长续航里程的光伏电动车设计【字数：8382】
摘 要出行已经成为人们的日常行为中必不可少的部分了，而出行所用到的交通工具更是人们生活中的一部分。随着新能源概念的提出和实现，电动车正在逐渐融入人们的生活。网购成为主流以后，电动三轮车也被快递小哥用来当做最后的投递工具，电动三轮车的续航里程和充电时间也成为了各家快递公司的关注重点。本文以离网型光伏发电系统为核心，设计了基于离网型光伏发电系统的长续航里程的光伏电动车，该设计理念以离网型光伏发电系统为主要光伏发电系统，以太阳能光伏发电板为发电装置，以新型锂电池为蓄电池，以DC48V光伏控制器为主要光伏控制器。据此所制作出的实物可以在原来72V蓄电池的电动车行驶50km的续航上加一倍的里程。经过测试，该长续航里程的光伏电动车行驶稳定，续航里程基本翻倍，符合预期目标。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2国内外研究状况 1
1.3论文研究内容 1
第二章 离网型光伏发电系统及光伏单元总体设计 1
2.1离网型光伏发电系统 1
2.2电池的等效电路 2
2.3锂离子电池 2
2.4光伏单元总体结构设计 3
2.5小结 4
第三章 长续航里程的光伏电动车硬件设计 5
3.1光伏控制器设计 5
3.1.1光伏阵列参数 5
3.1.3光伏组件的选择与安装 5
3.2逆变器设计 7
3.2.1逆变器功率 7
3.2.2逆变器选型 7
3.3光伏电池组设计 7
3.3.1电池组容量 7
3.3.2太阳电池组件设计 8
3.4蓄电池组设计 8
3.5 小结 8
第四章 长续航里程的光伏电动车系统电路设计 9
4.1光伏充电电路设计 9
4.2系统电源部分 11
4.3 A/D转换 13
4.4 小结 13
第五章 改装前后的电动车对比 14
结束语 15
致 谢 16
参考文献 17
绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1.1课题研究的背景及意义
随着化石燃料的发现和科技的进步，人类社会文明的衣食住行都渐渐的与化石能源密不可分了。在引入新能源之前，化石燃料的消耗非常惊人。在已经探明的化石燃料，经过人们这么长时间的过度使用已经不能满足人类的消耗多长时间了，所以新能源的开发和利用势在必行。
当然我们不排除发现新的化石燃料的矿脉的可能性，但是地球的化石燃料确实越用越少，因此，我们需要更多的去开发和使用新能源。当今社会经济的飞速发展让每家每户都开始有了私家车，网络的出现更是让大家的生活方便了许多。因此，外卖、跑腿和快递这些小型物流服务行业也越来越盛行，其中快递行业更是独领风骚。结合网络时代的到来，我们把目光放在了快递小哥的电动三轮车上。当电动车出现以后，快递小哥大多是用电动三轮车来进行快递的配送，一天下来大致需要出行100km左右，而现在的电动三轮车一般需要两个电池来更替作业才能完成一天的配送量。在快递小哥的电动三轮车上加装一块太阳能光伏发电板，不光是解决了电动三轮车的续航问题，更是对新能源运用到我们出行方式中的一种新尝试，不仅减少了我们人类社会对化石燃料的依赖，也是对未来新能源运用的一种探索。
1.2国内外研究状况
太阳能发电在国内和国外已经规模化，国内和国外都建立了很多大型的太阳能发电站。通过技术的革新和科学的进步，在德国，建成了一座发电功率为12.4兆瓦的太阳能发电厂，这座发电厂工作时可满足3500户家庭用电的求要。在日本，太阳能发电十分普及，经过多年的苦心经营，2002年的时候，日本的太阳能发电量几乎已经达到了全球总太阳能发电量的一半。在韩国，建设出2006年度全球最大的一座太阳能发电厂，该发电厂每小时发电17兆瓦，远超当时德国的每小时发电5兆瓦的发电量。在我国，2018年9月8日环球网的消息发布，位于腾格里沙漠中国的"大熊猫"太阳能发电厂目前是地球上最大的太阳能发电厂，“大熊猫”太阳能发电厂发电量为100兆瓦，超过了世界上任何其他国家的太阳能发电厂。
