用于车辆的太阳能充电系统技术方案

一种用于车辆的太阳能充电系统，包括第一光伏(PV)模块、与第一光伏模块串联连接的第二光伏模块、以及差分功率处理(DPP)变压器，该变压器通过使用具有多绕组结构的磁体来转换由第一光伏模块和第二光伏模块产生的功率。第一光伏模块和第二光伏模块产生的功率。第一光伏模块和第二光伏模块产生的功率。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的太阳能充电系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年6月7日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0073200的优先权和权益，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及一种用于车辆的太阳能充电系统。

技术介绍

[0004]太阳能充电系统(或太阳能系统)应用于环保车辆，例如太阳能电池(或solar cell)安装在车身的车顶上，环保车辆的电池通过使用太阳能电池充电，因此可以提高燃料效率。特别地，近年来，太阳能系统市场正在增长，例如透射型太阳能电池的发展以及将大容量太阳能电池应用于公共汽车的研究。通常，太阳能系统可以包括包含多个电池模块(或光伏(PV)模块)的太阳能电池板、执行最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)控制并转换电压的控制器、以及存储由太阳能电池板转换的太阳能的电池。
[0005]然而，在多个PV模块之间可能出现发电不平衡。具体而言，多个PV模块中的一些可能处于阴暗或污染的环境中而不能接收足够的阳光，或者可能由于老化或故障而与其他PV模块相比具有较差的输出。在这种情况下，由于太阳能系统中的多个PV模块彼此串联连接，整个太阳能系统的输出电流受到具有最小输出的PV模块的输出电流值的限制，因此整个太阳能系统的输出可能恶化，并且其生产率可能恶化。因此，正在积极进行补偿多个PV模块之间的发电不平衡的研究。
[0006]本
技术介绍
部分中公开的上述信息仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此其可能包含不构成本国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在提供一种用于车辆的太阳能充电系统，该系统可以补偿多个PV模块之间的发电不平衡，并实现变压器的小型化。
[0008]本专利技术的实施方式提供了一种用于车辆的太阳能充电系统，包括第一光伏(PV)模块、串联连接到第一光伏模块的第二光伏模块以及差分功率处理(DPP)变压器，该变压器通过使用具有多绕组结构的磁体来转换由第一光伏模块和第二光伏模块产生的功率。
[0009]DPP变压器可以包括在第一光伏模块与第二光伏模块之间定位并操作的多个初级侧开关、磁体以及在磁体与电池之间定位并操作的一个次级侧开关。
[0010]当次级侧开关接通时，多个初级侧开关可以断开，当多个初级侧开关接通时，次级侧开关可以断开。
[0011]当第一光伏模块的发电量大于第二光伏模块的发电量，同时多个初级侧开关接通时，正电压可以被施加到与第一光伏模块对应的第一绕组的漏电感，负电压可以被施加到与第二光伏模块对应的第二绕组的漏电感。
[0012]在多个初级侧开关接通期间，磁化电流可以以第一斜率增加。
[0013]在多个初级侧开关接通期间，与第一光伏模块对应的第一漏电流可以以大于第一斜率的第二斜率增加。
[0014]在多个初级侧开关接通期间，与第二光伏模块对应的第二漏电流可以以第三斜率减小。
[0015]在次级侧开关接通期间，磁化电流可减小，使得磁化电流的值可由正变为负。
[0016]DPP变压器可以包括反激DPP变压器。
[0017]太阳能充电系统还可以包括控制器，该控制器通过执行最大功率点跟踪(MPPT)控制，利用第一光伏模块和第二光伏模块产生的电力对电池进行充电。
[0018]本专利技术的另一实施方式提供了一种用于车辆的太阳能充电系统，包括：第一光伏模块；第二光伏模块，其与第一光伏模块串联连接；一个集成变压器，其直接连接到第一光伏模块和第二光伏模块以从第一光伏模块接收剩余电流，并将与剩余电流对应的补充电流提供给第二光伏模块；以及单个控制器，其电连接到集成变压器的两端，并执行MPPT控制以控制集成变压器的输出来对电池进行充电。
[0019]集成变压器可以包括一个集成磁体，该集成磁体设置有对应于第一光伏模块的第一绕组、对应于第二光伏模块的第二绕组以及对应于电池的第三绕组。
[0020]第一绕组、第二绕组和第三绕组的比率可以为1：1：1。
[0021]集成变压器可以包括在第一光伏模块与第二光伏模块之间定位并操作的多个初级侧开关、磁体以及在磁体与电池之间定位并操作的一个次级侧开关。
