CN105553405A - 车载太阳能电池发电量估算装置及方法 - Google Patents
车载太阳能电池发电量估算装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105553405A CN105553405A CN201610021911.1A CN201610021911A CN105553405A CN 105553405 A CN105553405 A CN 105553405A CN 201610021911 A CN201610021911 A CN 201610021911A CN 105553405 A CN105553405 A CN 105553405A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solar cell
- voltage
- electric
- charging
- oxide
- 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.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 30
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 21
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 12
- 230000007248 cellular mechanism Effects 0.000 claims description 7
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000002618 waking effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S20/00—Supporting structures for PV modules
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
-
- 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
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种车载太阳能电池发电量估算装置及方法,属于电动汽车供电的技术领域。本发明的车载太阳能电池发电量估算装置设有最大功率点跟随控制器MPPT、电动汽车的动力电池机构、电动汽车整车控制器VCU,其中电动汽车的动力电池机构包括动力电池组以及与动力电池组相连接的电池管理机构BMS,电动汽车整车控制器VCU经CAN总线与电池管理机构BMS相连接,最大功率点跟随器MPPT与待估算太阳能电池相连接,最大功率点跟随器MPPT的控制信号输入端与电动汽车整车控制器VCU相连接,本发明的装置结构合理、估算准确,能够在电池离线的情况下检测太阳能发电量,当检测到发电量足够时,再启动唤醒整车控制器和BMS。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车供电技术领域,具体地说是一种结构合理、能耗低、估算准确,能够有效利用太阳能电池为整车提供动力的车载太阳能电池发电量估算装置及方法。
背景技术
随着电动汽车的发展,太阳能发电也被应用到电动汽车中。当前技术可以将太阳能电池板集成到车顶材料中,利用太阳能转成电能为电动汽车提供动能。但是太阳能发电量跟环境有直接关系,当前环境下发电量比电池管理系统和MPPT本身自耗电还小的时候,启动发电是不经济的,所以需要在动力电池没有工作、太阳能电池还没上线工作情况下,来提前估算当前太阳能电池板的发电量是一项必要的工作。
以前太阳能电池到底能发多少电只能整个系统工作后,MPPT(最大功率点跟随控制器)带载运行,根据最终被动调节的结果确定。此方法需要整个系统运行,当用在电动汽车上时会造成动力电池反复上下电,整车控制器反复唤醒,很明显这是不现实的。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题,本发明的目的在于提出了一种能够在电池离线的情况下检测太阳能发电量,当检测到发电量足够时,再启动唤醒整车控制器、BMS启动发电的车载太阳能电池发电量估算装置及方法。
为了实现上述发明目的,本发明采用了以下技术方案:
一种车载太阳能电池发电量估算装置,其特征在于设有最大功率点跟随控制器MPPT、电动汽车的动力电池机构、电动汽车整车控制器VCU,其中电动汽车的动力电池机构包括动力电池组以及与动力电池组相连接的电池管理机构BMS,电动汽车整车控制器VCU经CAN总线与电池管理机构BMS相连接,最大功率点跟随器MPPT与待估算太阳能电池相连接,最大功率点跟随器MPPT的控制信号输入端与电动汽车整车控制器VCU相连接。
本发明所述待估算太阳能电池由两个以上太阳能电池片通过串联和并联的手段组成太阳能电池组,组成十字梁结构。
本发明所述最大功率点跟随控制器MPPT中设有微控制器A、充电MOS管、检测电容、检流电阻、放电电阻、放电MOS管、微控制器B,其中微控制器A输出引脚控制充电MOS管的通断,充电MOS管与检测电容相连接,检测电容与检流电阻串联,检流电阻接地,微控制器B输出引脚控制放电MOS管的通断,放电MOS管与电压采集A端之间设有放电电阻,电压采集A端与电压采集B端分别位于检测电容两端,电压采集A与电压采集B通过微控制器模拟量输入引脚采集进微控制器内。
本发明所述充电MOS管、放电MOS管分别用于控制检测电容充放电,可以用继电器取代,检测电容用于获取充电曲线,检流电阻用于获取检测电容的充电电流,该电阻阻值为50-100毫欧姆,放电电阻用于释放检测电容内的电荷。
本发明的第二方面还涉及一种车载太阳能电池发电量估算方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:微控制器B控制放电MOS管导通,电压采集A电压低于1V时关闭放电MOS管;
