本發(fā)明涉及車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)(Rechargeable Energy Storage System，RESS)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電組件和電動(dòng)汽車(chē)。

背景技術(shù)：

能源短缺、石油危機(jī)和環(huán)境污染愈演愈烈，給人們的生活帶來(lái)巨大影響，直接關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。世界各國(guó)都在積極開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)。電動(dòng)汽車(chē)作為一種降低石油消耗、低污染、低噪聲的電動(dòng)汽車(chē)，被認(rèn)為是解決能源危機(jī)和環(huán)境惡化的重要途徑。混合動(dòng)力汽車(chē)同時(shí)兼顧純電動(dòng)汽車(chē)和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)，在滿足汽車(chē)動(dòng)力性要求和續(xù)駛里程要求的前提下，有效地提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，降低了排放，被認(rèn)為是當(dāng)前節(jié)能和減排的有效路徑之一。

車(chē)載RESS系統(tǒng)是可充電且可提供電能的車(chē)載能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。車(chē)載RESS系統(tǒng)可以幫助電動(dòng)汽車(chē)顯著降低成本。車(chē)載RESS系統(tǒng)是獨(dú)立式車(chē)輛能源管理系統(tǒng)，其中的關(guān)鍵部件是鋰離子動(dòng)力電池包(簡(jiǎn)稱(chēng)電池箱)。對(duì)于目前使用鋰離子動(dòng)力電池的電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)，其續(xù)駛里程較之傳統(tǒng)燃油車(chē)是一個(gè)顯著的短板。尤其在北方的冬季，受鋰離子動(dòng)力電池的低溫特性的影響，車(chē)輛續(xù)駛里程更會(huì)大打折扣。

目前，固定式車(chē)輛充電設(shè)施的建設(shè)速度相對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展還處于相當(dāng)落后的狀態(tài)。多數(shù)車(chē)輛還只能是使用夜間居住地充電的模式，不能實(shí)現(xiàn)日間停車(chē)、行車(chē)期間的電量補(bǔ)充。為此，增加車(chē)載RESS的能量存儲(chǔ)成為當(dāng)務(wù)之急。

然而，受到鋰離子動(dòng)力電池的成本、車(chē)輛內(nèi)部空間等因素的限制，車(chē)載電池容量不可能無(wú)限上漲。因此，電動(dòng)汽車(chē)目前具有儲(chǔ)能效率低下，車(chē)輛續(xù)駛里程不足的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電組件和電動(dòng)汽車(chē)，從而提高儲(chǔ)能效率，顯著增加車(chē)輛續(xù)駛里程。

一種車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電組件，包括：

太陽(yáng)能電池板；

與所述太陽(yáng)能電池板連接的最大功率點(diǎn)跟蹤控制器；

布置在太陽(yáng)能電池板與最大功率點(diǎn)跟蹤控制器之間的第一控制繼電器；

儲(chǔ)能電池，與所述最大功率點(diǎn)跟蹤控制器連接；

布置在儲(chǔ)能電池與所述最大功率點(diǎn)跟蹤控制器之間的第二控制繼電器；

與電池箱連接的直流-直流變換器，所述直流-直流變換器與所述最大功率點(diǎn)跟蹤控制器和第二控制繼電器分別連接；

布置在直流-直流變換器與所述第二控制繼電器之間的第三控制繼電器。

在一個(gè)實(shí)施方式中，在太陽(yáng)能電池板與最大功率點(diǎn)跟蹤控制器之間進(jìn)一步布置有儲(chǔ)能電容。

在一個(gè)實(shí)施方式中，在太陽(yáng)能電池板與最大功率點(diǎn)跟蹤控制器之間進(jìn)一步布置有模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。

在一個(gè)實(shí)施方式中，第二控制繼電器包括：

第一繼電器元件；

與所述第一繼電器元件并聯(lián)的第二繼電器元件，所述第二繼電器元件串聯(lián)有預(yù)充電阻。

在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓高于太陽(yáng)能電池板最低有效輸出電壓，而且儲(chǔ)能電池的電壓低于儲(chǔ)能電池放電終止電壓且低于儲(chǔ)能電池的充電終止電壓時(shí)，第一控制繼電器閉合，第二控制繼電器閉合，第三控制繼電器斷開(kāi)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓高于太陽(yáng)能電池板最低有效輸出電壓，而且儲(chǔ)能電池的電壓高于儲(chǔ)能電池放電終止電壓且低于儲(chǔ)能電池的充電終止電壓時(shí)，第一控制繼電器閉合，第二控制繼電器閉合，第三控制繼電器閉合。

