太阳能在混合动力上的应用

21 02月 2017

2017-02-21 09:54

本文主要就太阳能发电单元，在插电式混合动力和纯电动汽车上的应用做一些探讨。

1)Prius Prime的太阳能车顶

丰田在Prius上面是较早采用太阳能车顶的，在之前采用了半幅车顶，留出了天窗的空间;整个功率为60W。前后两个类型的太阳能单体的实际构造，如图1所示。

而最近发布的Prius Prime(欧洲和日本版本)对太阳能电池板进行了革新，它的电池系统只有8.8Kwh(120kg，351.5V)，这个太阳能板在整个系统里面主要包括三部分：

1)太阳能车顶模块：如图所示，官方声称的最大输出为180W

2) 12V镍氢电池：作为容纳太阳能发电的首要电源

3) DCDC变化器：如图3所示，DCDC有高压输出，分两个接头在两种模式下转换

a.可以经由车载充电机到电池系统

b.也可以直接进入输出总线，在车辆驱动的时候输出部分能量

如下图2所示，车顶模块有两片构成，根据文献3里面每块的输出设计最大为94W。

图5不同Solar Panel的影响因素

2)太阳能汽车是否可行?

其实这个问题，可以和国内的一家做太阳能汽车的企业结合在一起。同样，我们可以看到工程师们，给某辆改装车.通过这个案例的实际分析，我们可以对这个类型获得更多的质疑和探讨的角度。在这个实际改装配置中，平均的发电的情况为2.09 kWh/天，相当于续航里程14.6 km;最大的发电量为4.23 kWh/天，对应的续航里程约为29.6 km。

整车的电能效率问题：太阳能汽车布置在不同位置的发电效能是不同的，这个问题是客观存在的，因此在不同的时段，按照理想估算和实际测试的结果会有挺大的差异;而如图6所示，不同的太阳能发电模组，需要通过线缆进行汇总和桥接之后汇集到DCDC变换器里面，里面需要通过半导体器件分离，就会存在导线阻抗压降、半导体压降和整个转换器的转换效率等影响整体发电效率的一些问题。