CN115995964A - 一种车载太阳能升压变换器、升压控制方法及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载太阳能升压变换器、升压控制方法及新能源汽车，其中，车载太阳能升压变换器包括：第一桥臂、第二桥臂、第一电感模块、第二电感模块、第一开关、第二开关、第三开关；所述第一桥臂和所述第二桥臂并联；所述第一电感模块的第一端与所述第二电感模块的第一端同时连接车载太阳能升压变换器的输入端，所述第一电感模块的第二端连接所述第一上桥臂开关和第一下桥臂开关之间的接连点，所述第二电感模块的第二端连接所述第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点。车载太阳能升压变换器将太阳能控制器输出的电压转换成动力电池的电能，实现了太阳能向动力电池的电能转换功能，同时保证太阳能输入电压在宽范围变化时保持高压输出。

Description

一种车载太阳能升压变换器、升压控制方法及新能源汽车

技术领域

本发明涉及太阳能充电技术领域，尤其涉及一种车载太阳能升压变换器、升压控制方法及新能源汽车。

背景技术

太阳充电作为一种无污染的一次能源在新能源汽车中广泛应用，新能汽车中的车载太阳能板可以通过太阳能充电机为汽车动力电池提供优渥的动力。

目前，车载太阳能变换器大多采用传统DC/DC变换器拓扑结构，然而传统DC/DC变换器拓扑结构难以实现较高的电压增益，使得光照强度较低太阳能电池板输出电压较低时不能够为动力电池提供电能，严重制约了太阳能转换效率。

发明内容

本发明提供了一种车载太阳能升压变换器、升压控制方法及新能源汽车，以解决光照强度较低太阳能电池板输出电压较低时不能够为动力电池提供电能的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种车载太阳能升压变换器，该升压变压器包括：

第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂和所述第二桥臂并联，所述第一桥臂包括串接的第一上桥臂开关和第一下桥臂开关，所述第二桥臂包括串接的第二上桥臂开关和第二下桥臂开关；

第一电感模块，所述第一电感模块的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，用于连接所述太阳能控制器的输出端，所述第一电感模块的第二端连接所述第一上桥臂开关和第一下桥臂开关之间的接连点；

第二电感模块，所述第二电感模块的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，所述第二电感模块的第二端连接所述第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点；

第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的第一端连接所述第一上桥臂开关和所述第二上桥臂开关的连接点；所述第一开关的第二端连接所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端连接所述车载太阳能升压变换器的输出端，所述第三开关的第一端连接所述第二开关的第二端；

第一电容模块，连接于所述第一电感模块的第三端和所述第一开关的第二端之间；

第二电容模块，连接于所述第二电感模块的第三端和所述第三开关的第二端之间。

可选的，所述第一电感模块包括：第一电感和第二电感，所述第一电感的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，所述第一电感的第二端连接所述第二电感的第一端，所述第二电感的第二端连接所述第一上桥臂开关和第一下桥臂开关之间的接连点，所述第一电容模块连接于所述第一电感的第二端与所述第一开关的第二端之间。

可选的，所述第二电感模块包括：第三电感和第四电感，所述第三电感的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，所述第三电感的第二端连接所述第四电感的第一端，所述第四电感的第二端连接所述第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点，所述第二电容模块连接于所述第三电感的第二端与所述第三开关的第二端之间。

可选的，所述第一电容模块包括：第一电容，所述第一电容的第一端连接所述第一电感的第二端，所述第一电容的第二端连接所述第一开关的第二端；所述第二电容模块包括：第二电容，所述第二电容的第一端连接所述第三电感的第二端，所述第二电容的第二端连接所述第三开关的第二端。

根据本发明的另一方面，提供了一种车载太阳能升压变换器的控制方法，该控制方法包括：在所述太阳能控制器的输出功率大于切换功率，并且输出电压小于切换电压时时，控制所述车载太阳能升压变换器工作于交错并联控制方式。

可选的，所述交错并联控制方式包括第一工作模式，在所述第一工作模式；控制所述第一上桥臂开关以及所述第二下桥臂开关关断，控制所述第一下桥臂开关以及所述第二上桥臂开关导通；控制所述第一开关以及所述第三开关导通，控制所述第二开关关断。

