电动汽车车载光伏充电系统设计与实现

新型能源汽车的动力系统设计与实现随着环保意识的不断增强和能源危机的日益严峻，新型能源汽车的研究和开发越来越受到重视。

作为新型能源汽车的核心部件之一，动力系统的设计和实现是实现新型能源汽车成功转型的关键。

本文将探讨新型能源汽车动力系统的设计和实现，包括电动汽车、混合动力和燃料电池汽车三种不同类型。

一、电动汽车动力系统设计与实现电动汽车是一种以电池作为主要驱动能源的汽车，其优点是零排放和低噪音。

电动汽车的动力系统主要包括电池、电机和智能控制系统三部分。

1.电池部分电池是电动汽车最重要的能源储存设备，也是制约其发展的最大瓶颈。

目前主流电动汽车电池采用的是锂离子电池，具有高能量密度、低自放电率、长寿命和环保等优点。

但是锂离子电池也存在一些缺点，如成本高、充电时间长、温度敏感等，需要在进一步的研究中逐步优化。

2.电机部分电机是电动汽车转换电能为机械能的关键组件。

目前最常用的电机类型是交流异步电动机和永磁同步电机。

前者成本低，适合大批量生产，后者效率高，但成本较高。

在电机控制方面，可以采用电动汽车调速器和变频器等控制技术，实现电机转速和转矩的精确控制。

3.智能控制系统智能控制系统是电动汽车的“大脑”，可以对电池、电机等各个部件进行实时监测和控制。

在智能控制系统中，可以采用CAN总线、RS485等通信技术，将整个动力系统的各个部分连接在一起，实现远程控制和监测。

二、混合动力汽车动力系统设计与实现混合动力汽车是一种既能使用传统燃油发动机又能利用电池驱动的汽车，兼顾了燃油汽车的动力性和电动汽车的环保性。

混合动力汽车的动力系统主要包括燃油发动机、电机和电池三部分。

1.燃油发动机部分燃油发动机是混合动力汽车的主动力来源，其主要作用是为电池充电和提供额外的驱动力。

在燃油发动机的设计方面，可以采用Atkinson循环等高效率工作方式，同时结合可控气门技术和涡轮增压技术等，提高燃油发动机的效率和性能。

2.电机部分电机是混合动力汽车的辅助动力来源，主要用于提供额外的驱动力和协同燃油发动机完成汽车的各项功能。

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。

光伏发电充电站的智能能源管理系统设计光伏发电充电站是指利用太阳能发电并将电能储存后提供给电动汽车充电的设施。

为了有效管理这种复杂的能源系统，需要设计一套智能能源管理系统。

本文将详细介绍光伏发电充电站智能能源管理系统的设计。

1. 智能能源管理系统的功能需求智能能源管理系统应包括以下功能：太阳能发电系统监测与管理、电动汽车充电桩监测与管理、储能系统监测与管理、能源数据采集与分析、远程监控与控制等。

