鉅大LARGE | 點擊量：778次 | 2021年12月25日
便攜式電動汽車太陽能充電裝置的設計與實現(xiàn)
1引言
由于電動汽車使用輕快便捷，綠色環(huán)保，因此很多人選擇它作為交通工具。但目前電動汽車的一些缺點也給廣大使用者帶來了不便，如電動汽車蓄電池壽命不長，功率有限，行駛里程短;在一些小區(qū)高層住戶充電不方便;在野外沒有市電的地方，其缺點更為突出。在環(huán)境污染和能源形勢日趨嚴峻的情況下，太陽能作為一種清潔能源，取之不盡用之不竭，目前其應用技術非常成熟，且成本不斷降低。在這種背景下，將太陽能發(fā)電與電動汽車的巨大市場相聯(lián)系，必定有非常廣闊的應用前景，但目前國內(nèi)此類相關產(chǎn)品極少。這里針對電動汽車使用中的一些不足設計了一個給電動汽車及時、方便充電的太陽能充電裝置。
2實現(xiàn)方法
此處太陽能充電裝置的充電控制模塊為一個基于UC2843電流型pWM控制芯片的大功率Boost變換器，充電實現(xiàn)方法如圖1所示。太陽能電池板的輸出，經(jīng)DC/DCBoost變換后直接對電動汽車的蓄電池組進行充電，同時輔助對電動機負載供電。將太陽能電池板和充電控制模塊固定在電動汽車的后座上，在行駛和停靠時，可不間斷地給電動汽車充電。目前已商品化的電動汽車大多使用密封式鉛酸蓄電池，針對48V和36V電動汽車，固定輸出電壓為56V或42V，恒壓充電。
5樣機電路設計
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
圖4為UC2843控制的Boost電路原理圖，Ui既作為升壓變換的輸入，又給UC2843供電。R2和C6為RC振蕩器，控制主電路的工作頻率和最大輸出占空比;R1，C1，R6為輸出電壓反饋調(diào)節(jié)器，將輸出電壓反饋信號，即輸出電壓Uo按比例反饋到COMp端。調(diào)節(jié)R6可實現(xiàn)Uo持續(xù)可調(diào)。
6性能指標及經(jīng)濟技術指標
此處充電器樣機中太陽能電池板選用30W的多晶硅單板。針對36V電動汽車，充電裝置的開路輸出電壓調(diào)節(jié)為42V。經(jīng)實測，在各種日照情況下，輸出電壓波動不超過1%。在太陽光照強烈的情況下，充電電流峰值約為400mA，在陰雨天時，充電電流也約有30mA。該裝置性能指標如下：Ui為10～32V;Uo為調(diào)節(jié)電位器，輸出35～60V持續(xù)可調(diào)的電壓;最大輸出電流為5A;最大輸入電流為16A;最大輸出功率為120W;DC/DC模塊轉換效率為80%。
目前電動汽車使用非常普遍，一般蓄電池的設計壽命為8年，但電動汽車蓄電池的使用壽命僅有2～3年，其重要原因是充電不合理。蓄電池若長期充電不足或過放電，則會使內(nèi)部硫酸鉛結晶，極板硫化，造成蓄電池“餓死”現(xiàn)象。使用太陽能充電裝置，只要是白天，就能隨時隨地為電動汽車充電，防止電池極板硫化，極大延長電池使用壽命。
此外，在一些小區(qū)高層住戶和廣大的農(nóng)村地區(qū)，用太陽能為電動汽車充電會帶來極大的方便，可以不間斷新增行駛里程。在一些特殊情況下，還可以應急充電。電動汽車太陽能充電裝置的經(jīng)濟技術指標如下：①安裝簡便，用螺絲固定在電動汽車后鐵架上;②可以適用于36V，48V的電動汽車充電;③在電動汽車行駛過程中能夠給蓄電池充電，同時也能夠向電動機輸出功率，共同驅動電機，新增了行駛里程：④由于其能持續(xù)不斷地給蓄電池充電，可以防止和清除電池極板硫化，恢復電池容量，有效延長電池使用壽命。
7結論
電動汽車太陽能充電是一個應用前景廣闊、市場潛力較大的項目。這里設計的充電裝置中，基于UC2843的升壓控制電路簡單可靠，成本低，整個充電裝置簡易實用，實驗效果良好。后續(xù)將進一步新增太陽能最大功率點跟蹤、充電監(jiān)視等更多功能，并改進太陽能板的外形，提升安裝后整體美觀性，使該裝置更加完善。
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