CN103078523B - 一种太阳能电动自行车混合能源控制系统的控制方法 - Google Patents

一种太阳能电动自行车混合能源控制系统的控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103078523B
CN103078523B CN201310007720.6A CN201310007720A CN103078523B CN 103078523 B CN103078523 B CN 103078523B CN 201310007720 A CN201310007720 A CN 201310007720A CN 103078523 B CN103078523 B CN 103078523B
Authority
CN
China
Prior art keywords
storage battery
microcontroller
electric bicycle
switch pipe
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310007720.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103078523A (zh
Inventor
李孝禄
李娟�
孙在
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Jiliang University
Original Assignee
China Jiliang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Jiliang University filed Critical China Jiliang University
Priority to CN201310007720.6A priority Critical patent/CN103078523B/zh
Publication of CN103078523A publication Critical patent/CN103078523A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103078523B publication Critical patent/CN103078523B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种太阳能电动自行车混合能源控制系统及其控制方法，通过采集太阳能电池组件的输出电压和输出电流、蓄电池的电压以及太阳能电动自行车的设定速度，合理控制DC-DC变换器的输出电压、太阳能电动自行车的运行速度以及蓄电池的充、放电状态，在太阳能电动自行车运行时太阳能电池组件和蓄电池可以共同向电动自行车电机供电，在太阳能电动自行车不运行时由太阳能电池组件向蓄电池充电。本发明加入了速度闭环控制，具有蓄电池过充电保护和过放电保护的功能，保证了太阳能电动自行车平稳高效运行，克服了现有电动自行车充电繁琐、蓄电池电量有限、续驶里程短等不足。

Description

一种太阳能电动自行车混合能源控制系统的控制方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能电动自行车混合能源控制系统及其控制方法，属于电动自行车技术领域。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，对能源的需求大幅度增加。化石能源作为不可再生能源正日益枯竭，而且它所造成的环境污染日益严重。太阳能是首屈一指的可再生清洁能源，它是储量最为丰富、使用最为安全、开发最为清洁的能源，几乎地球上每个角落都有太阳能的存在。太阳能光伏供电作为绿色新能源供电方式，得到了越来越多的应用。
太阳能光伏电池的输出功率随其表面的温度和光照强度的变化而变化，具有明显的非线性。环境的变化(如树荫、多云天气、道路倾角等)导致太阳能光伏电池单独供电时无法保证负载持续稳定的工作。为了保证负载能够正常稳定地工作，一般光伏系统要加入辅助电源以在太阳能光伏电池无法满足负载供电需要时作为备用。
