一种太阳能充电系统及电动汽车的制作方法

1.本技术涉及电动汽车技术领域，具体而言，涉及一种太阳能充电系统及电动汽车。


背景技术：

2.太阳能电动汽车是一种新型环保车辆，具有安全、方便、费用低、节约能源、无污染等优点。太阳能充电系统是太阳能电动汽车的重要组成部分。
3.现有技术中，如公开号为cn205864046u的中国专利公开了一种车用太阳能充电系统及太阳能汽车，该专利中只有在电动汽车行驶时太阳能才能给动力电池充电，在电动汽车停止时无法给动力电池充电，只能给低压蓄电池充电，而电动汽车行驶过程中整车dc/dc会一直将该低压蓄电池保持满电以满足车辆低压负载使用，所以当电动汽车停止后，该低压蓄电池也接近于满电状态，太阳能无法继续为该低压蓄电池充入更多的电能，造成太阳能电能的浪费。同时，该专利还需要增加除太阳能组件之外的mppt模块太阳能控制器、dc/dc转换器及其配置的can通讯线，甚至需额外增加一块低压蓄电池及连线，其所增加的电器较多且其连接线路繁杂，对于电动汽车本就紧凑的空间实用性很差。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种太阳能充电系统及电动汽车，以提高控制器模块的集成化程度，线路更简洁，占用空间更小。
5.第一方面，本技术实施例提供一种太阳能充电系统，太阳能充电系统应用于电动汽车，太阳能充电系统包括太阳能组件、动力电池组件和控制器组件，太阳能组件用于吸收太阳能并将其转换为电能；动力电池组件用于给电动汽车供能；控制器组件分别与太阳能组件的输出端以及动力电池组件的输入端电连接；控制器组件用于接收太阳能组件的输出端的输出电压以及输出电流，并控制太阳能组件对动力电池组件进行充电；其中，控制器组件包括电路板、dc/dc转换器以及通讯模块，dc/dc转换器以及通讯模块均集成于电路板上，dc/dc转换器的输出端与动力电池组件的输入端电连接，dc/dc转换器用于使输出电压以及输出电流转换至与动力电池组件的充电电压相匹配，控制器组件中的通讯模块与动力电池组件中的通讯模块电连接。
6.在本方案中，控制器组件可以根据太阳能组件的输出端的输出电压以及输出电流为启动条件，便可以对电动汽车的动力电池组件进行充电，这样可在电动汽车停止时，也可给动力电池充电，电动汽车不管整车处于行驶状态还是停止状态，只要光照条件满足要求，即可持续给动力电池组件进行充电。并且通过将dc/dc转换器以及通讯模块均集成于控制器组件的电路板上，使加装于电动汽车上的电器件更少、线路更简洁，占用空间更小，使得控制器组件的集成化程度更好。
7.在一些实施例中，控制器组件还包括判断电路，判断电路设于电路板上，判断电路用于判断太阳能组件的输出端的输出电压以及输出电流是否高于预设值，并在输出电压和输出电流高于预设值时，通过控制dc/dc转换器的输出端与动力电池组件的输入端连通以
对所述动力电池组件进行充电。
8.上述技术方案中，通过设置判断电路，利用判断电路来控制太阳能组件的输出端的输出电压以及输出电流进行判断，从而来控制太阳能组件是否可以对动力电池组件进行充电。这样，太阳能组件收集太阳能电池组发出的电能，并且当能量储存达到一定条件后，才可以启动对动力电池组件进行充电，可以起到有效保护动力电池组件，减少了辅件系统的工作时长，有效了延长了动力电池组件的使用寿命。
9.在一些实施例中，输出电压具有第一阈值，输出电流具有第二阈值，当所述太阳能组件输出端的输出电压不小于所述第一阈值，且输出电流不小于所述第二阈值时，判断电路用于控制dc/dc转换器的输出端与动力电池组件的输入端连通。
10.上述技术方案中，通过让太阳能组件的输出端的输出电压以及输出电流均有阈值要求，满足该阈值要求时，可以作为充电启动条件，提高了太阳能充电系统的充电效率。
11.在一些实施例中，dc/dc转换器的转换电压为不小于150v。上述技术方案中，由于本方案中的动力电池组件为高压电池，因此dc/dc转换器的转换电压设置为150v以上，从而满足电压要求。
