CN106926713A - 车辆多能源供给系统及方法、太阳能汽车 - Google Patents

车辆多能源供给系统及方法、太阳能汽车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车辆多能源供给系统及方法，该系统包括：太阳能电池模块、蓄电池模块、超级电容模块、DC‑AC逆变器、输出控制模块；所述输出控制模块用于获取车辆当前状态，并根据车辆当前状态及所述太阳能电池模块、所述蓄电池模块、所述超级电容模块各自的剩余电量，控制所述太阳能电池模块、所述蓄电池模块、所述超级电容模块中任一个或多个模块向所述DC‑AC逆变器输出直流电，并且优先由所述太阳能电池模块向所述DC‑AC逆变器输出直流电；所述DC‑AC逆变器用于将所述直流电转换成交流电驱动所述牵引电机。本发明可以降低车辆对环境产生的污染，提高能源使用效率，增加车辆续驶里程。

Description

车辆多能源供给系统及方法、太阳能汽车
技术领域
本发明涉及车辆能源领域，具体涉及一种车辆多能源供给系统及方法、太阳能汽车。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括四大类型，即混合动力电动汽车、纯电动汽车(包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车、其他新能源(如高效储能器)汽车等。
现有的新能源车辆大都采用单一的能源系统，由于每种新能源都有各自的局限性，比如，化学能蓄电池储能密度小、放电深度浅、使用寿命短，飞轮电池功率密度大、能量转换效率高、使用寿命长、但自放电大、能量不易长期保存，因而会影响车辆的续驶里程等。
太阳能是最清洁能源之一，在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展，汽车利用太阳能作为动力不会污染环境，相比传统热机驱动的汽车，可以做到真正的零排放。但是由于太阳能照射强度弱且不稳定，再加之转换效率低，因此汽车上的太阳能电池目前大都作为补充的能量来源使用，在许多情况下汽车电器仍然需要依赖于汽车的发电机和蓄电池的储能。因此，如何合理、有效地使用这些能源成为了业界广泛关注的一个问题。
显然，如果能够将主要能量来源与补充能量来源灵活地组合使用，则可以大幅度提高能源使用效率并降低环境污染。
发明内容
本发明一方面提供一种车辆多能源供给系统及方法，以降低车辆对环境产生的污染，提高能源使用效率，增加车辆续驶里程。
本发明另一方面提供一种太阳能汽车，以减少汽车的总排放量，节能环保，增加车辆续驶里程。
为此，本发明提供如下技术方案：
一种车辆多能源供给系统，包括：太阳能电池模块、蓄电池模块、超级电容模块、DC-AC逆变器、输出控制模块；所述太阳能电池模块的输出端、所述蓄电池模块的输出端及所述超级电容模块的输出端分别通过所述输出控制模块连接DC-AC逆变器的直流端，所述DC-AC逆变器的交流端连接车辆的牵引电机；
所述输出控制模块，用于获取车辆当前状态，并根据车辆当前状态及所述太阳能电池模块、所述蓄电池模块、所述超级电容模块各自的剩余电量，控制所述太阳能电池模块、所述蓄电池模块、所述超级电容模块中任一个或多个模块向所述DC-AC逆变器输出直流电，并且优先由所述太阳能电池模块向所述DC-AC逆变器输出直流电；
所述DC-AC逆变器，用于将所述直流电转换成交流电驱动所述牵引电机。
优选地，所述太阳能电池模块包括太阳能电池、太阳能电池电压转换电路，所述太阳能电池的输出端连接所述太阳能电池电压转换电路的输入端，所述太阳能电池电压转换电路的输出端作为所述太阳能电池模块的输出端。
优选地，所述蓄电池模块包括蓄电池、蓄电池电压转换电路，所述蓄电池的输出端连接所述蓄电池电压转换电路的输入端，所述蓄电池电压转换电路的输出端作为所述蓄电池模块的输出端。
优选地，所述超级电容模块包括超级电容、双向DC-DC转换器。
