CN106427522A - 基于stm32的智能能源管理小车的设计 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于STM32的智能能源管理小车的设计,设置有:蓄电池电量统计模块;太阳能最大光照强度寻找模块;程控电磁刹车模块;无线传能控制模块;动力变速模块;用户界面模块;控制器。本发明可实现车辆能源利用的多元化,减少化石燃料的使用量,为保护环境,营造碧水蓝天的生活做出贡献。实现刹车智能充电功能;在燃油供能的基础上,综合了太阳能、电能的使用,实现智能切换,绿色环保;配备快速无线传能充电,充电时间比普通电动车短,车辆随到随充,摆脱线的束缚,且兼容性好;通过使用STM32单片机对小车控制,实现车辆能源的智能管理,响应国家号召,节约大量能源。

Description

基于STM32的智能能源管理小车的设计
技术领域
本发明属于电气自动化技术领域,尤其涉及一种基于STM32的智能能源管理控制系统及方法。
背景技术
对太阳能的利用,国内现状:太阳能,一般是指的是太阳光的辐射能量,在现代一般用作发电。而国内对太阳能在汽车上的应用,主要分为四种。一:收集太阳能发电,然后和蓄电瓶一起作为汽车的直接动力源。二是将太阳能作为车辆的辅助能源使用,比如点亮一些小灯泡,小风扇等等。三是利用太阳能建造发电站,把能量收集起来,用的时候再取出来。四是利用太阳能制作氢气,现将太阳能转化为电能,然后用电能电解水,水再产生氢气,最后将氢气用钢瓶存储起来,供给使用氢气的汽车使用。然而目前太阳能汽车替代燃油汽车还无法实现,主要因为太阳能电池能量密度小,转换效率不高,价格昂贵,技术不够成熟,与国外光热发电技术在材料、设计、工艺及理论方面长达50多年的研究相比,我国的太阳能利用还属于系统集成示范阶段,因此目前仍无商业化电站能够运行。2010年12月,由中国科学院电工研究所等10家单位联合承担的国内首座1MW塔式太阳能热发电试验示范电站竣工。2010年,我国首个光热发电特许权项目-内蒙古鄂尔多斯50MW项目10月下旬启动招标,该项目采用槽式光热发电技术,计划总投资16亿元,年发电1.2亿kWh。业界寄望于借助该项目考量国内研发技术,探索符合国情的商业模式并带动市场规模化发展。截至2013年,我国太阳能热发电现状表如表1所示。
表1我国太阳能热发电现状表
中控德令哈50MW太阳能热发电项目选址在青海省德令哈市,规划土地3.3km2,预计年发电量1.2亿kWh。项目由中控太阳能技术有限公司投资建设,公司专业从事太阳能热发电技术研发与推广,是中国领先的太阳能热发电技术、装备与解决方案提供商。项目于2011年启动,是我国首座大规模应用的太阳能热发电站。项目采用企业自主研发的技术及装备,对我国塔式太阳能热发电聚光集热技术、发电技术、系统集成、工程及国产化装备制造能力等方面起到了重要的示范作用。(2)国外现状:截至2011年底,国外仍处于运行状态的太阳能热发电总装机容量约1770MW。西班牙是主要的太阳能热发电市场,约占全球总装机容量的62.3%;美国次之,约占总装机容量的28.8%;另外,德国、以色列、意大利、埃及和泰国境内分别有一座太阳能热发电站。国外在建的太阳能热发电站总装机容量约为3.4GW,其中,美国市场为37.7%,西班牙市场为33.9%,其他的分别分布在摩洛哥、阿尔及利亚、阿布扎比以及澳大利亚等国。目前,全球处于开发中的太阳能热发电项目总装机容量约为16GW,这些电站分别位于美国、苏丹、西班牙、澳大利亚、摩洛哥、南非、泰国、印度和伊朗等国家。日前,全世界已建成10余个塔式太阳能光热发电试验示范电站。典型的太阳能塔式发电站是西班牙PS20,装机容量为20MW。太阳能光热发电一次投资为2500~2900美元/kW,太阳能光热发电年效率可达15%~20%,发电成本为15美分/kWh。