车载光伏系统及其控制方法、装置和存储介质.pdf
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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010798387.5 (22)申请日 2020.08.10 (71)申请人 珠海格力电器股份有限公司 地址 519070 广东省珠海市前山金鸡西路 (72)发明人 梁晓华宋泽琳雷龙翟志伟 郭岩 (74)专利代理机构 北京煦润律师事务所 11522 代理人 高莹梁永芳 (51)Int.Cl. H02J 7/35(2006.01) H02S 40/30(2014.01) H02J 7/00(2006.01) B60R 16/033(2006.01) B60L 8/00(200。
2、6.01) B60L 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种车载光伏系统及其控制方法、 装置和存 储介质 (57)摘要 本发明提供一种车载光伏系统及其控制方 法、 装置和存储介质, 所述光伏系统, 包括: 光伏 电池板和光伏蓄电池, 所述控制方法, 包括: 在当 前运行周期开始时, 获取当前运行周期的天气信 息; 根据所述天气信息生成所述光伏系统当前运 行周期的运行计划; 根据所述运行计划控制所述 光伏系统在当前运行周期的运行。 本发明提供的 方案能够提高光伏电池发电能的利用率、 减少从 车辆驱动电池获取电能, 提升整车续航能力。 权利要求书3页 说明书13页 附图7页 CN 11。
3、2117818 A 2020.12.22 CN 112117818 A 1.一种车载光伏系统的控制方法, 其特征在于, 所述光伏系统, 包括: 光伏电池板和光 伏蓄电池, 所述控制方法, 包括: 在当前运行周期开始时, 获取当前运行周期的天气信息; 根据所述天气信息生成所述光伏系统当前运行周期的运行计划; 根据所述运行计划控制所述光伏系统在当前运行周期的运行。 2.根据权利要求1所述的方法, 其特征在于, 还包括: 在当前运行周期内, 根据实时的天气信息和/或车载电器的任务指令调整所述光伏系 统当前运行周期的运行计划。 3.根据权利要求1或2所述的方法, 其特征在于, 根据所述天气信息生成所述。
4、光伏系统 当前运行周期的运行计划, 包括: 根据当前运行周期的天气信息确定当前运行周期的各个时刻的天气情况在预设的多 个天气情况等级中所属的天气情况等级; 根据当前运行周期的各个时刻所属的天气情况等级以及预设的所述多个天气情况等 级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功率和/或光伏蓄电池SOC数据的对应关系, 得到当 前运行周期的各个时刻的车载电器运行功率、 光伏电池发电功率和/或光伏蓄电池充放电 功率的计划数据; 和/或, 根据所述运行计划控制所述光伏系统在当前运行周期的运行, 包括: 检测所述光伏蓄电池的放电状态, 以及所述车载电器的运行状态; 基于所述运行计划, 根据所述放电状态和所述运行。
5、状态控制所述光伏电池板向所述光 伏蓄电池、 所述车载电器和/或所述车载动力电池组的电能输送。 4.根据权利要求3所述的方法, 其特征在于, 根据所述放电状态和所述运行状态控制所 述光伏电池板向所述光伏蓄电池、 所述车载电器和/或所述车载动力电池组的电能输送, 包 括: 当所述车载电器没有运行任务时, 将所述光伏电池板产生的电能储存到光伏蓄电池 内; 当所述车载电器有运行任务, 且所述光伏蓄电池未达到需要充电的放电深度时, 将所 述光伏电池板产生的电能供给所述车载电器; 当所述车载电器有运行任务, 且所述光伏蓄电池达到需要充电的放电深度时, 将所述 光伏板电池产生的电能同时供给所述光伏蓄电池和所。
6、述车载电器; 当所述车载电器没有运行任务, 且所述光伏蓄电池的电量已满时, 将所述光伏电池板 的产生电能储存到车载动力电池组。 5.根据权利要求4所述的方法, 其特征在于, 将所述光伏电池板产生的电能供给所述车载电器时, 当所述光伏电池产生的电能不能 满足所述车载电器运行时, 通过光伏蓄电池向所述车载电器补充电能, 以满足所述车载电 器的运行要求; 当光伏蓄电池处于深放电状态时, 启用车载驱动电池向所述车载空调供电。 6.一种车载光伏系统的控制装置, 其特征在于, 所述光伏系统, 包括: 光伏电池板和光 伏蓄电池, 所述控制装置, 包括: 权利要求书 1/3 页 2 CN 112117818 。