近年来，电动自行车以其轻便、快捷、经济、环保等特点，赢得了众多消费者，成为国内外流行的交通工具。现有的电动自行车主要依靠市电(如220V交流电)向其蓄电池充电后行驶，这就要求有市电电源插座才能充电，且充电时间长、频次高，续驶里程短。
太阳能电动自行车将太阳能光伏发电技术与电动自行车相结合，可以在阳光下随时为蓄电池充电，克服了现有电动自行车充电时间长、频次高，续行里程短等不足。
目前公布的太阳能电动自行车大多是将小功率太阳能电池组件与蓄电池通过导线直接相连，太阳能电池组件将太阳能转化为电能储存在蓄电池中，由蓄电池向系统供电。只要电动自行车在阳光下就可以给蓄电池充电，在一定程度上延长了电动自行车的续驶里程。光线较弱时太阳能电池组件电压降低，当蓄电池电压高于太阳能电池组件电压时蓄电池会对太阳能电池组件产生回流，对太阳能电池组件造成损害。由于太阳能电池组件的输出特性随外界环境变化，太阳能电池组件对蓄电池的充电过程也会随外界条件变化，不能有效的给蓄电池充电，也会影响蓄电池的使用寿命。专利“太阳能电动自行车”(发明号201120339421.9，发明人：林曦等)在太阳能充电包与蓄电池之间加入了太阳能控制器，可对蓄电池的充电过程进行控制。太阳能控制器同时与电机控制器相连，可以将太阳能充电包转换的电能直接供车体行驶使用，另一部分多余的太阳能则转换为电能储存在锂电池中，以备电动自行车在光照不足时使用。这样就大大延长了电动自行车的续驶里程，同时避免了光照弱时蓄电池对太 阳能充电包的损坏。专利“光伏电源控制器及光伏发电系统和独立光伏式农业大棚”(发明号201120427922.2，发明人：陈学力等)公开了一种光伏电源控制电路，它有最大功率点跟踪功能，蓄电池过充电和过放电保护功能，可令太阳光线明亮时使用太阳能直流输出端的负载用电量仅来自太阳能电能的DC-DC变换输出，同时在夜间或光线昏暗时蓄电池又可为太阳能直流输出端供电；这样提高了系统电能利用效率，也可减少系统蓄电池的配置容量和设备投入。蓄电池和太阳能电池组件是分时供电的，在太阳能电池组件供电时蓄电池不参与供电，随着环境的变化，太阳能电池组件的输出功率会有变化；该系统不适合用在交通工具上，因为交通工具时刻在运动，周围环境变化较快如遇到阴影、道路倾角等，会导致两电源交替导通，系统的开关反应会有迟误，导致系统运行不稳定。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种能提高电能利用效率，增加电动自行车续驶里程，延长蓄电池使用寿命，并有效带动电动自行车在不同路况和天气条件下平稳运行的太阳能电动自行车混合能源控制系统及其控制方法。
本发明太阳能电动自行车混合能源控制系统包括：太阳能电池组件、DC-DC变换器、充电开关管Q1、蓄电池、放电开关管Q2、二极管D1、二极管D2、电源锁、电机控制器、电动自行车电机、第一电压/电流采样模块、微控制器、开关管控制电路、第二电压/电流采样模块、调速转把、右闸把、温度传感器、转速传感器、光照度传感器、左闸把、显示模块。
所述太阳能电池组件与DC-DC变换器相连，DC-DC变换器通过充电开关管Q1与蓄电池相连，同时DC-DC变换器通过二极管D1与电源锁相连，蓄电池通过放电开关管Q2、二极管D2与电源锁相连，电源锁通过电机控制器与电动自行车电机相连。
所述二极管D1可避免蓄电池单独对电动自行车供电时DC-DC变换器消耗能量或对太阳能电池组件产生回流；所述二极管D2可避免从蓄电池放电回路向蓄电池充电；所述充电开关管Q1闭合时允许给蓄电池充电，关断时停止给蓄电池充电；所述放电开关管Q2闭合时允许蓄电池放电，关断时停止蓄电池放电。
所述微控制器与第一电压/电流采样模块相连，用于检测太阳能电池组件的输出电压Us和太阳能电池组件的输出电流Is，进而得到太阳能电池组件的输出功率Ps，其中Ps＝Us×Is。
所述微控制器与第二电压/电流采样模块相连，用于检测蓄电池的电压Ub。微控制器根据采集到的蓄电池的电压Ub控制充电开关管Q1和放电开关管Q2的通断，防止蓄电池过充电、过放电，延长蓄电池的使用寿命；根据蓄电池的电压Ub选择合适的充电方式，对蓄电池 进行充电。
所述微控制器与光照度传感器、温度传感器相连，用于监测太阳能电池组件工作环境的光照度和温度。
所述微控制器与调速转把相连，用于检测电动自行车的设定速度。
所述微控制器与转速传感器相连，用于检测电动自行车电机转速，所得电动自行车电机转速与电机所在车轮的周长相乘即得电动自行车的运行速度。