优选地，在车辆处于启动状态或者加速状态或者爬坡状态时，如果所述牵引电机所需驱动功率小于或等于太阳能电池模块所能提供的最大功率，则所述输出控制模块控制所述太阳能电池模块向所述DC-AC逆变器输出直流电；否则所述输出控制模块控制所述超级电容模块与所述太阳能电池模块共同向所述DC-AC逆变器输出直流电，或者控制所述超级电容模块、所述蓄电池模块与所述太阳能电池模块共同向所述DC-AC逆变器输出直流电；
在车辆处于匀速行驶状态时，如果所述牵引电机所需驱动功率小于或等于太阳能电池模块所能提供的最大功率，则所述输出控制模块控制所述太阳能电池模块向所述DC-AC逆变器输出直流电；否则所述输出控制模块控制蓄电池模块与所述太阳能电池模块共同向所述DC-AC逆变器输出直流电。
优选地，在车辆处于制动状态或者减速或者下坡状态时，所述输出控制模块控制利用电机回馈发电能量优先为所述超级电容模块充电，在所述超级电容模块充满后，再给所述蓄电池模块充电。
优选地，所述太阳能电池模块的输出端还通过所述输出控制模块连接所述蓄电池模块和所述超级电容模块。
一种车辆多能源供给方法，所述多能源包括：太阳能电池、蓄电池、以及超级电容；所述方法包括：
获取车辆当前状态，并根据车辆当前状态及太阳能电池、蓄电池、超级电容各自的剩余电量，控制太阳能电池、蓄电池、超级电容中任一个或多个向车辆的牵引电机提供电能。
优选地，在车辆处于启动状态或者加速状态或者爬坡状态时，如果所述牵引电机所需驱动功率小于或等于太阳能电池所能提供的最大功率，则由太阳能电池向车辆的牵引电机提供电能；否则由超级电容与太阳能电池共同向车辆的牵引电机提供电能，或者由超级电容、蓄电池与太阳能电池共同向车辆的牵引电机提供电能；
在车辆处于匀速行驶状态时，如果所述牵引电机所需驱动功率小于或等于太阳能电池所能提供的最大功率，则由太阳能电池向车辆的牵引电机提供电能；否则由蓄电池与太阳能电池共同向车辆的牵引电机提供电能。
优选地，在车辆处于制动状态或者减速或者下坡状态时，利用电机回馈发电能量优先为超级电容充电，在超级电容充满后，再给蓄电池充电。
一种太阳能汽车，包括前面所述的车辆多能源供给系统。
本发明实施例提供的车辆多能源供给系统及方法，综合利用多种能源驱动车辆，具体地，根据车辆当前状态及太阳能电池、蓄电池、超级电容各自的剩余电量，控制太阳能电池、蓄电池、超级电容中任一个或多个向车辆的牵引电机提供电能，并且优先由太阳能电池提供电能，在太阳能电池能量不足的情况下，再由超级电容、蓄电池作为能量补充，从而可以充分利用太阳能这一清洁能源，有效降低车辆有害物的排放，提升车辆续驶里程。
进一步地，将超级电容的快速、大电流充放电性能与蓄电池相结合使用，不仅可以有效减缓蓄电池的充放电电流，延长蓄电池使用寿命，而且由于超级电容的充放电效率和能量密度比蓄电池高，超级电容的比功率较大，因而可以改善汽车的动力性和经济性。
具有该车辆多能源供给系统的太阳能汽车可以明显减少汽车的总排放量，节约能量，提升汽车续驶里程。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例车辆多能源供给系统的原理框图；
图2是本发明实施例车辆多能源供给方法中车辆处于启动状态或者加速状态或者爬坡状态时的牵引电机的驱动流程图；
图3是本发明车辆多能源供给方法中在车辆处于匀速行驶状态时的牵引电机的驱动流程图；
图4是本发明车辆多能源供给方法中在车辆处于制动状态或者减速或者下坡状态时，的牵引电机的驱动流程图。
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实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
由于利用太阳能作为动力不会污染环境，而且太阳能也是“取之不尽，用之不竭”的能源，因此本发明提供一种车辆多能源供给系统及方法，将太阳能作为优先选择的能源为车辆提供驱动力，另外考虑到搭载在汽车上的太阳能电池由于汽车的高速行驶，其位置不断变化，从而导致其输出功率具有不稳定性，因此将蓄电池及超级电容作为太阳能的补充能源，综合利用多种能源为车辆提供驱动，在太阳能电池所能提供的最大功率不能满足牵引电机所需驱动功率的情况下，不足的部分再由其它能源补充，从而充分提高太阳能的利用效率，降低车辆有害物的排放，提升车辆续驶里程。