7、A 2 获取单元, 用于在当前运行周期开始时, 获取当前运行周期的天气信息; 计划单元, 用于根据所述获取单元获取的所述天气信息生成所述光伏系统当前运行周 期的运行计划; 控制单元, 用于根据所述计划单元生成的所述运行计划控制所述光伏系统在当前运行 周期的运行。 7.根据权利要求6所述的装置, 其特征在于, 还包括: 调整单元, 用于在当前运行周期内, 根据实时的天气信息和/或车载电器的任务指令调 整所述光伏系统当前运行周期的运行计划。 8.根据权利要求6或7所述的装置, 其特征在于, 所述计划单元, 包括: 确定子单元, 用于根据当前运行周期的天气信息确定当前运行周期的各个时刻的天气 情况在。
8、预设的多个天气情况等级中所属的天气情况等级; 计划子单元, 用于根据当前运行周期的各个时刻所属的天气情况等级以及预设的所述 多个天气情况等级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功率和/或光伏蓄电池SOC数据的对 应关系, 得到当前运行周期的各个时刻的车载电器运行功率、 光伏电池发电功率和/或光伏 蓄电池充放电功率的计划数据; 和/或, 所述控制单元, 包括: 检测子单元, 用于检测所述光伏蓄电池的放电状态, 以及所述车载电器的运行状态; 控制子单元, 用于基于所述运行计划, 根据所述检测子单元检测的所述放电状态和所 述运行状态控制所述光伏电池板向所述光伏蓄电池、 所述车载电器和/或所述车载动力电。
9、 池组的电能输送。 9.根据权利要求8所述的装置, 其特征在于, 所述第二控制单元, 根据所述放电状态和 所述运行状态控制所述光伏电池板向所述光伏蓄电池、 所述车载电器和/或所述车载动力 电池组的电能输送, 包括: 当所述车载电器没有运行任务时, 将所述光伏电池板产生的电能储存到光伏蓄电池 内; 当所述车载电器有运行任务, 且所述光伏蓄电池未达到需要充电的放电深度时, 将所 述光伏电池板产生的电能供给所述车载电器; 当所述车载电器有运行任务, 且所述光伏蓄电池达到需要充电的放电深度时, 将所述 光伏板电池产生的电能同时供给所述光伏蓄电池和所述车载电器; 当所述车载电器没有运行任务, 且所述光伏。
10、蓄电池的电量已满时, 将所述光伏电池板 的产生电能储存到车载动力电池组。 10.根据权利要求9所述的装置, 其特征在于, 所述第二控制单元, 将所述光伏电池板产生的电能供给所述车载电器时, 当所述光伏电池产生的电能不能 满足所述车载电器运行时, 通过光伏蓄电池向所述车载电器补充电能, 以满足所述车载电 器的运行要求; 当光伏蓄电池处于深放电状态时, 启用车载驱动电池向所述车载空调供电。 11.一种存储介质, 其特征在于, 其上存储有计算机程序, 所述程序被处理器执行时实 权利要求书 2/3 页 3 CN 112117818 A 3 现权利要求1-5任一所述方法的步骤。 12.一种车载光伏系统,。
11、 其特征在于, 包括处理器、 存储器以及存储在存储器上可在处 理器上运行的计算机程序, 所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-5任一所述方法的 步骤, 或者包括如权利要求6-10任一所述的车载光伏系统的控制装置。 权利要求书 3/3 页 4 CN 112117818 A 4 一种车载光伏系统及其控制方法、 装置和存储介质 技术领域 0001 本发明涉及控制领域, 尤其涉及一种车载光伏系统及其控制方法、 装置和存储介 质。 背景技术 0002 现有技术中, 车载空调一般采用燃油或车辆蓄电池为其提供能源。 目前, 有搭载有 太阳能光伏电池板的车辆, 具有外部供电功能, 可使用车载蓄电池向车载外部。
12、电器设备供 给电力, 也可利用太阳能发电装置产生的电力向外部设备供电。 然而, 光伏电池提供的电压 电流具有不稳定的因素, 不能够为车载电器提供稳定电能, 设备正常运行受到影响。 发明内容 0003 本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷, 提供一种车载光伏系统及其控 制方法、 装置和存储介质, 以解决现有技术中光伏电池提供的电压电流具有不稳定的因素, 不能够为车载电器提供稳定电能的问题。 0004 本发明一方面提供了一种车载光伏系统的控制方法, 所述光伏系统, 包括: 光伏电 池板和光伏蓄电池, 所述控制方法, 包括: 在当前运行周期开始时, 获取当前运行周期的天 气信息; 根据所述天气。