[0022]在次级侧开关接通期间，多个初级侧开关可以断开，并且当多个初级侧开关接通时，次级侧开关可以断开。
[0023]在多个初级侧开关接通期间，磁化电流可以以第一斜率增加。
[0024]在多个初级侧开关接通期间，与第一光伏模块对应的第一漏电流可以以大于第一斜率的第二斜率增加。
[0025]在多个初级侧开关接通期间，与第二光伏模块对应的第二漏电流可以以第三斜率减小。
[0026]在次级侧开关接通期间，磁化电流可减小，使得磁化电流的值可由正变为负。
[0027]在磁化电流具有负值期间，多个初级侧开关可接通。
[0028]根据本专利技术的实施方式，为了补偿多个PV模块之间的发电不平衡，由于仅需要一个变压器和使用集成磁性材料的一个次级侧开关，因此与使用与PV模块数量相同的变压器和次级侧开关的传统结构相比，通过仅使用少量元件即可以实现补偿不平衡。
[0029]此外，由于仅使用一个变压器，考虑到每个变压器通常需要一个控制器，与传统方法相比，通过仅使用一个控制器即可以实现不平衡补偿，传统方法需要与PV模块数量一样多的变压器，也需要与其对应数量一样多的控制器。
[0030]此外，由于不存在磁化电流的偏移，因此尽管具有多绕组结构，也可以实现简单的结构、高密度和小型化。
附图说明
[0031]图1是用于说明根据本专利技术实施方式的用于车辆的太阳能充电系统的图。
[0032]图2是用于说明根据本专利技术实施方式的用于车辆的太阳能充电系统的电路图。
[0033]图3是用于说明根据本专利技术实施方式的用于车辆的太阳能充电系统补偿多个PV模块之间的发电不平衡的图。
[0034]图4是用于说明根据公开实施方式的用于车辆的太阳能充电系统的操作的时序图。
[0035]图5、图6、图7、图8、图9和图10是用于说明根据本专利技术实施方式的用于车辆的太阳能充电系统的操作的电路图。
[0036]图11是用于说明根据本专利技术实施方式的用于车辆的太阳能充电系统的实施例的图。
[0037]图12是用于说明根据本专利技术实施方式的用于车辆的太阳能充电系统应用于环保车辆的实施例的图。
具体实施方式
[0038]在下文中，将参考附图对本说明书中公开的实施方式进行详细描述，在本说明书中，相同或相似的构成元素将由相同或相似的附图标记表示，并且将省略其多余描述。术语“模块(module)”和/或“单元(unit)、部分(portion)或部件(part)”表示在以下描述中使用的构成元素仅用于使说明书的理解更容易，因此这些术语本身不具有将它们彼此区分开的含义或作用。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的太阳能充电系统，包括：第一光伏模块；与所述第一光伏模块串联连接的第二光伏模块；以及差分功率处理变压器，其通过使用具有多绕组结构的磁体来转换由所述第一光伏模块和所述第二光伏模块产生的功率。2.根据权利要求1所述的用于车辆的太阳能充电系统，其中，所述差分功率处理变压器包括在所述第一光伏模块与所述第二光伏模块之间定位并操作的多个初级侧开关、所述磁体以及在所述磁体与电池之间定位并操作的一个次级侧开关。3.根据权利要求2所述的用于车辆的太阳能充电系统，其中，在所述次级侧开关接通期间，所述多个初级侧开关断开，并且在所述多个初级侧开关接通期间，所述次级侧开关断开。4.根据权利要求2所述的用于车辆的太阳能充电系统，其中，当所述第一光伏模块的发电量大于所述第二光伏模块的发电量时，在所述多个初级侧开关接通期间，正电压被施加到与所述第一光伏模块对应的第一绕组的漏电感，负电压被施加到与所述第二光伏模块对应的第二绕组的漏电感。5.根据权利要求4所述的用于车辆的太阳能充电系统，其中，在所述多个初级侧开关接通期间，磁化电流以第一斜率增加。6.根据权利要求5所述的用于车辆的太阳能充电系统，其中，在所述多个初级侧开关接通期间，与所述第一光伏模块对应的第一漏电流以大于所述第一斜率的第二斜率增加。7.根据权利要求5所述的用于车辆的太阳能充电系统，其中，在所述多个初级侧开关接通期间，与所述第二光伏模块对应的第二漏电流以第三斜率减小。8.根据权利要求4所述的用于车辆的太阳能充电系统，其中，在所述次级侧开关接通期间，磁化电流减小使得所述磁化电流的值由正变为负。9.根据权利要求1所述的用于车辆的太阳能充电系统，其中，所述差分功率处理变压器包括反激差分功率处理变压器。10.根据权利要求1所述的用于车辆的太阳能充电系统，还包括控制器，所述控制器通过执行最大功率点跟踪控制，利用由所述第一光伏模块和所述第二光伏模块产生的电力对电池进行充电。11.一种用于车辆的太阳能充电系统，包括：第一光伏模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宰赫，宋秉燮，丁海允，成玄旭，张永振，郑琥永，金成奎，朴成龙，尹汉信，李东仁，金相民，洪祥赫，
申请(专利权)人：起亚株式会社仁川大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：