全球有超过60%的太阳能电池板都是产自中国，所以我们有着领先于其他国家的资源去研发新能源的运用方式，比如加装太阳能光伏发电板的电动三轮车，它使用了一块太阳能光伏发电板和一个锂电池的接合去实现将电动三轮车续航加长的目的。
1.3论文研究内容
本课题的研究内容是基于太阳能光伏发电的长续航里程的电动三轮车的一个实际应用，研究的主要内容包括了以下几方面：
整体电路的设计、离网型光伏发电系统的模拟运行；
各硬件连接电路中相关元器件的性能及其应用原理；
如何对应用合适的光伏控制器；
逆变器功率的调试
第二章 离网型光伏发电系统及光伏单元总体设计
2.1离网型光伏发电系统
在遥远山区，岛屿，通信基站等场所广泛使用的太阳能发电方式是离网型光伏发电系统。该系统一般包括：DC负载以及AC负载组成的光伏阵列、离网型逆变器、电池组、太阳能电池充放电的控制器、太阳能电池模块。其中的光伏阵列是将太阳能转换成电能。在受到太阳光的照射时，通过太阳能充放电控制器将电力供应到负载，与此同时将部分电能充电到电池组；在没有太阳光的照射时，通过太阳能充放电控制器将电池组的电力供给至DC负载。与此同时，电池组应直接通过一个独立的逆变器将电力供应到逆变器，逆变器将其变换为交流电流，以将电力提供给AC负载。
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图21 离网型光伏发电系统
(1) 太阳电池组件
它是太阳能供电系统的主要部分和所述太阳能供电系统的最有价值的组分。它的功能是将太阳辐射能量转换为直流电力；
(2) 太阳能充放电控制器
又称"光伏控制器"，其功能是调节和控制太阳能电池模块产生的电能，最大化电池充电，并且保护电池免受过度充电和过度放电。在温度差距比较大的地方，PV控制器会有温度补偿。
(3) 蓄电池组
其作用是储能，保证在没有太阳光照的时候能够正常的用电。
(4) 离网型逆变器
离网发电系统中最核心的系统部件是离网型逆变器，作用是把直流电转换成交流电，为交流负载来使用。提高光伏发电系统的整体性能来保证电站的长期稳定运行只有高性能的逆变器才能做到。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2国内外研究状况 1
1.3论文研究内容 1
第二章 离网型光伏发电系统及光伏单元总体设计 1
2.1离网型光伏发电系统 1
2.2电池的等效电路 2
2.3锂离子电池 2
2.4光伏单元总体结构设计 3
2.5小结 4
第三章 长续航里程的光伏电动车硬件设计 5
3.1光伏控制器设计 5
3.1.1光伏阵列参数 5
3.1.3光伏组件的选择与安装 5
3.2逆变器设计 7
3.2.1逆变器功率 7
3.2.2逆变器选型 7
3.3光伏电池组设计 7
3.3.1电池组容量 7
3.3.2太阳电池组件设计 8
3.4蓄电池组设计 8
3.5 小结 8
第四章 长续航里程的光伏电动车系统电路设计 9
4.1光伏充电电路设计 9
4.2系统电源部分 11
4.3 A/D转换 13
4.4 小结 13
第五章 改装前后的电动车对比 14
结束语 15
致 谢 16
参考文献 17
绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
1.1课题研究的背景及意义
随着化石燃料的发现和科技的进步，人类社会文明的衣食住行都渐渐的与化石能源密不可分了。在引入新能源之前，化石燃料的消耗非常惊人。在已经探明的化石燃料，经过人们这么长时间的过度使用已经不能满足人类的消耗多长时间了，所以新能源的开发和利用势在必行。