这些功能将有力提高光伏发电充电站的运行效率和能源利用率。

2. 系统架构设计智能能源管理系统应采用分布式架构，包括本地监控单元、云服务器以及移动终端。

本地监控单元负责实时监测光伏发电系统、充电桩和储能系统的运行状态，将数据传输至云服务器进行存储和分析。

移动终端则提供用户远程监控和控制的功能。

3. 能源数据采集与分析智能能源管理系统需要实时采集光伏发电系统、充电桩和储能系统的各种数据，包括电流、电压、功率、能量等。

通过数据分析，系统可以对能源利用情况进行评估，并提出优化建议，以提高光伏发电充电站的整体性能。

4. 远程监控与控制用户可以通过移动终端实时监控光伏发电充电站的运行情况，包括发电量、充电量、储能情况等。

同时，用户还可以通过移动终端远程控制光伏发电系统的运行模式、充电桩的充电功率以及储能系统的放电策略，实现对光伏发电充电站的远程管理。

5. 安全性设计智能能源管理系统应具备完善的安全机制，确保系统数据的保密性和完整性。

同时，系统还应具备故障自诊断和自恢复功能，以确保光伏发电充电站的持续稳定运行。

结语通过以上设计，光伏发电充电站的智能能源管理系统可以更加高效、便捷地管理整个能源系统，提高能源利用率，降低运行成本。

未来，随着能源互联网的发展，智能能源管理系统将扮演越来越重要的角色，为推动清洁能源发展做出贡献。

电动汽车智能充电桩的设计与实现随着全球气候变化和环境问题的日益严重，越来越多的人们开始电动汽车及其相关技术。

作为一种清洁、环保的交通工具，电动汽车的市场份额逐年增长，对充电设施的需求也随之增加。

在这种背景下，电动汽车智能充电桩的设计与实现显得尤为重要。

本文将介绍智能充电桩的核心思想、需求分析、设计方案、实现过程、结果分析及总结。

电动汽车智能充电桩的核心思想是实现充电的智能化、高效化和安全化。

通过引入先进的物联网、大数据和人工智能技术，智能充电桩能够自动识别电动汽车型号，适配不同车型的充电需求，确保充电过程的安全和稳定。

智能充电桩还具备能源管理、远程监控等功能，为电力系统的稳定运行提供有力支持。

随着电动汽车市场的不断扩大，用户对充电设施的需求也日益增长。

传统充电桩存在充电速度慢、缺乏智能管理等问题，难以满足用户的实际需求。

因此，开发一种具有智能化、高效化、安全化特点的充电桩成为市场迫切需求。

同时，智能充电桩应具备实时监控、远程控制等功能，以提高充电设施的运营效率和安全性。

智能充电桩的设计方案主要包括硬件和软件两大部分。

硬件部分包括充电接口、电源模块、通信模块等，以满足不同电动汽车的充电需求；软件部分则涉及充电管理、能源管理、远程监控等功能，通过引入物联网、大数据和人工智能等技术实现智能化管理。

为确保数据的安全性和可靠性，智能充电桩还需设计完善的数据通信协议。

在实现过程中，首先需要根据设计方案制作相应的设计图纸，并完成硬件和软件的选型与调试。

随后，编写充电桩的软件代码，包括充电管理、能源管理、远程监控等功能模块。

完成编码后，进行严格的实验测试，以确保智能充电桩在各种条件下能够稳定运行。

通过实验测试，我们发现智能充电桩在功能完备性、稳定性及可靠性方面均表现出色。

与传统的充电桩相比，智能充电桩具有更快的充电速度、更高效的能源管理以及更便捷的远程监控功能。

智能充电桩还能够自动识别电动汽车型号，自动调整充电参数，为用户提供更加个性化的服务。

电动汽车的车辆太阳能充电功能随着环境保护意识的增强和可再生能源的广泛应用，电动汽车作为一种绿色出行方式逐渐受到人们的青睐。

与传统燃油车相比，电动汽车具有零尾气排放、低噪音和高能效等显著优点。

同时，太阳能作为一种广泛存在的可再生能源，在电动汽车充电领域也有着广阔的应用前景。

因此，电动汽车的车辆太阳能充电功能成为了近年来研究的热点之一。

一、太阳能充电技术的原理与发展现状电动汽车的太阳能充电是指利用车顶的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供给电动汽车的充电需求。

太阳能充电技术主要通过光伏发电系统将阳光能转化为直流电，再经过充电机充电，最终储存在电动汽车的电池中。

目前，太阳能充电技术已经取得了一定的突破和应用。

一方面，太阳能电池板的效率不断提高，转化效率得到了显著提升，可以更充分地利用光能。

另一方面，充电速度也在不断提高，可以满足日常出行的充电需求。

此外，太阳能充电技术已经在公共充电桩和家用充电设备方面得到了应用，为电动汽车的充电提供了更多选择。

二、太阳能充电在电动汽车领域的应用前景1. 环保节能：太阳能充电是一种绿色能源，可以减少对传统电网的依赖，降低对化石能源的消耗，从而减少温室气体的排放。

这符合现代社会对于环保和可持续发展的要求。

2. 节约成本：通过太阳能充电，电动汽车的充电成本可以得到一定程度上的降低。

太阳能是免费的资源，通过合理利用可以最大程度地降低充电费用。

3. 增加行驶里程：太阳能充电可以为电动汽车提供额外的充电能量，从而扩大电动汽车的行驶里程。

对于长途行驶或缺少充电桩的区域来说，太阳能充电可以成为一种备用充电方式。

4. 多样化充电方式：太阳能充电与传统的插座充电方式相比，能够提供更加便利和灵活的充电方式。

车主可以选择在户外场所利用太阳能进行充电，无需担心插座不足的问题。

5. 促进可再生能源发展：电动汽车的太阳能充电功能的应用，可以促进太阳能的发展和应用，进一步推动可再生能源行业的发展。

结语电动汽车的车辆太阳能充电功能具有环保节能、节约成本和增加行驶里程等优势，为电动汽车的推广和应用提供了更加广阔的前景。

114AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计一种车载太阳能充电系统的原理与应用研究1　引言国内外很多学者已经对太阳能汽车进行了大量的研究，北京化工大学机电工程学院李童馨等人[1]研究了车用太阳能发电遮阳装置对降低车内温度的效果，利用柔性非晶硅太阳能电池阻挡太阳光，并利用其产生的电能对半导体制冷片进行供电，使其对车内降温；由于太阳能板直接与车身接触导致有热量传递，因此降温效果并不理想。

