一種電動汽車用車載太陽能充電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能利用及電動汽車動力電池充電技術，尤其涉及一種電動汽車用車載太陽能充電機。
【背景技術】
[0002]目前，世界性的能源危機和環(huán)境污染，使各國人民都在努力尋求和開發(fā)新型清潔能源。太陽能作為新型清潔能源的一種，是可再生持續(xù)利用的能源，它資源豐富，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染，有著其他資源不可比擬的優(yōu)越性。
[0003]隨著社會的發(fā)展，汽車已經(jīng)成為最普遍的交通工具，也逐漸成為一種必須品走進了千家萬戶平常百姓的家，從而使能源危機和環(huán)境污染更加嚴重，電動汽車的使用成為必然。而太陽能電動汽車更是直接利用，成為電動汽車中的一個亮點。
[0004]太陽能電動汽車是一種新型環(huán)保車輛，具有安全、方便、費用低、節(jié)約能源、無污染等優(yōu)點，在許多領域可代替機動車使用，可用作工礦、企業(yè)、碼頭搬運車，也可用作觀光游覽車，家庭休閑車、交通巡邏車和各種體育場內使用的傷員運送車等，發(fā)展前景廣闊。其工作員原理就是將太陽能轉換為電能，給電動車的車載電力電池進行補償充電，以補充車輛行駛過程中消耗的一部分能量，從而延長車輛的行駛時間和里程。
[0005]太陽能電動車設計的一個關鍵部分就是太陽能充電機的設計問題。因為太陽能充電機不僅僅完成了轉換成電能的重任，而且對車載電力電池提供了智能的充電管理。當前太陽能充電器和逆變器種類眾多，但絕大部分都是用于太陽能電池靜止狀態(tài)下將電能跟蹤逆變，或用于微小功率的手持設備等靜止充電，跟蹤和響應速度慢，跟蹤進度低，輸出電壓范圍宰，無法適應車輛快速運動時受到遮擋或角度變化引起太陽能能量的快速變化和被充電車載電力電池電壓大范圍波動的情況(一組額定電壓為72V的車載電力電池其電壓變化范圍可以達到30V-96V)。傳統(tǒng)較大功率以上的太陽能逆變器和充電器價格昂貴，用在電動車上成本太高，使整車性價比降低，市場競爭力低下。因此低成本、跟蹤響應速度快、輸出電壓范圍大、性能穩(wěn)定的車載太陽能充電機成為制約太陽能電動汽車的技術瓶頸之一。

【發(fā)明內容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種跟蹤響應速度快、輸出電壓范圍大以及性能穩(wěn)定的電動汽車用車載太陽能充電機。
[0007]本發(fā)明提供了一種電動汽車用車載太陽能充電機，所述電動汽車包括太陽能電池和車載動力電池，包括充電系統(tǒng)，所述充電系統(tǒng)分別與太陽能電池和車載動力電池相連，用于從所述太陽能電池獲取太陽能并對所述車載動力電池進行充電，所述充電系統(tǒng)包括依次串連的輸入保護模塊、輸入濾波模塊、升壓變換模塊、輸出濾波模塊以及輸出保護模塊；控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)與所述充電系統(tǒng)相連，用于對所述充電系統(tǒng)在充電過程中的控制，所述控制系統(tǒng)包括微控制器模塊、TL494控制模塊以及驅動模塊，所述TL494控制模塊分別與所述微控制器模塊和所述驅動模塊相連，所述驅動模塊與所述升壓變換模塊相連，所述微控制器模塊用于向所述TL494控制模塊發(fā)送控制信號，所述TL494控制模塊用于接收所述控制信號并產(chǎn)生PWM控制信號同時將其發(fā)送給所述驅動模塊，所述驅動模塊用于接收TL494控制模塊發(fā)送的PWM控制信號并將其轉換成驅動信號控制所述升壓變換模塊進行工作；電源模塊，所述電源模塊包括第一電源模塊和第二電源模塊，所述第一電源模塊分別與所述驅動模塊和所述TL494控制模塊相連，用于對所述驅動模塊和所