所述微控制器分别与左闸把、右闸把相连，用于检测刹车信号。
所述微控制器与显示模块相连，用于显示光照度、温度、蓄电池剩余电量、太阳能电动自行车的运行速度。
所述微控制器根据获得的太阳能电池组件的输出电压、输出电流、蓄电池的电压输出相应的控制信号，控制所述DC-DC变换器的输出电压、所述电动自行车电机的转速以及所述蓄电池的工作状态，使所述太阳能电动自行车的运行速度达到所述太阳能电动自行车的设定速度。
所述混合能源控制系统进一步用于：
当蓄电池电压低于蓄电池过放电压时，充电开关管闭合，放电开关管断开，只允许蓄电池充电不允许蓄电池放电；
当蓄电池电压高于蓄电池过充电压时，充电开关管断开，放电开关管闭合，只允许蓄电池放电不允许蓄电池充电；
当蓄电池电压介于蓄电池过充电压与蓄电池过放电压之间时，通过判断电源锁的状态，进一步判断电动自行车电机是否工作；
当电源锁接通时，充电开关管断开，微控制器控制DC-DC变换器输出电压为蓄电池电压与放电开关管导通压降之和，实现太阳能电池组件与蓄电池同时供电。双电源供电大大延长了电动自行车的续驶里程；
当电源锁断开时，太阳能电池组件通过DC-DC变换器对蓄电池进行充电，微控制器根据蓄电池的剩余电量控制DC-DC变换器的输出电压，选择相应的充电方式对蓄电池进行充电。
本发明还提供了一种应用于所述太阳能电动自行车混合能源控制系统的控制方法，其工作过程如下：
(1)、微控制器上电后首先对太阳能电动自行车混合能源控制系统进行初始化，然后 微控制器采集太阳能电池组件的输出电压Us、太阳能电池组件的输出电流Is、DC-DC变换器的输出电压Ud、DC-DC变换器的输出电流Id、蓄电池的电压Ub、光照度G、温度T、负载电流Ir、太阳能电动自行车的设定速度v0、太阳能电动自行车的运行速度v等信号，微控制器通过显示模块显示光照度G、温度T、蓄电池的剩余电量SOC、太阳能电动自行车的运行速度v，其中所用蓄电池为锂电池组，蓄电池的额定电压UB＝36V，蓄电池的过放电电压Umin＝UB×0.85＝30.6V，蓄电池的过充电电压Umax＝UB×1.167＝42V，所述蓄电池的剩余电量SOC通过以下关系式得到：
SOC＝-0.0013×Ub 3+0.1295×Ub 2-4.2954×Ub+46.2183；
(2)、当蓄电池电压Ub达到或大于蓄电池过充电压Umax时，充电开关管Q1断开，放电开关管Q2闭合，微控制器检测电动自行车电机启动信号Um，当Um＞0时，电动自行车电机启动，微控制器通过改变脉宽调制信号PWM1的占空比调节DC-DC变换器的输出电压Ud为蓄电池电压Ub与放电开关管Q2导通压降之和，太阳能电池组件和蓄电池共同向电动自行车电机供电即双电源供电；当蓄电池电压Ub达到或小于蓄电池过放电压Umin时，充电开关管Q1闭合，放电开关管Q2断开，微控制器对蓄电池进行充电控制；
(3)、当蓄电池电压Ub小于蓄电池过充电压Umax，并且蓄电池电压Ub大于蓄电池过放电压Umin时，微控制器检测电动自行车电机启动信号Um，当Um＞0时，电动自行车电机启动，充电开关管Q1断开，放电开关管Q2闭合，微控制器通过改变脉宽调制信号PWM1的占空比调节DC-DC输出电压Ud为蓄电池电压Ub与放电开关管Q2导通压降之和，太阳能电池组件和蓄电池共同向电动自行车电机供电；当Um＜0时，电动自行车电机不启动，充电开关管Q1闭合，放电开关管Q2断开，微控制器对蓄电池进行充电控制；
(4)、电动自行车电机启动后，微控制器检测太阳能电动自行车的设定速度v0是否有变化，当v0有变化时，微控制器对电动自行车电机进行调速控制；当v0没有变化时，微控制器继续检测是否有刹车信号，当有刹车信号时，微控制器将脉宽调制信号PWM2的占空比设置为0。
本发明所述太阳能电动自行车混合能源控制系统及其控制方法，其有益效果体现在：
1.应用本发明提供的太阳能电动自行车混合能源控制系统及其控制方法的太阳能电动自行车特别适合天晴时长距离骑行，可以有效的克服现有电动自行车充电繁琐，蓄电池电量有限，续驶里程短等不足；
2.本发明提供的太阳能电动自行车混合能源控制系统及其控制方法加入了速度闭环调节，使太阳能电动自行车可以在不同路况、负载、天气条件下以设定速度行驶，大大降低 了环境的干扰；