13、信息生成所述光伏系统当前运行周期的运行计划; 根据所述运行计 划控制所述光伏系统在当前运行周期的运行; 所述运行计划, 包括: 所述光伏电池板向所述 光伏蓄电池、 车载电器和车载动力电池组的电能输送配比。 0005 可选地, 还包括: 在当前运行周期内, 根据实时的天气信息和/或车载电器的任务 指令调整所述光伏系统当前运行周期的运行计划。 0006 可选地, 根据所述天气信息生成所述光伏系统当前运行周期的运行计划, 包括: 根 据当前运行周期的天气信息确定当前运行周期的各个时刻的天气情况在预设的多个天气 情况等级中所属的天气情况等级; 根据当前运行周期的各个时刻所属的天气情况等级以及 预设的所。
14、述多个天气情况等级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功率和/或光伏蓄电池 SOC 数据的对应关系, 得到当前运行周期的各个时刻的车载电器运行功率、 光伏电池发电 功率和/或光伏蓄电池充放电功率的计划数据; 和/或, 根据所述运行计划控制所述光伏系 统在当前运行周期的运行, 包括: 检测所述光伏蓄电池的放电状态, 以及所述车载电器的运 行状态; 基于所述运行计划, 根据所述放电状态和所述运行状态控制所述光伏电池板向所 述光伏蓄电池、 所述车载电器和/或所述车载动力电池组的电能输送。 0007 可选地, 根据所述放电状态和所述运行状态控制所述光伏电池板向所述光伏蓄电 池、 所述车载电器和/或所述车。
15、载动力电池组的电能输送, 包括: 当所述车载电器没有运行 任务时, 将所述光伏电池板产生的电能储存到光伏蓄电池内; 当所述车载电器有运行任务, 且所述光伏蓄电池未达到需要充电的放电深度时, 将所述光伏电池板产生的电能供给所述 车载电器; 当所述车载电器有运行任务, 且所述光伏蓄电池达到需要充电的放电深度时, 将 所述光伏板电池产生的电能同时供给所述光伏蓄电池和所述车载电器; 当所述车载电器没 说明书 1/13 页 5 CN 112117818 A 5 有运行任务, 且所述光伏蓄电池的电量已满时, 将所述光伏电池板的产生电能储存到车载 动力电池组。 0008 可选地, 将所述光伏电池板产生的电能。
16、供给所述车载电器时, 当所述光伏电池产 生的电能不能满足所述车载电器运行时, 通过光伏蓄电池向所述车载电器补充电能, 以满 足所述车载电器的运行要求; 当光伏蓄电池处于深放电状态时, 启用车载驱动电池向所述 车载空调供电。 0009 本发明另一方面提供了一种车载光伏系统的控制装置, 所述光伏系统, 包括: 光伏 电池板和光伏蓄电池, 所述控制装置, 包括: 获取单元, 用于在当前运行周期开始时, 获取当 前运行周期的天气信息; 计划单元, 用于根据所述获取单元获取的所述天气信息生成所述 光伏系统当前运行周期的运行计划; 第一控制单元, 用于根据所述计划单元生成的所述运 行计划控制所述光伏系统在。
17、当前运行周期的运行; 所述运行计划, 包括: 所述光伏电池板向 所述光伏蓄电池、 车载电器和车载动力电池组的电能输送配比。 0010 可选地, 还包括: 调整单元, 用于在当前运行周期内, 根据实时的天气信息和/或车 载电器的任务指令调整所述光伏系统当前运行周期的运行计划。 0011 可选地, 所述计划单元, 包括: 确定子单元, 用于根据当前运行周期的天气信息确 定当前运行周期的各个时刻的天气情况在预设的多个天气情况等级中所属的天气情况等 级; 计划子单元, 用于根据当前运行周期的各个时刻所属的天气情况等级以及预设的所述 多个天气情况等级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功率和/或光伏蓄电池。
18、SOC数据的对 应关系, 得到当前运行周期的各个时刻的车载电器运行功率、 光伏电池发电功率和/或光伏 蓄电池充放电功率的计划数据; 和/或, 所述控制单元, 包括: 检测子单元, 用于检测所述光 伏蓄电池的放电状态, 以及所述车载电器的运行状态; 控制子单元, 用于基于所述运行计 划, 根据所述检测子单元检测的所述放电状态和所述运行状态控制所述光伏电池板向所述 光伏蓄电池、 所述车载电器和/或所述车载动力电池组的电能输送。 0012 可选地, 所述第二控制单元, 根据所述放电状态和所述运行状态控制所述光伏电 池板向所述光伏蓄电池、 所述车载电器和/或所述车载动力电池组的电能输送, 包括: 当所。
19、 述车载电器没有运行任务时, 将所述光伏电池板产生的电能储存到光伏蓄电池内; 当所述 车载电器有运行任务, 且所述光伏蓄电池未达到需要充电的放电深度时, 将所述光伏电池 板产生的电能供给所述车载电器; 当所述车载电器有运行任务, 且所述光伏蓄电池达到需 要充电的放电深度时, 将所述光伏板电池产生的电能同时供给所述光伏蓄电池和所述车载 电器; 当所述车载电器没有运行任务, 且所述光伏蓄电池的电量已满时, 将所述光伏电池板 的产生电能储存到车载动力电池组。 0013 可选地, 所述第二控制单元, 将所述光伏电池板产生的电能供给所述车载电器时, 当所述光伏电池产生的电能不能满足所述车载电器运行时, 。
