纯电动汽车光伏发电系统的设计与研究

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1、分类号：TB114.2密级：公开UDC：621.3编号：201432502008河北工业大学硕士学位论文纯电动汽车光伏发电系统的设计与研究论文作者：辛晓博学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：控制工程指导教师：杨鹏职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofControlEngineeringTHEDESIGNANDRESEARCHOFPVSYSTEMINELECTRICALVEHICLEFIELDByXinXiaoboSup

2、ervisor:Prof.YangPengMay2017摘要随着科技的日新月异，加上能源危机的不断加深，新能源汽车在近几年得到迅猛发展，应用太阳能发电的电动汽车也逐渐从比赛领域步入我们的日常生活中。为此本文设计了一种应用于电动汽车上的光伏发电系统，并解决了汽车在行驶过程中遇到的各种工况条件使得系统的充电效率低的问题。本文首先对光伏电池特性进行研究，并对多种最大功率跟踪（MPPT）方法进行对比，选择了以模糊控制方法为MPPT方法，这种方法响应速度快，稳定性好，符合汽车在行驶过程中的充电需求。考虑到在行驶过程中会遇到阴影的问题和由此

3、产生的危害，研究设计了一种光伏板结构，此结构可以在增大输出功率的同时减少阴影遮挡带来的损失。其次，通过分析铅酸蓄电池的充电和放电特性，结合超级电容可以迅速充放电的特点，研究和设计了一种将两者结合的储能控制方案。随后通过分析对比多种充电方法，选择以阶段充电法为本课题的方法。同时对超级电容的连接方式进行研究，设计了一种可以在弱光条件下持续充电的控制方法。最后，设计了本文所需的硬件连接电路和软件控制流程，硬件包括升压主电路和控制电路，软件为充电控制方法，实验过程中根据需要测得相关数据。实验结果表明，本文设计的充电系统在MPPT工作模式

4、下输出功率高，而采用恒压充电法效率会下降。在加入超级电容后，可以在弱光条件下充分利用太阳能，提高了充电效率，延长了可充电时间，证明了此方案具有可行性。关键词：光伏发电系统，电动汽车，光伏储能，最大功率跟踪控制ABSTRACTWiththedevelopmentoftechnology，andthegrowingenergycrisis，newenergyvehicleshaverapidlydevelopedinrecentyears.Theelectricvehicleswithsolarenergyhaveputintous

5、efromracingfieldtoourdailylife.Therefore，thethesisdesignedakindofPVsystemappliedtoelectricvehicles，forsolvingtheproblemoflowefficiencyofthesystembyencounteringworkingconditioninthedrivingmoment.Firstly，thethesishasresearchedPVcellcharacteristics，andcontrastedthevario

6、uskindofmaximumpowerpointmethod，chosenthefuzzycontrolasourmethod，whichhasfastresponseandhighstabilityandissuitablefortherequirementinthedrivingmoment.Consideringtheshadowsanditsharm，thearticlehavedesignedakindofcircuitconnectionstructureforPVcell，whichcanimprovethepo

7、weranddecreasethelossbyshadows.Then，thethesishasanalyzedthechargeanddischargecharacteristicsofbattery，withthecharacteristicthatcanchargeanddischargerapidlyofsupercapacitor，designedanenergystoragecontrolschemebybothbatteryandsupercapacitor.Meanwhile，thethesishasresear

8、chedtheconnectionmodeofsupercapacitor，designedthemethodthatcanchargeinlowlightintensity.Byanalyzingandcontrastingvariousofchargingm