在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓高于太陽(yáng)能電池板最低有效輸出電壓，而且儲(chǔ)能電池的電壓高于儲(chǔ)能電池放電終止電壓且高于儲(chǔ)能電池的充電終止電壓時(shí)，第一控制繼電器斷開(kāi)，第二控制繼電器閉合，第三控制繼電器閉合。

在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓低于太陽(yáng)能電池板最低有效輸出電壓，而且儲(chǔ)能電池的電壓低于儲(chǔ)能電池放電終止電壓且低于儲(chǔ)能電池的充電終止電壓時(shí)，第一控制繼電器斷開(kāi)，第二控制繼電器斷開(kāi)，第三控制繼電器斷開(kāi)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓低于太陽(yáng)能電池板最低有效輸出電壓，而且儲(chǔ)能電池的電壓高于儲(chǔ)能電池放電終止電壓且低于儲(chǔ)能電池的充電終止電壓時(shí)，第一控制繼電器斷開(kāi)，第二控制繼電器閉合，第三控制繼電器閉合。

一種電動(dòng)汽車(chē)，該電動(dòng)汽車(chē)包括四個(gè)如上所述的車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電組件，其中：

第一個(gè)充電組件的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的前艙蓋；

第二個(gè)充電組件的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)頂部分；

第三個(gè)充電組件的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的后蓋上半部；

第四個(gè)充電組件的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的后蓋下半部；

所述四個(gè)充電組件共用儲(chǔ)能電池、第二控制繼電器、直流-直流變換器和第三控制繼電器。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的充電組件包括：太陽(yáng)能電池板；與太陽(yáng)能電池板連接的最大功率點(diǎn)跟蹤控制器；布置在太陽(yáng)能電池板與最大功率點(diǎn)跟蹤控制器之間的第一控制繼電器；儲(chǔ)能電池，與最大功率點(diǎn)跟蹤控制器連接；布置在儲(chǔ)能電池與最大功率點(diǎn)跟蹤控制器之間的第二控制繼電器；與電池箱連接的直流-直流變換器，直流-直流變換器與最大功率點(diǎn)跟蹤控制器和第二控制繼電器分別連接；布置在直流-直流變換器與第二控制繼電器之間的第三控制繼電器?？梢?jiàn)，本發(fā)明實(shí)施方式通過(guò)高效優(yōu)化的能量轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載儲(chǔ)能系統(tǒng)的有效能量補(bǔ)充，提高了儲(chǔ)能效率，增加了車(chē)輛續(xù)駛里程，加快了整車(chē)開(kāi)發(fā)進(jìn)度。

另外，本發(fā)明實(shí)施方式以較少的系統(tǒng)元件實(shí)現(xiàn)了高效的系統(tǒng)能量傳遞，不僅可以減少系統(tǒng)復(fù)雜程度，還可以實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)整，同時(shí)大量節(jié)省成本。

附圖說(shuō)明

以下附圖僅對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋?zhuān)⒉幌薅ū景l(fā)明的范圍。

圖1為本發(fā)明車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電組件的結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的示范性增程原理圖。

圖3為本發(fā)明太陽(yáng)能電池板的排布示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式，在各圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說(shuō)明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實(shí)施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)方案。

為使圖面簡(jiǎn)潔，各圖中的只示意性地表示出了與本發(fā)明相關(guān)部分，而并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡(jiǎn)潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個(gè)，或僅標(biāo)出了其中的一個(gè)。

目在，現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)汽車(chē)RESS能量的移動(dòng)式補(bǔ)充方案包括：混合動(dòng)力模式；傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)增程模式；剎車(chē)能量回收模式；無(wú)線充電模式，等等。上述這幾種方式的不足之處分別在于：

1.混合動(dòng)力和內(nèi)燃機(jī)增程模式：仍需要配備傳統(tǒng)燃油內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)，其工作效率不高，無(wú)法根本解決環(huán)境污染的問(wèn)題。