如图1所示，是本发明实施例车辆多能源供给系统的原理框图。
该系统包括：太阳能电池模块11、蓄电池模块12、超级电容模块13、DC-AC逆变器15、输出控制模块14。其中，太阳能电池模块11的输出端、蓄电池模块的输出端12及超级电容模块的输出端13分别通过输出控制模块14连接DC-AC逆变器15的直流端，DC-AC逆变器15的交流端连接车辆的牵引电机10。
上述太阳能电池模块11、蓄电池模块12、超级电容模块13向牵引电机10输出电能，各自的输出由输出控制模块14来控制，具体地，输出控制模块14获取车辆当前状态，并根据车辆当前状态及太阳能电池模块11、蓄电池模块12、超级电容模块13各自的剩余电量，控制太阳能电池模块11、蓄电池模块12、超级电容模块13中的任一个或多个模块向DC-AC逆变器15输出直流电。太阳能电池模块11及蓄电池模块12的剩余电量可由各自的电量管理系统实时统计，并通过CAN总线将这些信息实时反馈给输出控制模块14。相应地，DC-AC逆变器15将所述直流电转换成交流电驱动牵引电机10。
需要说明的是，在本发明实施例中，需要优先由太阳能电池模块11向DC-AC逆变器15输出直流电，即不论车辆处于何种状态，在牵引电机10需要驱动的情况下，只要当前太阳能电池模块11还有能量，则优先由太阳能模块11向牵引电机10提供能源，不足的部分再由超级电容模块13和/或蓄电池模块12补充。
在实际应用中，为了方便对各能源输出模块的输出控制，可以在各能源输出模块中设置电压转换电路。具体描述如下：
上述太阳能电池模块11可以包括：太阳能电池和太阳能电池电压转换电路(图中未示)，所述太阳能电池的输出端连接所述太阳能电池电压转换电路的输入端，所述太阳能电池电压转换电路的输出端作为所述太阳能电池模块的输出端，即所述太阳能电池电压转换电路串联在太阳能电池11和输出控制模块14之间。其中，所述太阳能电池可以设置在汽车的顶部或者四周，可以更好地吸收太阳光，提高太阳能的利用率。
上述蓄电池模块12包括蓄电池和蓄电池电压转换电路(图中未示)，所述蓄电池的输出端连接所述蓄电池电压转换电路的输入端，所述蓄电池电压转换电路的输出端作为所述蓄电池模块的输出端，即所述太阳能电池电压转换电路串联在太阳能电池11和输出控制模块14之间。
所述太阳能电池电压转换电路为单向DC-DC转换器，蓄电池电压转换电路为双向DC-DC转换器。
上述超级电容模块13包括超级电容和双向DC-DC转换器。
无论是所述单向DC-DC转换器还是所述双向DC-DC转换器，其功能都是将相应能源提供模块输出的电压转换为输出控制模块14输入所需的固定电压。
本发明实施例提供的车辆多能源供给系统，综合利用多种能源驱动车辆，具体地，根据车辆当前状态及太阳能电池、蓄电池、超级电容各自的剩余电量，控制太阳能电池、蓄电池、超级电容中任一个或多个向车辆的牵引电机提供电能，并且优先由太阳能电池提供电能，在太阳能电池能量不足的情况下，再由超级电容、蓄电池作为能量补充，从而可以充分利用太阳能这一清洁能源，有效降低车辆有害物的排放。
进一步地，考虑到车辆在不同的运行状态下，所需的动力会有不同的特点要求，比如：车辆在启动、加速、爬坡时，需要瞬时大电流；而车辆在匀速行驶时，需要的电流比较平稳。因此，本发明实施例提供的车辆多能源供给系统，还可以根据车辆不同运行状态的特点，对其能源供给进行合理的配置，尽最大可能发挥不同能源各自的优势，具体可以有以下几种方式：