步骤2:微控制器A控制充电MOS导通,当电压采集A电压不再上升时,关闭充电MOS,在这期间微控制器以5ms为间隔实时检测电压采集A、和电压采集B电压,得到电容的充电电压和充电电流曲线;
步骤3:根据电容的充电电压、电流曲线得到太阳能电池的开路电压和短路电流,因电容没有电荷时,电容两段相当于短路,故充电开始时电流即为太阳能电池短路电流,电容充电结束时,电容没有电流,此时电容两端电压即为太阳能电池开路电压;
步骤4:一个测试周期完成后,会形成电压(数组A)、电流(数组B)两个数组,逐个将两个数组中的对应数据相乘,形成第三个数组(数组C);
步骤5:用逐个比较法找出数组C的最大值,即为此时太阳能电池所能发出的最大功率原始值;
步骤6:根据公式可知最大功率Pm=VocIscFF,其中Pm为太阳能电池最大发电功率,ImVm为最大功率时对应的电压和电流,Isc为太阳能电池短路电流,Vo为太阳能电池开路电压,FF为填充因子,FF的典型值通常处于60~85%,并由太阳能电池的材料和器件结构决定,与开路电压成一定关系通常通过测试得到FF与Vo的特性表;
步骤7:Vo和Im在充电曲线两端已经测出,跟据Vo查表得出当前电池的FF,根据上面公式计算出此时太阳能电池最大功率校验值,比较原始值与比较值,如差别少于10%,则最终值为最大功率原始值,如果差别大于10%,则最终功率值为两个值中较小的一个当做最终发电功率值。
与现有技术相比,本发明所述的车载太阳能电池发电量估算装置及方法具有以下有益效果:
结构合理、估算准确,能够在电池离线的情况下检测太阳能发电量,当检测到发电量足够时,再启动唤醒整车控制器、BMS。
附图说明
图1是本发明的车载太阳能电池发电量估算装置的结构框图。
图2是本发明的车载太阳能电池发电量估算装置结构示意图。
其中,1-最大功率点跟随控制器MPPT、2-电动汽车的动力电池机构、3-电动汽车整车控制器VCU、4-待估算太阳能电池。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的车载太阳能电池发电量估算装置及方法做进一步的阐述,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1
如图1~2所示,本实施例的本发明提出了一种车载太阳能电池发电量估算装置,其特征在于设有最大功率点跟随控制器MPPT1、电动汽车的动力电池机构2、电动汽车整车控制器VCU3,其中电动汽车的动力电池机构2包括动力电池组以及与动力电池组相连接的电池管理机构BMS,电动汽车整车控制器VCU3经CAN总线与电池管理机构BMS相连接,最大功率点跟随器MPPT1与待估算太阳能电池4相连接,最大功率点跟随器MPPT的控制信号输入端与电动汽车整车控制器VCU3相连接。在本实施例中所述待估算太阳能电池由两个以上太阳能电池片通过串联和并联的手段组成太阳能电池组,组成十字梁结构。在本所述最大功率点跟随控制器MPPT中设有微控制器A、充电MOS管、检测电容、检流电阻、放电电阻、放电MOS管、微控制器B,其中微控制器A输出引脚控制充电MOS管的通断,充电MOS管与检测电容相连接,检测电容与检流电阻串联,检流电阻接地,微控制器B输出引脚控制放电MOS管的通断,放电MOS管与电压采集A端之间设有放电电阻,电压采集A端与电压采集B端分别位于检测电容两端,电压采集A与电压采集B通过微控制器模拟量输入引脚采集进微控制器内。
在本实施例中,所述充电MOS管、放电MOS管分别用于控制检测电容充放电,可以用继电器取代,检测电容用于获取充电曲线,检流电阻用于获取检测电容的充电电流,该电阻阻值为50-100毫欧姆,放电电阻用于释放检测电容内的电荷。利用该车载太阳能电池发电量估算装置的估算方法,包括以下步骤:
步骤1:微控制器B控制放电MOS管导通,电压采集A电压低于1V时关闭放电MOS管;
步骤2:微控制器A控制充电MOS导通,当电压采集A电压不再上升时,关闭充电MOS,在这期间微控制器以5ms为间隔实时检测电压采集A、和电压采集B电压,得到电容的充电电压和充电电流曲线;
步骤3:根据电容的充电电压、电流曲线得到太阳能电池的开路电压和短路电流,因电容没有电荷时,电容两段相当于短路,故充电开始时电流即为太阳能电池短路电流,电容充电结束时,电容没有电流,此时电容两端电压即为太阳能电池开路电压;
步骤4:一个测试周期完成后,会形成电压(数组A)、电流(数组B)两个数组,逐个将两个数组中的对应数据相乘,形成第三个数组(数组C);
步骤5:用逐个比较法找出数组C的最大值,即为此时太阳能电池所能发出的最大功率原始值;
步骤6:根据公式可知最大功率Pm=VocIscFF,ImVm为最大功率时对应的电压和电流,Isc为太阳能电池短路电流,Vo为太阳能电池开路电压,FF为填充因子,FF的典型值通常处于60~85%,并由太阳能电池的材料和器件结构决定,与开路电压成一定关系通常通过测试得到FF与Vo的特性表;
步骤7:Vo和Im在充电曲线两端已经测出,跟据Vo查表得出当前电池的FF,根据上面公式计算出此时太阳能电池最大功率校验值,比较原始值与比较值,如差别少于10%,则最终值为最大功率原始值,如果差别大于10%,则最终功率值为两个值中较小的一个当做最终发电功率值。
与现有技术相比,结构合理、估算准确,能够在电池离线的情况下检测太阳能发电量,当检测到发电量足够时,再启动唤醒整车控制器、BMS。
对于本领域的普通技术人员而言,具体实施例只是对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种车载太阳能电池发电量估算装置,其特征在于:设有最大功率点跟随控制器MPPT、电动汽车的动力电池机构、电动汽车整车控制器VCU,其中电动汽车的动力电池机构包括动力电池组以及与动力电池组相连接的电池管理机构BMS,电动汽车整车控制器VCU经CAN总线与电池管理机构BMS相连接,最大功率点跟随器MPPT与待估算太阳能电池相连接,最大功率点跟随器MPPT的控制信号输入端与电动汽车整车控制器VCU相连接。
2.根据权利要求1所述的车载太阳能电池发电量估算装置,其特征在于:所述待估算太阳能电池由两个以上太阳能电池片通过串联和并联的手段组成太阳能电池组,组成十字梁结构。