20、通过光伏蓄电池向所述车载电 器补充电能, 以满足所述车载电器的运行要求; 当光伏蓄电池处于深放电状态时, 启用车载 驱动电池向所述车载空调供电。 0014 本发明又一方面提供了一种存储介质, 其上存储有计算机程序, 所述程序被处理 器执行时实现前述任一所述方法的步骤。 0015 本发明再一方面提供了一种车载光伏系统, 包括处理器、 存储器以及存储在存储 器上可在处理器上运行的计算机程序, 所述处理器执行所述程序时实现前述任一所述方法 说明书 2/13 页 6 CN 112117818 A 6 的步骤。 0016 本发明再一方面提供了一种车载光伏系统, 包括前述任一所述的车载光伏系统的 控制装置。
21、。 0017 根据本发明的技术方案, 采用了光伏系统相对独立设计原则, 为光伏系统配备光 伏蓄电池, 可以减少从车辆驱动电池获取电能, 提升整车续航能力。 根据天气情况制定一个 周期内的车载光伏系统运行计划, 对光伏电池板的电能走向进行规划, 充分、 合理地利用光 伏电池板产生的电能, 并以光伏蓄电池在运行周期内改善蓄电池放电深度和减少交替充放 电次数为目标, 进行运行计划调整。 根据光伏蓄电池的放电状态和车载电器的运行状态控 制光伏电池板向光伏蓄电池、 车载电器和/或车载动力电池组的电能输送, 基于车载电器的 运行需求, 将车载电器的运行任务作为随机变化控制量, 动态调整光伏蓄电池充电和放电。
22、。 基于光伏蓄电池放电深度原则, 控制光伏蓄电池和车载电器对光伏电池分时复用, 能够满 足蓄电池充电和车载电器同时运行的工作要求, 在光伏电池产生的电能不能满足车载电器 运行时, 通过光伏蓄电池补充电能, 以满足车载电器的运行要求; 当光伏蓄电池处于深放电 状态时, 及时补充光伏蓄电池电能, 减少蓄电池深度放电的现象发生。 由于本发明采用运行 计划规划功能, 使光伏蓄电池处于深度放电的状态概率大大减小, 可以更有效发挥光伏系 统对太阳能存储的能力, 有效利用了光伏蓄电池储存电能的特性, 间接提高了太阳能的利 用率, 提升能源利用率。 车载光伏系统作为单独电力单元, 实现了可持续利用太阳能和光伏。
23、 蓄电池电能时间长, 提升光伏系统作为独立能源系统为车载空调供电的能力, 减小从车载 驱动电池获取电能的机率, 提升车辆的续航能力。 附图说明 0018 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解, 构成本发明的一部分, 本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明, 并不构成对本发明的不当限定。 在附图中: 0019 图1是本发明提供的车载光伏系统方法的一实施例的方法示意图; 0020 图2是根据本发明一具体实施例的车载光伏系统结构示意图; 0021 图3是根据所述天气信息生成所述光伏系统当前运行周期的运行计划的步骤的一 种具体实施方式的流程图; 0022 图4示出了根据所划分等级, 通过。
24、映射得出未来一个周期内各时刻车载空调运行 功率、 光伏电池发电功率、 光伏蓄电池SOC数据; 0023 图5是根据所述运行计划控制所述光伏系统在当前运行周期的运行的步骤的流程 示意图; 0024 图6是将光伏电池板产生的电能储存到光伏蓄电池内的电能走向示意图; 0025 图7是将光伏电池板产生的电能供给所述车载电器的电能走向示意图; 0026 图8是将光伏电池板产生的电能同时供给所述光伏蓄电池和所述车载电器的电能 走向示意图; 0027 图9是将光伏电池板产生的电能储存到车载动力电池组的电能走向示意图; 0028 图10是光伏电池产生的电能不能满足车载电器运行时通过光伏蓄电池向车载电 器补充电。
25、能的电能走向示意图; 0029 图11是本发明提供的车载光伏系统的控制装置的一实施例的结构示意图; 说明书 3/13 页 7 CN 112117818 A 7 0030 图12是计划单元的一具体实施方式的结构框图; 0031 图13是根据本发明实施例的控制单元的结构框图; 0032 图14示出了根据实时的天气信息和/或车载电器的任务指令动态调整当前运行周 期车载电器运行功率、 光伏电池发电功率以及光伏蓄电池充放电功率。 具体实施方式 0033 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚, 下面将结合本发明具体实施例及 相应的附图对本发明技术方案进行清楚、 完整地描述。 显然, 所描述的实施例仅。
