[实用新型]带有太阳能电池板的车载微电网及其聚合而成的发电厂

说明书

本实用新型公开了带有太阳能电池板的车载微电网及其聚合而成的发电厂。该车载微电网装备有太阳能板、直流直流转换器及接触开关模组。直流直流转换器与车辆的电池管理系统、整车控制器和车载双向充电器通过CAN通讯集成。直流直流转换器可在车辆行驶、停靠或充电时通过接收到的电池信息控制接触开关，对电量最低或健康状态最低的动力电池模组进行太阳能充电。若各电池模组已均衡，为避免太阳能的浪费，系统可对整个动力电池包或12V低压电池进行充电。若车辆接入交流负载或市电网，该车载微电网可通过车载双向充电器进行太阳能或太阳能+动力电池供电。当接入市电网的车辆总数足够大时，可聚合形成分布式太阳能发电厂并通过无线网络实现信息反馈和调度。

技术领域

本实用新型涉及一种利用新能源汽车车载太阳能电池板对电动汽车动力电池模组进行主动式均衡，并可向交流电器负载及市电网供电的车载微电网系统。

背景技术

随着新能源汽车尤其是插电式混合动力汽车和纯电动汽车在我国的普及，车用动力电池技术和电池管理系统的需求量也与日俱增。电动车用锂电池包大多由一定数量的锂电池模组通过串联和并联而成。每个锂电池模组由各自的电池管理系统进行均衡以保证组成模组的各电芯在充放电过程中电量相同，从而避免过充和过放。目前常用的电池均衡方式可分为主动式和被动式。主动式均衡通过从电量高的电芯向电量低的电芯转移电能达到均衡的目的。被动式均衡通过对电量高的电芯进行负载放电达到均衡的目的。然而目前的主动式均衡系统尚无法在电池模组之间进行电量转换，导致当电池包各模组电量不均时，相应模组可能出现过充和过放现象从而导致模组损坏。被动式均衡系统可以以最低电量的电池模组为标准对其他模组的电芯进行放电从而实现模组间的均衡。然而这一均衡过程十分缓慢，仍然可能导致电池模组在充电和使用过程中的过充过放发生。同时有一部分电量会在负载上白白损耗，从而降低车辆的行驶里程。综上所述，目前尚无高效节能的动力电池模组均衡解决方案。

另一方面，受制于太阳能系统的低转换效率和高成本，车载太阳能系统尚未得到有效开发和推广。一些利用车顶太阳能电池板的技术如太阳能空调和电动车的太阳能增程器也因为成本与能量节约率之间的低性价比而没有广泛投入市场，目前尚未有其他有效利用车载太阳能系统的方式。

可见，对于电动车电池模组间的均衡技术和有效利用车载太阳能技术的研究和应用都没有取得很大进展，阻碍了电动汽车这一环保交通工具和太阳能这一清洁能源的结合应用和推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种可利用太阳能进行电动汽车动力电池模组均衡的微电网，在为动力电池增加电量的同时进行均衡保护，并可在所有动力电池模组都已均衡时向整个动力电池或低压电池充电。同时提供市电接口，可在需要时通过车载双向充电器向交流电器负载及市电网回馈电能，最大程度地提高了太阳能的利用率及系统的性价比和经济价值。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括太阳能电池板、直流直流转换器、接触开关模组（可集成至直流直流转换器内）、动力电池模组、电池管理系统、车载双向充电器及整车控制器。直流直流转换器、电池管理系统、充电器和整车控制器之间通过汽车控制器局域网总线（CAN）进行通讯并交换信息。

所述电池管理系统可测量计算各动力电池模组的剩余电量（SOC）、健康状态（SOH）及整个电池包的剩余电量（SOC）并通过CAN通讯发送该信息。

所述直流直流转换器的输入电压范围涵盖太阳能电池板最低至最高电压，输出电压涵盖12V低压电池最低电压至动力电池最高电压。直流直流转换器应可自动识别连接到输出端的电池端电压并自动调整输出电压，运用最大功率点追踪控制方法利用太阳能对输出端电池模组或电池包进行充电。直流直流转换器应可根据整车控制器的CAN命令控制开关模组内的开关，对被选定的电池模组进行充电。直流直流转换器应可测量计算实时太阳能输入功率并通过CAN通讯发送该信息。