2.剎車(chē)能量回收模式：能量回收比例較低(15％)。而且，RESS鋰離子電池的充放電原理是化學(xué)反應(yīng)，它在充放電之間轉(zhuǎn)換需要時(shí)間，不是隨意的。因此，鋰離子電池是不適合做制動(dòng)能量回收儲(chǔ)能電池的，更不應(yīng)該將電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電池簡(jiǎn)單地用作對(duì)制動(dòng)能量回收的儲(chǔ)存。

3.無(wú)線充電模式：電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電技術(shù)存在較多的技術(shù)難點(diǎn)，比如：(a).充電效率不高，峰值效率為90％左右，而傳統(tǒng)充電的效率在95％左右。(b).傳遞功率不夠大，以目前的技術(shù)大多數(shù)傳遞功率一般在10kw以下，這個(gè)功率在電動(dòng)汽車(chē)上只能滿足慢充的需求。(c).安全性問(wèn)題，車(chē)輛無(wú)線充電主要采用電磁方式，存在輻射泄漏的問(wèn)題。

此外，無(wú)線充電模式還存在大區(qū)域的無(wú)線電能傳輸實(shí)現(xiàn)問(wèn)題、無(wú)線供電系統(tǒng)與電動(dòng)汽車(chē)之間的控制與通信問(wèn)題等困難，無(wú)線充電要達(dá)到完全在市場(chǎng)上成熟應(yīng)用仍需一段時(shí)間。

有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，本發(fā)明提供一種適合電動(dòng)汽車(chē)RESS鋰離子電池的移動(dòng)式無(wú)線充電方案，使RESS能夠利用一套較簡(jiǎn)單、易行、低成本、高效率的方案，保證其鋰離子電池能夠在脫離固定式車(chē)輛充電設(shè)施的情況下，利用清潔能源(太陽(yáng)能)盡可能多地為RESS補(bǔ)充能量，增加車(chē)輛續(xù)駛里程。本發(fā)明充分發(fā)揮鋰離子電池比能大，循環(huán)壽命長(zhǎng)，自放電率低的優(yōu)勢(shì)，滿足整車(chē)性能的需求，為電動(dòng)汽車(chē)的增程研發(fā)提供及時(shí)客觀的依據(jù)。

圖1為本發(fā)明車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電組件的結(jié)構(gòu)圖。

如圖1所示，該充電組件包括：

太陽(yáng)能電池板1；

與太陽(yáng)能電池板1連接的最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)控制器2；

布置在太陽(yáng)能電池板1與MPPT控制器2之間的第一控制繼電器5；

儲(chǔ)能電池3，與MPPT控制器2連接；

布置在儲(chǔ)能電池3與MPPT控制器2之間的第二控制繼電器6；

與電池箱連接的直流-直流(DC-DC)變換器4，直流-直流變換器4與MPPT控制器2和第二控制繼電器6分別連接；

布置在直流-直流變換器4與第二控制繼電器6之間的第三控制繼電器7。

太陽(yáng)能電池板1通過(guò)吸收太陽(yáng)光，將太陽(yáng)輻射能通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能。通常情況下，大部分太陽(yáng)能電池板的主要材料為硅。相對(duì)于普通電池和可循環(huán)充電電池來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能電池板1屬于更節(jié)能環(huán)保的綠色產(chǎn)品。太陽(yáng)光照在太陽(yáng)能電池板1的半導(dǎo)體P-N結(jié)上，形成新的空穴-電子對(duì)，在P-N結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由N區(qū)流向P區(qū)，電子由P區(qū)流向N區(qū)，接通電路后就形成電流，這就是光電效應(yīng)太陽(yáng)能電池板的工作原理。

MPPT控制器2能夠?qū)崟r(shí)偵測(cè)太陽(yáng)能電池板1的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓電流值(VI)，使太陽(yáng)能電池板1以最大功率輸出電能。具體地，MPPT控制器2的主要功能包括：檢測(cè)主回路直流電壓及輸出電流，計(jì)算出太陽(yáng)能電池板1的輸出功率，并實(shí)現(xiàn)對(duì)最大功率點(diǎn)的追蹤。

直流-直流變換器4的輸出可以連接到電池箱的充電機(jī)，從而為充電機(jī)提供電力。

在一個(gè)實(shí)施方式中，在太陽(yáng)能電池板1與MPPT控制器2之間進(jìn)一步布置有儲(chǔ)能電容。

在一個(gè)實(shí)施方式中，在太陽(yáng)能電池板1與MPPT控制器2之間進(jìn)一步布置有模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換(A/D)電路。