26、是本发明一 部分实施例, 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例, 都属于本发明保护的范围。 0034 需要说明的是, 本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语 “第一” 、“第 二” 等是用于区别类似的对象, 而不必用于描述特定的顺序或先后次序。 应该理解这样使用 的数据在适当情况下可以互换, 以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或 描述的那些以外的顺序实施。 此外, 术语 “包括” 和 “具有” 以及他们的任何变形, 意图在于覆 盖不排他的包含, 例如, 包含了一系列步骤或单元的过程、 方法、 系统。
27、、 产品或设备不必限于 清楚地列出的那些步骤或单元, 而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、 方法、 产品 或设备固有的其它步骤或单元。 0035 本发明提供一种车载光伏系统的控制方法。 图2是根据本发明一具体实施例的车 载光伏系统结构示意图。 如图2所示, 车载光伏系统包含光伏电池板、 光伏蓄电池、 光伏电池 DC/DC功率转换器、 光伏蓄电池充电控制单元、 车载电器控制单元和/或天气监测模块, 车载 光伏系统可以与整车控制系统网路数据实时数据信息通讯。 所述车载电器例如可以为车载 空调。 0036 图1是本发明提供的车载光伏系统方法的一实施例的方法示意图。 0037 如图1所示, 根据。
28、本发明的一个实施例, 所述控制方法至少包括步骤S110、 步骤 S120和步骤S130。 0038 步骤S110, 在当前运行周期开始时, 获取当前运行周期的天气信息。 0039 所述运行周期具体可以根据车辆运行需求进行设定。 例如24小时为一周期。 所述 天气信息具体可以为当前运行周期的天气预报信息, 可以通过天气预报平台进行获取。 0040 步骤S120, 根据所述天气信息生成所述光伏系统当前运行周期的运行计划。 0041 图3是根据所述天气信息生成所述光伏系统当前运行周期的运行计划的步骤的一 种具体实施方式的流程图。 如图3所示, 在一种具体实施方式中, 步骤S120包括步骤S121和 。
29、步骤S122。 0042 步骤S121, 根据当前运行周期的天气信息确定当前运行周期的各个时刻的天气情 况在预设的多个天气情况等级中所属的天气情况等级。 0043 步骤S122, 根据当前运行周期的各个时刻所属的天气情况等级以及预设的所述多 个天气情况等级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功率和/或光伏蓄电池SOC数据的对应 关系, 得到当前运行周期的各个时刻的车载电器运行功率、 光伏电池发电功率和/或光伏蓄 电池充放电功率的计划数据。 0044 所述天气信息具体可以为当前运行周期的天气预报信息。 具体地, 将所述天气信 说明书 4/13 页 8 CN 112117818 A 8 息(例如气候。
30、、 天气、 时刻、 季节、 空气质量)输入预先建立的光照强度预测模型, 得到当前运 行周期内各个时刻的光照强度预测信息。 根据当前运行周期内各个时刻的光照强度预测信 息以及各个时刻的温度信息得到当前运行周期的各个时刻的天气情况在预设的多个天气 情况等级中所属的天气情况等级。 0045 具体地, 基于光照强度和温度将天气情况划分为多个等级。 例如, 参考表1所示, 将 光照强度分为强、 较弱、 弱3个等级, 将温度分为温度极高、 温度较高、 温度适中、 温度较低、 温度极低5个等级, 则可以将天气情况划分为15个等级。 0046 0047 表1 0048 统计各个天气情况等级下的历史车载电器运行。
31、功率、 历史光伏电池发电功率以及 历史光伏蓄电池SOC数据, 得到各个天气情况等级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功率 以及光伏蓄电池SOC数据的对应关系, 例如可以为各个天气情况等级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功率以及光伏蓄电池SOC数据的数学映射模型。 根据当前运行周期的各个时 刻所属的天气情况等级以及所述各个天气情况等级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功 率以及光伏蓄电池SOC数据的对应关系, 可以得到得到当前运行周期的各个时刻的车载电 器运行功率、 光伏电池发电功率以及光伏蓄电池充放电功率的计划数据。 0049 例如, 根据天气温度情况划分等级, 并且存储的各气候温度天气等级。