随着技术和规模的发展,有望在2020年其发电成本达到4美分//kWh左右。二:对电能的利用,国内现状:我国电动汽车研究开发应用还是比较早的。政府已把电动车技术研究列“八五”科技攻关重点项目。全国有关工厂企业、主要高等院校、几个省市地方从事整车开发的有五六家,从事蓄电池、电动机等专门总成及部件研究的有几十家,1987年12月成立了中国电工技术学会电动车辆研究会,多次组织了国内、国际的学术交流活动,出刊了不少资料,有效地指导和推动了全国各方面的研究试验工作。在地方工业上,湖北省发展电动车具有较大的优势,东风汽车公司1992年开始电动车的科研工作;长江动力公司双层电动大客车等已开发试制多年;且有武工、华工大、武大等大专院校及各种军工、民用能源、机电企业和科研机构协助并经常取得清华大学、中科院及全国有关厂校的支持和帮助,省委、省政府领导及有关部门也高度重视,大力支持东风系列电动汽车的开发应用工作。近年来,我国在电动车及其相关系统的开发方面均取得了很大进展,并取得了重要的成果。1989年初深圳三星技术研究所曾试制成功以日产“阳光”牌小轿车为基础的四座电动车,车速只有30km/h。1991年8月,浙江温州的私人业主开设的叶丰电动车厂试制成功“叶丰”牌五座混合驱动型电动轿车,该车使用11.9kW汽油机和铅酸电池驱动12kW直流电动机,最高车速82km/h,一次充电续驶里程为202km。1993年7月,上海新联电动车公司与新联电动车研究所联合开发成功首次使用镍镉、镍氢电池的电动车,最高车速达100km/h,一次充电续驶里程200km,汽车性能有了较大进步。1993年成都科技大学与重庆电机厂合作,为美国休斯公司设计电动汽车驱动主电机。173台符合美国HPCS标准的HYS132型驱动主电机于当年已装配在美国电动车辆上,1994年又为美方提供了300台,成为美国电动车主电机的中国最大供货商。1995年上海国际汽车工业展览会上,长江动力公司研制的电动双层大客车、北方工业大学开发的太阳能电动小客车等产品隆重展出,首次集中展出了我国研制电动车辆这一高新技术最新水平,引起了国内外参观者的浓厚兴趣。我国电动车辆的研制,经过几年的努力,现已处于样车试制阶段。其标志,目前清华大学、北方工业大学、郑州华联电动研究所已先后开发出样车,并正在进行运行考验;北京重型电机厂研制的轿车正在海南岛试车;广东、湖北、贵州、山西等省市都纷纷在进行研制,有的还与外国厂家合作开发。这表明我国对电动车辆的研究开发已迈出实质性的步伐。国外现状:据OECD 10个国家(美国、加拿大、法国、英国、瑞典、荷兰、瑞士、丹麦、德国、日本)的统计,当今公路上跑的电动车辆大约有4500-5000辆,不包括低速电动车。现有商品化电动车,充电后可在城市路况下行驶50-80公里,最高时速70-90km/h;车辆装备大多是铅酸电池和直流马达;车辆改型也比较经济快捷,都是在现有内燃车辆的基础上更换相关零件。电动汽车现有的使用水平,仅仅能提供城区用户的基本要求。在美国、日本、西欧等发达国家,电动汽车已开始进入实用化阶段。由于高新技术发展的推动和政府对汽车排放越来越苛刻的要求,各大汽车公司在电动汽车方面展开了激烈竞争,不断推出各自的新产品。日本电动汽车的发展现状,日本政府直接参与推动电动车发展的事业,并作出具体布置和计划:1.整顿、更新蓄电池充电站;2.研制轻量、长寿蓄电池;3.降低电动车生产成本;4.建立电动车协会;5.制定电动车普及的税利计划,准备对购买电动车者予以补助和免除法人税制等。另外,日本政府还制定了《电动汽车普及应用计划》,其主要内容有:到2000年实现电动汽车自然地被人们接受并得到普遍使用;2000年时全国电动汽车产量要达到10万辆,保有量达到20万辆;2000年时电动汽车一次充电行驶时程(40km/h等速行驶)达到250km,最高车速达到120km/h,蓄电池寿命达4年;价格为同级内燃机汽车的1.2倍。