在车辆处于启动状态或者加速状态或者爬坡状态时，如果牵引电机10所需驱动功率小于或等于太阳能电池模块11所能提供的最大功率，则输出控制模块14控制太阳能电池模块11向DC-AC逆变器15输出直流电，也就是说，由太阳能电池模块11独自提供车辆运行所需的驱动能量；否则输出控制模块14控制超级电容模块13与太阳能电池模块11共同向DC-AC逆变器15输出直流电，或者控制超级电容模块13、蓄电池模块12与太阳能电池模块11共同向DC-AC逆变器15输出直流电。具体地，在牵引电机10所需驱动功率大于太阳能电池模块11所能提供的最大功率的情况下，比如阳光较弱的情况，太阳能电池模块11按照当前所能提供的最大功率输出，不足的功率由超级电容模块13独自或者与蓄电池模块12共同补充，即如果超级电容模块13所能提供的最大功率大于或等于牵引电机10所需驱动功率与太阳能电池模块11所能提供的最大功率的差值时，由超级电容模块13与太阳能电池模块11共同向DC-AC逆变器15输出直流电，否则太阳能电池模块11和超级电容模块13均输出当前所能提供的最大功率，不足的功率由蓄电池模块12补充。当然，在车辆处于黑暗的、没有阳光的环境中，太阳能电池模块11的输出功率可能为零，在这种情况下，则需要由超级电容模块13或者蓄电池模块12或者这两者共同驱动牵引电机10。
在车辆处于匀速行驶状态时，如果牵引电机10所需驱动功率小于或等于太阳能电池模块11所能提供的最大功率，则输出控制模块14控制太阳能电池模块11向DC-AC逆变器15输出直流电；否则输出控制模块14控制蓄电池模块12与太阳能电池模块11共同向DC-AC逆变器15输出直流电。当然，在车辆处于黑暗的、没有阳光的环境中，太阳能电池模块11的输出功率可能为零，在这种情况下，则可以只由蓄电池模块12向牵引电机10放电，驱动车辆运行。
需要说明的是，在实际应用中，输出控制模块14还可以根据超级电容、蓄电池和太阳能电池电量的多少来控制其输出功率的大小，比如，在蓄电池和太阳能电池剩余电量高于20％时，可满功率输出；当其剩余电量低于20％时，按最大功率的50％降功率输出；当其剩余电量低于10％时，停止输出。电容电量在0-100％范围内均可最大功率输出。具体的功率输出控制可以采用现有的一些技术实现，对此本发明实施例不做限定。
进一步地，在车辆处于制动状态或者减速或者下坡状态时，此时牵引电机处于再生制动状态，相应地，输出控制模块14控制利用电机回馈发电能量优先为超级电容模块13充电，在超级电容模块13充满后，再给蓄电池模块12充电。需要说明的是，在充电过程中，输出控制模块14需要实时监测超级电容的SOC值，如果制动时间较长，而超级电容的SOC值达到上限值时仍未停止制动，此时输出控制模块14控制蓄电池继续吸收多余的制动能量，在蓄电池的SOC值也达到其允许的上限值后，启动机械制动模式。机制制动模式的启动可以由本发明系统中的输出控制模块14触发，也可以由车辆中其它控制模块触发，或者由所述其它控制模块及输出控制模块14相配合来触发，对此本发明实施例不做限定。
在实际应用中，上述蓄电池模块12还可以由外置充电器为其充电，比如，牵引电机停止运转，同时蓄电池模块电量不足需要进行充电处理时，由外置的充电电源为其充电。另外，在本发明系统另一实施例中，还可以将太阳能电池模块11的输出端通过所述输出控制模块14连接蓄电池模块12和超级电容模块13，以便在满足设定条件下，由太阳能电池模块11为蓄电池模块12和/或超级电容模块13充电，比如，在阳光充足的环境下，牵引电机停止运转或者匀速运行状态，可以将太阳能电池多余的能量补充给超级电容模块13和蓄电池模块12。同样，在充电时，优先为超级电容模块13充电，在超级电容模块13充满后，再给蓄电池模块12充电。当然，在蓄电池模块12连接外置充电电源情况下，也可以由外置充电电源及太阳能电池模块11共同为蓄电池模块充电。
需要说明的是，在实际应用中，车辆运行状态及各能源输出模块的功率监测可以全部由输出控制模块14来完成，也可以将这些功能分散到车辆的不同控制模块来完成，比如，由整车控制器来监测车辆运行状态，由电池管理模块监测各能源输出模块的功率，整车控制器、电池管理模块分别与输出控制模块14通过CAN总线通信，从而使输出控制模块14通过CAN总线报文获得相应的信息。
