混合动力汽车的光伏充电系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种混合动力汽车的光伏充电系统及其控制方法，系统包括：启动电池和动力电池；包括N个太阳能电池的太阳能电池板；串并联切换电路，用于控制N个太阳能电池以并联方式或串联方式连接；第一电压采集电路，用于采集启动电池的电压；第二电压采集电路，用于采集动力电池的电压；第一充电电路；第二充电电路；控制芯片，用于根据启动电池的电压和动力电池的电压控制串并联切换电路，并控制第一充电电路以使太阳能电池板通过第一充电电路向启动电池充电，以及控制第二充电电路以使太阳能电池板通过第二充电电路向动力电池充电；电源电路。由此，通过光伏充电系统给启动电池和动力电池进行合理充电，降低油耗，减少动力电池的充电频率。

【技术实现步骤摘要】
混合动力汽车的光伏充电系统及其控制方法
本专利技术涉及电动汽车
，特别涉及一种混合动力汽车的光伏充电系统以及一种混合动力汽车的光伏充电系统的控制方法。
技术介绍
混合动力汽车通常包括两组电池，即启动电池和动力电池。相关技术的混合动力汽车通常采用整车发动机带动发电机发电以为启动电池充电。但是，其存在的缺点是，不仅增加油耗，而且汽车长时间不启动可能会使得启动电池的电压过低，进而导致整车不能启动的现象。另外，相关技术的混合动力汽车通常采用外部专用充电机为动力电池充电，但是其存在的缺点是，对充电机规格要求较高，而且目前电动汽车充电站比较稀缺，从而充电不太便捷。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种利用太阳能为启动电池和动力电池进行充电的混合动力汽车的光伏充电系统。本专利技术的另一个目的在于提出一种混合动力汽车的光伏充电系统的控制方法。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种混合动力汽车的光伏充电系统，包括：启动电池和动力电池；太阳能电池板，所述太阳能电池板包括N个太阳能电池，N为大于1的整数；串并联切换电路，用于控制所述N个太阳能电池以并联方式或串联方式连接；第一电压采集电路，用于采集所述启动电池的电压；第二电压采集电路，用于采集所述动力电池的电压；第一充电电路；第二充电电路；控制芯片，所述控制芯片分别与所述串并联切换电路、所述第一电压采集电路、所述第二电压采集电路、所述第一充电电路和所述第二充电电路相连，所述控制芯片用于根据所述启动电池的电压和所述动力电池的电压控制所述串并联切换电路，并根据所述启动电池的电压和所述动力电池的电压控制所述第一充电电路以使所述太阳能电池板通过所述第一充电电路向所述启动电池充电，以及根据所述启动电池的电压和所述动力电池的电压控制所述第二充电电路以使所述太阳能电池板通过所述第二充电电路向所述动力电池充电；电源电路，用于将所述启动电池的电压转换为供电电压以为所述控制芯片供电。根据本专利技术实施例提出的混合动力汽车的光伏充电系统，控制芯片根据启动电池的电压和动力电池的电压控制串并联切换电路，并根据启动电池的电压和动力电池的电压控制第一充电电路以使太阳能电池板通过第一充电电路向启动电池充电，以及根据启动电池的电压和动力电池的电压控制第二充电电路以使太阳能电池板通过第二充电电路向动力电池充电。由此，通过光伏充电系统给启动电池和动力电池进行合理充电，不仅降低了汽车油耗，避免了汽车长时间放置造成的启动电池亏电，而且减少了采用充电站对动力电池进行充电的频率，从而充分利用了太阳能电池板所发电量，提高了能源利用率，高效环保，同时提升了用户体验。根据本专利技术的一些实施例，所述的混合动力汽车的光伏充电系统还包括：第三电压采集电路，用于采集所述太阳能电池板中任一个太阳能电池的电压，其中，所述控制芯片还用于根据采集的所述任一个太阳能电池的电压控制所述光伏充电系统休眠或唤醒。根据本专利技术的一些实施例，在所述光伏充电系统被唤醒之后，所述控制芯片判断所述启动电池的电压是否小于第一预设电压；如果所述启动电池的电压小于所述第一预设电压，所述控制芯片则控制所述串并联切换电路以使所述N个太阳能电池以并联方式连接，并控制所述第一充电电路持续开通以使所述太阳能电池板以恒流充电方式向所述启动电池充电，同时控制所述第二充电电路关闭；如果所述启动电池的电压大于或等于所述第一预设电压，所述控制芯片则控制所述串并联切换电路以使所述N个太阳能电池以串联方式连接，并控制所述第二充电电路开通以使所述太阳能电池板向所述动力电池充电，同时控制所述第一充电电路关闭。