放置于 电动车的后备箱中。
如图4，电动车车载光伏充电***装置采用一带有MPPT功能的Boost电路对电动车铅酸蓄电池充电，Boost电路采用PWM控制方式来调节DC/DC变换器开关的占空比D。所述Boos电路中，开关驱动电路开通，二极管反偏截止，电感L储能，电容Co为电动车负载RL提供能量。稳态时负载端电压UL和太阳能电池PV端输出电压UPV的关系为：通过控制DC/DC变换器开关的占空比D就可调节太阳能电池的输出电压，从而实现MPPT控制。MPPT控制方法为占空比干扰法，扰动步长为每次PWM信号扰动时开关占空比的变化量。
光伏充电控制装置以微处理器作为主控单元，采用PWM方式驱动充电电路，微处理器的定时器中断产生PWM信号。所述光伏充电的控制装置带有防过充电、过放电、防反接、短路保护及温度补偿的功能，以实现蓄电池的最优充放电，延长铅酸蓄电池的使用寿命。电压检测电路用于识别光照的强度和获取蓄电池的端电压；电流检测电路用于检测太阳能电池的电流IPV和蓄电池的电流；温度检测电路用于蓄电池的充电温度补偿。
所述一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置在有太阳光时，接通太阳能电池板向蓄电池的充电回路，从而实现对蓄电池的充电；当无太阳光时，蓄电池放电确保电动车负载的用电。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能以此来限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的实质所作的等效变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，包括依次连接的太阳能电池板装置，光伏充电控制装置以及电动车铅酸蓄电池，所述太阳能电池板装置包括相互连接的太阳能电池板和一升压电路，用于将吸收的太阳光能量转换为电能；所述光伏充电控制装置包括电流检测电路，电压检测电路，MPPT控制电路，DC/DC转换电路，控制电路，驱动电路，充放电电路，温度检测电路和过放电保护电路，所述MPPT控制电路连接所述升压电路和所述DC/DC转换电路，所述电流检测电路和所述电压检测电路分别连接所述MPPT控制电路，所述DC/DC转换电路连接所述电动车铅酸蓄电池，所述控制电路和所述驱动电路连接所述DC/DC转换电路，所述温度检测电路和过放电保护电路连接所述电动车铅酸蓄电池。
2.根据权利要求1所述的一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，其特征在于，所述电动车铅酸蓄电池为48 V/10 A·h。
3.根据权利要求1所述的一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，其特征在于，所述太阳能电池板的总功率为80 W，由20片功率为4 W，尺寸为125 mm×125 mm的单晶硅太阳能电池片通过并联方式组成。
4.根据权利要求1所述的一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，其特征在于，所述太阳能电池板的电路中带有避雷器。
5.根据权利要求3所述的一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，其特征在于，所述80 W的太阳能电池板通过一升压电路升压到60 V，以给到48 V电动车铅酸蓄电池进行充电。
6.根据权利要求1所述的一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，其特征在于，所述太阳能电池板为一正六面体，可折叠成一小方形盒，便于携带。
7.根据权利要求1所述的一种带有MPPT功能的电动车车载光伏充电装置，其特征在于，所述光伏充电控制装置以微处理器为主控单元，采用PWM方式驱动充电电路。
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