3.本发明将光伏发电系统与电动自行车相结合，大大减少电动自行车对市电的依赖，最大限度的实现了方便、节能与环保的要求。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1为本发明实施例一种太阳能电动自行车混合能源控制系统结构示意图；
图2为本发明实施例一种太阳能电动自行车混合能源控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例太阳能电动自行车混合能源控制系统的蓄电池充电控制流程图；
图4为本发明实施例太阳能电动自行车混合能源控制系统的双电源供电控制流程图；
图5为本发明实施例太阳能电动自行车混合能源控制系统的调速控制流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种太阳能电动自行车混合能源控制系统及控制方法。
参见图1，示出了太阳能电动自行车混合能源控制系统的结构示意图。
所述太阳能电动自行车混合能源控制系统包括：太阳能电池组件1、DC-DC变换器2、蓄电池3、电源锁4、电机控制器5、电动自行车电机6、第一电压/电流采样模块7、微控制器8、开关管控制电路9、第二电压/电流采样模块10、调速转把11、右闸把12、温度传感器13、转速传感器14、光照度传感器15、左闸把16、显示模块17、充电开关管Q1、放电开关管Q2、二极管D1、二极管D2。
所述太阳能电池组件1与DC-DC变换器2相连，DC-DC变换器2通过充电开关管Q1与蓄电池3相连，同时DC-DC变换器2通过二极管D1与电源锁4相连，蓄电池3通过放电开关管Q2、二极管D2与电源锁4相连，电源锁4通过电机控制器5与电动自行车电机6相连。
所述二极管D1可避免蓄电池3单独对电动自行车供电时DC-DC变换器2消耗能量或对太阳能电池组件1产生回流；所述二极管D2可避免从蓄电池3的放电回路向蓄电池3充 电；所述充电开关管Q1闭合时允许给蓄电池3充电，关断时停止给蓄电池3充电；所述放电开关管Q2闭合时允许蓄电池3放电，关断时停止蓄电池3放电。
所述微控制器8与第一电压/电流采样模块7相连，用于检测太阳能电池组件1的输出电压Us和输出电流Is，进而得到太阳能电池组件1的输出功率Ps，其中Ps＝Us×Is。
所述微控制器8与第二电压/电流采样模块10相连，用于检测蓄电池3的电压Ub。微控制器8根据采集到的蓄电池3的电压Ub来判断蓄电池3的剩余电量SOC，控制充电开关管Q1和放电开关管Q2的通断，防止蓄电池3过充电、过放电，延长蓄电池3的使用寿命；微控制器8根据蓄电池3的剩余电量SOC选择合适的充电方式，对蓄电池3进行充电。 
所述微控制器8与光照度传感器15、温度传感器13相连，用于监测太阳能电池组件1的工作环境的光照度和温度。
所述微控制器8与调速转把11相连，用于检测太阳能电动自行车的设定速度v0。
所述微控制器8与转速传感器14相连，用于检测电动自行车电机6的转速，电动自行车电机6的转速与太阳能电动自行车的车轮周长相乘既得太阳能电动自行车的运行速度v。
所述微控制器8分别与左闸把16、右闸把12相连，用于检测刹车信号。
所述微控制器8与显示模块17相连，用于显示光照度、温度、蓄电池的剩余电量、太阳能电动自行车的运行速度v。
所述微控制器8根据获得的太阳能电池组件1的输出电压、太阳能电池组件1的输出电流、蓄电池3的电压、调速转把11设定的太阳能电动自行车的设定速度v0，计算脉宽调制信号PWM1、脉宽调制信号PWM2的占空比，输出相应的控制信号，控制所述DC-DC变换器2的输出电压、所述电动自行车电机6的转速以及所述蓄电池3的工作状态，使所述太阳能电动自行车的运行速度v达到所述太阳能电动自行车的设定速度v0。
所述混合能源控制系统进一步用于：
当蓄电池3的电压Ub低于蓄电池3的过放电压Umin时，充电开关管Q1闭合，放电开关管Q2断开，只允许蓄电池3充电，不允许蓄电池3放电；
当蓄电池3的电压Ub高于蓄电池3的过充电压Umax时，充电开关管Q1断开，放电开关管Q2闭合，只允许蓄电池3放电，不允许蓄电池3充电；
当蓄电池3的电压Ub介于蓄电池3的过充电压Umax与蓄电池3的过放电压Umin之间时，通过判断电源锁4的状态，进一步判断电动自行车电机6是否工作；
当电源锁4接通时，充电开关管Q1断开，微控制器8控制DC-DC变换器2输出电 压Ud为蓄电池3的电压Ub与放电开关管Q2导通压降之和，由太阳能电池组件1与蓄电池3共同向电动自行车电机6供电。双电源供电大大延长了太阳能电动自行车的续驶里程；
