本发明专利技术涉及一种基于废热和光伏发电的混合动力电动汽车辅助电源装置，该装置主要由太阳能电池板、温差发电器、能量调节电路、蓄电池组成。太阳能电池板利用太阳能发出电能，温差发电器利用汽车废热发电，能量调节电路通过一个多输入变换器电路将多个输入功率源联系起来对负载或电池供电。本发明专利技术结构简单，可靠性高，能大幅提高汽车的燃油效率和减少尾气排放，能产生很大的经济效益和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于废热和光伏发电的混合动力电动汽车辅助电源装置，属 于汽车电源领域。
技术介绍
随着世界原油消耗不断增加以及环境问题日益突出，节省能源消耗和可再生 能源的开发利用正呈现出加速发展的趋势。汽车是目前消耗原油的主要产品，伴 随着国民经济的快速增长，我国汽车数量也在快速增加。典型的汽车内燃机只有 25%的燃烧能量用于驱动车辆，而有大约40%的能量以热能的方式被白白浪费掉。 根据Seebeck效应，热电材料可以直接将热能转化成电能。另一方面，太阳能也 随着可再生能源概念的推广被提出应用到混合动力电动汽车上。混合动力电动汽 车是近年来兴起的新型汽车，它采用的是机-电混合的动力源。车载电源能够对整 车制动时的能量加以回收，并且将这部分能量用于驱动汽车，因而具有更高的燃 油效率和更低的排放。混合动力电动汽车中，传统的车载电源主要由蓄电池和发 电机构成，在发动机正常运转时(怠速以上)，由发动机带动发电机运行，并向所 有用电设备(起动机除外)供电，同时向蓄电池充电。 一方面，这种辅助电源需 要消耗燃油；另一方面，随着汽车技术的进步，现代汽车内部的电气设备、电子 器件，例如空调，ABS，车载电话等的增加，对于汽车系统内部电力需求也持续增 加，发电机功率随着车上用电设备增加而增加。目前汽车上的发电机都是风冷式 发电机，在现有风冷式发电机构造的限制下，功率的增加必然会导致发电机体积 的加大，而汽车安装发电机的空间有限。因此，迫切需要开发能够满足整车性能要求，具有节能和环保特征的电源来 作为混合动力电动汽车的车载电源。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的是提出一种基于废热和光伏发电的混合动力电动汽 车辅助电源装置，以达到克服现有车载电源的不足，提高汽车的燃油效率和减少 尾气排放的目的。技术方案本专利技术公开一种基于废热和光伏发电的混合动力电动汽车辅助电 源装置，该装置的车顶太阳能电池板输出端与第一 Boost变换器输入端相连；第 一温差发电器安装在散热器旁，第一温差发电器输出端与第二 Boost变换器输入 端相连；第二温差发电器安装在排气管旁，第二温差发电器输出端与第三Boost 变换器输入端相连；能量调节电路中，第一 Boost变换器输出端、第二 Boost变 换器输出端和第三Boost变换器输出端并联后，将电能传输至第四Buck变换器输 入端；第四Buck变换器输出端与蓄电池正极相连。第一 Boost变换器中的第一电感与第一二极管串联连接，在第一电感与第一 二极管的连接点与负极之间并联连接第一功率开关；第二 Boost变换器中的第二 电感与第二二极管串联连接，在第二电感与第二二极管的连接点与负极之间并联 连接第二功率开关；第三Boost变换器的第三电感与第三二极管串联连接，在第 三电感与第三二极管的连接点与负极之间并联连接第三功率开关；三个Boost变换器输出端与负极之间并联第一稳压电容。第四Buck变换器中的第四功率开关与第4电感串联连接，在第四功率开关与 第4电感之间的连接点与正极之间并联第四二极管，输出端并联第二稳压电容。有益效果本专利技术基于废热和光伏发电的混合动力电动汽车辅助电源装置具 有以下优点(1) 综合利用能源，提高了燃油效率并减少排放，节能环保。(2) 新型辅助电源装置产生的多余能量可以持续为混合动力汽车的蓄电池单 元补充能源，提高了蓄电池的利用率。(3) 多个输入源、非旋转式发电机可提高电源装置的可靠性、维护性能和系统 控制的灵活性。(4) 可以取消汽车发电机，改善混合动力汽车的动力布局。附图说明 — 图l为本专利技术结构示意图。其中有车顶太阳能电池板l、第一温差发电器2、第二温差发电器3、散热器4、发动机5、排气管6、能量调节电路7、第一 Boost变换器8、第二 Boost 变换器9、第三Boost变换器10、第四Buck变换器ll、蓄电池12。 图2为能量调节电路图。具体实施方式下面是本专利技术的具体实施例来进一步描述基于废热和光伏发电的混合动力电动汽车辅助电源装置中，能量调节电路由 第一 Boost变换器、第二 Boost变换器、第三Boost变换器和第四Buck变换器组 成，所述能量调节电路并配合能量管理策略控制上述各变换器。温差发电器利用 汽车废热发电，光伏发电器利用太阳能发出电能，然后通过能量调节电路与蓄电 池连接。