近期工作的任务是:健全电动汽车普及应用综合推进体制,研究开发小型高性能蓄电池。在应用研究方面,日本东京电力公司和日本研究开发公司,联合研制成功“IZA”豪华型电动车,采用288V镍镉电池作为驱动电源,设有制动能量回收装置,车身采用碳纤维强化塑料制品制成。该车最高车速可达176km/h,一次充电行驶里程高达544km(40km/h等速行驶),创下了当今电动车的世界之最。日产公司研制成功薄而轻的镍镉电池,用一组超薄电极,配以高浓度溶液,散热性能好、质量轻、充电时间短,6min可充至40%的额定容量,15min完全充满。该电池已在日产公司的未来型电动车(FEV)上使用,该车一次充电后,能以72km/h的速度行驶160km。在商品化生产上,日本各大汽车公司和电力公司纷纷推出所研制的电动车。五十铃公司与COPP公司共同开发的2吨级电动汽车,已在1994年投入使用;丰田公司推出一种电动小客车,可用柴油也可用电池作动力,城乡兼用;马自达公司的MX-5型电动车在今后几年内投入市场;东京电力公司的一种高性能电动汽车是在车轮上直接安装驱动系统,最高车速180km/h,一次充电行驶里程500km以上。美国电动汽车的发展现状,美国和日本在电动车的研制开发方面均处于世界领先地位。为了抗衡日本在电动汽车方面的竞争,1992年美国政府资助3.5亿美元,让通用、福特、克莱斯勒三大汽车公司组成美国先锋电子财团(VS-ABC)积极从事电动车的开发,重点研究的课题是:1.新型蓄电池;2.轻质材料在电动车上的应用;3.低滚动阻力的轮胎;4.制动再生电能系统;5.快速充电装置。同时,美国政府为了推动电动车的开发进程,不断制定有关法规。特别是美国加州已经颁布了“零排放”的汽车排放法规,并规定了阶段性实现的保有量份额。这一法案的实施,迫使各汽车厂家竞相推出最新的电动汽车,除了通用公司的“冲击”牌电动车之外,克莱斯勒公司的道厅EDIC微型电动面包车也同样令人注目,该车装用镍铁电池,备有自动加水系统,220V电压充电,8h充满,最高时100km/h。最近,美国一汽车公司与奥沃内克电池公司联合,旨在开发新一代蓄电池:一次充电可行驶480km,从0加速到96km/h只需8s,中期目标是电池使用寿命16万km,充电时间仅为15min,长期目标是使电动车的性能可与燃油汽车媲美,并降低费用。德国在电动汽车研制方面也不甘落后,奔驰等三大汽车公司曾筹集5000万马克,1992年开始在德国北部的吕根岛上进行了最新一代电动车的试验,对先进的高能电池和电动机进行选型。电动车用的钠硫电池一直是德国在电池研制方面领先于世界的一项新技术。这种电池与传统电池相比,能量相当,但质量只有传统电池的1/4,体积为其1/2,使用寿命则在15万km以上。德国宝马(BMW)公司的两种新型电动汽车E1和E2就使用了这种钠硫电池,它从0加速到50km/h用不到6s的时间,加速到80km/h,只需12.7s,最高时速为125km/h,最大续驶里程427km,也属世界领先水平,该车将于1997年投入批量生产。大众汽车公司的“奇科”牌电动车,则利用一台双缸汽油机为其氢化镍电池充电,最高时速130km,续驶里程500km,100km油耗仅1.5L,是较理想的电动汽车。此外,大众公司还与美国博施(BUSE)公司合作生产燃油、电动混合驱动型“奥迪100-D”型电动轿车。70年代的石油冲击使法国对电动汽车开发较早,并进行了不同类型的电动汽车实验,在技术上取得了很大进展。法国的标致-雪铁龙集团公司长期致力于实用电动汽车的开发。1989年,该集团成为世界上第一个向商业车队和城市销售电动大蓬车的制造商,它的电动垃圾车在巴黎使用了135台,全国300台。电池几乎都用铅酸电池。SAFT公司正着力镍镉电池的研究。目前,该公司已拟定了一项叫作“绿色”事业的电动汽车发展计划。