当电源锁4断开时，太阳能电池组件1通过DC-DC变换器2对蓄电池3进行充电，微控制器8根据蓄电池3的电压，控制DC-DC变换器2的输出电压Ua，选择相应的充电方式对蓄电池3进行充电。 
本系统具体可以划分为以下三种工作模式：
(1)双电源模式当晴朗天气太阳能电动自行车运行时太阳能电池组件1和蓄电池3同时给电动自行车电机6供电；
(2)充电模式当晴朗天气太阳能电动自行车停止工作时，太阳能电池组件1给蓄电池3进行充电；
(3)蓄电池单独供电模式当晚上或阴雨天气无光照时，蓄电池3单独给电动自行车电机6供电。
参见图2，示出了太阳能电动自行车混合能源控制方法的流程示意图，按以下步骤进行：
(1)、微控制器8上电后首先对太阳能电动自行车混合能源控制系统进行初始化，然后采集太阳能电池组件1的输出电压Us、太阳能电池组件1的输出电流Is、DC-DC变换器2的输出电压Ud、DC-DC变换器2的输出电流Id、蓄电池3的电压Ub、光照度G、温度T、负载电流Ir、太阳能电动自行车的设定速度v0、太阳能电动自行车的运行速度v等信号，微控制器8通过显示模块17将光照度G、温度T、蓄电池3的剩余电量SOC、太阳能电动自行车的运行速度v显示出来；所述蓄电池3为锂电池组，蓄电池3的额定电压UB＝36V，蓄电池3的过放电电压Umin＝UB×0.85＝30.6V，蓄电池3的过充电电压Umax＝UB×1.167＝42V，所述蓄电池3的剩余电量SOC通过以下关系式得到：
SOC＝-0.0013×Ub 3+0.1295×Ub 2-4.2954×Ub+46.2183；
(2)、当蓄电池3的电压Ub达到或大于蓄电池3的过充电压Umax时，充电开关管Q1断开，放电开关管Q2闭合，微控制器8检测电动自行车电机6启动信号Um，当Um＞0时，电动自行车电机6启动，微控制器8通过改变脉宽调制信号PWM1的占空比调节DC-DC变换器的输出电压Ud为蓄电池3的电压Ub与放电开关管Q2导通压降之和，由太阳能电池组件1和蓄电池3共同向电动自行车电机6供电；当蓄电池3的电压Ub达到或小于蓄电池3的过放电压Umin时，充电开关管Q1闭合，放电开关管Q2断开，微控制器8对蓄电池3进行充电控制；
(3)、当蓄电池3的电压Ub小于蓄电池3的过充电压Umax，并且大于蓄电池3的过放电压Umin时，微控制器8检测电动自行车电机6启动信号Um，当Um＞0时电动自行车电机6启动，充电开关管Q1断开，放电开关管Q2闭合，微控制器8通过改变脉宽调制信号PWM1的占空比调节DC-DC输出电压Ud为蓄电池电压Ub与放电开关管Q2导通压降之和，由太阳能电池组件1和蓄电池3共同向电动自行车电机6供电；当Um＜0时电动自行车电机6不启动，充电开关管Q1闭合，放电开关管Q2断开，微控制器8对蓄电池3进行充电控制；
(4)、电动自行车电机6启动后，微控制器8检测太阳能电动自行车的设定速度v0是否有变化，当v0有变化时，微控制器8对电动自行车电机6进行调速控制；当v0没有变化时，微控制器8继续检测是否有刹车信号，当有刹车信号时，微控制器8将脉宽调制信号PWM2的占空比设置为0。
参见图3，示出了太阳能电动自行车混合能源控制系统的蓄电池充电控制流程图。本实施例所用蓄电池3为额定电压36V锂电池组，分三个阶段对蓄电池3进行充电。过充电压Umax为42V，过放电压Umin为30.6V，U1为32V，U2为40V，其工作过程如下：首先检测蓄电池3的电压Ub，当检测到蓄电池3的电压Umin＜Ub＜U1时，以0.5A小电流对蓄电池3进行预充电；当检测到蓄电池3的电压U1≤Ub≤U2时，以2.5A恒流对蓄电池3进行充电；当检测到蓄电池电压U2＜Ub＜Umax时，以42V恒压对蓄电池3进行充电。
参见图4，示出了太阳能电动自行车混合能源控制系统的双电源供电控制流程图。其工作过程如下：首先微控制器8检测太阳能电池组件1的输出电压Us、太阳能电池组件1的输出电流Is、蓄电池3的电压Ub，计算脉宽调制信号PWM1占空比，调节DC-DC变换器2的输出电压；微控制器8检测DC-DC变换器2的输出电压Ud，根据蓄电池3的电压Ub与DC-DC变换器2的输出电压Ud的差值ΔU进行PI运算，对脉宽调制信号PWM1占空比进行调节，使DC-DC变换器2的输出电压Ud为蓄电池3的电压Ub与放电开关管Q2导通压降之和，由太阳能电池组件1和蓄电池3共同向电动自行车电机6供电。
