电力电子技术论文 电力电子技术在太阳能电动汽车中的应用

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1、电力电子技术论文姓名：电力电子技术在太阳能电动汽车中的应用摘要：进入21世纪以来，电动汽车得到了广泛青睐，它具有绿色节能环保的优势，并且对于城市环境改善具有深远意义，是一个值得长期研究的汽车产品种类，现在将电力电子技术引入到电动汽车当中，这对于双方面的应用价值无疑是一种考量，具有很高的研究价值。关键词：太阳能；电动汽车；电力电子技术；电路设计电力电子技术主要作用于大功率电能的转换与控制，该技术结合了电子、控制、电能转换器件这三个部分，当前电力电子装置应用非常普遍，例如在一些需要大功率电能来维持运行

2、的设备当中，都可以轻易发现电力电子技术的身影。现阶段对于电力电子技术的研究大体分为三个方向，首先是变换器拓扑开关、电路仿真建模、电路控制等方面，此外在电子设计中，还能够作用于半导体器件的模型建立、测试工作以及仿真加工等，电力电子技术还可以应用于工控领域。自20世纪以来，汽车行业蓬勃发展，汽车也已走进千家万户。然而，随着汽车保有量的急剧攀升，汽车带给地球的能源紧张和大气污染都日益明显地体现在人类的普通生活之中。如何缓解能源的供需矛盾、改善日益严峻的环境状况，已经成为各国科学家和有识之士不断探索的课题

3、。太阳能是可再生、可持续性发展的战略能源。当华尔街风暴席卷全球时，各先进技术国家无不在新能太阳能电动车源领域下赌注、投资本，以期获得经济复兴。特别是以汽车产业为经济支柱的国家，尤其在新能源汽车动力上力图有所创新和发展，如在电动汽车、燃料电池汽车领域纷纷投入巨资，而在太阳能汽车领域更是探索不止，力度加大。由于太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用，属于太阳能光发电技术。光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此也称太阳能光伏技术，又称

4、太阳能光伏电池。阳光照射电池阵列时，产生光生电流。能量(电流)通过峰值功率跟踪器被直接传送到电机控制器中，驱动电机旋转，使车辆行驶。剩余电量由蓄电池储存起来，以便太阳电池板电量不足或阴雨天气时驱动电机。这一过程由控制器控制。车辆的启动、加速、转向、制动由驾驶员操纵。太阳能电动汽车的工作原理如下：光照射在电池板上产生电流，通过峰值功率跟踪仪以及蓄电池的充电控制器输送至蓄电池存储或直接送给电动机工作。当太阳能车在行驶过程中，如果日照条件比较好或光照条件不佳的话，太阳能车将使用蓄电池中存储的电能和太阳能

5、电池产生的电能共同驱动电机工作；太阳能车停止时，电能全部用于蓄电池存储。太阳能电池是一种对光有响应并能将光转换成电力的器件装置。能产生光伏效应的材料有许多种，如单晶硅、多晶硅、非晶硅、砷化镓、硒铟铜等，它们的发电原理基本相同。以晶体为例：P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P-N结。当光线照射太阳能电池阵列板的表面时，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给了硅原子，使电子产生了跃迁，成为自由电子，在P-N结两侧集骤形成了电位差，当外部电路接通时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路，从而产生

6、一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。太阳能阵列电池板是由光敏半导体材料制成的，大多使用硅化合物。根据所用材料的不同，太阳能电池板可分为：硅太阳能电池；以无机盐如砷化镓III-V化合物、硫化镉、硒铟铜等多元化合物为材料的电池；功能高分子材料制备的太阳能电池；和纳米晶太阳能电池等。不论以何种材料来制作电池，对太阳能电池材料一般的要求有：半导体材料的禁带不能太宽；要有较高的光电转换效率；材料本身对环境不造成污染；材料便于工业化生产且材料性能稳定。基于以上几个方面考虑，硅是最理想的

7、太阳能电池材料，这也是太阳能电池板以硅材料为主的主要原因。太阳能电池组件是供电系统中的核心部分，也是太阳能供电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能量转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能组件中的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。太阳能控制器的作用是管理和控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到充电保护、过放电保护的作用，与纯电动汽车的电动源控制管理系统具有相同的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其它附加功能如光控、时控等应当都是控制器的可

8、选项。蓄电池的作用是在有光照时将太阳能电池组件所提供出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。太阳能电池组件是由单个光伏电池拼接组成，或由折叠式支架拼接组成阵列。因为单个光伏电池（如硅电池）的电压太低，所以都要把它们串、并联构成有实用价值的光伏电池板，阵列成一个应用单元，然后根据供电要求，再由多个应用单元的串、并联组成整个太阳能光伏电池板的供电组件。蓄电池组是太阳能光伏电池的储能装置，在夜间或光照不足及负载消耗超出光伏电池的发电量时，由蓄电池组向负载供电。为了减轻整个系统的重量，应