当然我们不排除发现新的化石燃料的矿脉的可能性，但是地球的化石燃料确实越用越少，因此，我们需要更多的去开发和使用新能源。当今社会经济的飞速发展让每家每户都开始有了私家车，网络的出现更是让大家的生活方便了许多。因此，外卖、跑腿和快递这些小型物流服务行业也越来越盛行，其中快递行业更是独领风骚。结合网络时代的到来，我们把目光放在了快递小哥的电动三轮车上。当电动车出现以后，快递小哥大多是用电动三轮车来进行快递的配送，一天下来大致需要出行100km左右，而现在的电动三轮车一般需要两个电池来更替作业才能完成一天的配送量。在快递小哥的电动三轮车上加装一块太阳能光伏发电板，不光是解决了电动三轮车的续航问题，更是对新能源运用到我们出行方式中的一种新尝试，不仅减少了我们人类社会对化石燃料的依赖，也是对未来新能源运用的一种探索。
1.2国内外研究状况
太阳能发电在国内和国外已经规模化，国内和国外都建立了很多大型的太阳能发电站。通过技术的革新和科学的进步，在德国，建成了一座发电功率为12.4兆瓦的太阳能发电厂，这座发电厂工作时可满足3500户家庭用电的求要。在日本，太阳能发电十分普及，经过多年的苦心经营，2002年的时候，日本的太阳能发电量几乎已经达到了全球总太阳能发电量的一半。在韩国，建设出2006年度全球最大的一座太阳能发电厂，该发电厂每小时发电17兆瓦，远超当时德国的每小时发电5兆瓦的发电量。在我国，2018年9月8日环球网的消息发布，位于腾格里沙漠中国的"大熊猫"太阳能发电厂目前是地球上最大的太阳能发电厂，“大熊猫”太阳能发电厂发电量为100兆瓦，超过了世界上任何其他国家的太阳能发电厂。
全球有超过60%的太阳能电池板都是产自中国，所以我们有着领先于其他国家的资源去研发新能源的运用方式，比如加装太阳能光伏发电板的电动三轮车，它使用了一块太阳能光伏发电板和一个锂电池的接合去实现将电动三轮车续航加长的目的。
1.3论文研究内容
本课题的研究内容是基于太阳能光伏发电的长续航里程的电动三轮车的一个实际应用，研究的主要内容包括了以下几方面：
整体电路的设计、离网型光伏发电系统的模拟运行；
各硬件连接电路中相关元器件的性能及其应用原理；
如何对应用合适的光伏控制器；
逆变器功率的调试
第二章 离网型光伏发电系统及光伏单元总体设计
2.1离网型光伏发电系统
在遥远山区，岛屿，通信基站等场所广泛使用的太阳能发电方式是离网型光伏发电系统。该系统一般包括：DC负载以及AC负载组成的光伏阵列、离网型逆变器、电池组、太阳能电池充放电的控制器、太阳能电池模块。其中的光伏阵列是将太阳能转换成电能。在受到太阳光的照射时，通过太阳能充放电控制器将电力供应到负载，与此同时将部分电能充电到电池组；在没有太阳光的照射时，通过太阳能充放电控制器将电池组的电力供给至DC负载。与此同时，电池组应直接通过一个独立的逆变器将电力供应到逆变器，逆变器将其变换为交流电流，以将电力提供给AC负载。
/
图21 离网型光伏发电系统
(1) 太阳电池组件
它是太阳能供电系统的主要部分和所述太阳能供电系统的最有价值的组分。它的功能是将太阳辐射能量转换为直流电力；
(2) 太阳能充放电控制器
又称"光伏控制器"，其功能是调节和控制太阳能电池模块产生的电能，最大化电池充电，并且保护电池免受过度充电和过度放电。在温度差距比较大的地方，PV控制器会有温度补偿。
(3) 蓄电池组
其作用是储能，保证在没有太阳光照的时候能够正常的用电。
(4) 离网型逆变器
离网发电系统中最核心的系统部件是离网型逆变器，作用是把直流电转换成交流电，为交流负载来使用。提高光伏发电系统的整体性能来保证电站的长期稳定运行只有高性能的逆变器才能做到。
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