可选的，所述交错并联控制方式包括第二工作模式，在所述第二工作模式；控制所述第一下桥臂开关以及所述第二下桥臂开关关断，控制所述第一上桥臂开关以及所述第二上桥臂开关导通；控制所述第二开关以及所述第三开关导通，控制所述第一开关关断。

可选的，所述交错并联控制方式包括第三工作模式，在所述第三工作模式；控制所述第一下桥臂开关以及所述第二上桥臂开关关断，控制所述第一上桥臂开关以及所述第二下桥臂开关导通；控制所述第二开关以及所述第三开关导通，控制所述第一开关关断。

可选的，所述交错并联控制方式包括第四工作模式，在所述第四工作模式；控制所述第一上桥臂开关以及所述第二上桥臂开关关断，控制所述第一下桥臂开关以及所述第二下桥臂开关导通；控制所述第一开关以及所述第三开关导通，控制所述第二开关关断。

可选的，该控制方法还包括：在所述太阳能控制器的输出功率大于切换功率，并且输出电压大于或者等于所述切换电压时时，控制所述车载太阳能升压变换器工作于单桥臂控制模块，在所述单桥臂控制模块式，控制所述第一上桥臂开关以及所述第一下桥臂开关关断，控制所述第二上桥臂开关以及所述第二下桥臂开关导通；控制所述第一开关、第二开关以及所述第三开关导通。

根据本发明的另一方面，提供了一种新能源汽车，该新能源汽车包括所述车载太阳能升压变换器。

本发明实施例的技术方案，提供的一种车载太阳能升压变换器包括：第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂和所述第二桥臂并联，所述第一桥臂包括串接的第一上桥臂开关和第一下桥臂开关，所述第二桥臂包括串接的第二上桥臂开关和第二下桥臂开关；第一电感模块，所述第一电感模块的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，用于连接所述太阳能控制器的输出端，所述第一电感模块的第二端连接所述第一上桥臂开关和第一下桥臂开关之间的接连点；第二电感模块，所述第二电感模块的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，所述第二电感模块的第二端连接所述第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点；第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的第一端连接所述第一上桥臂开关和所述第二上桥臂开关的连接点；所述第一开关的第二端连接所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端连接所述车载太阳能升压变换器的输出端，所述第三开关的第一端连接所述第二开关的第二端；第一电容模块，连接于所述第一电感模块的第三端和所述第一开关的第二端之间；第二电容模块，连接于所述第二电感模块的第三端和所述第三开关的第二端之间。车载太阳能升压变换器将太阳能控制器输出的电压转换成动力电池的电能，实现了太阳能向动力电池的电能转换功能，同时能够保证太阳能光伏输入电压在宽范围变化时能够保持高压输出能力。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种车载太阳能升压变换器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种车载太阳能升压变换器的电路连接图；

图3是本发明实施例提供的单桥臂控制状态电路连接图；

图4是本发明实施例提供的一种车载太阳能升压变换器的控制方法流程图；

图5是本发明实施例提供的车载太阳能升压变压器主要元器件工作电流电压波形图；

图6是本发明实施例提供的车载太阳能升压变压器的第一工作模态电路图；

图7是本发明实施例提供的车载太阳能升压变压器的第二工作模态电路图；

图8是本发明实施例提供的车载太阳能升压变压器的第三工作模态电路图；

图9是本发明实施例提供的车载太阳能升压变压器的第四工作模态电路图；

图10是本发明实施例提供的一种新能源汽车的结构示意图。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是本发明实施例提供的一种车载太阳能升压变换器的结构示意图，如图1所示，车载太阳能升压变换器100包括第一桥臂110和第二桥臂120，第一桥臂110和第二桥臂120并联，第一桥臂110包括串接的第一上桥臂开关130和第一下桥臂开关140，第二桥臂120包括串接的第二上桥臂开关150和第二下桥臂开关160；第一电感模块170的第一端180连接车载太阳能升压变换器的输入端in1，车载太阳能升压变换器的输入端in1用于连接所述太阳能控制器的输出端，第一电感模块170的第二端101连接第一上桥臂开关和第一下桥臂开关之间的接连点105；第二电感模块102的第一端103连接车载太阳能升压变换器的输入端in1，第二电感模块102的第二端104连接第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点106；第一开关107的第一端111连接第一上桥臂开关和第二上桥臂开关的连接点112；第一开关107的第二端113连接第二开关108的第一端114，第二开关108的第二端115连接车载太阳能升压变换器的输出端out1，第三开关109的第一端117连接第二开关108的第二端115；第一电容模块118连接于第一电感模块170的第三端119和第一开关107的第二端113之间；第二电容模块121连接于第二电感模块102的第三端122和第三开关109的第二端123之间。

本实施例中，桥臂开关可以选用MOS场效应管，电感模块可以包括电感，电容模块包括电容，可以存储电能。太阳能控制器可以包括太阳能电池，并控制太阳能电池输出电压。车载太阳能升压变换器的输入端190用于连接外部太阳能控制器的输出端，并接收外部太阳能控制器发出的电能，车载太阳能升压变换器100通过输入端in1接收到太阳能控制器发出的电能，车载太阳能升压变换器的输入端in1连接第一电感模块第一端180，将电能传输到第一电感模块170，第一电感模块的第二端101连接第一上桥臂开关和第一下桥臂开关之间的接连点105，将电能传输到第一桥臂，第一电容模块118连接在第一电感模块的第三端119与第一开关的第二端113之间，第一电容模块118接收经过第一电感模块的第三端119发出的电能并进行存储。第一电容模块118与第二开关的第一端114连接，第二开关的第二端115连接车载太阳能升压变换器的输出端out1，车载太阳能升压变换器的输出端out1与外部的车载动力电池连接并通过输出的电能对动力电池进行充电，因此，第一电容模块118存储的电能可以通过第二开关108实现对外部动力电池充电。

车载太阳能升压变换器的输入端in1连接第二电感模块第一端103，将电能传输到第二电感模块102，第二电感模块的第二端104连接第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点106，将电能传输到第二桥臂，第二电容模块121连接在第二电感模块的第三端122与第三开关的第二端123之间，第二电容模块121接收经过第二电感模块的第三端122发出的电能并进行存储。第二电容模块121与第三开关的第二端123连接，第三开关的第一端117连接第二开关第二端115，第二开关的第二端115连接车载太阳能升压变换器的输出端out1，因此，第二电容模块121存储的电能可以通过第三开关109实现对外部动力电池的充电。

本发明实施例的技术方案，提供的一种车载太阳能升压变换器包括：第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂和所述第二桥臂并联，所述第一桥臂包括串接的第一上桥臂开关和第一下桥臂开关，所述第二桥臂包括串接的第二上桥臂开关和第二下桥臂开关；第一电感模块，所述第一电感模块的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，用于连接所述太阳能控制器的输出端，所述第一电感模块的第二端连接所述第一上桥臂开关和第一下桥臂开关之间的接连点；第二电感模块，所述第二电感模块的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，所述第二电感模块的第二端连接所述第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点；第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的第一端连接所述第一上桥臂开关和所述第二上桥臂开关的连接点；所述第一开关的第二端连接所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端连接所述车载太阳能升压变换器的输出端，所述第三开关的第一端连接所述第二开关的第二端；第一电容模块，连接于所述第一电感模块的第三端和所述第一开关的第二端之间；第二电容模块，连接于所述第二电感模块的第三端和所述第三开关的第二端之间。车载太阳能升压变换器将太阳能控制器输出的电压转换成动力电池的电能，实现了太阳能向动力电池的电能转换功能，同时能够保证太阳能光伏输入电压在宽范围变化时能够保持高压输出能力。

本实施例是在上述实施例的基础上进行细化，示例性的，图2是本发明实施例提供的一种车载太阳能升压变换器的电路连接图。如图2所示，第一电感模块170包括：第一电感210和第二电感220，第一电感的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端in1，第一电感的第二端连接第二电感的第一端，第二电感的第二端连接第一上桥臂开关和第一下桥臂开关之间的接连点105，第一电容模块118连接于第一电感的第二端与第一开关的第二端之间。第二电感模块102包括：第三电感230和第四电感240，第三电感的第一端250连接车载太阳能升压变换器的输入端in1，第三电感的第二端连接第四电感的第一端，第四电感的第二端连接第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点106，第二电容模块121连接于第三电感的第二端与第三开关的第二端之间。第一电容模块118包括：第一电容260，第一电容260的第一端连接第一电感的第二端，第一电容的第二端连接第一开关的第二端；第二电容模块121包括：第二电容270，第二电容270的第一端连接第三电感的第二端，第二电容的第二端连接第三开关的第二端。

本实施例中，第三电容280作为钳位电容，钳位电容的工作过程为：当第一下桥臂开关140关断第一上桥臂开关130开通后，第一电感210和第二电感220中漏感中的能量向第三电容280充电，直到太阳能电池290的输入电压与第一电感210、第二电感220的电压之和小于第三电容280两端电压后，太阳能电池290、第一电感210的电压、第二电感220的电压以及第三电容280的电压同时向第一电容260充电；当第二下桥臂开关160关断第二上桥臂开关150开通后，第三电感230和第四电感240中漏感中的能量向第三电容280充电，直到太阳能电池290的输入电压与第三电感230、第四电感240的电压之和小于第三电容280两端电压后，太阳能电池290、第三电感230的电压、第四电感240的电压以及第三电容280的电压同时向第二电容270充电。

其中，第一电感210和第二电感220为第一桥臂110耦合电感的第一绕组和第二绕组，第三电感230和第四电感240为第二桥臂120耦合电感的第一绕组和第二绕组。第一电容260、第二电容270选用升压储能电容，第四电容201作为滤波电容。二极管与MOS开关并联可以保护MOS开关。

在车载太阳能升压变换器中，车载太阳能升压变换器的输入端in1连接太阳能电池290，车载太阳能升压变换器的输入端in1连接第一电感第一端，将太阳能电池290产生的电压传输到第一电感210，第一电感的第二端连接第二电感的第一端，将电压传输到第二电感220，第二电感的第二端连接第一上桥臂开关和第一下桥臂开关之间的接连点105，将电压传输到第一桥臂110，第一电容260连接在第一电感的第二端与第一开关的第二端之间，第一电容260接收经过第一电感的第二端的电压并进行存储。第一电容260与第二开关的第一端连接，第二开关的第二端连接车载太阳能升压变换器的输出端out1，车载太阳能升压变换器的输出端out1与动力电池202的正极连接，并对动力电池202进行充电，因此，第一电容260存储的电能可以通过第二开关108实现对动力电池202充电。

车载太阳能升压变换器的输入端in1连接太阳能电池290，车载太阳能升压变换器的输入端in1连接第三电感第一端250，将太阳能电池290产生的电压传输到第三电感230，第三电感的第二端连接第四电感的第一端，将电压传输到第四电感240，第四电感的第二端连接第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点106，将电压传输到第二桥臂120，第二电容270连接在第三电感的第二端与第三开关的第二端之间，第二电容270接收经过第三电感的第二端的电压并进行存储。第三开关的第一端连接第二开关第二端，第二开关的第二端连接车载太阳能升压变换器的输出端out1，因此，第二电容270存储的电能可以通过第三开关109实现对动力电池202的充电。

本实施例中，车载太阳能升压变换器的输入端与太阳能控制器的太阳能电池连接，将太阳能电池输出的电能进行升压、存储、传输，车载太阳能升压变换器的输出端与外部的车载动力电池连接，太阳能电池输出的电压经车载太阳能升压变换器升压后传输到车载动力电池，使得车载太阳能升压变换器为动力电池提供较高的供电电压，同时保证为动力电池持续供电。

在上述实施例提供的车载太阳能升压变换器基础上，本实施例提供了一种车载太阳能升压变换器的控制方法，在阳能控制器的输出功率大于切换功率，并且输出电压小于切换电压时时，控制所述车载太阳能升压变换器工作于交错并联控制方式。在所述太阳能控制器的输出功率大于切换功率，并且输出电压大于或者等于所述切换电压时时，控制所述车载太阳能升压变换器工作于单桥臂控制模块。

图3是本发明实施例提供的单桥臂控制状态电路连接图，如图3所示，在单桥臂控制模块式，控制第一上桥臂开关130以及第一下桥臂开关140关断，控制第二上桥臂开关150以及第二下桥臂开关160导通；控制第一开关107、第二开关108以及第三开关109导通。第三电感的第二端连接第四电感的第一端，将电压传输到第四电感240，第四电感的第二端连接第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点106，将电压传输到第二桥臂120，第二电容270连接在第三电感的第二端与第三开关的第二端之间，第二电容270接收经过第三电感的第二端的电压并进行存储。第三开关的第一端连接第二开关第二端，第二开关的第二端连接车载太阳能升压变换器的输出端out1，因此，第二电容270存储的电能可以通过第三开关109实现对动力电池202的充电。第一桥臂110、第一电感210、第二电感220、以及第一电容260不工作。

图4是本发明实施例提供的一种车载太阳能升压变换器的控制方法流程图。该方法包括：当启动交错并联型车载太阳能DC/DC升压变换器之前先检测整车工作状态，当整车处于启动状态时，此时升压变换器不工作，通过控制太阳能控制器实现对低压蓄电池的充电；当整车处于非启动状态时再检测整车是否处于充电状态，当检测到整车处于充电状态时为了不影响大功率充电效率，此时太阳能控制器依旧对低压蓄电池充电，能够保证交直流充电效率的同时也能够实现太阳能的合理利用；当检测到整车处于非充电状态时先控制太阳能控制器向低压蓄电池充电30秒以计算出太阳能输入的最大功率点，再将最大功率与切换功率比较，当输入功率小于切换功率时，为了避免整车启动高压充电时的消耗功率小于太阳能输入功率这一情况出现，依旧控制太阳能控制器为低压蓄电池充电；当检测到输入功率大于切换功率时，再将最大功率输入点的太阳能控制器输入电压与切换电压进行比较，当输入电压大于切换电压时可仅开启升压变换器上臂进行升压工作模式，以减少功率开关MOS管的启动数量提高转换效率；当检测到输入电压小于切换电压时，为了保证在低压范围内依旧能够通过升压变换器为动力电池提供够高的充电电压，此时升压变换器启动交错并联升压工作模式，保证升压变换器拥有较高的电压增益以实现对动力电池的充电。

本实施例中，车载太阳能升压变压器可以通过改变第一桥臂110、第二桥臂120中的开关状态实现工作模态的切换，其中，同一桥臂中的上下桥臂开关为互斥开关。

示例性的，图5是本发明实施例提供的车载太阳能升压变压器主要元器件工作电流电压波形图。如图5所示，ug1是第一下桥臂开关140接入的驱动电压，ug2是第二下桥臂开关160接入的驱动电压，ug1、ug2作为驱动电压可以由外部信号发生装置等产生。iL1为第三电感230与第四电感240中的电流，iL3为第一电感210与第二电感220中的电流，iS1为第一下桥臂开关140流过的电流，iS2为第二下桥臂开关160流过的电流，iS3为第一上桥臂开关130流过的电流，iS4为第二上桥臂开关150流过的电流，iS5为第一开关107流过的电流，iS6为第二开关108流过的电流，iS7为第三开关109流过的电流。

图6是本发明实施例提供的车载太阳能升压变压器的第一工作模态电路图。如图6所示，在第一工作模式下，控制第一上桥臂开关130以及第二下桥臂开关160关断，控制第一下桥臂开关140以及第二上桥臂开关150导通；控制第一开关107以及第三开关109导通，控制第二开关108关断。第一下桥臂开关140接入的驱动电压ug1为高电平、第二下桥臂开关160接入的驱动电压ug2为低电平。太阳能电池221通过第一下桥臂开关140对第一电感210与第二电感220充电，第三电感230与第四电感240通过第二上桥臂开关150联合第三电容280对第一电容260进行充电，此时第二电容270通过第三开关109向动力电池202放电。

图7是本发明实施例提供的车载太阳能升压变压器的第二工作模态电路图。如图7所示，在第二工作模式下，控制第一下桥臂开关140以及第二下桥臂开关160关断，控制第一上桥臂开关130以及第二上桥臂开关150导通；控制第二开关108以及第三开关109导通，控制第一开关107关断。第一下桥臂开关140接入的驱动电压ug1为低电平、第二下桥臂开关160接入的驱动电压ug2为低电平。太阳能电池290通过第三电感230、第四电感240、第二上桥臂开关150向第三电容280放电，太阳能电池290通过第一电感210、第二电感220、第一上桥臂开关130向第三电容280放电，第一电容260通过第二开关108、第三开关109向第二电容270进行充电，车载太阳能升压变压器的输出端out1向动力电池202供电，供电电压可以通过第四电容201进行滤波。

图8是本发明实施例提供的车载太阳能升压变压器的第三工作模态电路图。如图8所示，在第三工作模式下，控制第一下桥臂开关140以及第二上桥臂开关150关断，控制第一上桥臂开关130以及第二下桥臂开关160导通；控制第二开关108以及第三开关109导通，控制第一开关107关断。第一下桥臂开关140接入的驱动电压ug1为低电平、第二下桥臂开关160接入的驱动电压ug2为高电平。太阳能电池290通过第三电感230、第四电感240、第二上桥臂开关150向第三电容280放电，太阳能电池290通过第二下桥臂开关160向第三电感230、第四电感240充电，车载太阳能升压变压器的输出端out1向动力电池202供电，供电电压可以通过第四电容201进行滤波。

图9是本发明实施例提供的车载太阳能升压变压器的第四工作模态电路图。如图9所示，在第四工作模式下，控制第一上桥臂开关130以及第二上桥臂开关150关断，控制第一下桥臂开关140以及第二下桥臂开关160导通；控制第一开关107以及第三开关109导通，控制第二开关108关断。第一下桥臂开关140接入的驱动电压ug1为高电平、第二下桥臂开关160接入的驱动电压ug2为高电平。太阳能电池290通过第一下桥臂开关140向第一电感210、第二电感220充电，太阳能电池290通过第二下桥臂开关160向第三电感230、第四电感240充电，第三电容280通过第一开关107向第一电容260充电，第二电容270通过第三开关109向动力电池202供电。

通过对上述各个工作模态的分析，可以得到交错并联型车载太阳能DC/DC升压变换器的电压增益公式：

其中，k1为第一电感210与第二电感220的耦合系数，k2为第三电感230与第四电感240的耦合系数；n1为第二电感220与第一电感210的匝比；n2为第四电感230与第三电感240的匝比；D为第一下桥臂开关140与第二下桥臂开关160的占空比；由此可以看出升压变换器的升压增益可以由交错并联的两部分耦合电感的匝比与耦合系数以及开关管占空比决定，其升压增益可以得到极大的满足，能够在太阳能变换器输入电压的宽范围变化时动力电池输出端能够保持稳定的输出电压。

本实施例提供的一种车载太阳能升压变换器的控制方法，实现在输入电压较高的情况下使用上臂单独控制以减少开关管的使用数量提高整机效率，在输入电压较低的情况下使用交错并联控制以满足较高的升压比。车载太阳能升压变换器在整车不同工况、不同光照强度下放电控制不同的策略，能够保证太阳能控制器融入整车充电系统，并且以最高效的控制策略对输出电能进行转换，提高光伏用电的整体效率，实现整车在不同工作状态与不同太阳能输入情况下的电能合理分配，最大程度利用绿色能源。

图10是本发明实施例提供的一种新能源汽车的结构示意图，如图10所示，一种新能源汽车10包括车载太阳能升压变换器100、车载太阳能升压变换器输入端in1、车载太阳能升压变换器输出端out1、太阳能控制器11、太阳能控制器输出端out2、动力电池202。

本实施例中，车载太阳能升压变换器输入端in1与太阳能控制器输出端out2连接，将太阳能控制器11输出的电能传输到车载太阳能升压变换器100，车载太阳能升压变换器100对输入的电能进行变压变换，将太阳能控制器11输出的电压转换为较高的电压。车载太阳能升压变换器输出端out1与力电池202连接，将电压传输到动力电池202，使得太阳能控制器11在宽范围电压输入时为动力电池202提供稳定的充电电压，例如，可适用于400V动力电池系统与800V动力电池系统。

本实施例中，车载太阳能升压变换器应用于新能源汽车，将太阳能转换成电能供新能源汽车使用，实现较高的电压增益，使得光照强度较低太阳能电池板输出电压较低时能够为动力电池提供电能，提高了太阳能转换效率，通过在新能源汽车中增加车载太阳能板可以通过太阳能充电机为汽车动力电池提供优渥的动力。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种车载太阳能升压变换器，其特征在于，包括：

