車載太陽(yáng)能供電系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)-閱讀頁(yè)
2025-02-01 04:39本頁(yè)面
【正文】 電池定期的出現(xiàn)充電電壓超限析氣現(xiàn)象，防止蓄電池出現(xiàn)酸液分層，減少蓄電池的容量衰減和記憶效應(yīng)，延長(zhǎng)蓄電池的壽命。（5）過(guò)流保護(hù)在蓄電池的回路間串聯(lián)了一個(gè)保險(xiǎn)絲，有效對(duì)蓄電池進(jìn)行過(guò)流保護(hù)。這樣做的目的：①是為了穩(wěn)定放電電流；②是為了保證蓄電池不被過(guò)放電；③是可對(duì)負(fù)載和蓄電池進(jìn)行一系列的監(jiān)測(cè)保護(hù)。光伏發(fā)電對(duì)逆變器要求較高：（１）要求具有較高的效率。（２）要求具有較高的可靠性。（３）要求直流輸入電壓有較寬的適應(yīng)范圍 由于電池的端電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度而變化，蓄電池雖然對(duì)電池的電壓具有重要作用，但由于蓄電池的電壓隨蓄電池剩余容量和內(nèi)阻的變化而波動(dòng)，特別是當(dāng)蓄電池老化時(shí)其端電壓的變化范圍很大，如12V蓄電池，其端電壓可在10V～16V之間變化，這就要求逆變器必須在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)保證正常工作，并保證交流輸出電壓的穩(wěn)定。但若為交流負(fù)載，則須使用逆變器設(shè)備，將太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電或蓄電池釋放的直流電轉(zhuǎn)化為負(fù)載需要的交流電。 逆變電路逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，若直流電壓較低，則通過(guò)交流變壓器升壓，即得到標(biāo)準(zhǔn)交流電壓和頻率。中、小容量逆變器一般有推挽逆變電路、全橋逆變電路和高頻升壓逆變電路三種：推挽電路和全橋電路的輸出都必須加升壓變壓器，由于升壓變壓器體積大，效率低，價(jià)格也較貴。采用該電路結(jié)構(gòu)，使逆變器功率大大提高，逆變器的空載損耗也相應(yīng)降低，效率得到提高。逆變器輸出波形主要有兩類，一類是正弦波，另一類是方波。方波逆變器輸出的則是質(zhì)量較差的方波交流電，其正向最大值到負(fù)向最大值幾乎在同時(shí)產(chǎn)生，這樣，對(duì)負(fù)載和逆變器本身造成劇烈的不穩(wěn)定影響。如所帶的負(fù)載過(guò)大，方波電流中包含的三次諧波成分將使流入負(fù)載中的容性電流增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞負(fù)載的電源濾波電容。 逆變電路的控制電路上述幾種逆變器的主電路均需要有控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，一般有方波和正弦波兩種控制方式，方波輸出的逆變電源電路簡(jiǎn)單，成本低，但效率低，諧波成份大。正弦波輸出的逆變器控制集成電路，其控制電路可采用微處理器控制，如INTEL 公司生產(chǎn)的80C196MC 、摩托羅拉公司生產(chǎn)的MP16等，這些單片機(jī)均具有多路PWM發(fā)生器，并可設(shè)定上、下橋臂之間的死區(qū)時(shí)間，采用INTEL公司80C196MC實(shí)現(xiàn)正弦波輸出的電路，8019MC完成正弦波信號(hào)的發(fā)生，并檢測(cè)交流輸出電壓，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。目前使用較多的功率元件有功率場(chǎng)效應(yīng)管（ ＭＯＳ－ＦＥＴ)和絕緣柵晶體管（ＩＧＢＴ)，在小容量低壓系統(tǒng)中使用較多的器件為ＭＯＳＦＥ Ｔ，因?yàn)椋停希樱疲牛跃哂休^低的通態(tài)壓降和較高的開(kāi)關(guān)頻率，在高壓大容量系統(tǒng)中一般均采用ＩＧＢＴ模塊，這是因?yàn)椋停希樱疲牛噪S著電壓的升高其通態(tài)電阻也隨之增大。正弦波逆變器原理圖如圖3圖3 正弦波逆變電路 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的效率在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，系統(tǒng)的總效率ηes是由電池組件的PV轉(zhuǎn)換率、控制器效率、蓄電池效率、逆變器效率及負(fù)載的效率等組成。因此提高電池組件的轉(zhuǎn)換率，降低單位功率造價(jià)是太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前對(duì)硅電池轉(zhuǎn)換率的研究，主要圍繞著加大吸能面（如雙面電池），減小反射；運(yùn)用吸雜技術(shù)減小半導(dǎo)體材料的復(fù)合；電池超薄型化；改進(jìn)理論，建立新模型；聚光電池等。表1 幾種太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率實(shí)驗(yàn)室典型電池商品薄膜電池各種太陽(yáng)能電池ηmax(%)各種太陽(yáng)能電池η(%)單晶硅多晶硅多晶硅銅銦鎵硒GaAs(單結(jié))碲化鎘asi(單結(jié))13銅銦硒另外，為了讓太陽(yáng)能電池組件在一年中接收到的太陽(yáng)輻射能盡可能的多，要為太陽(yáng)能電池組件選擇一個(gè)合適的傾角。