参见图5，示出了太阳能电动自行车混合能源控制系统的调速控制流程图。其工作过程如下：微控制器8根据检测调速转把11设定的太阳能电动自行车的设定速度v0和转速传感器14检测到的太阳能电动自行车的运行速度v的差值v0-v进行PI运算，经过PI运算后形成脉宽调制信号PWM2占空比的控制量，调节脉宽调制信号PWM2的占空比，输出到电机控制器5，从而调节太阳能电动自行车的运行速度v，使得太阳能电动自行车的运行速度v与太阳能电动自行车的设定速度v0相等。

Claims (1)

1.一种太阳能电动自行车混合能源控制系统的控制方法，该控制系统包括太阳能电池组件、DC-DC变换器、蓄电池、电机控制器、电动自行车电机，所述DC-DC变换器输入端连接所述太阳能电池组件，所述DC-DC变换器输出端通过所述电机控制器连接所述电动自行车电机，其特征在于：还包括微控制器、充电开关管Q1、放电开关管Q2、开关管控制电路、第一电压/电流采样模块、第二电压/电流采样模块，所述DC-DC变换器输出端与所述蓄电池相连接，所述充电开关管Q1位于所述蓄电池和所述DC-DC变换器之间，所述蓄电池通过所述放电开关管Q2与所述电机控制器相连，所述太阳能组件通过所述第一电压/电流采样模块连接所述微控制器，所述微控制器通过所述开关管控制电路分别连接并控制所述充电开关管Q1和所述放电开关管Q2，所述微控制器通过所述第二电压/电流采样模块分别连接并监控所述蓄电池和所述电机控制器；
所述控制系统还包括二极管D1、二极管D2和电源锁，所述DC-DC变换器通过所述电源锁与所述电机控制器相连，所述二极管D1位于所述DC-DC变换器与所述电源锁之间，所述二极管D2位于所述放电开关管Q2与所述电源锁之间；
所述控制系统还包括光照度传感器、温度传感器和转速传感器，所述光照度传感器、温度传感器和转速传感器分别与所述微控制器相连；
所述控制系统还包括调速转把、左闸把和右闸把，所述调速转把、左闸把和右闸把分别与所述微控制器相连；
所述控制系统还包括显示模块，所述显示模块与所述微控制器相连；
所述控制系统的控制方法包括如下步骤：
（1）、微控制器上电后首先对太阳能电动自行车混合能源控制系统进行初始化，然后微控制器采集太阳能电池组件的输出电压Us、太阳能电池组件的输出电流Is、DC-DC变换器的输出电压Ud、DC-DC变换器的输出电流Id、蓄电池的电压Ub、光照度G、温度T、负载电流Ir、太阳能电动自行车的设定速度v0、太阳能电动自行车的运行速度v信号，微控制器通过显示模块将光照度G、温度T、蓄电池的剩余电量SOC、太阳能电动自行车的运行速度v显示出来，所述蓄电池为锂电池组，蓄电池的额定电压UB=36V，蓄电池的过放电电压Umin=UB×0.85=30.6V，蓄电池的过充电电压Umax=UB×1.167=42V，所述蓄电池的剩余电量SOC通过以下关系式得到：
SOC= -0.0013×Ub 3 + 0.1295×Ub 2 - 4.2954×Ub + 46.2183；
（2）、当蓄电池电压Ub达到或大于蓄电池过充电压Umax时，充电开关管Q1断开，放电开关管Q2闭合，微控制器检测电动自行车电机启动信号Um，当Um>0时，电动自行车电机启动，微控制器通过改变脉宽调制信号PWM1的占空比调节DC-DC变换器的输出电压Ud为蓄电池电压Ub与放电开关管Q2导通压降之和，太阳能电池组件和蓄电池共同向电动自行车电机供电；当蓄电池电压Ub达到或小于蓄电池过放电压Umin时，充电开关管Q1闭合，放电开关管Q2断开，微控制器对蓄电池进行充电控制；
（3）、当蓄电池电压Ub小于蓄电池过充电压Umax，并且蓄电池电压Ub大于蓄电池过放电压Umin时，微控制器检测电动自行车电机启动信号Um，当Um>0时，电动自行车电机启动，充电开关管Q1断开，放电开关管Q2闭合，微控制器通过改变脉宽调制信号PWM1的占空比调节DC-DC输出电压Ud为蓄电池电压Ub与放电开关管Q2导通压降之和，太阳能电池组件和蓄电池共同向电动自行车电机供电；当Um<0时，电动自行车电机不启动，充电开关管Q1闭合，放电开关管Q2断开，微控制器对蓄电池进行充电控制；
（4）、电动自行车电机启动后，微控制器检测太阳能电动自行车的设定速度v0是否有变化，当太阳能电动自行车的设定速度v0有变化时，微控制器对电动自行车电机进行调速控制；当太阳能电动自行车的设定速度v0没有变化时，微控制器继续检测是否有刹车信号，当有刹车信号时，微控制器将脉宽调制信号PWM2的占空比设置为0。