32、车载空调运 行功率、 光伏电池发电功率、 光伏蓄电池SOC的数据。 根据所划分等级, 通过映射得出未来一 说明书 5/13 页 9 CN 112117818 A 9 个周期内各时刻车载空调运行功率、 光伏电池发电功率、 光伏蓄电池SOC数据。 具体工作流 程如图4所示, 当一个运行周期开始时, 控制器获取天气预报信息, 得到当前运行周期各个 时刻天气情况等级, 通过数据映射模型预测运行周期内的车载空调运行功率, 得到周期内 各时间点的电器运行功率, 形成运行周期内各时刻的电器的运行功率数据。 通过数据映射 模型预测运行周期内的光伏电池的发电能力, 形成周期内的光伏电池的发电功率数据。 通 过数。
33、据映射模型预测出运行周期内各时刻的光伏电器的SOC数据。 通过以上数据模型的映 射预测, 可以预测未来一个周期内光伏系统的功率输出和电能消耗的情况, 控制系统在运 行周期内各时刻光伏蓄电池的充放电功率、 车载电器的运行功率, 以此为依据初步制定光 伏系统运行计划。 0050 步骤S130, 根据所述运行计划控制所述光伏系统在当前运行周期的运行。 0051 具体地, 得到当前运行周期的各个时刻的车载电器运行功率、 光伏电池发电功率 以及光伏蓄电池充放电功率的计划数据后, 根据得到的当前运行周期的各个时刻的车载电 器运行功率、 光伏电池发电功率和/或光伏蓄电池充放电功率的计划数据控制车载电器和 光。
34、伏系统的运行。 0052 光伏电池能够通过光电转换将太阳能转换为电能, 并且经过光伏电池DC/DC功率 转换器, 供给系统车载电器、 车载动力电池组和光伏蓄电池。 光伏电池电能有四种走向: 1、 将光伏电池产生的电能储存到光伏蓄电池中; 2、 将光伏电池产生的电能直接用于车载电器 使用; 3、 将光伏电池产生的电能同时用于光伏蓄电池充电和车载电器运行; 4、 将光伏电池 产生的电能储存到车辆动力电池。 实现以上四种走向控制的控制系统结构如图2所示。 0053 光伏蓄电池充放电可以遵循以下原则: 当所述光伏蓄电池的放电深度在浅放电以 上时, 光伏蓄电池可放电, 当所述光伏蓄电池的放电深度在深放电。
35、以下时, 光伏蓄电池只可 充电, 当所述光伏蓄电池的放电深度处于浅放电和深放电之间时, 光伏蓄电池可放电、 可充 电。 例如, 蓄电池已经放出容量占电池额定容量的比值为20的放电深度值为 “浅放电” 蓄 电池已经放出容量占电池额定容量的比值为90的放电深度值为 “深放电” , 使用时, 放电 深度越大蓄电池的循环寿命越小。 0054 图5是根据所述运行计划控制所述光伏系统在当前运行周期的运行的步骤的流程 示意图。 如图3所示, 根据本发明的一个实施例, 步骤S130 包括步骤S131和步骤S132。 0055 步骤S131, 检测所述光伏蓄电池的放电状态, 以及所述车载电器的运行状态。 005。
36、6 例如, 所述光伏蓄电池的放电状态例如可以包括浅放电、 深放电, 当所述光伏蓄电 池的放电深度小于浅放电阈值时, 所述光伏蓄电池处于浅放电状态, 当所述光伏蓄电池的 放电深度大于深放电阈值时, 所述光伏蓄电池处于深放电状态。 当所述光伏蓄电池处于深 放电状态时, 需要进行充电。 0057 步骤S132, 基于所述运行计划, 根据所述放电状态和所述运行状态控制所述光伏 电池板向所述光伏蓄电池、 所述车载电器和/或所述车载动力电池组的电能输送。 0058 具体地, 基于所述运行计划控制车载电器运行功率、 光伏电池发电功率以及光伏 蓄电池充放电功率, 同时根据所述放电状态和所述运行状态控制所述光伏。
37、电池板向所述光 伏蓄电池、 所述车载电器和/或所述车载动力电池组的电能输送可以包括如下几个方案: 0059 方案1、 当所述车载电器没有运行任务时, 将所述光伏电池板产生的电能储存到光 伏蓄电池内。 说明书 6/13 页 10 CN 112117818 A 10 0060 光伏电池板产生的电能的走向具体可参考图6所示, 图6是将光伏电池板产生的电 能储存到光伏蓄电池内的电能走向示意图。 此时图2中开关S1和S4闭合, 光伏电池板产生的 电能通过光伏电池DC/DC功率转换器进行转换, 光伏蓄电池充电控制单元控制光伏蓄电池 进行充电。 0061 方案2、 当所述车载电器有运行任务, 且所述光伏蓄电。