不過(guò)，可以在車頂上安裝太陽(yáng)能電池組時(shí)同時(shí)安裝一個(gè)可以四周旋轉(zhuǎn)的支架，在車行駛的時(shí)候太陽(yáng)能板固定平放在車頂上，而當(dāng)車停止時(shí)，可手動(dòng)調(diào)整太陽(yáng)能電池組的角度，為太陽(yáng)能電池組件選擇一個(gè)較佳的傾角，以便太陽(yáng)能板可以吸收盡可能多的輻射能量。由于第二部分的交流部分為筆記本供電十分簡(jiǎn)單，在此就不贅述，而對(duì)第一部分和第三部分作詳細(xì)的介紹和分析。因此，該系統(tǒng)的負(fù)載主要有手機(jī)和手持GPS充電電池、筆記本電腦、車載空調(diào)、電燒水杯等生活電器。而作為負(fù)載的筆記本電腦，據(jù)了解，一般筆記本電腦的整機(jī)功耗都不會(huì)超過(guò)100W，；神舟承運(yùn)F300T整機(jī)功耗為65W；HP Compaq6930P整機(jī)功耗為43W。假設(shè)保證電腦能夠持續(xù)工作3個(gè)小時(shí)。另一重要負(fù)載就是電燒水杯。這樣的容量在野外情況基本能夠滿足需求，最重要的是小一點(diǎn)的功率省電，對(duì)太陽(yáng)能板要求有所降低，這樣就節(jié)省了成本。表2 太陽(yáng)能電池板指標(biāo)規(guī)格峰值功率峰值電壓峰值電流短路電流開(kāi)路電壓長(zhǎng)度寬度厚度重量KC200GH2P200WVAAV1425mm990mm36mmkg 手機(jī)和手持GPS電池充電如系統(tǒng)總體框圖右端直流部分所示，直流輸出電壓為12/24/48V，因此需要另外配置充電器。 充電器原理圖手機(jī)和手持GPS電池充電器原理圖如圖4所示。它是單管直流變換電路，采用單端反激式變換器電路的形式。當(dāng)開(kāi)關(guān)管VT1截止時(shí)，次級(jí)線圈Ns為5負(fù)6正，高頻變壓器T1中存儲(chǔ)的能量通過(guò)VD1整流和電容C3濾波后向負(fù)載輸出。加上輸入電源后，電流經(jīng)啟動(dòng)電阻R1流向VT1的基極，使VT1導(dǎo)通。在VT1飽和導(dǎo)通期間，T1通過(guò)初級(jí)線圈Np儲(chǔ)存磁能。VT1進(jìn)入放大狀態(tài)后，其集電極電流由放大狀態(tài)前的最大值下降，在反饋線圈Nb產(chǎn)生3負(fù)4正的感應(yīng)電壓，使VT1基極電流減小，其集電極電流隨之減小，正反饋再一次出現(xiàn)雪崩過(guò)程，VT1迅速截止。在VT1截止時(shí)，直流供電輸人電壓和Nb感應(yīng)的3負(fù)4正的電壓又經(jīng)RR3給C2反向充電，逐漸提高VT1基極電位，使其重新導(dǎo)通，再次翻轉(zhuǎn)達(dá)到飽和狀態(tài)，電路就這樣重復(fù)振蕩下去。在電池的充電過(guò)程中，電池電壓逐漸上升，經(jīng)RR6分壓后穩(wěn)壓二極管VD2開(kāi)始導(dǎo)通，使VT2導(dǎo)通，VT2的分流作用減小了VT1的基極電流，從而減小了VT1的集電極電流Ic，達(dá)到了限制輸出電壓的作用。元器件選擇和安裝調(diào)試：VT1要求Icm，hEF為50100，可用2SC2500、2SC1008等，VD1為穩(wěn)壓值為3V的穩(wěn)壓二極管。繞制時(shí)要注意各線圈的起始端不要搞錯(cuò)，以免電路不起振或輸出電壓不正常。接著，具體研究車載太陽(yáng)能供電系統(tǒng)。但由于第一種方案在現(xiàn)階段存在明顯的局限性，因此我選擇第二種方案。通過(guò)對(duì)現(xiàn)存技術(shù)資料的學(xué)習(xí)和分析，我把系統(tǒng)的各組成部分介紹的非常清楚，但是，具體到各部分實(shí)物選型及涉及到原理部分的電路的優(yōu)選，我做的還很不好，因此其中定會(huì)存在一些不合理之處，但由于此時(shí)能力有限不能給以很好的解決，我將在日后的學(xué)習(xí)和工作中努力改進(jìn)。由于能力有限，在做論文的過(guò)程中也遇到了一些難以克服的困難，比如由于這種太陽(yáng)能空調(diào)屬于新產(chǎn)品，技術(shù)開(kāi)發(fā)不夠成熟，所搜集到的資料也十分有限，這就不免對(duì)它的深入研究帶來(lái)不便。致謝經(jīng)過(guò)近半年的努力，本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)工作已近尾聲。在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，導(dǎo)師給我提供了諸多專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和富于創(chuàng)造性的建議，沒(méi)有這樣的關(guān)懷和幫助，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)論文。最后，我還要感謝我身邊的同學(xué)，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，他們給了我很多支持并提出了很多寶貴的意見(jiàn)，對(duì)于他們的幫助和支持，我也表示由衷地
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