现有太阳能电动车技术不能大面积推广,移动不便,操作复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于STM32的智能能源管理控制系统及方法,旨在解决现有太阳能电动车技术不能大面积推广,移动不便,操作复杂的问题。
本发明是这样实现的,一种基于STM32的智能能源管理控制系统,所述基于STM32的智能能源管理控制系统设置有:
蓄电池电量统计模块,用于实现蓄电池电量的统计;利用STM32开发板板载的AD/DA芯片,对蓄电池的电流电压采集并作积分和微分运算,以此来统计电池电量。
太阳能最大光照强度寻找模块,用于寻找太阳能的最强光照;太阳能板上有四个光敏电阻,四个光敏电阻采集的光照强度使用电平芯片比较,X轴和Y轴各自使用两个光敏电阻,只要两个光敏电阻有一个光照强度发生变化,该方向上将输出高低电平,使用该高低电平控制支撑太阳能板的两个电机,则可以使得太阳能板跟随太阳角度的移动而自动调整姿态。
程控电磁刹车模块,用于实现刹车;电磁刹车装置核心器件是一个永磁体旋转体发电机,发电机在车轮带动下产生三相交变电流,经过三相桥式整流后成为稳定直流电,将该直流电使用升降压电路,保持电压13.5V不变,电流能持续变化。附带速度采集装置,利用采集到的速度与设定的速度比较,速度过大时发电机输出电流增大,使得车速降低;速度过低时,减少充电电流,若是电流为零而速度依旧不够,电动机启动,将速度增加,如此循环,可使得车速按照程序运转。
无线传能控制模块,用于实现能量的无线传输;无线传能控制模块,检测车辆位置,如果车辆停泊的位置偏离充电线圈,发出信号,帮助驾驶员调整车辆姿态;如果位置合适,开始对蓄电池充电,同时调节充电电流,使充电电流先保持恒定值,当电池电压到达13.0V,保持电充电压13.5V不变。
动力变速模块,用于实现动力不同功率的输出;由于车辆使用的是直流电动机,变速实质是改变电动机两端的电压,也就是变化PWM占空比,电路设置占空比有电位器控制,电位器由0度变化到270度,速度从0增加到最大。电位器固定在加速油门踏板上面,通过细钢丝牵引,脚踩下的20角度将对应电位器旋转270度。
用户界面模块,用于实现工作参数的输入;车辆使用了串口屏幕,屏幕内容事先写好,只需要手指触控屏幕,屏幕发出串口指令,单片机收到指令,再做出相应动作。
控制器,与蓄电池电量统计模块、太阳能最大光照强度寻找模块、程控电磁刹车模块、无线传能控制模块、动力变速模块、用户界面模块连接,用于实现对蓄电池电量统计模块、太阳能最大光照强度寻找模块、程控电磁刹车模块、无线传能控制模块、动力变速模块、用户界面模块的控制。
进一步,控制器采用STM32单片机。
本发明的另一目的在于提供一种所述基于STM32的智能能源管理控制系统的智能能源管理控制方法,所述智能能源管理控制方法包括:
实现蓄电池电量的统计;
寻找太阳能的最强光照;
实现刹车;
能量的无线传输;
动力不同功率的输出;
工作参数的输入。
本发明的另一目的在于提供一种安装有所述基于STM32的智能能源管理控制系统的汽车。
本发明的另一目的在于提供一种安装有所述基于STM32的智能能源管理控制系统的电动车。
本发明提供的基于STM32的智能能源管理控制系统及方法,以STM32单片机为核心控制单元的油电混合车,设置有无线充电,太阳能充电;为提高刹车稳定性和能源利用率,设置有刹车智能充电功能。本发明可实现车辆能源利用的多元化,减少化石燃料的使用量,为保护环境,营造碧水蓝天的生活做出贡献。实现刹车智能充电功能;在燃油供能的基础上,综合了太阳能、电能的使用,实现智能切换,绿色环保;配备快速无线传能充电,充电时间比普通电动车短,车辆随到随充,摆脱线的束缚,且兼容性好;以电池组为主,以太阳能为辅助,并且车辆刹车或者下坡滑行时将动能与势能回收进系统,尽量使能量得到最大利用率;由太阳能汽车取代燃气车辆,每一辆车的二氧化碳排放量可减少43%-54%。太多二氧化碳的排放,会使得全球温室效应加剧,其他的含氮氧化物,还会直接危害人们的身体健康。而正常情况下,一台石油发动机的能源利用效率约为52%,利用率最高也只有50%-60%,而太阳能汽车的利用率却可以达到90%,并且几乎不产生污染物,同时是非常环保的清洁能源。因此,通过使用STM32单片机对小车控制,实现车辆能源的智能管理,响应国家号召,节约大量能源。