3.根据权利要求1所述的车载太阳能电池发电量估算装置,其特征在于:所述最大功率点跟随控制器MPPT中设有微控制器A、充电MOS管、检测电容、检流电阻、放电电阻、放电MOS管、微控制器B,其中微控制器A输出引脚控制充电MOS管的通断,充电MOS管与检测电容相连接,检测电容与检流电阻串联,检流电阻接地,微控制器B输出引脚控制放电MOS管的通断,放电MOS管与电压采集A端之间设有放电电阻,电压采集A端与电压采集B端分别位于检测电容两端,电压采集A与电压采集B通过微控制器模拟量输入引脚采集进微控制器内。
4.根据权利要求3所述的车载太阳能电池发电量估算装置,其特征在于:所述充电MOS管、放电MOS管分别用于控制检测电容充放电,可以用继电器取代,检测电容用于获取充电曲线,检流电阻用于获取检测电容的充电电流,该电阻阻值为50-100毫欧姆,放电电阻用于释放检测电容内的电荷。
5.一种车载太阳能电池发电量估算方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:微控制器B控制放电MOS管导通,电压采集A电压低于1V时关闭放电MOS管;
步骤2:微控制器A控制充电MOS导通,当电压采集A电压不再上升时,关闭充电MOS,在这期间微控制器以5ms为间隔实时检测电压采集A、和电压采集B电压,得到电容的充电电压和充电电流曲线;
步骤3:根据电容的充电电压、电流曲线得到太阳能电池的开路电压和短路电流,因电容没有电荷时,电容两段相当于短路,故充电开始时电流即为太阳能电池短路电流,电容充电结束时,电容没有电流,此时电容两端电压即为太阳能电池开路电压;
步骤4:一个测试周期完成后,会形成电压数组A、电流数组B两个数组,逐个将两个数组中的对应数据相乘,形成第三个数组数组C;
步骤5:用逐个比较法找出数组C的最大值,即为此时太阳能电池所能发出的最大功率原始值;
步骤6:根据公式可知最大功率Pm=VocIscFF,其中Pm为太阳能电池最大发电功率,ImVm为最大功率时对应的电压和电流,Isc为太阳能电池短路电流,Vo为太阳能电池开路电压,FF为填充因子,FF的典型值通常处于60~85%,并由太阳能电池的材料和器件结构决定,与开路电压成一定关系通常通过测试得到FF与Vo的特性表;
步骤7:Vo和Im在充电曲线两端已经测出,跟据Vo查表得出当前电池的FF,根据上面公式计算出此时太阳能电池最大功率校验值,比较原始值与比较值,如差别少于10%,则最终值为最大功率原始值,如果差别大于10%,则最终功率值为两个值中较小的一个当作最终发电功率值。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610021911.1A CN105553405B (zh) | 2016-01-14 | 2016-01-14 | 车载太阳能电池发电量估算装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610021911.1A CN105553405B (zh) | 2016-01-14 | 2016-01-14 | 车载太阳能电池发电量估算装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105553405A true CN105553405A (zh) | 2016-05-04 |
CN105553405B CN105553405B (zh) | 2017-08-15 |
Family
ID=55832383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610021911.1A Active CN105553405B (zh) | 2016-01-14 | 2016-01-14 | 车载太阳能电池发电量估算装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105553405B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106080067A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-09 | 江苏振发控股集团有限公司 | 水陆两用的太阳能电动汽车 |
CN106324512A (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-11 | 杭州瑞利科技有限公司 | 一种风光互补用储能蓄电池容量检测方法 |
CN108154268A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-12 | 国网福建省电力有限公司 | 快速估算小水电站群发电量的方法 |
CN109193897A (zh) * | 2018-09-19 | 2019-01-11 | 汉能移动能源控股集团有限公司 | 一种供电控制方法及供电控制装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102097833A (zh) * | 2009-12-09 | 2011-06-15 | 索尼公司 | 电池控制系统、电池控制器、电池控制方法和程序 |
CN102420440A (zh) * | 2010-09-27 | 2012-04-18 | 比亚迪股份有限公司 | 一种车载太阳能充电器控制系统及其控制方法 |
WO2014191928A1 (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | Alessandro Caraglio | Device and method for optimization of power harvested from solar panels |
CN205657631U (zh) * | 2016-01-14 | 2016-10-19 | 阿尔特汽车技术股份有限公司 | 车载太阳能电池发电量估算装置 |
-
2016