在一個(gè)實(shí)施方式中，第二控制繼電器6包括：

第一繼電器元件；

與第一繼電器元件并聯(lián)的第二繼電器元件，其中第二繼電器元件串聯(lián)有預(yù)充電阻。

當(dāng)?shù)诙刂评^電器6需要閉合時(shí)，第二繼電器元件首先閉合，并當(dāng)閉合持續(xù)一定時(shí)間之后，第一繼電器元件再閉合。由于預(yù)充電阻的存在，可以防止第二控制繼電器6閉合時(shí)產(chǎn)生電路涌流。

在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)太陽(yáng)能電池板1的輸出電壓高于太陽(yáng)能電池板最低有效輸出電壓，而且儲(chǔ)能電池3的電壓低于儲(chǔ)能電池放電終止電壓且低于儲(chǔ)能電池的充電終止電壓時(shí)，第一控制繼電器5閉合，第二控制繼電器6閉合，第三控制繼電器7斷開(kāi)。

在這種情形中，陽(yáng)光強(qiáng)度良好，而且儲(chǔ)能電池3的電壓欠壓應(yīng)當(dāng)補(bǔ)充電量。太陽(yáng)能電池板1為儲(chǔ)能電池3充電。同時(shí)，直流-直流變換器4不能向充電機(jī)輸出電壓，車(chē)載RESS沒(méi)有得到充電電量補(bǔ)充。

在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)太陽(yáng)能電池板1的輸出電壓高于太陽(yáng)能電池板最低有效輸出電壓，而且儲(chǔ)能電池3的電壓高于儲(chǔ)能電池放電終止電壓且低于儲(chǔ)能電池的充電終止電壓時(shí)，第一控制繼電器5閉合，第二控制繼電器6閉合，第三控制繼電器7閉合。

在這種情形中，陽(yáng)光強(qiáng)度良好且儲(chǔ)能電池3可以正常放電和充電。此時(shí)太陽(yáng)能電池板1為儲(chǔ)能電池3充電。同時(shí)，太陽(yáng)能電池板1和儲(chǔ)能電池3同時(shí)向直流-直流變換器4輸出電壓，車(chē)載RESS得到充電電量補(bǔ)充。

在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)太陽(yáng)能電池板1的輸出電壓高于太陽(yáng)能電池板最低有效輸出電壓，而且儲(chǔ)能電池3的電壓高于儲(chǔ)能電池放電終止電壓且高于儲(chǔ)能電池的充電終止電壓時(shí)，第一控制繼電器5斷開(kāi)，第二控制繼電器6閉合，第三控制繼電器7閉合。

在這種情形中，陽(yáng)光強(qiáng)度良好。而且，儲(chǔ)能電池3的電池已經(jīng)過(guò)壓，可以正常放電，不能繼續(xù)充電。此時(shí)，太陽(yáng)能電池板1不給儲(chǔ)能電池3充電且不給直流-直流變換器4輸出電壓。同時(shí)，儲(chǔ)能電池3向直流-直流變換器4輸出電壓，車(chē)載RESS得到充電電量補(bǔ)充。

在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)太陽(yáng)能電池板1的輸出電壓低于太陽(yáng)能電池板最低有效輸出電壓，而且儲(chǔ)能電池3的電壓低于儲(chǔ)能電池放電終止電壓且低于儲(chǔ)能電池的充電終止電壓時(shí)，第一控制繼電器5斷開(kāi)，第二控制繼電器6斷開(kāi)，第三控制繼電器7斷開(kāi)。

在這種情形中，陽(yáng)光強(qiáng)度偏低，而且儲(chǔ)能電池3已經(jīng)欠壓，不能正常放電。此時(shí)，太陽(yáng)能電池板不給儲(chǔ)能電池3充電且不給直流-直流變換器4輸出電壓。同時(shí)，直流-直流變換器4不輸出電壓，車(chē)載RESS沒(méi)有得到充電電量補(bǔ)充。

