太陽能電動車超級電容MPPT技術研究

摘要：在太陽能電動車方面，就必須講到超級電容這個儲能器件，它有著很顯著的優點，但也存在弊端，其在工作期間非常容易干擾到電動車的電機驅動供電，這就會影響到電動車的續航能力。本文主要介紹太陽能電動車超級電容MPPT技術，并對其充電系統進行較深層的分析。

關鍵詞：超級電容;太陽能;電動車;MPPT充電系統

中圖分類號：U469.72文獻標示碼：A

1超級電容

超級電容是近階段才應用在不同的領域，跟其他已存在的電容器相對比（表1），它的靜電容量可以做到數萬F，而且它的功率密度是最大的，還有就是循環充電的次數是其他的好幾倍。

2太陽能電動車光伏系統分析

太陽能電動車的動力源中，光伏發電系統是比較重要的部分，它的作用就是幫助電容驅動電機，當電動車運動時為超級電容補充電量，能夠大幅度的提高電動車行駛里程。光伏電池既不是恒壓源，也不是恒流源，而是一類非線性的直流電源。它最主要的影響因素就是環境，這其中分為2個方面：太陽中的光照程度;電池的表面溫度。光伏電池的輸出功率肯定會隨著光照強度的增加而加大，而表面溫度與輸出功率卻成反比。通過對光伏電池的仿真探究，其作用就是讓它能夠應用于不同的實際光伏電池的模擬仿真，這對科學家的探討有著積極的意義^[1]。

3太陽能電動車光伏電池的MPPT控制

3.1 MPPT的控制原理分析

由于在光伏電池的輸出有一個非常顯著的特點，那就是非線性，并且它還會受光照強度、環境溫度以及本身所承載的狀況等多方面的因素制約。通過科學家的探索知道，光伏電池的輸出電壓多少取決于溫度，光伏電池的輸出電流則由光照強度制約。通過實驗對這些因素逐個探究，發現在固定的光照強度和溫度下，并給其一個固定的電壓值，就可以得到光伏電池的最大輸出功率，但這個數值會因為附近的環境條件改變而變化。太陽能電動車為了可以利用太陽能，就必須研究光伏電池最大功率，所以MPPT原理的核心就由此而來^[2]（表2）。

太陽能電動車有著許多系統，現在談論的光伏系統中，DC-CD交換器是MPPT控制器最經常采用的。這種交換器主要分為2類：第一種就是降壓Buck變換器;另一種就是Boost變換器。后者所說的變換器在其端口連接著一個儲能電器，在這樣的狀態下就能夠使其在電感上變為直流，所以只要在Boost變換器中加入少量的電容即可。實驗表明，后者變換器的效率高于前者，所以在光伏系統中主要研究的是Boost變換器的主電路^[3]。

4太陽能電動車最大功率跟蹤器和輔助電路設計

4.1太陽能電動車最大功率跟蹤設計

在上面所提到的Boost變換器，之所以可以讓直流電壓得到提高，是因為電感儲能有著電壓提升的能力。MPPT的跟蹤器就是通過BOOST變換器來起作用的，其最大能力就是可以做到阻抗匹配，讓光伏電池的輸出功率達到目標的最大化。在這種交換器中，如果可以省略掉電路中電量的耗損，那么電源中的能量全部是由負載所消耗。當此種交換器的阻抗為一個固定數值時，這樣占空比就會越大^[4]。

4.2太陽能電動車輔助電路設計

在研究目標中，為了可以讓裝置有著良好的運行效果和安全可靠性，保證電子器件在工作的運行過程中可以達到完美狀態，就必須采取性能非常良好的驅動電路。驅動電路是電子主電路和控制電路的接口，在縮短時間和降低消耗方面有著重要的作用。同時還要考慮系統接收信號的完整性，這就要使用超級電容電壓和超級電容溫度等，所以在對電路的設計時要考慮電壓和電容兩種信號^[5]。

5結束語

本文以太陽能電動車MPPT技術為核心，在光伏電池的最大功率方面作了深度剖析，通過這方面的探討可以發現超級電容有著明顯的優勢，對取代蓄電池有著非常美好的前景。但是在續航能力方面有著弊端，需要技術的突破。在利用光伏電池為超級電容提供能量，同時用太陽能在電動車運動時為超級電容充電，具有非常廣泛的應用性。

【參考文獻】

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