另外，在本发明车辆多能源供给系统中，还可进一步包括显示模块，以显示太阳能电池模块11和蓄电池模块12的电量(比如SOC值)，并在电量低于设定的限值时，显示相应的提示信息。
可见，本发明实施例提供的车辆多能源供给系统，优先由太阳能电池提供车辆驱动能源，并将超级电容的快速、大电流充放电性能与蓄电池相结合使用，不仅可以有效减缓蓄电池的充放电电流，延长蓄电池使用寿命，而且由于超级电容的充放电效率和能量密度比蓄电池高，超级电容的比功率较大，因而可以提高汽车的动力性和经济性。
本发明实施例的车辆多能源供给系统可以应用于各种不同类型的车辆中，具有该车辆多能源供给系统的太阳能汽车可以明显减少汽车的总排放量，节约能量，提升汽车续驶里程。
相应地，本发明还提供一种车辆多能源供给方法，所述多能源包括：太阳能电池、蓄电池、以及超级电容；所述方法包括：获取车辆当前状态，并根据车辆当前状态及太阳能电池、蓄电池、超级电容各自的剩余电量，控制太阳能电池、蓄电池、超级电容中任一个或多个向车辆的牵引电机提供电能。
考虑到车辆在不同的运行状态下，所需的动力会有不同的特点要求，比如：车辆在启动、加速、爬坡时，需要瞬时大电流；而车辆在匀速行驶时，需要的电流比较平稳。因此，本发明实施例的方法还可以根据车辆不同运行状态的特点，对其能源供给进行合理的配置，尽最大可能发挥不同能源各自的优势。下面分别对几种不同状态下的能源输出方式进行详细说明。
如图2所示，是本发明车辆多能源供给方法中车辆处于启动状态或者加速状态或者爬坡状态时的牵引电机的驱动控制流程图。
在车辆处于启动状态或者加速状态或者爬坡状态时，首先在步骤201判断太阳能电池所能提供的最大功率PMAX太阳能电池是否大于或等于牵引电机所需驱动功率P电机；
如果是，则执行步骤202，由太阳能电池向车辆的牵引电机提供电能；
否则，执行步骤203，判断超级电容所能提供的最大功率PMAX超级电容是否大于或等于牵引电机所需驱动功率P电机与太阳能电池所能提供的最大功率的差值PMAX超级电容；
如果是，则执行步骤204，由超级电容与太阳能电池共同向车辆的牵引电机提供电能，超级电容输出功率＝P电机-PMAX太阳能电池；
否则，执行步骤205，由超级电容、蓄电池与太阳能电池共同向车辆的牵引电机提供电能，蓄电池输出功率＝P电机-PMAX太阳能电池-PMAX超级电容。
需要说明的是，太阳能电池的输出功率为零的情况下，需要由超级电容或者蓄电池或者这两者共同向车辆的牵引电机提供电能。
如图3所示，是本发明车辆多能源供给方法中在车辆处于匀速行驶状态时的牵引电机的驱动流程图。
在车辆处于匀速行驶状态时，首先在步骤301判断太阳能电池所能提供的最大功率PMAX太阳能电池是否大于或等于牵引电机所需驱动功率P电机；
如果是，则执行步骤302，由太阳能电池向车辆的牵引电机提供电能；
否则，执行步骤303，由蓄电池与太阳能电池共同向车辆的牵引电机提供电能。
需要说明的是，在车辆处于黑暗的、没有阳光的环境中，太阳能电池的输出功率可能为零，在这种情况下，则可以只由蓄电池向牵引电机放电，驱动车辆运行。
如图4所示，是本发明车辆多能源供给方法中在车辆处于制动状态或者减速或者下坡状态时，的牵引电机的驱动流程图。
在车辆处于制动状态或者减速或者下坡状态时，牵引电机处于再生制动状态，利用电机回馈发电能量优先为超级电容充电，在超级电容充满后，再给蓄电池充电。
具体地，首先在步骤401判断超级电容的电量是否小于设定阈值，比如95％；如果是，则执行步骤402；否则，执行步骤404；
步骤402，利用电机回馈发电能量为超级电容充电；
步骤403，判断超级电容是否充满；如果未充满，则继续执行步骤402；否则，执行步骤404；
步骤404，判断蓄电池的电量是否小于设定阈值，比如95％；如果是，则执行步骤405；否则，执行步骤407；
步骤405，利用电机回馈发电能量为蓄电池充电；
步骤406，判断蓄电池是否充满；如果未充满，则继续执行步骤405；否则，执行步骤407；
步骤407，判断制动功率是否大于电机最大回馈发电功率；如果是，则执行步骤408；否则，结束；