本发明由电池组给车辆提供动力;当车辆爬坡或者载重时,启动汽油发动机,车辆由汽油发动机提供动力,电池组提供辅助动力;检测到阳光充足时,自动将太阳能转化为电能储存起来,并且随着太阳光照强度的改变而自行改变充电电流;位于无线传能附近时,通过显示屏指导司机将车辆与地面设备对接;顶部太阳能电池启动后可以自行寻找合适角度,以便充分吸收能量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于STM32的智能能源管理控制系统结构示意图;
图中:1、蓄电池电量统计模块;2、太阳能最大光照强度寻找模块;3、程控电磁刹车模块;4、无线传能控制模块;5、动力变速模块;6、用户界面模块;7、控制器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的基于STM32的智能能源管理控制系统包括:蓄电池电量统计模块1、太阳能最大光照强度寻找模块2、程控电磁刹车模块3、无线传能控制模块4、动力变速模块5、用户界面模块6、控制器7。
蓄电池电量统计模块1,用于实现蓄电池电量的统计。
太阳能最大光照强度寻找模块2,用于寻找太阳能的最强光照。
程控电磁刹车模块3,用于实现刹车。
无线传能控制模块4,用于实现能量的无线传输。
动力变速模块5,用于实现动力不同功率的输出。
用户界面模块6,用于实现工作参数的输入。
控制器7,与蓄电池电量统计模块1、太阳能最大光照强度寻找模块2、程控电磁刹车模块3、无线传能控制模块4、动力变速模块5、用户界面模块6连接,用于实现对蓄电池电量统计模块1、太阳能最大光照强度寻找模块2、程控电磁刹车模块3、无线传能控制模块4、动力变速模块5、用户界面模块6的控制。控制器7采用STM32单片机。
蓄电池电量统计模块,用于实现蓄电池电量的统计;利用STM32开发板板载的AD/DA芯片,对蓄电池的电流电压采集并作积分和微分运算,以此来统计电池电量。
太阳能最大光照强度寻找模块,用于寻找太阳能的最强光照;太阳能板上有四个光敏电阻,四个光敏电阻采集的光照强度使用电平芯片比较,X轴和Y轴各自使用两个光敏电阻,只要两个光敏电阻有一个光照强度发生变化,该方向上将输出高低电平,使用该高低电平控制支撑太阳能板的两个电机,则可以使得太阳能板跟随太阳角度的移动而自动调整姿态。
程控电磁刹车模块,用于实现刹车;电磁刹车装置核心器件是一个永磁体旋转体发电机,发电机在车轮带动下产生三相交变电流,经过三相桥式整流后成为稳定直流电,将该直流电使用升降压电路,保持电压13.5V不变,电流能持续变化。附带速度采集装置,利用采集到的速度与设定的速度比较,速度过大时发电机输出电流增大,使得车速降低;速度过低时,减少充电电流,若是电流为零而速度依旧不够,电动机启动,将速度增加,如此循环,可使得车速按照程序运转。
无线传能控制模块,用于实现能量的无线传输;无线传能控制模块,检测车辆位置,如果车辆停泊的位置偏离充电线圈,发出信号,帮助驾驶员调整车辆姿态;如果位置合适,开始对蓄电池充电,同时调节充电电流,使充电电流先保持恒定值,当电池电压到达13.0V,保持电充电压13.5V不变。
动力变速模块,用于实现动力不同功率的输出;由于车辆使用的是直流电动机,变速实质是改变电动机两端的电压,也就是变化PWM占空比,电路设置占空比有电位器控制,电位器由0度变化到270度,速度从0增加到最大。电位器固定在加速油门踏板上面,通过细钢丝牵引,脚踩下的20角度将对应电位器旋转270度。
