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        太陽能電動汽車電力系統(tǒng)的設(shè)計方法

        2016-12-07 06:11:02
        汽車文摘 2016年10期
        關(guān)鍵詞:電池板直流電機電動汽車

        太陽能電動汽車電力系統(tǒng)的設(shè)計方法

        由于能源、環(huán)境問題的日益增多,使得對電動汽車的研究成為熱門,其中,最為清潔的電動汽車為太陽能電動汽車,但太陽能電動汽車的成本較高且效率較低。因此,本文給出一種太陽能電動汽車電力系統(tǒng)的設(shè)計方法,通過該方法設(shè)計的太陽能電動汽車具有較高的能量效率且可以降低成本。

        太陽能電動汽車電力系統(tǒng)的設(shè)計包括對電動汽車電氣元件和機電元件等部件的設(shè)計。為了獲得最大的能量效率,還需要設(shè)計合適的能源管理模型。設(shè)計的主要約束為太陽能電池板發(fā)電量、電池容量、太陽能電池板最大電壓、電動汽車的尺寸和質(zhì)量、電動汽車上可用于安裝太陽能電池板的空間。主要變量為接受的瞬時太陽能,其是光照強度和汽車位置的函數(shù)。為了最小化能量傳輸損失應(yīng)滿足以下兩個條件:①設(shè)定太陽能電池板的電壓盡可能高;②電機直接驅(qū)動車輪。

        首先,進行太陽能收集系統(tǒng)的設(shè)計。本文采用4個太陽能電池板,并將其連接到太陽能充電控制器,該控制器用于最大化太陽能電池板的輸出效率。太陽能充電控制器由傳感器(電流和電壓傳感器)、微控制器和升壓降壓轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。每個太陽能電池板連接一個獨立的升壓降壓轉(zhuǎn)換電路。這些轉(zhuǎn)換電路由一個中央控制微處理器控制,調(diào)節(jié)太陽能電池板的輸出電壓。

        其次,進行電能存儲的設(shè)計。太陽能電動汽車電能存儲裝置需要滿足:①儲存白天從太陽能電池板中獲得的能量;②為電機提供直流電流;③平滑太陽能電池板的輸出電流和電壓波動。本文采用了內(nèi)阻低、成本低、可靠性高的2個12V/100AH(總功率2.4kWh)的鉛酸電池。

        最后,進行電機及其控制系統(tǒng)的設(shè)計。無刷直流電機因其具有高轉(zhuǎn)矩、高效率、低轉(zhuǎn)動慣量、散熱良好、可靠性強和使用壽命長等優(yōu)點,成為了太陽能電動汽車的首選,并由其直接驅(qū)動車輪。對無刷直流電機的控制采用Atmel ATmega32M18位微處理器,其與系統(tǒng)外圍裝置和用戶界面進行通信,提供用于控制無刷直流電機的所有信息。根據(jù)文中所采用方法設(shè)計的原型車能夠在白天保持20km/h的最大速度行駛,則驗證了該方法設(shè)計系統(tǒng)的有效性。

        TanmaySarkaretal. 2014IEEEStudents’ConferenceonElectrical,ElectronicsandComputer Science,Bhopal March 01-02,2014.

        編譯:王祥

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