步骤408，启动机械制动模式。
可见，本发明实施例提供的车辆多能源供给方法，综合利用多种能源驱动车辆，并优先由太阳能电池提供车辆驱动能源，从而可以充分利用太阳能这一清洁能源，有效降低车辆有害物的排放。进一步地，将超级电容的快速、大电流充放电性能与蓄电池相结合使用，不仅可以有效减缓蓄电池的充放电电流，延长蓄电池使用寿命，而且由于超级电容的充放电效率和能量密度比蓄电池高，超级电容的比功率较大，因而可以提高汽车的动力性和经济性。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及系统；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种车辆多能源供给系统，其特征在于，包括：太阳能电池模块、蓄电池模块、超级电容模块、DC-AC逆变器、输出控制模块；所述太阳能电池模块的输出端、所述蓄电池模块的输出端及所述超级电容模块的输出端分别通过所述输出控制模块连接DC-AC逆变器的直流端，所述DC-AC逆变器的交流端连接车辆的牵引电机；
所述输出控制模块，用于获取车辆当前状态，并根据车辆当前状态及所述太阳能电池模块、所述蓄电池模块、所述超级电容模块各自的剩余电量，控制所述太阳能电池模块、所述蓄电池模块、所述超级电容模块中任一个或多个模块向所述DC-AC逆变器输出直流电，并且优先由所述太阳能电池模块向所述DC-AC逆变器输出直流电；
所述DC-AC逆变器，用于将所述直流电转换成交流电驱动所述牵引电机。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述太阳能电池模块包括太阳能电池、太阳能电池电压转换电路，所述太阳能电池的输出端连接所述太阳能电池电压转换电路的输入端，所述太阳能电池电压转换电路的输出端作为所述太阳能电池模块的输出端。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蓄电池模块包括蓄电池、蓄电池电压转换电路，所述蓄电池的输出端连接所述蓄电池电压转换电路的输入端，所述蓄电池电压转换电路的输出端作为所述蓄电池模块的输出端。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述超级电容模块包括超级电容、双向DC-DC转换器。
5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，
在车辆处于启动状态或者加速状态或者爬坡状态时，如果所述牵引电机所需驱动功率小于或等于太阳能电池模块所能提供的最大功率，则所述输出控制模块控制所述太阳能电池模块向所述DC-AC逆变器输出直流电；否则所述输出控制模块控制所述超级电容模块与所述太阳能电池模块共同向所述DC-AC逆变器输出直流电，或者控制所述超级电容模块、所述蓄电池模块与所述太阳能电池模块共同向所述DC-AC逆变器输出直流电；
在车辆处于匀速行驶状态时，如果所述牵引电机所需驱动功率小于或等于太阳能电池模块所能提供的最大功率，则所述输出控制模块控制所述太阳能电池模块向所述DC-AC逆变器输出直流电；否则所述输出控制模块控制蓄电池模块与所述太阳能电池模块共同向所述DC-AC逆变器输出直流电。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，
在车辆处于制动状态或者减速或者下坡状态时，所述输出控制模块控制利用电机回馈发电能量优先为所述超级电容模块充电，在所述超级电容模块充满后，再给所述蓄电池模块充电。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述太阳能电池模块的输出端还通过所述输出控制模块连接所述蓄电池模块和所述超级电容模块。
8.一种车辆多能源供给方法，其特征在于，所述多能源包括：太阳能电池、蓄电池、以及超级电容；所述方法包括：