述TL494控制模塊進行供電，所述第二電源模塊與所述微控制器模塊相連為其進行供電；以及太陽能電池溫度檢測模塊，所述太陽能電池溫度檢測模塊分別與所述太陽能電池和所述微控制器模塊相連，用于采樣所述太陽能電池的溫度是否符合為車載動力電池進行充電的條件；電壓采樣模塊，所述電壓采樣模塊包括輸入電壓采樣模塊和輸出電壓采樣模塊，所述輸入電壓采樣模塊分別與所述輸入濾波模塊的輸出端的正、負極以及所述微控制器模塊相連，所述輸出電壓采樣模塊分別與所述輸出濾波模塊的輸出端的正、負極以及所述微控制器模塊相連，所述輸入電壓采樣模塊用于采樣經(jīng)過所述輸入濾波模塊的輸入電壓，所述輸出電壓采樣模塊用于采樣經(jīng)過所述輸出濾波模塊的輸出電壓；以及電流采樣模塊，所述電流采樣模塊包括輸入電流采樣模塊和所述輸出電流采樣模塊，所述輸入電流采樣模塊設置在所述輸入濾波模塊的輸出電路中，用于采樣所述輸入濾波模塊的輸出電流，所述輸出電流采樣模塊設置在所述輸出濾波模塊的輸出電路中，用于米樣所述輸出濾波模塊的輸出電流。
[0008]進一步，所述微控制器模塊包括微控制器、啟動選擇電阻R045、晶振X1、電容C038、C039以及VDD、VDDA以及GND，微控制器通過AD采樣端口 PA2、PA5、PA6以及PBl分別與所述輸入電流采樣模塊、輸出電壓采樣模塊、輸出電流采樣模塊以及輸入電壓采樣模塊相連，以獲取輸入電流I1、輸出電壓Uo、輸出電流1以及輸入電壓Ui，所述微控制器通過DA輸出端口 PA4與所述TL494控制模塊相連，用于輸出控制信號進而控制所述TL494控制模塊進行工作。
[0009]進一步，所述TL494控制模塊分別與所述輸入電流采樣模塊和所述輸出電壓采樣模塊相連，通過所述微控制器模塊發(fā)送的控制信號與所述輸入電流采樣模塊采樣的電流進行比較和PI運算形成電流環(huán)路控制，和/或通過將車載電力電池充電電壓最大值基準與輸出電壓采樣模塊的采樣電壓和PI運算形成電壓環(huán)路控制，根據(jù)兩種控制的結果輸出PWM控制信號給所述驅動模塊。
[0010]進一步，所述驅動模塊包括電阻模塊、差分放大器模塊以及二極管模塊，所述電阻模塊包括R019、R020、R021、R022、R023、RO24, R025以及R026，所述差分放大器模塊包括Q004、Q005、Q006以及Q007，所述二極管模塊包括D002和D003，所述驅動模塊通過電阻RO19和電阻R020分別與所述TL494控制模塊相連，用于接收所述TL494控制模塊發(fā)來的PWM+控制信號和PWM-控制信號，所述RO19、R021、Q004、R023、D002、R025以及Q006組成功率放大電路并與所述升壓變換模塊相連，將PWM+放大后輸出DRV+驅動信號驅動升壓變換模塊進行工作，所述R020、R022、Q005、R024、D003、R026以及Q007組成功率放大電路并與所述升壓變換模塊相連，將PWM-放大后輸出DRV-驅動信號驅動升壓變換模塊進行工作。
[0011]進一步，所述升壓變換模塊包括電阻模塊、電感模塊、電容模塊以及差分放大器模塊，所述電阻模塊包括電阻R001、R002、R003以及R004，所述電感模塊包括電感LOOl和L002，所述電容模塊包括電容C005和C005，所述差分放大器模塊包括差分放大器QOOl和Q002，所述升壓變換模塊通過所述QOOl和Q002的柵極與所述驅動模塊相連，用于接收所述驅動模塊發(fā)送的DRV+和DRV-驅動信號，所述Q001、LOOK R003、C005和DOOl構成第一升壓電路，通過DRV+驅動信號PMM占空比的變化將所述濾波模塊輸入的電壓升高到不同的電壓值輸出給所述輸出濾波模塊，所述Q002、L002、R004、C005和DOOl構成第二升壓電路，通過DRV-驅動信號PMM占空比的變化將所述濾波模塊輸入的電壓升高到不同的電壓值輸出給所述輸出濾波模塊。
[0012]進一步，所述輸入電流采樣模塊包括霍爾傳感器U0