太阳能电动车最大功率点跟踪器的设计

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1、太阳能电动车最大功率点跟踪器的设计本文由俸天承运贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。Vol.15No.5May2003系统仿真学报JOURNALOFSYSTEMSIMULATION737?太阳能电动车最大功率点跟踪器的设计赵剑飞，曹秉刚，康龙云，张（西安交通大学机电系，西安710049）政摘要：在研究太阳能电池板工作原理的基础上，针对太阳能电动车对能量控制系统要求的特殊性，制定了能够进行最大功率点跟踪的实时控制策略并对其进行了改进。通过在稳定和变化环境下的仿真研究获取了适用于太阳能电动车的最佳控制策略。最后进行了太阳能电动车最大功率点跟踪器

2、硬件电路的设计。关键词：太阳能电动车；太阳能电池；能量控制系统；最大功率点跟踪文章编号：1004-731X(2003)05-0737-05中图分类号：U469.72文献标识码：ATheDesignofMaximumPowerPointTrackerforSolarCarZHAOJian-fei，CAOBing-gang，KANGLong-yun，ZHANGZheng(DepartmentofMechatronics,Xi’anJiaotongUniversity,Xi'an,710049,China)Abstract：Basedontheworkingprincipleofsolarpane

3、l,accordingtotherequirementsfortheenergycontrolsystemofsolarcar,themaximumpowerpointtrackingcontrolstrategiesarepresentedandimproved.Thebeststrategyforelectricalvehicleisacquiredbycomputersimulationinstaticandvariableenvironments.Intheend,thehardwareofthemaximumpowerpointtrackerisdesigned.Keywords：

4、solarcar;solarpanel;energycontrolsystem;MPPT引言1在当代科技的飞速发展中，节能与环保是全球进步的两图1和2所示。由图可知：太阳能电池的输出特性近似为矩形，即在低压段近似为恒流源，而在接近开路电压时近似为恒压源；太阳能电池板的开路电压近似同温度成反比，短路电流近似同光强成正比；太阳能电池板的输出功率随着光强和温度成非线性变化，在某一点达到最大值，该点即为太阳能电池板的最大功率点（具体参见图3），也随着环境的变化而变化；不管外界环境如何变化，最大功率点电压（VMP）总是约为太阳能电池板开路电压（VOC）的80％。MPPT控制的目的就是使太阳能电池板在环

5、境变化时仍能迅速调整其工作点至最大功率点。大主题。太阳能电动车把电动车技术、太阳能技术和其它高科技结合在一起，在新能源利用和减少环境污染方面揭示了人类与自然应有的和谐关系。在驱动技术趋于成熟的电动车领域中，能源控制与转换技术成为制约电动车发展与应用的关键技术。能源是电动车的血液，太阳能电动车的能源部分则为太阳能电池。电动车的发展落后于燃油汽车是因为能源利用时间的不足导致续驶里程不够、充电时间过长等缺点所致[1]。目前，很多研究机构竞相研制开发高效太阳能电池板，但受材料、设备等条件的制约使转换效率很难有大幅度提高，并且其生产成本非常高，仅处于试制阶段和用于特殊用途，但有发展前景。太阳能电动车在

6、行驶过程中周围环境的不断变化(如树荫、云雨、道路倾角等)导致了光强或温度变化。因此，太阳能电池板的输出特性也就随之变化。对其进行最大功率点跟踪（MPPT）控制，快速、准确的跟踪最大功率点（MPP），可以使系统从外界最大限度地汲取能量，对于太阳能电动车的推广与应用具有非常重要的意义。[1]2MPPT控制策略目前，关于最大功率点跟踪控制通常有简单的负载匹配、半动态负载匹配和动态负载匹配三种方法。简单的负载匹配、半动态负载匹配是根据环境以及负载的变化来确定太阳能电池板单体的串、并联数。两种方法的理论依据是根据太阳能电池板的VMP约为VOC的80％来实现负载匹配[2]。简单的负载匹配仅能考虑一种负载

7、，半动态负载匹配也只能考虑两、三种负载及环境状况，在环境与负载多变的电动车行驶过程中很难实时跟踪MPP，仅用于静止安装的光伏系统。动态负载匹配法本质上是一个作为功率调节的DC/DC变换器。DC/DC中的开关调节通常采用脉宽调制（PWM）型，它与太阳能电池板串联，通过改变PWM波的占空比来实现动态负载匹配，以调整、控制电池板工作在最大功率点。动态负载匹配法包括：开路电压法、基于最大功率点电压和基于最大功率点功率