获取车辆当前状态，并根据车辆当前状态及太阳能电池、蓄电池、超级电容各自的剩余电量，控制太阳能电池、蓄电池、超级电容中任一个或多个向车辆的牵引电机提供电能。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
在车辆处于启动状态或者加速状态或者爬坡状态时，如果所述牵引电机所需驱动功率小于或等于太阳能电池所能提供的最大功率，则由太阳能电池向车辆的牵引电机提供电能；否则由超级电容与太阳能电池共同向车辆的牵引电机提供电能，或者由超级电容、蓄电池与太阳能电池共同向车辆的牵引电机提供电能；
在车辆处于匀速行驶状态时，如果所述牵引电机所需驱动功率小于或等于太阳能电池所能提供的最大功率，则由太阳能电池向车辆的牵引电机提供电能；否则由蓄电池与太阳能电池共同向车辆的牵引电机提供电能。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
在车辆处于制动状态或者减速或者下坡状态时，利用电机回馈发电能量优先为超级电容充电，在超级电容充满后，再给蓄电池充电。
11.一种太阳能汽车，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的车辆多能源供给系统。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108170248A (zh) * 2017-12-28 2018-06-15 国网山东省电力公司蒙阴县供电公司 车载太阳能通信能量补偿方法及装置
WO2018184352A1 (zh) * 2017-04-06 2018-10-11 东汉新能源汽车技术有限公司 车辆多能源供给系统及方法、太阳能汽车
CN108790848A (zh) * 2018-03-30 2018-11-13 潍柴动力股份有限公司 一种燃料电池车辆坡道起步控制系统、方法及车辆
CN110015074A (zh) * 2017-11-24 2019-07-16 丰田自动车株式会社 车辆
CN111108014A (zh) * 2017-07-26 2020-05-05 索诺电机有限公司 用于机动车辆的能量管理系统
CN113022329A (zh) * 2020-12-23 2021-06-25 杭州伯坦新能源科技有限公司 一种智能多类型电池混合能源系统及供能方法
CN113054832A (zh) * 2021-03-10 2021-06-29 东北大学 一种新能源汽车电源系统及分配方法
CN113858950A (zh) * 2021-10-13 2021-12-31 宁波烯铝新能源有限公司 一种旅居车智能互补电源系统及其控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2506483Y (zh) * 2001-10-09 2002-08-21 北京中高创业新能源科技发展有限责任公司 电动车辆用复合动力电源
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
CN103738195A (zh) * 2013-11-12 2014-04-23 浙江师范大学 一种新型复合能源电动车能量控制方法
CN204263963U (zh) * 2014-11-14 2015-04-15 张厚华 一种双能源电动车
CN104786856A (zh) * 2015-05-13 2015-07-22 遂宁市东乘车辆有限公司 具有太阳能充电功能的电动汽车的电驱动控制系统
CN204623178U (zh) * 2015-05-04 2015-09-09 辽宁科技学院 一种太阳能与超级电容互补蓄能的代步车电控装置
CN205149554U (zh) * 2015-08-05 2016-04-13 郑州宇通客车股份有限公司 一种房车及其多能源互补的电源系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0908482D0 (en) * 2009-05-18 2009-06-24 Liberty Electric Cars Ltd Multi component propulsion systems for road vehicles