其中温差发电器共有两个，分别安装在发动机排气管和散热器旁，利用热电 材料的Seebeck效应，直接将热能转化成电能。采用在汽车顶面安装太阳能电池 板的方式，将太阳能转换成电能。能量调节电路由多个Boost变换器电路将多个 输入功率源联系起来，向负载或蓄电池充电。该装置包括太阳能电池板、温差发电器、能量调节电路、蓄电池组成。车顶 太阳能电池板1输出端与第一 Boost变换器8输入端相连；第一温差发电器2安 装在散热器4旁，第一温差发电器2输出端与第二 Boost变换器9输入端相连； 第二温差发电器3安装在排气管6旁，第二温差发电器3输出端与第三Boost变 换器10输入端相连；第一 Boost变换器8输出端、第二 Boost变换器9输出端和 第三Boost变换器10输出端并联后，将电能传输至Buck变换器ll输入端，第四 Buck变换器11输出端与蓄电池12相连。在图1中，车顶安装车顶太阳能电池板1，将光能转换成直流电能，太阳能电 池板1输出端与第一 Boost变换器8相连。散热器4的热能经过第一温差发电器2 后被转换成直流电能，第一温差发电器2输出端与第二 Boost变换器9相连。排 气管6的热能经过第二温差发电器3后被转换成直流电能，第二温差发电器3输 出端与第三Boost变换器10相连。第一 Boost变换器8输出端、第二 Boost变换 器9输出端和第三Boost变换器10输出端并联，将电能传输至第四Buck变换器 11。第一Boost变换器8、第二Boost变换器9、第三Boost变换器10和Buck变 换器11构成一个三输入两级Boost-Buck直流变换器结构，配合能量管理策略对各个变换器的功率开关器件的占空比进行控制，就组成能量调节电路7。 Buck变 换器11输出端与蓄电池12相连。在图2中，能量调节电路7由第一Boost变换器8、第二Boost变换器9、第 三Boost变换器10和Buck变换器11组成，所述能量调节电路7并配合能量管理 策略控制上述各变换器。第一 Boost变换器8的第一电感Ll串联第一二极管Dl， 中间并联第一功率开关Tl;第二 Boost变换器9的第二电感L2串联第二二极管 D2，中间并联第二功率开关T2;第三Boost变换器10的第三电感L3串联第三二 极管D3，中间并联第三功率开关T3;三个Boost变换器输出端并联第一稳压电容 Cl。 Buck变换器11的第四功率开关T4串联第4电感L，中间并联第四二极管D4， 输出端并联第二稳压电容C2。本专利技术中所采用的车顶太阳能电池板可以根据车顶大小选择功率200W的单晶硅电池板。两个温差发电器可根据发动机及排气管的空间大小选择若干块平板式 或圆柱式热电模块安装组成。因为不同的热电材料的最佳性能与工作温度有密切 的关系，发动机散热片的冷却液入口和出口温度分别为大约9(TC和12(TC本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于废热和光伏发电的混合动力电动汽车辅助电源装置，其特征在于该装置的车顶太阳能电池板（１）输出端与第一Ｂｏｏｓｔ变换器（８）输入端相连；第一温差发电器（２）安装在散热器（４）旁，第一温差发电器（２）输出端与第二Ｂｏｏｓｔ变换器（９）输入端相连；第二温差发电器（３）安装在排气管（６）旁，第二温差发电器（３）输出端与第三Ｂｏｏｓｔ变换器（１０）输入端相连；能量调节电路（７）中，第一Ｂｏｏｓｔ变换器（８）输出端、第二Ｂｏｏｓｔ变换器（９）输出端和第三Ｂｏｏｓｔ变换器（１０）输出端并联后，将电能传输至第四Ｂｕｃｋ变换器（１１）输入端；第四Ｂｕｃｋ变换器（１１）输出端与蓄电池（１２）正极相连。
【技术特征摘要】
1.一种基于废热和光伏发电的混合动力电动汽车辅助电源装置，其特征在于该装置的车顶太阳能电池板(1)输出端与第一Boost变换器(8)输入端相连；第一温差发电器(2)安装在散热器(4)旁，第一温差发电器(2)输出端与第二Boost变换器(9)输入端相连；第二温差发电器(3)安装在排气管(6)旁，第二温差发电器(3)输出端与第三Boost变换器(10)输入端相连；能量调节电路(7)中，第一Boost变换器(8)输出端、第二Boost变换器(9)输出端和第三Boost变换器(10)输出端并联后，将电能传输至第四Buck变换器(11)输入端；第四Buck变换器(11)输出端与蓄电池(12)正极相连。2. 根据权利要求1所述的基于废热和光伏发电的混合动力电动汽车辅助电源 装置，其特征在于第一 Boost变换器(8)中的第一电感(LI)与第一二极管(DO 串联连接，在第...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊英，葛路明，江和和，邹国棠，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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