12.在一些实施例中，太阳能充电系统还包括电池管理系统，电池管理系统设于动力电池组件中，电池管理系统通过can总线分别与控制器组件中的通讯模块以及动力电池组件中的通讯模块之间进行通信。
13.上述技术方案中，通过电池管理系统可以使得控制器组件与动力电池组件之间进行can通讯，并可以对太阳能充电系统进行充电管理。
14.在一些实施例中，控制器组件还包括mppt模块，mppt模块与太阳能组件电连接，以用于限制太阳能组件的最大功率值并跟踪其输出功率。
15.上述技术方案中，通过在控制器组件还包括有mppt模块，mppt模块可进行最大功率跟踪，可根据整车bms的指令通过can通讯对动力电池组件的充电进行控制，并具有过压保护、过流保护、短路保护和温度保护功能，能够对动力电池组件起到保护作用。
16.在一些实施例中，太阳能组件为柔性的太阳能芯片，太阳能组件安装于电动汽车的外表面。太阳能芯片设为多组，多组太阳能芯片经过串并联组合形成太阳能组件。
17.第二方面，本技术实施例还提供了一种电动汽车，电动汽车包括前述的太阳能充电系统。
18.本技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本技术一些实施例提供的太阳能充电系统的结构框图。
21.图标：1-太阳能组件；2-控制器组件；3-动力电池组件。
具体实施方式
22.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
24.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.此外，在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
27.实施例
28.本技术实施例提供一种太阳能充电系统，太阳能充电系统应用于电动汽车，请参阅图1，太阳能充电系统包括太阳能组件1、动力电池组件3和控制器组件2，太阳能组件1用于吸收太阳能并将其转换为电能；动力电池组件3用于给电动汽车供能；控制器组件2分别与太阳能组件1的输出端以及动力电池组件3的输入端电连接；控制器组件2用于接收太阳能组件1的输出端的输出电压以及输出电流，并控制太阳能组件1对动力电池组件3进行充电；其中，控制器组件2包括电路板、dc/dc转换器以及通讯模块，dc/dc转换器以及通讯模块均集成于电路板上，dc/dc转换器的输出端与动力电池组件3的输入端电连接，dc/dc转换器用于使输出电压以及输出电流转换至与动力电池组件3的充电电压相匹配，通讯模块与动力电池组件3电连接。
29.在本方案中，控制器组件2可以根据太阳能组件1的输出端的输出电压以及输出电流为启动条件，便可以对电动汽车的动力电池组件3进行充电，这样可在电动汽车停止时，也可给动力电池组件3充电，电动汽车不管整车处于行驶状态还是停止状态，只要光照条件满足要求，即可持续给动力电池组件3进行充电。并且通过将dc/dc转换器以及通讯模块均集成于控制器组件2的电路板上，使加装于电动汽车上的电器件更少、线路更简洁，占用空间更小，使得控制器组件2的集成化程度更好。
30.其中，太阳能组件1一般安装于车顶或车身外表面，而控制器组件2一般安装于车
内、车架或底盘，动力电池组件3一般安装于电动汽车的底盘、电气舱或电池舱等位置。
31.在一些实施例中，控制器组件2还包括判断电路，判断电路设于电路板上，判断电路用于判断太阳能组件1的输出端的输出电压以及输出电流是否高于预设值，并在输出电压和输出电流高于预设值时，通过控制dc/dc转换器的输出端与动力电池组件3的输入端连通以对动力电池组件3进行充电。
32.上述技术方案中，通过设置判断电路，利用判断电路来控制太阳能组件1的输出端的输出电压以及输出电流进行判断，从而来控制太阳能组件1是否可以对动力电池组件3进行充电。这样，太阳能组件1收集太阳能电池组发出的电能，并且当能量储存达到一定条件后，才可以启动对动力电池组件3进行充电，可以起到有效保护动力电池组件3，减少了辅件系统的工作时长，有效了延长了动力电池组件3的使用寿命。