广西大学的海涛等人[2]研究了一种带MPPT 控制器的太阳能充电系统，通过修正变步长增量电导MPPT 控制方法，提高了普通MPPT 算法最大功率追踪速度慢的问题，使充电效率提高了23%，但此研究的充电控制用的是Buck 非隔离型充电电路，存在高压充电安全风险。

上海机电学院的马咪等人[3]设计了一种太阳能电动汽车空调系统，该系统利用太阳能转化成的电能对电动汽车空调供电，使车内的最大降温达到15oC 。

但由于其设计的太阳能电池结构发电面积较小，导致其发电功率只有空调压缩机最低工作要求的50%，无法独立满足停车情况下的制冷功率要求。

本论文即是在国内外学者前期的研究基础上对太阳能电池在汽车上的应用进行拓展研究。

基于硅基太阳能电池的特性，提出了一种可提升发电面积的可折叠太阳能光伏机构，并对太阳能充电控制器的结构原理进行了理论探讨，最后通过对国内光伏资源以及人民日常通勤的实际情况进行分析，证明本太阳能充电系统可以显著增加续航里程，具有一定的应用前景。

2　车载太阳能充电系统设计2.1　系统的组成及工作原理图1　太阳能汽车能源系统拓扑图车载太阳能充系统主要包括太阳能电池、太阳能充电控制器、动力电池和BMS 控制系统、VCU 整车控制器、12V 低压蓄电池及其用电器构成，太阳能充电系统的拓扑如图１所示。

在光照强烈的白天，太阳能电池吸收阳光产生电能，通过太阳能充电控制器控制其的发电功率和充电电压给动力电池充电；BMS 实时监控动力蓄电池的电量状态；VCU 根据电池的电量状态及车辆工况，控制电池的能量输出和输入；高压动力电池还通过DC-DC 直流降压给12V 蓄电池及车载用电器供电；而12V 蓄电池又为太阳能控制器、BMS 、VCU 等控制系统提供稳定的电压。

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。

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。

电动汽车远程充电系统设计与实现随着电动汽车的普及，充电设施的建设成为推动电动汽车发展的重要一环。

为了满足电动汽车长途出行时的充电需求，远程充电系统的设计和实现变得至关重要。

本文将从系统设计、通信技术和实现步骤等方面，介绍电动汽车远程充电系统的设计和实现方法。

一、系统设计1. 充电站布局远程充电系统需要在公路沿线建设充电站，以满足电动汽车长途充电需求。

充电站应该合理分布，以免用户在长途充电时出现频繁的换电站情况。

根据实际情况和需求预测，充电站的布局应考虑充电需求高峰期和低峰期，以实现资源的最佳利用。

2. 充电设备选择远程充电系统需要选择适合的充电设备，保证充电效率和安全性。

常见的充电设备包括交流充电桩和直流快充桩。

根据充电需求的不同，可以选择合适的充电桩。

同时，充电桩应符合国家的相关标准和规定，确保用户的充电安全。

3. 电能分配管理远程充电系统需要对电能进行合理的分配管理，以保证用户的充电体验和系统的稳定运行。

通过智能电网技术，系统可以根据用户的需求动态调整电能的分配，提高充电效率和能源利用率。

同时，系统应具备监控和报警功能，及时处理充电桩故障和安全隐患。

二、通信技术1. 无线通信技术远程充电系统需要实现充电站和电动汽车之间的远程通信。

常用的无线通信技术包括蜂窝通信、Wi-Fi、蓝牙等。

根据充电站和电动汽车的距离和通信需求，选择合适的无线通信技术，并提供稳定的通信链接，确保充电过程的实时监控和控制。

2. 数据传输安全远程充电系统中的数据传输安全至关重要。

采用加密技术和数据传输协议，确保充电桩与充电站之间的通信数据不受干扰和窃取。

对身份认证和数据加密进行严格控制，确保用户的个人信息和支付安全。

三、实现步骤1. 网络建设远程充电系统需要建设充电站网络和后台管理系统。

充电站网络可以使用有线或无线内部通信网络，保证充电站设备之间的正常通信。

后台管理系统用于监控和管理充电站设备，包括充电状态、电价设置和用户账单等。