[发明专利]利用太阳能的汽车储能系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及可再生能源技术，特别涉及一种利用太阳能的汽车储能系统和方法。

背景技术

资源有限、污染严重的传统石化燃料能源正在一天天减少，于是资源无限、清洁干净的可再生能源成为人们关注的焦点。其中太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其永不枯竭、无污染、不受地域资源限制等优点，正得到迅速的推广应用。根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能的光伏技术是一项非常重要的技术，能够实现人类向可持续的全球能源系统转变。国际上普遍认为，在长期的能源战略中，太阳能光伏发电在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。预计到2030年光伏发电在世界的总发电量中将占到5％到20％。

目前业界已经开发出将太阳能作为汽车能量来源的技术，但是由于太阳能照射强度弱且不稳定，再加之转换效率低，因此汽车上的太阳能电池目前都作为补充的能量来源使用，在许多情况下汽车电器仍然需要依赖于汽车的发电机和蓄电池的储能。显然，如果能够将主要能量来源与补充能量来源灵活地组合使用，则可以大幅度提高能源使用效率并降低环境污染。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种利用太阳能的汽车储能系统，其可以提高能源利用效率并改善驱动能力。

上述目的可以由下述技术方案实现。

一种利用太阳能的汽车储能系统，包括：

太阳能电池单元；

主储能单元；

副储能单元；以及

充电单元，连接在所述太阳能电池单元与所述主储能单元之间以及所述太阳能电池单元与副储能单元之间，

其中，在所述充电单元的控制下，所述太阳能电池单元能够向所述主储能单元和所述副储能单元充电，并且所述副储能单元能够向所述主储能单元充电。

优选地，在上述汽车储能系统中，所述主储能单元和所述副储能单元为蓄电池或超级电容器，所述主储能单元用于汽车启动的供电。

优选地，在上述汽车储能系统中，所述充电单元包括：

第一充电适配电路，用于将输入的电压转换为适于所述主储能单元的充电电压；

第二充电适配电路，用于将输入的电压转换为适于所述副储能单元的充电电压；

控制器；

切换电路，与所述太阳能电池单元、所述第一和第二充电适配电路以及所述控制器相连，用于在控制器的控制下实现下列任一连接状态：

1)所述太阳能电池单元同时与所述第一和第二充电适配电路接通；

2)所述太阳能电池单元与所述第一充电适配电路接通，所述太阳能电池单元与所述第二充电适配电路不接通并且所述第一充电适配电路与所述第二充电适配电路不接通；以及

3)所述太阳能电池单元与所述第一充电适配电路接通，所述太阳能电池单元与所述第二充电适配电路不接通并且所述第一充电适配电路与所述第二充电适配电路接通。

优选地，在上述汽车储能系统中，所述太阳能电池单元包括：

太阳能电池；以及

与所述太阳能电池的输出端相连的输出功率优化电路，用于调整所述太阳能电池的输出功率，其中，所述输出功率优化电路通过持续地向所述太阳能电池的输出电压施加扰动并比较当前太阳能电池输出功率与前一周期的输出功率的大小，对所述太阳能电池的工作点进行实时控制调整，以实现对最大功率点的跟踪。

优选地，在上述汽车储能系统中，所述控制器包括：

计算装置，用于计算所述主储能单元和所述副储能单元的剩余电量；

与所述计算装置相连的总线通信装置，用于将从总线上获取的主储能单元和所述副储能单元的状态参数送往所述计算装置；以及

控制策略生成装置，用于根据所述太阳能电池的输出功率、所述主储能单元和所述副储能单元的剩余电量生成相应的命令，以使所述切换电路实现所述连接状态1)-3)中的其中一种。

优选地，在上述汽车储能系统中，所述控制策略生成装置按照下列方式生成所述相应的命令：如果所述主储能单元的剩余电量大于一个预设的阈值，则生成使所述切换电路实现所述连接状态1)的命令；如果所述主储能单元和副储能单元的剩余电量都不大于所述预设的阈值，则生成使所述切换电路实现所述连接状态2)的命令；如果所述主储能单元的剩余电量不大于所述预设的阈值并且所述副储能单元的剩余电量大于所述预设的阈值，则生成使所述切换电路实现所述连接状态3)的命令。