33.具体的，当输出电压和输出电流高于预设值时，可以唤醒dc/dc转换器，使得dc/dc转换器的输出端与动力电池组件3的输入端连通，从而可以对动力电池组件3进行充电。当输出电压和输出电流低于预设值时，dc/dc转换器处于休眠状态，dc/dc转换器的输出端与动力电池组件3的输入端断开，从而不能对对动力电池组件3进行充电。
34.在一些实施例中，输出电压具有第一阈值，输出电流具有第二阈值，当太阳能组件1输出端的输出电压不小于所述第一阈值，且输出电流不小于所述第二阈值时，判断电路用于控制dc/dc转换器的输出端与动力电池组件3的输入端连通。
35.上述技术方案中，通过让太阳能组件1的输出端的输出电压以及输出电流均有阈值要求，满足该阈值要求时，可以作为充电启动条件，提高了太阳能充电系统的充电效率。
36.其中，该阈值可以根据整车要求调整，具体实际情况而定。其中，第一阈值可以是20v、30v、40v、50v、60v等数值。本实施例中的dc/dc转换器的输入电压为20v-60v，低于60v为人身安全电压，保证其安全性。
37.在一些实施例中，第一阈值为20v，第二阈值为1a。
38.在一些实施例中，dc/dc转换器的转换电压为不小于150v。上述技术方案中，由于本方案中的动力电池组件3为高压电池，因此dc/dc转换器的转换电压设置为150v以上，从而满足动力电池组件3的电压需求。
39.其中，高压电池电压＞150v，包括但不限于150v、280v、330v、350v、380v、400v、550v、580v、620v、800v等。
40.在一些实施例中，太阳能充电系统还包括电池管理系统，电池管理系统设于动力电池组件3中，电池管理系统通过can总线分别与控制器组件2中的通讯模块以及动力电池组件3中的通讯模块之间进行通信。
41.上述技术方案中，通过电池管理系统可以使得控制器组件2与动力电池组件3之间进行can通讯，并可以对太阳能充电系统进行充电管理。
42.在一些实施例中，控制器组件2还包括mppt模块，mppt模块与太阳能组件1电连接，以用于限制太阳能组件1的最大功率值并跟踪其输出功率。
43.上述技术方案中，通过在控制器组件2还包括有mppt模块，mppt模块可进行最大功率跟踪，可根据整车bms的指令通过can通讯对动力电池组件3的充电进行控制，并具有过压保护、过流保护、短路保护和温度保护功能，能够对动力电池组件3起到保护作用。
44.在一些实施例中，太阳能组件1为柔性的太阳能芯片，太阳能组件1安装于电动汽
车的外表面。太阳能芯片设为多组，多组太阳能芯片经过串并联组合形成太阳能组件1。
45.其中，太阳能充电系统的工作控制模式为：
46.有阳光时，太阳能组件1产生电压和电流，当达到控制器组件2设定的第一阈值和第二阈值时(该阈值可以根据整车要求调整，本实施例设定为输出电压≥20v，输出电流≥1a)时，在判断电路的作用下，控制器组件2启动，同时控制器组件2向整车的电池管理系统(bms)发送充电请求信号，当收到bms返回的允许充电指令后，太阳能充电系统的高压充电功能启动，并将变换后的电能为动力电池组件3充电，当动力电池组件3充满电时，太阳能充电系统停止充电，依此循环。不管整车处于行驶还是停止状态，只要光照条件满足要求，即可持续充电。无太阳能光照时或整车因故障不允许太阳能充电时，太阳能充电系统不启动。
47.需要说明的是，bms(battery management system，电池管理系统)，俗称之为电池保姆或电池管家；电池管理系统(bms)主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。另外，mppt模块控制器的全称"最大功率点跟踪"(maximum power point tracking)太阳能控制器，可最大限度的输出太阳能。
48.第二方面，本技术实施例还提供了一种电动汽车，电动汽车包括前述的太阳能充电系统。
49.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例中的特征可以相互结合。
50.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。