在一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)太陽(yáng)能電池板1的輸出電壓低于太陽(yáng)能電池板最低有效輸出電壓，而且儲(chǔ)能電池3的電壓高于儲(chǔ)能電池放電終止電壓且低于儲(chǔ)能電池的充電終止電壓時(shí)，第一控制繼電器5斷開(kāi)，第二控制繼電器6閉合，第三控制繼電器7閉合。

在這種情形中，陽(yáng)光強(qiáng)度偏低，而且儲(chǔ)能電池3可以正常放電。此時(shí)，太陽(yáng)能電池板1停止為儲(chǔ)能電池3充電且不給直流-直流變換器4輸出電壓。同時(shí)，儲(chǔ)能電池3向直流-直流變換器4輸出電壓，車(chē)載RESS得到充電電量補(bǔ)充。

在具體實(shí)施中，可以將多個(gè)如圖1的充電組件相互組合為一個(gè)集成整體，以為電動(dòng)汽車(chē)的RESS系統(tǒng)提供電力。

比如，電動(dòng)汽車(chē)可以包括四個(gè)如圖1的車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電組件，其中：第一個(gè)充電組件的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的前艙蓋；第二個(gè)充電組件的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)頂部分；第三個(gè)充電組件的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的后蓋上半部；第四個(gè)充電組件的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的后蓋下半部；而且，四個(gè)充電組件共用同一個(gè)儲(chǔ)能電池、同一個(gè)第二控制繼電器、同一個(gè)直流-直流變換器和同一個(gè)第三控制繼電器。

在一個(gè)實(shí)施方式中，圖1的充電組件還包括與MPPT控制器2連接的顯示系統(tǒng)8，用于顯示MPPT控制器2的控制參數(shù)，并可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)以接收MPPT控制器控制命令。

基于上述描述，圖2為本發(fā)明車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的示范性增程原理圖。圖3為本發(fā)明太陽(yáng)能電池板的排布示意圖。

在圖2和圖3中，以某型號(hào)樣車(chē)的RESS設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)，使用薄膜太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能電池板專(zhuān)用MPPT控制器、48V低壓儲(chǔ)能電池(簡(jiǎn)稱(chēng)48V電池)、DC-DC升壓模塊以及相應(yīng)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化和能量傳遞，并對(duì)RESS鋰離子電池的能量傳輸進(jìn)行精確控制。該方案可以對(duì)RESS中能量管理系統(tǒng)控制的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，為后續(xù)RESS系統(tǒng)能量管理測(cè)試提供基礎(chǔ)。

如圖3所示，車(chē)的上車(chē)身外表面安裝4組薄膜太陽(yáng)能電池板，分別位于：前艙蓋部分11(輸出電壓：57.6V，輸出電流：4.62A)；車(chē)頂部分12(輸出電壓：57.6V，輸出電流：3.57A)；后蓋部分13，包括后蓋上半部(輸出電壓：57.6V，輸出電流：4.23A)及后蓋下半部(輸出電壓：57.6V，輸出電流：4.46A)。其中，充電組件c的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的前艙蓋；充電組件d的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)頂部分；充電組件a的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的后蓋上半部；充電組件b的太陽(yáng)能電池板，布置在電動(dòng)汽車(chē)的后蓋下半部。四組薄膜太陽(yáng)能電池板分別通過(guò)各自的防反向電路，防干擾電路，A/D電壓采集電路，控制繼電器J4-J7接入到4臺(tái)MPPT控制器的太陽(yáng)能板輸入端(PV)。

而且，4臺(tái)MPPT控制器通過(guò)帶預(yù)充電阻的控制繼電器J2，J1，共用一臺(tái)48V電池作為電池輸入(BATT)。同時(shí)，48V電池通過(guò)控制繼電器J3與一臺(tái)48V-400V的直流變換器(DC-DC)的輸入相連。DC-DC的輸出端則通過(guò)單相電路接入車(chē)載高壓配電盒充電保險(xiǎn)的充電機(jī)一側(cè)。此外，4臺(tái)MPPT控制器還分別通過(guò)RS232串行總線與多功能顯示系統(tǒng)通訊，以便于將相關(guān)參數(shù)顯示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。

車(chē)載高壓配電盒內(nèi)部電路主要包含BMS模塊，高壓控制回路，高壓檢測(cè)回路，預(yù)充回路，制冷器(空調(diào)冷媒冷卻)，加熱器(PTC)，充電回路等，上述部分連同電機(jī)控制器、高壓電池箱均屬于現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)方案，無(wú)需改動(dòng)，此處不再贅述。

