摘 要

经济和科技的发展，传统的内燃机汽车在给人们出行带来方便的同时，还产生了严重的能源危机和环境污染问题，人们对清洁能源的研究和开发也逐渐被重视，太阳能有能量大、清洁和环境友好的特点。因此，为了解决传统内燃机汽车带来的一系列能源和环境问题，太阳能电动车逐渐发展起来，如何将太阳能更好地利用到电动车上，太阳能电动车的动力系统的研究就成为目前研究的热门课题。

本文首先基于太阳能电池板、蓄电池、电动机的工作特性进行选型，对选好型的主要部件再进行参数匹配工作，然后建立它们的数学模型，根据它们的数学模型在Malab/Simulink环境中建立其仿真模型，仿真分析太阳能电池组单独驱动、蓄电池组单独驱动、混合驱动的最大车度的动力性能，以验证预期的动力目标。

关键词：太阳能；匹配；动力系统；仿真模型

Abstract

The world economy and the development of science and technology, the traditional internal combustion engine car to travel people bring convenient while, also produced a serious energy crisis and environmental pollution problems, research and development of clean energy is increasingly valued, Solar energy has the characteristics of big, clean and environmentally friendly.Therefore, in order to solve the traditional internal combustion engine vehicle brings a series of energy and environmental problems, solar electric cars gradually, how to better use to the electric vehicle, solar electric power systems research has become a hot topic of current research.

This paper based on the solar panels, battery, motor selection, the characteristics of working for a major part of the chosen type parameter matching work, and establish their mathematical models, according to their mathematical models in Malab/Simulink environment to establish the simulation model, simulation analysis of solar battery, battery alone, alone the cart degrees of hybrid dynamic performance, to verify the expected target power.

Keywords: solar power; Matching; Power system; The simulation model

目 录

第1章 绪论 1

1.1课题的背景与意义 1

1.2 太阳能电动车的国内外研究现状 1

1.3本文的研究内容 3

第2章 动力系统组成及动力元件选择 4

2.1太阳能电动车原理 4

2.2 动力元件的选择 5

2.2.1 太阳能电池的选择 6

2.2.2 蓄电池的选择 8

2.2.3 电动机的选择 9

2.3太阳能电池最大功率跟踪 10

2.3.1最大功率跟踪原理 10

2.4本章小结 12

第3章 动力参数匹配及动力控制策略 13

3.1整车动力计算 13

3.1.1最大功率 13

3.3.2额定功率 13

3.2太阳能电池参数匹配 14

3.3电动机参数匹配 15

3.3.1电动机功率的匹配 15

3.3.2转速、扭矩的匹配 15

3.3.3电动机电压的匹配 16

3.4蓄电池匹配 16

3.4.1蓄电池的数目 16

3.4.2蓄电池的容量 16

3.5主减速器传动比的匹配 16

3.6动力控制策略 17

3.6.1控制策略的分析 18

3.7本章小结 20

第4章 动力系统的建模 22

4.1太阳能电池模型 22

4.1.1太阳能电池板工程用模型 22

4.1.2外界环境变化时的工程用模型 22

4.2蓄电池模型 23

4.2.1蓄电池放电模型 23

4.2.2蓄电池充电模型 25

4.3电动机模型 26

4.3.1电动机的数学模型 26

4.3.2电动机的调速 27

4.4本章小结 28

第5章 模型的仿真与分析 29

5.1太阳能电池组的输入仿真 29

5.1.1太阳能电池组的输出电压 29

5.1.2太阳能电池组的温度 30

5.1.3光照强度的仿真 31

5.2太阳能电池组单独驱动仿真 32

5.3太阳能电池组和蓄电池组的混合驱动仿真 37

5.4蓄电池组单独驱动仿真 40

5.5本章小结 42

第6章 总结与展望 43

6.1本文总结 43

6.2存在的问题与展望 43

参考文献 45

致谢 46

第1章 绪论

1.1课题的背景与意义

从汽车的发明到现在，汽车的技术已经取得了巨大的进步，特别是在进入21世纪以后，随着世界经济的快速发展，能源和环境问题愈发突出。因此，人们在不断寻找可再生能源的利用方法。太阳能以其环境友好、能量大的特点受到人们的关注。太阳能在汽车上的运用有：传统能源汽车的辅助动力；直接驱动。

此外，利用常规能源作为汽车动力源带来的环境破坏问题，例如：影响气候变化的厄尔尼诺效应和污染建筑物的酸雨等，不但污染了人们赖以生存的地球，还加剧了能源危机，而且，汽车排放的尾气中含有铅，同时，尾气中的NO_X也对人的呼吸系统有着极大的刺激作用。

以太阳能作为动力系统的能量来源，既优化了能源结构，又减少了汽车的机械机构，将噪声降到最低，因此太阳能电池成为光伏发电系统研究的重要环节。太阳能作为新能源汽车有以下优势：

1.使能量利用效率提高：内燃机汽车的机械损耗及摩擦损耗，消耗大量能量，而太阳能电动汽车则少了发动机和机械损耗，能量在传递中损耗较少，从而提高了能量利用效率。