用户界面模块,用于实现工作参数的输入;车辆使用了串口屏幕,屏幕内容事先写好,只需要手指触控屏幕,屏幕发出串口指令,单片机收到指令,再做出相应动作。
本发明由电池组给车辆提供动力;当车辆爬坡或者载重时,启动汽油发动机,车辆由汽油发动机提供动力,电池组提供辅助动力;检测到阳光充足时,自动将太阳能转化为电能储存起来,并且随着太阳光照强度的改变而自行改变充电电流;位于无线传能附近时,通过显示屏指导司机将车辆与地面设备对接;顶部太阳能电池支架或者程序启动后可以自行寻找合适角度,以便充分吸收能量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于STM32的智能能源管理控制系统,其特征在于,所述基于STM32的智能能源管理控制系统设置有:
蓄电池电量统计模块,用于实现蓄电池电量的统计;
太阳能最大光照强度寻找模块,用于寻找太阳能的最强光照;
程控电磁刹车模块,用于实现刹车;
无线传能控制模块,用于实现能量的无线传输;
动力变速模块,用于实现动力不同功率的输出;
用户界面模块,用于实现工作参数的输入和工作状态的输出;
控制器,与蓄电池电量统计模块、太阳能最大光照强度寻找模块、程控电磁刹车模块、无线传能控制模块、动力变速模块、用户界面模块连接;用于实现对蓄电池电量统计模块、太阳能最大光照强度寻找模块、程控电磁刹车模块、无线传能控制模块、动力变速模块、用户界面模块的控制。
2.如权利要求1所述的基于STM32的智能能源管理控制系统,其特征在于,所述控制器采用STM32单片机。
3.如权利要求1所述的基于STM32的智能能源管理控制系统,其特征在于,所述蓄电池电量统计模块利用STM32开发板板载的AD/DA芯片,对蓄电池的电流电压采集并作积分和微分运算,统计电池电量。
4.如权利要求1所述的基于STM32的智能能源管理控制系统,其特征在于,所述太阳能最大光照强度寻找模块的太阳能板上有四个光敏电阻,四个光敏电阻采集的光照强度使用电平芯片比较,X轴和Y轴各自使用两个光敏电阻,只要两个光敏电阻有一个光照强度发生变化,该方向上将输出高低电平,使用该高低电平控制支撑太阳能板的两个电机,则使得太阳能板跟随太阳角度的移动而自动调整姿态。
5.如权利要求1所述的基于STM32的智能能源管理控制系统,其特征在于,所述程控电磁刹车模块的电磁刹车装置是永磁体旋转体发电机,发电机在车轮带动下产生三相交变电流,经过三相桥式整流后成为稳定直流电,将该直流电使用升降压电路,保持电压13.5V不变,电流能持续变化;车轮带有速度采集装置,利用采集到的速度与设定的速度比较,速度过大时发电机输出电流增大,使得车速降低;速度过低时,减少充电电流,若是电流为零而速度依旧不够,电动机启动,将速度增加,如此循环,使得车速按照程序运转。
6.如权利要求1所述的基于STM32的智能能源管理控制系统,其特征在于,所述无线传能控制模块检测车辆位置,如果车辆停泊的位置偏离充电线圈,发出信号,帮助驾驶员调整车辆姿态;如果位置合适,开始对蓄电池充电,同时调节充电电流,使充电电流先保持恒定值,当电池电压到达13.0V,保持电充电压13.5V不变。
7.如权利要求1所述的基于STM32的智能能源管理控制系统,其特征在于,所述动力变速模块的电位器固定在加速油门踏板上面,通过细钢丝牵引,脚踩下的20角度将对应电位器旋转270度;
所述用户界面模块,使用串口屏幕,屏幕内容事先写好,手指触控屏幕,屏幕发出串口指令,单片机收到指令,再做出相应动作。
8.一种如权利要求1所述基于STM32的智能能源管理控制系统的智能能源管理控制方法,其特征在于,所述智能能源管理控制方法包括:
实现蓄电池电量的统计;