根据本专利技术的一些实施例，在所述太阳能电池板向所述动力电池充电的过程中，如果所述动力电池的电压大于第三预设电压，所述控制芯片则控制所述串并联切换电路以使所述N个太阳能电池以并联方式连接，并控制所述第一充电电路间歇开通以使所述太阳能电池板以PWM充电方式向所述启动电池充电，同时控制所述第二充电电路关闭；在所述太阳能电池板向所述动力电池充电以及所述太阳能电池板以PWM充电方式向所述启动电池充电的过程中，如果所述启动电池的电压小于所述第二预设电压，所述控制芯片则控制所述串并联切换电路以使所述N个太阳能电池以并联方式连接，并控制所述第一充电电路持续开通以使所述太阳能电池板以恒流充电方式向所述启动电池充电，同时控制所述第二充电电路关闭。根据本专利技术的一些实施例，所述串并联切换电路包括N-1个开关单元和控制所述N-1个开关单元的主开关单元，其中，所述主开关单元包括第一三极管和第一电阻，所述第一三极管的发射极接低压地，所述第一三极管的基极与所述控制芯片的串并联切换控制端相连，所述第一三极管的集电极与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述N-1个开关单元均相连；所述N-1个开关单元中的第i个开关单元包括第二三极管、第二电阻和双刀双掷继电器，所述第二三极管的基极与所述第一电阻的另一端相连，所述第二三极管的集电极通过所述第二电阻接所述低压地，所述双刀双掷继电器的线圈的一端与所述第二三极管的发射极相连，所述双刀双掷继电器的线圈的另一端与所述启动电池的正极相连，所述双刀双掷继电器的第一端与所述N个太阳能电池中第i个太阳能电池的正极相连，所述双刀双掷继电器的第二端与所述N个太阳能电池中第i+1个太阳能电池的正极相连，所述双刀双掷继电器的第三端悬空，所述双刀双掷继电器的第四端与所述第i个太阳能电池的负极相连，所述双刀双掷继电器的第五端与所述第i+1个太阳能电池的负极相连，所述双刀双掷继电器的第六端与所述第i+1个太阳能电池的正极相连，其中，所述第一端与所述第二端之间具有第一路径，所述第一端与所述第三端之间具有第二路径，所述第四端与所述第五端之间具有第三路径，所述第四端与所述第六端之间具有第四路径，i＝1、2、…、N-1。根据本专利技术的一些实施例，所述启动电池的正极与所述太阳能电池板的正极相连，所述启动电池的负极接低压地，所述第一充电电路包括：并联的第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的源极与所述第二MOS的源极相连后与所述太阳能电池板的负极相连，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS的漏极相连后与所述低压地相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一MOS管的栅极相连；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第三电阻的另一端相连，所述第四电阻的另一端与所述第二MOS管的栅极相连，所述第三电阻与所述第四电阻之间具有第一节点；驱动单元，所述驱动单元与所述第一节点和所述控制芯片的低压充电控制端相连，所述驱动单元用于驱动所述第一MOS管和第二MOS管同时开通或关断。根据本专利技术的一些实施例，所述驱动单元包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述启动电池的正极相连；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第五电阻的另一端相连，所述第六电阻与所述第五电阻之间具有第二节点；第三三极管，所述第三三极管的集电极与所述第六电阻的另一端相连，所述第三三级管的发射极接所述低压地，所述第三三级管的基极与所述控制芯片的低压充电控制端相连；第四三极管，所述第四三极管的发射极与所述二极管的阴极相连，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力汽车的光伏充电系统，其特征在于，包括：启动电池和动力电池；太阳能电池板，所述太阳能电池板包括N个太阳能电池，N为大于1的整数；串并联切换电路，用于控制所述N个太阳能电池以并联方式或串联方式连接；第一电压采集电路，用于采集所述启动电池的电压；第二电压采集电路，用于采集所述动力电池的电压；第一充电电路；第二充电电路；控制芯片，所述控制芯片分别与所述串并联切换电路、所述第一电压采集电路、所述第二电压采集电路、所述第一充电电路和所述第二充电电路相连，所述控制芯片用于根据所述启动电池的电压和所述动力电池的电压控制所述串并联切换电路，并根据所述启动电池的电压和所述动力电池的电压控制所述第一充电电路以使所述太阳能电池板通过所述第一充电电路向所述启动电池充电，以及根据所述启动电池的电压和所述动力电池的电压控制所述第二充电电路以使所述太阳能电池板通过所述第二充电电路向所述动力电池充电；以及电源电路，用于将所述启动电池的电压转换为供电电压以为所述控制芯片供电。