- 2016-01-14 CN CN201610021911.1A patent/CN105553405B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102097833A (zh) * | 2009-12-09 | 2011-06-15 | 索尼公司 | 电池控制系统、电池控制器、电池控制方法和程序 |
CN102420440A (zh) * | 2010-09-27 | 2012-04-18 | 比亚迪股份有限公司 | 一种车载太阳能充电器控制系统及其控制方法 |
WO2014191928A1 (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | Alessandro Caraglio | Device and method for optimization of power harvested from solar panels |
CN205657631U (zh) * | 2016-01-14 | 2016-10-19 | 阿尔特汽车技术股份有限公司 | 车载太阳能电池发电量估算装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106080067A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-09 | 江苏振发控股集团有限公司 | 水陆两用的太阳能电动汽车 |
CN106324512A (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-11 | 杭州瑞利科技有限公司 | 一种风光互补用储能蓄电池容量检测方法 |
CN106324512B (zh) * | 2016-08-10 | 2019-03-15 | 杭州瑞利科技有限公司 | 一种风光互补用储能蓄电池容量检测方法 |
CN108154268A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-12 | 国网福建省电力有限公司 | 快速估算小水电站群发电量的方法 |
CN109193897A (zh) * | 2018-09-19 | 2019-01-11 | 汉能移动能源控股集团有限公司 | 一种供电控制方法及供电控制装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105553405B (zh) | 2017-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cultura et al. | Modeling, evaluation and simulation of a supercapacitor module for energy storage application | |
CN104300685B (zh) | 一种大规模超级电容储能模块监控系统 | |
CN105553405A (zh) | 车载太阳能电池发电量估算装置及方法 | |
Mellincovsky et al. | Performance and limitations of a constant power-fed supercapacitor | |
CN103064026B (zh) | 车辆电池剩余电量监测方法 | |
CN104166102A (zh) | 车用动力电池组的soc使用区间的判定方法 | |
CN103278776B (zh) | 一种电动汽车电池绝缘检测系统 | |
CN104682521A (zh) | 用于风力发电机组变桨控制系统的超级电容器实时检测系统及方法 | |
CN204945867U (zh) | 一种应用于光伏发电系统的最大功率跟踪控制装置 | |
CN104297576B (zh) | 超级电容器不同老化阶段的特性测试方法及装置 | |
Ben Fathallah et al. | Modeling a photovoltaic energy storage system based on super capacitor, simulation and evaluation of experimental performance | |
CN202886481U (zh) | 太阳能逆变器中的电容容量检测电路 | |
CN102508163B (zh) | 一种车载发电机抛负载测试方法、系统及装置 | |
CN203056668U (zh) | 一种风能和太阳能发电存储式电动汽车充换电站 | |
Wang et al. | Third-order dynamic model of a lead acid battery for use in fuel cell vehicle simulation | |
CN103777093A (zh) | 一种气体激光器故障检测系统及其检测方法 | |
CN108390456B (zh) | 一种可反向供电的小区电动汽车供电系统及方法 | |
CN204145045U (zh) | 微电网智能柔性充电系统 | |
CN106610592A (zh) | 一种储能式城轨车辆真实物理特性的仿真平台 | |
CN205657631U (zh) | 车载太阳能电池发电量估算装置 | |
Wu et al. | Application of super-capacitor in photovoltaic power generation system | |
CN102692606A (zh) | 一种电动车辆的蓄电池综合特性测量装置 | |
Yifeng | Analysis and design of the super capacitor monitoring system of hybrid electric vehicles | |
CN203733025U (zh) | 基于最终功率回馈的前级调压式太阳能mppt系统 | |
CN201153267Y (zh) | 基于can总线的电动汽车超级电容能量管理系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |