本實(shí)用新型屬于新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車載光伏充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，汽車動(dòng)力以常規(guī)能源為主，主要依賴于石油能源的開發(fā)。當(dāng)使用石油作為汽車的主要?jiǎng)恿δ茉磿r(shí)，其排放出來(lái)的氣體對(duì)城市的大氣環(huán)境和地球的溫室效應(yīng)帶來(lái)了巨大沖擊，危害了人們現(xiàn)有的生活環(huán)境。因此，一直以來(lái)，人們積極尋找替代能源作為汽車的動(dòng)力，以突破當(dāng)前窘境。

近年來(lái)，由于太陽(yáng)能具有眾多的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)方面的好處，自然而然地成為一種主要的綠色再生能源形態(tài)。在傳統(tǒng)能源日漸匱乏的情況下，太陽(yáng)新能源汽車無(wú)疑是解決汽車能源問(wèn)題的一道曙光。太陽(yáng)能新能源汽車以其零排放，無(wú)污染，資源豐富等優(yōu)勢(shì)必將被廣泛應(yīng)用，從而創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中新能源汽車車載光伏充電器存在輸入電壓的范圍受到限制、轉(zhuǎn)換效率不高等缺陷，影響了太陽(yáng)能源的使用效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種車載光伏充電系統(tǒng)，有效地解決了輸入電壓的范圍受到限制、轉(zhuǎn)換效率不高的問(wèn)題。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型提供一種車載光伏充電系統(tǒng)，包括：第一功率開關(guān)電路，所述第一功率開關(guān)電路的輸入端電連接于光伏電池板；升降壓電路，所述升降壓電路的輸入端與所述第一功率開關(guān)電路的輸出端電連接；第二功率開關(guān)電路，所述第二功率開關(guān)電路的輸入端與所述升降壓電路的輸出端電連接；第三功率開關(guān)電路，所述第三功率開關(guān)電路的輸入端與所述第二功率開關(guān)電路的輸出端電連接；開關(guān)電路，所述開關(guān)電路的輸入端與所述第三功率開關(guān)電路的輸出端電連接，所述開關(guān)電路的輸出端電連接于蓄電池。

進(jìn)一步，所述第一功率開關(guān)電路包括：第一功率開關(guān)管、第一濾波電容和第一功率二極管，所述第一功率開關(guān)管的集電極與所述第一濾波電容的一端電連接；所述第一功率開關(guān)管的發(fā)射極與所述第一功率二極管的陰極電連接；所述第一功率開關(guān)管的發(fā)射極與所述升降壓電路電連接；所述第一濾波電容的另一端與所述第一功率二極管的陽(yáng)極電連接；所述第一濾波電容的兩端電連接于所述光伏電池板。

進(jìn)一步，所述升降壓電路包括：升降壓電感，所述升降壓電感的一端與所述第一功率開關(guān)管的發(fā)射極電連接，所述升降壓電感的另一端與所述第二功率開關(guān)電路電連接。

進(jìn)一步，所述第二功率開關(guān)電路包括：第二功率開關(guān)管、第二功率二極管和第二濾波電容，所述第二功率開關(guān)管的集電極與所述升降壓電感的另一端電連接；所述第二功率開關(guān)管的集電極還與所述第二功率二極管的陽(yáng)極電連接；所述第二功率二極管的陰極與所述第二濾波電容的一端；所述第二濾波電容的一端還與所述第三功率開關(guān)電路電連接；所述第二功率開關(guān)管的發(fā)射極與所述第一功率二極管的陽(yáng)極電連接；所述第二功率開關(guān)管的發(fā)射極還與所述第二濾波電容的另一端電連接；所述第二濾波電容的另一端還電連接于所述蓄電池的負(fù)極輸入端。

進(jìn)一步，所述第三功率開關(guān)電路包括：第三功率開關(guān)管和第三功率二極管，所述第三功率開關(guān)管的集電極與所述第二濾波電容的一端電連接；所述第三功率開關(guān)管的發(fā)射極與所述第三功率二極管的陽(yáng)極電連接，所述第三功率二極管的陰極與所述開關(guān)電路電連接。

進(jìn)一步，所述開關(guān)電路包括：繼電器，所述繼電器的常開觸點(diǎn)一端與所述第三功率二極管的陰極電連接，所述繼電器的常開觸點(diǎn)的另一端電連接于所述蓄電池的正極輸入端。

進(jìn)一步，還包括：第一電源濾波器和第二電源濾波器，所述第一電源濾波器的輸入端與所述光伏電池板電連接，所述第一電源濾波器的一輸出端與電源二極管的陽(yáng)極電連接；所述電源二極管的陰極與所述第一濾波電容的一端電連接；所述第一電源濾波器的另一輸出端通過(guò)所述電源濾波電容與所述電源二極管的陰極電連接；所述第一電源濾波器的另一輸出端還與所述第一濾波電容的另一端電連接；所述第二電源濾波器串接在所述第三功率開關(guān)電路、開關(guān)電路之間。

進(jìn)一步，還包括：系統(tǒng)電源、PWM控制器和DSP控制器，所述系統(tǒng)電源的輸出端分別與所述PWM控制器、DSP控制器的電源輸入端電連接；所述PWM控制器的PWM波輸出端分別與所述第一功率開關(guān)管、第二功率開關(guān)管的基極電連接；所述PWM控制器的輸入端與所述DSP控制器的輸出端電連接；所述DSP控制器與所述第一電源濾波器的輸出端電連接，所述DSP控制器還與所述第二電源濾波器的輸入端電連接；所述DSP控制器與所述繼電器的線圈電連接，所述DSP控制器與所述蓄電池的輸入端電連接。

進(jìn)一步，還包括：人機(jī)接口，所述人機(jī)接口的電源輸入端與所述系統(tǒng)電源的輸出端電連接，所述人機(jī)接口通過(guò)CAN總線電連接于所述DSP控制器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型既可以實(shí)現(xiàn)升壓又可以降壓，使得其輸入電壓范圍非常寬；并且，提高了轉(zhuǎn)換效率；適用于多種電壓等級(jí)的新能源汽車。此外，對(duì)太陽(yáng)能電池板的輸出電壓范圍有很好的兼容性；同時(shí)，還具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活多樣的優(yōu)點(diǎn)。

2、本實(shí)用新型對(duì)光伏電池板進(jìn)行輸出最大功率點(diǎn)跟蹤控制，對(duì)充電過(guò)程和充電電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保蓄電池充電的高效、安全、可靠。

附圖說(shuō)明

下面將以明確易懂的方式，結(jié)合附圖說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)一種車載光伏充電系統(tǒng)的上述特性、技術(shù)特征、優(yōu)點(diǎn)及其實(shí)現(xiàn)方式予以進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型中一種車載光伏充電系統(tǒng)的部分電路原理圖；

圖2是本實(shí)用新型中一種車載光伏充電系統(tǒng)的電路原理圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

10—第一功率開關(guān)電路 20—升降壓電路

30—第二功率開關(guān)電路 40—第三功率開關(guān)電路

50—開關(guān)電路

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖，并獲得其他的實(shí)施方式。

為使圖面簡(jiǎn)潔，各圖中只示意性地表示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡(jiǎn)潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個(gè)，或僅標(biāo)出了其中的一個(gè)。在本文中，“一個(gè)”不僅表示“僅此一個(gè)”，也可以表示“多于一個(gè)”的情形。

如圖1～圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，一種車載光伏充電系統(tǒng)，包括：第一功率開關(guān)電路10，所述第一功率開關(guān)電路10的輸入端電連接于光伏電池板；升降壓電路20，所述升降壓電路20的輸入端與所述第一功率開關(guān)電路10的輸出端電連接；第二功率開關(guān)電路30，所述第二功率開關(guān)電路30的輸入端與所述升降壓電路20的輸出端電連接；第三功率開關(guān)電路40，所述第三功率開關(guān)電路40的輸入端與所述第二功率開關(guān)電路30的輸出端電連接；開關(guān)電路50，所述開關(guān)電路50的輸入端與所述第三功率開關(guān)電路40的輸出端電連接，所述開關(guān)電路50的輸出端電連接于蓄電池。

針對(duì)上述實(shí)施例的改進(jìn)，本實(shí)施例中，所述第一功率開關(guān)電路10包括：第一功率開關(guān)管Q1、第一濾波電容C1和第一功率二極管D1，所述第一功率開關(guān)管Q1的集電極與所述第一濾波電容C1的一端電連接。所述第一功率開關(guān)管Q1的發(fā)射極與所述第一功率二極管D1的陰極電連接；所述第一功率開關(guān)管Q1的發(fā)射極與所述升降壓電路20電連接。所述第一濾波電容C1的另一端與所述第一功率二極管D1的陽(yáng)極電連接；所述第一濾波電容C1的兩端電連接于所述光伏電池板。

針對(duì)上述實(shí)施例的改進(jìn)，本實(shí)施例中，所述升降壓電路20包括：升降壓電感L1，所述升降壓電感L1的一端與所述第一功率開關(guān)管Q1的發(fā)射極電連接，所述升降壓電感L1的另一端與所述第二功率開關(guān)電路30電連接。

針對(duì)上述實(shí)施例的改進(jìn)，本實(shí)施例中，所述第二功率開關(guān)電路30包括：第二功率開關(guān)管Q2、第二功率二極管D2和第二濾波電容C2，所述第二功率開關(guān)管Q2的集電極與所述升降壓電感L1的另一端電連接。所述第二功率開關(guān)管Q2的集電極還與所述第二功率二極管D2的陽(yáng)極電連接；所述第二功率二極管D2的陰極與所述第二濾波電容C2的一端；所述第二濾波電容C2的一端還與所述第三功率開關(guān)電路40電連接。所述第二功率開關(guān)管Q2的發(fā)射極與所述第一功率二極管D1的陽(yáng)極電連接；所述第二功率開關(guān)管Q2的發(fā)射極還與所述第二濾波電容C2的另一端電連接；所述第二濾波電容C2的另一端還電連接于所述蓄電池的負(fù)極輸入端。

針對(duì)上述實(shí)施例的改進(jìn)，本實(shí)施例中，所述第三功率開關(guān)電路40包括：第三功率開關(guān)管Q3和第三功率二極管D3，所述第三功率開關(guān)管Q3的集電極與所述第二濾波電容C2的一端電連接。所述第三功率開關(guān)管Q3的發(fā)射極與所述第三功率二極管D3的陽(yáng)極電連接，所述第三功率二極管D3的陰極與所述開關(guān)電路50電連接。所述第一功率開關(guān)管Q1、第二功率開關(guān)管Q2、第三功率開關(guān)管Q3可以采用門極可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、電力場(chǎng)效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管等類型的電力電子器件。

針對(duì)上述實(shí)施例的改進(jìn)，本實(shí)施例中，所述開關(guān)電路50包括：繼電器，所述繼電器RY1的常開觸點(diǎn)一端與所述第三功率二極管D3的陰極電連接，所述繼電器RY1的常開觸點(diǎn)的另一端電連接于所述蓄電池的正極輸入端。其中，繼電器RY1為零電流吸合繼電器。

針對(duì)上述實(shí)施例的改進(jìn)，本實(shí)施例中，還包括：第一電源濾波器Input EMI Filter和第二電源濾波器Output EMI Filter，所述第一電源濾波器Input EMI Filter的輸入端與所述光伏電池板電連接，所述第一電源濾波器Input EMI Filter的一輸出端與電源二極管D4的陽(yáng)極電連接；所述電源二極管D4的陰極與所述第一濾波電容C1的一端電連接。所述第一電源濾波器Input EMI Filter的另一輸出端通過(guò)所述電源濾波電容C3與所述電源二極管D4的陰極電連接；所述第一電源濾波器Input EMI Filter的另一輸出端還與所述第一濾波電容C1的另一端電連接。所述第二電源濾波器Output EMI Filter串接在所述第三功率開關(guān)電路40、開關(guān)電路50之間。

針對(duì)上述實(shí)施例的改進(jìn)，本實(shí)施例中，還包括：系統(tǒng)電源System Power、PWM控制器Control circuit和DSP控制器DSP Controller，所述系統(tǒng)電源System Power的輸出端分別與所述PWM控制器Control circuit、DSP控制器DSP Controller的電源輸入端電連接。所述PWM控制器Control circuit的PWM波輸出端分別與所述第一功率開關(guān)管Q1、第二功率開關(guān)管Q2的基極電連接；所述PWM控制器Control circuit的輸入端與所述DSP控制器DSP Controller的輸出端電連接。所述DSP控制器DSP Controller與所述第一電源濾波器的輸出端電連接，所述DSP控制器DSP Controller還與所述第二電源濾波器的輸入端電連接；所述DSP控制器DSP Controller與所述繼電器RY1的線圈電連接，所述DSP控制器DSP Controller與所述蓄電池的輸入端電連接。

針對(duì)上述實(shí)施例的改進(jìn)，本實(shí)施例中，還包括：人機(jī)接口Interface，所述人機(jī)接口Interface的電源輸入端與所述系統(tǒng)電源System Power的輸出端電連接，所述人機(jī)接口Interface通過(guò)CAN總線電連接于所述DSP控制器。

其中，Input EMI Filter輸入EMI濾波器和Output EMI Filter輸出EMI濾波器為光伏充電器電路的輸入端和輸出端進(jìn)行電磁干擾濾波的裝置，Interface為人機(jī)接口，DSP Controller即DSP控制器主要實(shí)現(xiàn)BUS電壓檢測(cè)、繼電器控制、光伏電池板的正極負(fù)極兩端的最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT參數(shù)采樣、蓄電池充電電流和充電電壓采樣、功率開關(guān)管Q1和功率開關(guān)管Q2的PWM驅(qū)動(dòng)頻率控制，Control circuit控制電路用于實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)管Q1和功率開關(guān)管Q2的PWM驅(qū)動(dòng)頻率控制，System Power為系統(tǒng)總電源，為各個(gè)控制電路裝置進(jìn)行供電，其中DSP Controller和Interface通過(guò)Can總線連接，Battery為汽車蓄電池，PE為接地線，所述參數(shù)采樣對(duì)光伏電池板的輸出電流和輸出電壓進(jìn)行12位ADC采樣，測(cè)量光伏電池板的輸出功率，以跟蹤光伏電池板的最大輸出功率點(diǎn)。

本實(shí)施例中，一種車載光伏充電系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：

一、第一功率開關(guān)管Q1為長(zhǎng)通開關(guān)，第二功率開關(guān)管Q2為PWM控制開關(guān)，升降壓電感L1工作在升壓模式，充電器工作在升壓狀態(tài)，即當(dāng)光伏的MPPT(光伏電池板發(fā)電最大功率對(duì)應(yīng)的電壓)電壓點(diǎn)低于蓄電池電池時(shí)的工作控制模式；

二、第一功率開關(guān)管Q1為PWM控制開關(guān)，第二功率開關(guān)管Q2為長(zhǎng)通開關(guān)，升降壓電感L1工作在降壓模式，充電器也工作在降壓狀態(tài)，即當(dāng)光伏的MPPT(光伏電池板發(fā)電最大功率對(duì)應(yīng)的電壓)電壓點(diǎn)高于蓄電池電池時(shí)的工作控制模式。

其中，在給汽車上的蓄電池充電之前，先閉合繼電器RY1監(jiān)測(cè)汽車蓄電池的電壓值，然后判斷第一功率開關(guān)管Q1和第二功率開關(guān)管Q2的工作模式；再開通第三功率開關(guān)管Q3，通過(guò)第三功率二極管D3給汽車上的蓄電池充電。在充電結(jié)束后，先關(guān)斷第一功率開關(guān)管Q1和第二功率開關(guān)管Q2，然后關(guān)斷第三功率開關(guān)管Q3，斷開繼電器RY1，防止汽車蓄電池反向放電。

其中，繼電器RY1采用零電流吸合，防止繼電器RY1吸合時(shí)打火。對(duì)光伏電池板的輸出電流和輸出電壓進(jìn)行12位ADC采樣，測(cè)量光伏電池板的輸出功率，以跟蹤光伏電池板的最大輸出功率點(diǎn)。

應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，上述實(shí)施例均可根據(jù)需要自由組合。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。