表1為本發(fā)明基于太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)增程的控制策略表。

表1

整車(chē)控制器(VCU)基于表1的控制策略，通過(guò)采集、分析各個(gè)信號(hào)，由J1-J7各個(gè)控制繼電器來(lái)執(zhí)行。

其中閾值(門(mén)限值)1：太陽(yáng)能板最低有效輸出電壓值，閾值2：48V電池放電終止電壓值，閾值3：48V電池充電終止電壓值。

工況1：陽(yáng)光強(qiáng)度良好，VCU通過(guò)采集電路感知到太陽(yáng)能板輸出電壓高于閾值1，則檢查48V電池的電壓值，如其低于閾值2且低于閾值3，說(shuō)明48V電池欠壓,應(yīng)當(dāng)補(bǔ)充電量。于是控制相應(yīng)的繼電器J1-J2,J4-J7閉合，太陽(yáng)能板開(kāi)始為48V電池充電。同時(shí)J3斷開(kāi)，DC-DC不能輸出，車(chē)載RESS沒(méi)有得到充電電量補(bǔ)充。

工況2：陽(yáng)光強(qiáng)度良好，VCU通過(guò)采集電路感知到太陽(yáng)能板輸出電壓高于閾值1，則檢查48V電池的電壓值，如其高于閾值2且低于閾值3，說(shuō)明48V電池可以正常放電和充電，于是控制相應(yīng)的繼電器J1-J2,J4-J7閉合，此時(shí)太陽(yáng)能板開(kāi)始為48V電池充電。同時(shí)J3閉合，DC-DC輸出電壓，車(chē)載RESS開(kāi)始得到充電電量補(bǔ)充。

工況3：陽(yáng)光強(qiáng)度良好，VCU通過(guò)采集電路感知到太陽(yáng)能板輸出電壓高于閾值1，則檢查48V電池的電壓值，如其高于閾值2且高于閾值3，說(shuō)明48V電池已經(jīng)過(guò)壓，可以正常放電，不能繼續(xù)充電，于是控制相應(yīng)的繼電器J1-J2閉合,J4-J7斷開(kāi)，此時(shí)太陽(yáng)能板停止為48V電池充電。同時(shí)J3閉合，DC-DC輸出電壓，車(chē)載RESS開(kāi)始得到充電電量補(bǔ)充。

工況4：陽(yáng)光強(qiáng)度偏低，VCU通過(guò)采集電路感知到太陽(yáng)能板輸出電壓低于閾值1，則檢查48V電池的電壓值，如其低于閾值2且低于閾值3，說(shuō)明48V電池已經(jīng)欠壓，不能正常放電，于是控制相應(yīng)的繼電器J1-J2,J4-J7斷開(kāi)，此時(shí)太陽(yáng)能板不能為48V電池充電。同時(shí)J3斷開(kāi)，DC-DC不能輸出電壓，車(chē)載RESS沒(méi)有得到充電電量補(bǔ)充。

工況5：陽(yáng)光強(qiáng)度偏低，VCU通過(guò)采集電路感知到太陽(yáng)能板輸出電壓低于閾值1，則檢查48V電池的電壓值，如其高于閾值2且低于閾值3，說(shuō)明48V電池可以正常放電，于是控制相應(yīng)的繼電器J1-J2閉合,J4-J7斷開(kāi)，此時(shí)太陽(yáng)能板停止為48V電池充電。同時(shí)J3閉合，DC-DC輸出電壓，車(chē)載RESS開(kāi)始得到充電電量補(bǔ)充。

可見(jiàn)本發(fā)明提出的增加續(xù)駛里程的方法，基于電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能管理需求，選用適當(dāng)?shù)谋∧ば吞?yáng)能電池板產(chǎn)生清潔的電能，合理設(shè)計(jì)能量控制策略，轉(zhuǎn)換方案。在充分考慮各種工況條件下，適當(dāng)選用MPPT控制器，48V電池，DC-DC以及相關(guān)配套元器件，使其能夠構(gòu)成一個(gè)完善的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)所有設(shè)計(jì)功能。考慮到各個(gè)電動(dòng)汽車(chē)車(chē)型能量管理的不同需求，可以靈活布置系統(tǒng)各主要部件。本發(fā)明提出的電動(dòng)汽車(chē)增加續(xù)駛里程的方法，由薄膜型太陽(yáng)能電池板，MPPT太陽(yáng)能電池控制器，48V電池，DC-DC直流變換器，多功能顯示器，高壓配電盒，高壓電池包，相關(guān)配套控制器件以及控制策略組成。電動(dòng)汽車(chē)增加續(xù)駛里程的方法體積較小，各個(gè)車(chē)型上可以按需配置太陽(yáng)能電池板/48V電池等的規(guī)格，滿足電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能管理需求。