38、池未达到需要充电的放电深 度时, 将所述光伏电池板产生的电能供给所述车载电器。 0062 光伏电池板产生的电能的走向具体可参考图7所示, 图7是将光伏电池板产生的电 能供给所述车载电器的电能走向示意图。 0063 此时图2中开关S3和S4闭合, 光伏电池板产生的电能通过光伏电池DC/DC功率转换 器进行转换后, 提供给车载电器使用。 0064 可选地, 若光伏电池产生的电能不能满足车载电器运行, 则通过光伏蓄电池向所 述车载电器补充电能, 以满足车载电器的运行要求。 0065 具体地, 通过光伏电池复用原理, 将光伏电池板所产生的电能提供给车载电器不 能满足车载电器运行时, 不足的电能通过光伏。
39、蓄电池来补充。 可选地, 当所述光伏蓄电池处 于深放电状态时, 启用车载动力电池向所述车载电器供电。 这种状态下光伏电池板的电能 走向如图10所示, 图10是光伏电池产生的电能不能满足车载电器运行时通过光伏蓄电池向 车载电器补充电能的电能走向示意图。 此时图2中的开关S1、 S2、 S3和 S4闭合。 0066 方案3、 当所述车载电器有运行任务, 且所述光伏蓄电池达到需要充电的放电深度 时, 将所述光伏电池板产生的电能同时供给所述光伏蓄电池和所述车载电器。 0067 光伏电池板产生的电能的走向具体可参考图8所示, 图8是将光伏电池板产生的电 能同时供给所述光伏蓄电池和所述车载电器的电能走向示。
40、意图。 此时图2中开关S1、 S3和S4 闭合, 光伏电池板产生的电能通过光伏电池DC/DC功率转换器进行转换后, 同时提供给光伏 蓄电池进行充电和车载空调使用。 0068 该方案需要采用光伏电池分时复用控制方式, 实现光伏蓄电池充电和车载电器的 用电需求, 在复用周期时间内(例如T00.001s), 光伏电池电能同时供给于光伏蓄电池和车 载空调。 参考图8, 分时复用控制方式要求在一个控制周期内, 分别控制开关管Z1、 Z2通断。 Z1对应控制周期为车载电器控制时间, Z2对应控制周期为光伏蓄电池时间。 二者的总周期 为T0。 0069 方案4、 当所述车载电器没有运行任务, 且所述光伏蓄电。
41、池的电量已满时, 将所述 光伏电池板产生的电能储存到车载动力电池组。 0070 光伏电池板产生的电能的走向具体可参考图9所示, 图9是将光伏电池板产生的电 能储存到车载动力电池组的电能走向示意图。 此时图2 中开关S2和S4闭合, 光伏电池板产 生的电能通过光伏电池DC/DC功率转换器进行转换后, 储存到车载动力电池组。 0071 可选地, 所述方法还包括: 在当前运行周期内, 根据实时的天气信息和/或车载电 器的任务指令调整所述光伏系统当前运行周期的运行计划。 0072 具体地, 参考图14所示, 例如由于天气情况在实时变化, 车载空调的运行功率根据 任务指令也发生变化, 所以需要根据实时的。
42、天气信息和/ 或车载电器的任务指令动态调整 当前运行周期车载电器运行功率、 光伏电池发电功率以及光伏蓄电池充放电功率。 0073 本发明还提供一种车载光伏系统的控制装置。 图2是根据本发明一具体实施例的 说明书 7/13 页 11 CN 112117818 A 11 车载光伏系统结构示意图。 如图2所示, 车载光伏系统包含光伏电池板、 光伏蓄电池、 光伏电 池DC/DC功率转换器、 光伏蓄电池充电控制单元、 车载电器控制单元、 天气监测模块, 车载光 伏系统可以与整车控制系统网路数据实时数据信息通讯。 所述车载电器例如可以为车载空 调。 0074 图11是本发明提供的车载光伏系统的控制装置的一。
43、实施例的结构示意图。 如图11 所示, 所述控制装置100包括获取单元110、 计划单元 120和控制单元130。 0075 获取单元110用于在光伏系统当前运行周期开始时, 获取当前运行周期的天气信 息。 0076 所述运行周期具体可以根据车辆运行需求进行设定。 例如24小时为一周期。 所述 天气信息具体可以为当前运行周期的天气预报信息, 可以通过天气预报平台进行获取。 0077 计划单元120用于根据所述获取单元110获取的所述天气信息生成所述光伏系统 当前运行周期的运行计划。 0078 图12是计划单元的一具体实施方式的结构框图。 如图12所示, 计划单元120包括确 定子单元121和计。
44、划子单元122。 0079 确定子单元121, 用于根据当前运行周期的天气信息确定当前运行周期的各个时 刻的天气情况在预设的多个天气情况等级中所属的天气情况等级。 0080 计划子单元122, 用于根据当前运行周期的各个时刻所属的天气情况等级以及预 设的所述多个天气情况等级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功率和/或光伏蓄电池SOC 数据的对应关系, 得到当前运行周期的各个时刻的车载电器运行功率、 光伏电池发电功率 和/或光伏蓄电池充放电功率的计划数据。 0081 所述天气信息具体可以为当前运行周期的天气预报信息。 具体地, 将所述天气信 息(例如气候、 天气、 时刻、 季节、 空气质量)输入。