第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂和所述第二桥臂并联，所述第一桥臂包括串接的第一上桥臂开关和第一下桥臂开关，所述第二桥臂包括串接的第二上桥臂开关和第二下桥臂开关；

第一电感模块，所述第一电感模块的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，用于连接所述太阳能控制器的输出端，所述第一电感模块的第二端连接所述第一上桥臂开关和第一下桥臂开关之间的接连点；

第二电感模块，所述第二电感模块的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，所述第二电感模块的第二端连接所述第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点；

第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的第一端连接所述第一上桥臂开关和所述第二上桥臂开关的连接点；所述第一开关的第二端连接所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端连接所述车载太阳能升压变换器的输出端，所述第三开关的第一端连接所述第二开关的第二端；

第一电容模块，连接于所述第一电感模块的第三端和所述第一开关的第二端之间；

第二电容模块，连接于所述第二电感模块的第三端和所述第三开关的第二端之间。

2.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述第一电感模块包括：

第一电感和第二电感，所述第一电感的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，所述第一电感的第二端连接所述第二电感的第一端，所述第二电感的第二端连接所述第一上桥臂开关和第一下桥臂开关之间的接连点，所述第一电容模块连接于所述第一电感的第二端与所述第一开关的第二端之间。

3.根据权利要求2所述的变换器，其特征在于，所述第二电感模块包括：

第三电感和第四电感，所述第三电感的第一端连接车载太阳能升压变换器的输入端，所述第三电感的第二端连接所述第四电感的第一端，所述第四电感的第二端连接所述第二上桥臂开关和第二下桥臂开关之间的接连点，所述第二电容模块连接于所述第三电感的第二端与所述第三开关的第二端之间。

4.根据权利要求3所述的变换器，其特征在于，所述第一电容模块包括：第一电容，所述第一电容的第一端连接所述第一电感的第二端，所述第一电容的第二端连接所述第一开关的第二端；所述第二电容模块包括：第二电容，所述第二电容的第一端连接所述第三电感的第二端，所述第二电容的第二端连接所述第三开关的第二端。

5.一种权利要求1-4任一项所述的车载太阳能升压变换器的控制方法，其特征在于，在所述太阳能控制器的输出功率大于切换功率，并且输出电压小于切换电压时时，控制所述车载太阳能升压变换器工作于交错并联控制方式。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述交错并联控制方式包括第一工作模式，在所述第一工作模式；控制所述第一上桥臂开关以及所述第二下桥臂开关关断，控制所述第一下桥臂开关以及所述第二上桥臂开关导通；控制所述第一开关以及所述第三开关导通，控制所述第二开关关断。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述交错并联控制方式包括第二工作模式，在所述第二工作模式；控制所述第一下桥臂开关以及所述第二下桥臂开关关断，控制所述第一上桥臂开关以及所述第二上桥臂开关导通；控制所述第二开关以及所述第三开关导通，控制所述第一开关关断。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述交错并联控制方式包括第三工作模式，在所述第三工作模式；控制所述第一下桥臂开关以及所述第二上桥臂开关关断，控制所述第一上桥臂开关以及所述第二下桥臂开关导通；控制所述第二开关以及所述第三开关导通，控制所述第一开关关断。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述交错并联控制方式包括第四工作模式，在所述第四工作模式；控制所述第一上桥臂开关以及所述第二上桥臂开关关断，控制所述第一下桥臂开关以及所述第二下桥臂开关导通；控制所述第一开关以及所述第三开关导通，控制所述第二开关关断。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：在所述太阳能控制器的输出功率大于切换功率，并且输出电压大于或者等于所述切换电压时时，控制所述车载太阳能升压变换器工作于单桥臂控制模块，在所述单桥臂控制模块式，控制所述第一上桥臂开关以及所述第一下桥臂开关关断，控制所述第二上桥臂开关以及所述第二下桥臂开关导通；控制所述第一开关、第二开关以及所述第三开关导通。

11.一种新能源汽车，其特征在于，包括：权利要求1-4任一项所述的车载太阳能升压变换器。

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