本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn)：

(1)、本發(fā)明屬于一種利用清潔能源為電動(dòng)汽車(chē)增加續(xù)駛里程的方法，是一種適合電動(dòng)汽車(chē)儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量管理方案。本發(fā)明通過(guò)高效優(yōu)化的能量轉(zhuǎn)化方法的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載儲(chǔ)能系統(tǒng)的有效能量補(bǔ)充，提高儲(chǔ)能效率，顯著增加車(chē)輛續(xù)駛里程，加快了整車(chē)開(kāi)發(fā)進(jìn)度。

(2)、本發(fā)明提出的利用清潔能源為電動(dòng)汽車(chē)增加續(xù)駛里程的方法，是一種適合電動(dòng)汽車(chē)儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理的方案。本發(fā)明通過(guò)合理設(shè)計(jì)薄膜型太陽(yáng)能電池板，MPPT太陽(yáng)能電池控制器，48V電池，DC-DC直流變換器的相關(guān)控制方案，可以準(zhǔn)確獲得電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)所需要的各種數(shù)據(jù)。

(3)、本發(fā)明提出的利用清潔能源為電動(dòng)汽車(chē)增加續(xù)駛里程的方法，以較少的系統(tǒng)元件實(shí)現(xiàn)了高效的系統(tǒng)能量傳遞，不僅可以減少系統(tǒng)復(fù)雜程度，還可以實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)整，同時(shí)大量節(jié)省成本。

可以將本發(fā)明實(shí)施方式提出的車(chē)載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電組件應(yīng)用到各種類(lèi)型的電動(dòng)汽車(chē)中，包括純電動(dòng)汽車(chē)(BEV)、混合動(dòng)力汽車(chē)(PHEV)或燃料電池汽車(chē)(FCEV)，等等。

綜上所述，本發(fā)明的充電組件包括：太陽(yáng)能電池板；與太陽(yáng)能電池板連接的最大功率點(diǎn)跟蹤控制器；布置在太陽(yáng)能電池板與最大功率點(diǎn)跟蹤控制器之間的第一控制繼電器；儲(chǔ)能電池，與最大功率點(diǎn)跟蹤控制器連接；布置在儲(chǔ)能電池與最大功率點(diǎn)跟蹤控制器之間的第二控制繼電器；與電池箱連接的直流-直流變換器，直流-直流變換器與最大功率點(diǎn)跟蹤控制器和第二控制繼電器分別連接；布置在直流-直流變換器與第二控制繼電器之間的第三控制繼電器?？梢?jiàn)，本發(fā)明實(shí)施方式通過(guò)高效優(yōu)化的能量轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載儲(chǔ)能系統(tǒng)的有效能量補(bǔ)充，提高了儲(chǔ)能效率，增加了車(chē)輛續(xù)駛里程，加快了整車(chē)開(kāi)發(fā)進(jìn)度。

另外，本發(fā)明實(shí)施方式以較少的系統(tǒng)元件實(shí)現(xiàn)了高效的系統(tǒng)能量傳遞，不僅可以減少系統(tǒng)復(fù)雜程度，還可以實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)整，同時(shí)大量節(jié)省成本。

在本文中，“一個(gè)”并不表示將本發(fā)明相關(guān)部分的數(shù)量限制為“僅此一個(gè)”，并且“一個(gè)”不表示排除本發(fā)明相關(guān)部分的數(shù)量“多于一個(gè)”的情形。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”等僅用于表示相關(guān)部分之間的相對(duì)位置關(guān)系，而非限定這些相關(guān)部分的絕對(duì)位置。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說(shuō)明僅僅是針對(duì)本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說(shuō)明，而并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方案或變更，如特征的組合、分割或重復(fù)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。