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车的光伏充电系统，其特征在于，包括：启动电池和动力电池；太阳能电池板，所述太阳能电池板包括N个太阳能电池，N为大于1的整数；串并联切换电路，用于控制所述N个太阳能电池以并联方式或串联方式连接；第一电压采集电路，用于采集所述启动电池的电压；第二电压采集电路，用于采集所述动力电池的电压；第一充电电路；第二充电电路；控制芯片，所述控制芯片分别与所述串并联切换电路、所述第一电压采集电路、所述第二电压采集电路、所述第一充电电路和所述第二充电电路相连，所述控制芯片用于根据所述启动电池的电压和所述动力电池的电压控制所述串并联切换电路，并根据所述启动电池的电压和所述动力电池的电压控制所述第一充电电路以使所述太阳能电池板通过所述第一充电电路向所述启动电池充电，以及根据所述启动电池的电压和所述动力电池的电压控制所述第二充电电路以使所述太阳能电池板通过所述第二充电电路向所述动力电池充电；以及电源电路，用于将所述启动电池的电压转换为供电电压以为所述控制芯片供电。2.根据权利要求1所述的混合动力汽车的光伏充电系统，其特征在于，还包括：第三电压采集电路，用于采集所述太阳能电池板中任一个太阳能电池的电压，其中，所述控制芯片还用于根据采集的所述任一个太阳能电池的电压控制所述光伏充电系统休眠或唤醒。3.根据权利要求2所述的混合动力汽车的光伏充电系统，其特征在于，在所述光伏充电系统被唤醒之后，所述控制芯片判断所述启动电池的电压是否小于第一预设电压；如果所述启动电池的电压小于所述第一预设电压，所述控制芯片则控制所述串并联切换电路以使所述N个太阳能电池以并联方式连接，并控制所述第一充电电路持续开通以使所述太阳能电池板以恒流充电方式向所述启动电池充电，同时控制所述第二充电电路关闭；如果所述启动电池的电压大于或等于所述第一预设电压，所述控制芯片则控制所述串并联切换电路以使所述N个太阳能电池以串联方式连接，并控制所述第二充电电路开通以使所述太阳能电池板向所述动力电池充电，同时控制所述第一充电电路关闭。4.根据权利要求3所述的混合动力汽车的光伏充电系统，其特征在于，在所述太阳能电池板向所述动力电池充电的过程中，如果所述动力电池的电压大于第三预设电压，所述控制芯片则控制所述串并联切换电路以使所述N个太阳能电池以并联方式连接，并控制所述第一充电电路间歇开通以使所述太阳能电池板以PWM充电方式向所述启动电池充电，同时控制所述第二充电电路关闭；在所述太阳能电池板向所述动力电池充电以及所述太阳能电池板以PWM充电方式向所述启动电池充电的过程中，如果所述启动电池的电压小于所述第二预设电压，所述控制芯片则控制所述串并联切换电路以使所述N个太阳能电池以并联方式连接，并控制所述第一充电电路持续开通以使所述太阳能电池板以恒流充电方式向所述启动电池充电，同时控制所述第二充电电路关闭。5.根据权利要求1-4中任一项所述的混合动力汽车的光伏充电系统，其特征在于，所述串并联切换电路包括N-1个开关单元和控制所述N-1个开关单元的主开关单元，其中，所述主开关单元包括第一三极管和第一电阻，所述第一三极管的发射极接低压地，所述第一三极管的基极与所述控制芯片的串并联切换控制端相连，所述第一三极管的集电极与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述N-1个开关单元均相连；所述N-1个开关单元中的第i个开关单元包括第二三极管、第二电阻和双刀双掷继电器，所述第二三极管的基极与所述第一电阻的另一端相连，所述第二三极管的集电极通过所述第二电阻接所述低压地，所述双刀双掷继电器的线圈的一端与所述第二三极管的发射极相连，所述双刀双掷继电器的线圈的另一端与所述启动电池的正极相连，所述双刀双掷继电器的第一端与所述N个太阳能电池中第i个太阳能电池的正极相连，所述双刀双掷继电器的第二端与所述N个太阳能电池中第i+1个太阳能电池的正极相连，所述双刀双掷继电器的第三端悬空，所述双刀双掷继电器的第四端与所述第i个太阳能电池的负极相连，所述双刀双掷继电器的第五端与所述第i+1个太阳能电池的负极相连，所述双刀双掷继电器的第六端与所述第i+1个太阳能电池的正极相连，其中，所述第一端与所述第二端之间具有第一路径，所述第一端与所述第三端之间具有第二路径，所述第四端与所述第五端之间具有第三路径，所述第四端与所述第六端之间具有第四路径，i＝1、2、…、N-1。