[实用新型]汽车全景天窗式太阳电池充电自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及新能源及自动控制领域，具体涉及一种新型汽车全景天窗式太阳电池充电自动控制系统。

背景技术

太阳能作为一种新的能源，具有无限性、可与常规电力构架匹配以及无地域应用限制等特点已经成为各国政府可持续发展新型能源的首选。太阳能电池可以高效率及直接将太阳能转换为电能，对环境不产生任何污染。汽车全景天窗式太阳电池充电自动控制系统主要为延长电瓶的使用寿命而对电瓶进行补充充电。

目前汽车电瓶普遍存在使用寿命较短(一般2年左右)和冬天启动困难的问题，一般小型汽车瞬间启动电流根据车型不同大约在300-400A左右，因此要求电瓶提供足够的电流。另外，由于现在城市内普遍存在交通道路拥挤问题，尤其在上下班高峰期间汽车的行驶速度一般不超过60公里/小时。汽车低转速运转走走停停，而且城市内普遍行驶路途较近，同时存在频繁启动问题，因此汽车发电机很难产生足够的电能向电瓶充电。如此往复，电瓶长期处于亏电状态，缩短了电瓶的使用时间。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可延长汽车电瓶的使用寿命的汽车全景天窗式太阳电池充电自动控制系统。

本实用新型汽车全景天窗式太阳电池充电自动控制系统，包括太阳电池1、充电控制2、单片机系统3、电瓶与检测保护4、电瓶过放控制5；

充电控制2由充电电流控制22、PWM放大及驱动21、充电保护23、充电指示24、防反充25组成。

单片机系统3包括稳压电源31、单片机32；稳压电源31直接和单片机连接，为单片机提供电源，由单片机32产生的PWM脉冲连接到充电控制2；单片机32同时和电瓶与检测保护4、电瓶过放控制5连接；

电瓶及检测控制包括电瓶41、电压检测42、电流检测43；电瓶41和充电控制2连接，同时和电压检测42及电瓶过放控制5连接；电压检测42和电流检测43同时连接到单片机系统3。

充电控制2包括充电电流控制22、PWM放大及驱动21、充电保护23、充电指示24、防反充25。其中充电电流控制22由MOS大功率管Q2组成见附图3，其中Q2的源极、漏极并联在太阳电池的输出端，栅极与PWM放大及驱动21连接。PWM放大及驱动21分四路分别连接充电电流控制22、充电状态指示24、充电保护23和单片机系统3，防反充25分别连接到太阳电池1、充电单元22、电瓶及检测保护4，充电电流控制22同时并联在太阳电池1两端，电瓶过放控制5直接控制继电器的通断。

所述的报警驱动电路51和单片机32连接。电路图中由U1的7脚输出和三极管Q3及蜂鸣器组成，见附图3；由单片机系统中产生的PWM脉冲控制并接在太阳电池输出端的大功率MOS管控制、调整充电电流，同时由单片机输出的数字信号通过三极管Q4控制汽车点火开关的通断及通过三极管Q3输出报警信号。

过放控制52，过放控制52通过三极管Q4控制继电器的通断见附图3。

太阳电池由固定和开启两部分组成，太阳电池二6(图4斜线部分所包括的矩形面积)组成开启式天窗、太阳电池三7组成固定式天窗，整个天窗通过框架8镶嵌在汽车顶部，大小及功率视汽车尺寸而定。

用太阳电池板代替全景天窗安装在汽车顶部。太阳电池板由固定和开启两部分组成，既可以作为天窗使用，同时可向汽车电瓶进行补充充电。该系统和汽车发电机供电系统相互独立，即可同时向电瓶充电，也可单独工作。汽车行驶时汽车发电机和太阳电池同时向电瓶充电，当汽车停驶熄火后只要有阳光太阳电池就可以通过控制系统继续向电瓶充电。如果汽车长期停驶在阳光下太阳电池始终向电瓶充电，当电瓶充满时控制系统自动转为涓流充电，可以抵消电瓶的自放电，大大延长电瓶的使用寿命。

本汽车全景天窗式太阳电池充电自动控制系统由太阳电池板、自动充电控制器、充电二极管及电瓶组成。自动充电控制器电路是利用太阳电池内阻大的特点在太阳电池输出端并接一支大功率场效应MOS开关管Q2后通过充电二极管直接和电瓶连接，最大限度的提高了充电效率。充电电流的调节是通过调整太阳电池输出端并接开关管Q2的内阻来控制。系统内部AVR单片机将电瓶的实际电压值通过和预设值比较和计算后调整PWM脉冲的占空比控制开关管的导通程度来调整充电电流。当电瓶实际电压达到预设值电压后，PWM脉冲的占空比变为最小，即开关管导通时间长，截止时间短，脉冲充电电流达到最小。即电瓶充满时控制系统自动转为涓流充电。汽车启动后随着蓄电池电压的降低，PWM脉冲的占空比不断变大，充电电流也逐渐变大。由于充电回路中不存在控制充电元件及限流电阻，所以提高了充电效率。