45、预先建立的光照强度预测模型, 得到当前运 行周期内各个时刻的光照强度预测信息。 根据当前运行周期内各个时刻的光照强度预测信 息以及各个时刻的温度信息得到当前运行周期的各个时刻的天气情况在预设的多个天气 情况等级中所属的天气情况等级。 0082 具体地, 基于光照强度和温度将天气情况划分为多个等级。 例如, 参考表1所示, 将 光照强度分为强、 较弱、 弱3个等级, 将温度分为温度极高、 温度较高、 温度适中、 温度较低、 温度极低5个等级, 则可以将天气情况划分为15个等级。 说明书 8/13 页 12 CN 112117818 A 12 0083 0084 表1 0085 统计各个天气情况等。
46、级下的历史车载电器运行功率、 历史光伏电池发电功率以及 历史光伏蓄电池SOC数据, 得到各个天气情况等级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功率 以及光伏蓄电池SOC数据的对应关系, 例如可以为各个天气情况等级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功率以及光伏蓄电池SOC数据的数学映射模型。 根据当前运行周期的各个时 刻所属的天气情况等级以及所述各个天气情况等级与车载电器运行功率、 光伏电池发电功 率以及光伏蓄电池SOC数据的对应关系, 可以得到得到当前运行周期的各个时刻的车载电 器运行功率、 光伏电池发电功率以及光伏蓄电池充放电功率的计划数据。 0086 例如, 根据天气温度情况划分等级, 并且存。
47、储的各气候温度天气等级车载空调运 行功率、 光伏电池发电功率、 光伏蓄电池SOC的数据。 根据所划分等级, 通过映射得出未来一 个周期内各时刻车载空调运行功率、 光伏电池发电功率、 光伏蓄电池SOC数据。 具体工作流 程如图4所示, 当一个运行周期开始时, 控制器获取天气预报信息, 得到当前运行周期各个 时刻天气情况等级, 通过数据映射模型预测运行周期内的车载空调运行功率, 得到周期内 各时间点的电器运行功率, 形成运行周期内各时刻的电器的运行功率数据。 通过数据映射 模型预测运行周期内的光伏电池的发电能力, 形成周期内的光伏电池的发电功率数据。 通 过数据映射模型预测出运行周期内各时刻的光伏。
48、电器的SOC数据。 通过以上数据模型的映 射预测, 可以预测未来一个周期内光伏系统的功率输出和电能消耗的情况, 控制系统在运 说明书 9/13 页 13 CN 112117818 A 13 行周期内, 各时刻光伏蓄电池的充放电功率、 车载电器的运行功率, 以此为依据初步制定光 伏系统运行计划。 0087 控制单元130用于根据所述计划单元120生成的所述运行计划控制所述光伏系统 在当前运行周期的运行。 0088 具体地, 计划单元120得到当前运行周期的各个时刻的车载电器运行功率、 光伏电 池发电功率和/或光伏蓄电池充放电功率的计划数据后, 控制单元130根据得到的当前运行 周期的各个时刻的车。
49、载电器运行功率、 光伏电池发电功率以及光伏蓄电池充放电功率的计 划数据控制车载电器和光伏系统的运行。 0089 光伏电池能够通过光电转换将太阳能转换为电能, 并且经过光伏电池DC/DC功率 转换器, 供给系统车载电器、 车载动力电池组和光伏蓄电池。 光伏电池电能有四种走向: 1、 将光伏电池产生的电能储存到光伏蓄电池中; 2、 将光伏电池产生的电能直接用于车载电器 使用; 3、 将光伏电池产生的电能同时用于光伏蓄电池充电和车载电器运行; 4、 将光伏电池 产生的电能储存到车辆动力电池。 实现以上四种走向控制的控制系统结构如图2所示。 0090 光伏蓄电池充放电可以遵循以下原则: 当所述光伏蓄电。
50、池的放电深度在浅放电以 上时, 光伏蓄电池可放电, 当所述光伏蓄电池的放电深度在深放电以下时, 光伏蓄电池只可 充电, 当所述光伏蓄电池的放电深度处于浅放电和深放电之间时, 光伏蓄电池可放电、 可充 电。 例如, 蓄电池已经放出容量占电池额定容量的比值为20的放电深度值为 “浅放电” 蓄 电池已经放出容量占电池额定容量的比值为90的放电深度值为 “深放电” , 使用时, 放电 深度越大蓄电池的循环寿命越小。 0091 图13是根据本发明实施例的控制单元的结构框图。 如图13所示, 所述控制单元130 包括检测子单元131和控制子单元132。 0092 检测子单元131用于检测所述光伏蓄电池的放。
- 内容关键字: 车载 系统 及其 控制 方法 装置 存储 介质
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