寻找太阳能的最强光照;
实现刹车;实现能量回收;
能量的无线传输;表现为充电过程;
动力不同功率的输出;
工作参数的输入。
9.一种安装有权利要求1~7任意一项所述基于STM32的智能能源管理控制系统的汽车。
10.一种安装有权利要求1~7任意一项所述基于STM32的智能能源管理控制系统的电动车。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110077516A (zh) * 2019-04-22 2019-08-02 阿基米德航天航空精密工业科技(深圳)有限公司 绿色环保日光能月光能高效分压分冲光电板可折叠电动车
CN117584918A (zh) * 2024-01-12 2024-02-23 临工重机股份有限公司 一种工程车辆的制动系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201169215Y (zh) * 2008-02-05 2008-12-24 田丰斌 电动汽车制动能量回收系统
US20110291615A1 (en) * 2007-08-13 2011-12-01 Pandya Ravi A Wireless charging system for vehicles
CN202494932U (zh) * 2012-04-05 2012-10-17 珠海市第一中学 太阳能发电阳光跟进装置
CN204472537U (zh) * 2015-01-29 2015-07-15 深圳市索阳新能源科技有限公司 一种大功率太阳能智能混合动力汽车
CN105409092A (zh) * 2013-07-23 2016-03-16 金玄珉 电动汽车无线电力传送装置
CN206633802U (zh) * 2016-11-24 2017-11-14 湖北民族学院 基于stm32单片机的智能能源管理小车

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110291615A1 (en) * 2007-08-13 2011-12-01 Pandya Ravi A Wireless charging system for vehicles
CN201169215Y (zh) * 2008-02-05 2008-12-24 田丰斌 电动汽车制动能量回收系统
CN202494932U (zh) * 2012-04-05 2012-10-17 珠海市第一中学 太阳能发电阳光跟进装置
CN105409092A (zh) * 2013-07-23 2016-03-16 金玄珉 电动汽车无线电力传送装置
CN204472537U (zh) * 2015-01-29 2015-07-15 深圳市索阳新能源科技有限公司 一种大功率太阳能智能混合动力汽车
CN206633802U (zh) * 2016-11-24 2017-11-14 湖北民族学院 基于stm32单片机的智能能源管理小车

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110077516A (zh) * 2019-04-22 2019-08-02 阿基米德航天航空精密工业科技(深圳)有限公司 绿色环保日光能月光能高效分压分冲光电板可折叠电动车
CN117584918A (zh) * 2024-01-12 2024-02-23 临工重机股份有限公司 一种工程车辆的制动系统及方法
CN117584918B (zh) * 2024-01-12 2024-03-29 临工重机股份有限公司 一种工程车辆的制动系统及方法

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