CN201310007720.6A 2013-01-06 2013-01-06 一种太阳能电动自行车混合能源控制系统的控制方法 Expired - Fee Related CN103078523B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310007720.6A CN103078523B (zh) 2013-01-06 2013-01-06 一种太阳能电动自行车混合能源控制系统的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310007720.6A CN103078523B (zh) 2013-01-06 2013-01-06 一种太阳能电动自行车混合能源控制系统的控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103078523A CN103078523A (zh) 2013-05-01
CN103078523B true CN103078523B (zh) 2015-04-22

Family

ID=48154952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310007720.6A Expired - Fee Related CN103078523B (zh) 2013-01-06 2013-01-06 一种太阳能电动自行车混合能源控制系统的控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103078523B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103407380B (zh) * 2013-07-29 2016-11-09 天津市松正电动汽车技术股份有限公司 一种基于单片机的滑板车控制器及控制方法
CN103441555B (zh) * 2013-09-17 2016-06-29 深圳晶福源科技股份有限公司 一种基于mppt控制的蓄电池充电控制方法
CN103683395A (zh) * 2013-11-27 2014-03-26 南宁市西真电子科技开发有限公司 一种太阳能电动自行车控制系统
CN104953676B (zh) * 2015-07-17 2018-03-23 贵州大学 一种太阳能汽车电池控制系统及控制方法
US10023061B2 (en) * 2016-08-03 2018-07-17 Ford Global Technologies, Llc System and method for selecting charging source for electrified vehicle
CN107425721B (zh) * 2017-06-13 2019-12-24 西安交通大学 一种用于太阳能收集的三态多输出接口电路
JP7334241B2 (ja) * 2018-05-22 2023-08-28 フォーアイ イノベーションズ インコーポレイティド ソーラー無線コレクタビーコン
CN111806605B (zh) * 2019-12-31 2022-02-25 北京骑胜科技有限公司 调整系统运行状态的方法、装置、存储介质及电子设备
CN112186874A (zh) * 2020-11-02 2021-01-05 安徽理工大学 一种单片机控制的电瓶车直流电机调速系统
CN114336821A (zh) * 2021-12-09 2022-04-12 广东友电新能源科技有限公司 光储系统控制方法、控制电路、光储系统及电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101287315A (zh) * 2008-06-02 2008-10-15 武汉日新科技照明有限公司 太阳能隧道照明智能控制节电装置
CN101359838A (zh) * 2008-09-11 2009-02-04 武汉日新科技照明有限公司 高性能系列光伏控制系统
CN101630862A (zh) * 2009-08-05 2010-01-20 华南理工大学 复合能源电动车的电源系统