CN201703265U (zh) * 2010-06-11 2011-01-12 高国风 电动车用太阳能电驱动系统
CN102343826A (zh) * 2011-07-18 2012-02-08 陈昌志 新能源电动汽车
CN204687862U (zh) * 2015-04-13 2015-10-07 深圳市尔泰科技有限公司 双电源节能电动汽车
CN106926713A (zh) * 2017-04-06 2017-07-07 东汉新能源汽车技术有限公司 车辆多能源供给系统及方法、太阳能汽车

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2506483Y (zh) * 2001-10-09 2002-08-21 北京中高创业新能源科技发展有限责任公司 电动车辆用复合动力电源
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
CN103738195A (zh) * 2013-11-12 2014-04-23 浙江师范大学 一种新型复合能源电动车能量控制方法
CN204263963U (zh) * 2014-11-14 2015-04-15 张厚华 一种双能源电动车
CN204623178U (zh) * 2015-05-04 2015-09-09 辽宁科技学院 一种太阳能与超级电容互补蓄能的代步车电控装置
CN104786856A (zh) * 2015-05-13 2015-07-22 遂宁市东乘车辆有限公司 具有太阳能充电功能的电动汽车的电驱动控制系统
CN205149554U (zh) * 2015-08-05 2016-04-13 郑州宇通客车股份有限公司 一种房车及其多能源互补的电源系统

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018184352A1 (zh) * 2017-04-06 2018-10-11 东汉新能源汽车技术有限公司 车辆多能源供给系统及方法、太阳能汽车
CN111108014A (zh) * 2017-07-26 2020-05-05 索诺电机有限公司 用于机动车辆的能量管理系统
CN110015074A (zh) * 2017-11-24 2019-07-16 丰田自动车株式会社 车辆
CN108170248A (zh) * 2017-12-28 2018-06-15 国网山东省电力公司蒙阴县供电公司 车载太阳能通信能量补偿方法及装置
CN108170248B (zh) * 2017-12-28 2021-07-09 国网山东省电力公司蒙阴县供电公司 车载太阳能通信能量补偿方法及装置
CN108790848A (zh) * 2018-03-30 2018-11-13 潍柴动力股份有限公司 一种燃料电池车辆坡道起步控制系统、方法及车辆
CN113022329A (zh) * 2020-12-23 2021-06-25 杭州伯坦新能源科技有限公司 一种智能多类型电池混合能源系统及供能方法
CN113054832A (zh) * 2021-03-10 2021-06-29 东北大学 一种新能源汽车电源系统及分配方法
CN113858950A (zh) * 2021-10-13 2021-12-31 宁波烯铝新能源有限公司 一种旅居车智能互补电源系统及其控制方法
CN113858950B (zh) * 2021-10-13 2023-10-31 宁波烯铝新能源有限公司 一种旅居车智能互补电源系统及其控制方法

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