6.根据权利要求1-4中任一项所述的混合动力汽车的光伏充电系统，其特征在于，所述启动电池的正极与所述太阳能电池板的正极相连，所述启动电池的负极接低压地，所述第一充电电路包括：并联的第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的源极与所述第二MOS的源极相连后与所述太阳能电池板的负极相连，所述第一MOS管的漏极与所述第二MOS的漏极相连后与所述低压地相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一MOS管的栅极相连；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第三电阻的另一端相连，所述第四电阻的另一端与所述第二MOS管的栅极相连，所述第三电阻与所述第四电阻之间具有第一节点；驱动单元，所述驱动单元与所述第一节点和所述控制芯片的低压充电控制端相连，所述驱动单元用于驱动所述第一MOS管和第二MOS管同时开通或关断。7.根据权利要求6所述的混合动力汽车的光伏充电系统，其特征在于，所述驱动单元包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述启动电池的正极相连；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一二极管的阴极相连；第六电阻，所述第六电阻的一端与所述第五电阻的另一端相连，所述第六电阻与所述第五电阻之间具有第二节点；第三三极管，所述第三三极管的集电极与所述第六电阻的另一端相连，所述第三三级管的发射极接所述低压地，所述第三三级管的基极与所述控制芯片的低压充电控制端相连；第四三极管，所述第四三极管的发射极与所述二极管的阴极相连，所述第四三极管的基极与所述第二节点相连；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第四三极管的集电极相连；第七电阻，所述第七电阻的一端与所述第二二极管的阴极相连；第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第七电阻的另一端相连，所述第八电阻的另一端与所述太阳能电池板的负极相连，所述第七电阻与所述第八电阻之间具有第三节点；第五三极管，所述第五三极管的基极与所述第三节点相连，所述第五三极管的发射极与所述太阳能电池板的负极相连；第六三极管和第七三极管，所述第六三极管的集电极与所述第一二极管的阴极相连，所述第七三极管的集电极与所述第五三极管的发射极相连，所述第六三极管的基极与所述第七三极管的基极相连后与所述第五三极管的集电极相连，所述第六三极管的发射极与所述第七三极管的发射极相连后与所述第一节点相连；第九电阻，所述第九电阻并联在所述第六三极管的集电极与基极之间；第十电阻，所述第十电阻并联在所述第七三极管的集电极与发射极之间。8.根据权利要求6或7所述的混合动力汽车的光伏充电系统，其特征在于，所述第一充电电路还包括，用于防止所述启动电池向所述太阳能电池反向充电的防反充单元，所述防反充单元包括：并联的第三MOS管和第四MOS管，所述第三MOS管和第四MOS管连接在所述第一MOS管和第二MOS管的漏极与所述低压地之间，所述第三MOS管的源极与所述第四MOS的源极相连后与所述低压地相连，所述第三MOS管的漏极与所述第四MOS的漏极相连后与所述第一MOS管和第二MOS管的漏极相连；第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第三MOS管的栅极相连；第十二电阻，所述第十二电阻的一端与所述第十一电阻的另一端相连，所述第十二电阻的另一端与所述第四MOS管的栅极相连，所述第十一电阻与所述第十二电阻之间具有第四节点；第十三电阻，所述第十三电阻的一端与所述控制芯片的低压防反充端相连；第八三极管，所述第八三极管的基极与所述第十三电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：张占辉，张浩，王朋，杨国都，高振东，赵金凤，李佳，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13