CN201450471U (zh) * 2009-08-05 2010-05-05 华南理工大学 复合能源电动车的电源系统
CN102347631A (zh) * 2010-08-03 2012-02-08 大庆市海丰能源技术研究有限公司 电动车混合供电电源及技术

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101287315A (zh) * 2008-06-02 2008-10-15 武汉日新科技照明有限公司 太阳能隧道照明智能控制节电装置
CN101359838A (zh) * 2008-09-11 2009-02-04 武汉日新科技照明有限公司 高性能系列光伏控制系统
CN101630862A (zh) * 2009-08-05 2010-01-20 华南理工大学 复合能源电动车的电源系统
CN201450471U (zh) * 2009-08-05 2010-05-05 华南理工大学 复合能源电动车的电源系统
CN102347631A (zh) * 2010-08-03 2012-02-08 大庆市海丰能源技术研究有限公司 电动车混合供电电源及技术

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
太阳能电动车电源控制系统的研究;王晓璨 等;《自动控制与检测》;20091231(第12期);第36-39页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103078523A (zh) 2013-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103078523B (zh) 一种太阳能电动自行车混合能源控制系统的控制方法
CN102420440B (zh) 一种车载太阳能充电器控制系统及其控制方法
US20180361877A1 (en) Automotive Hybrid Energy Supply System and Method and Hybrid Energy Automobile
CN105391157B (zh) 基于薄膜太阳能电池的长效一体化的电源系统及充电方法
WO2011032500A1 (zh) 对多组蓄电池充电方法和其控制系统
CN102868195A (zh) 一种利用风光市电互补路灯电能进行电动汽车充电系统
CN107477506B (zh) 一种太阳能、微弱光及市电混合供电的节能路灯头
CN104901389A (zh) 一种有效延长光伏发电配套蓄电池寿命的智能控制系统
CN201639320U (zh) 一种电动车用太阳能充电装置及一种电动车
CN203974579U (zh) 一种电动汽车及充电系统
CN102394504A (zh) 智能综合发电系统
CN102570514A (zh) 一种电动车用市电互补太阳能光伏充电系统
CN204726245U (zh) 利用风能和太阳能的电动汽车
CN203859898U (zh) 基于单片机的太阳能led路灯控制器
CN110254242A (zh) 一种低能耗电动车自发电自充电系统
CN202691864U (zh) 一种太阳能路灯
CN204669047U (zh) 一种有效延长光伏发电配套蓄电池寿命的智能控制系统
CN203056673U (zh) 自行车车载便携式智能储能装置
CN201621600U (zh) 太阳能小回转灯
CN109606394A (zh) 一种电力机车控制系统
CN104175893A (zh) 一种太阳能自充电式电动汽车
CN109204005B (zh) 一种光伏增程式车载复合电源控制系统及方法
CN102364810A (zh) 一种多级吸收太阳能光伏电池电能的控制方法与控制器
CN102820688A (zh) 汽车电源系统
CN202276300U (zh) 一种多级吸收太阳能光伏电池电能控制器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150422

Termination date: 20220106

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee