在当代科技的飞速发展中,节能与环保是全球进步的两大主题。太阳能电动车把电动车技术、太阳能技术和其它高科技结合在一起,在新能源利用和减少环境污染方面揭示了人类与自然应有的和谐关系。在驱动技术趋于成熟的电动车领域中,能源控制与转换技术成为制约电动车发展与应用的关键技术。能源是电动车的血液,太阳能电动车的能源部分则为太阳能电池。目前,很多研究机构竞相研制开发高效太阳能电池板,但受材料、设备等条件的制约使转换效率很难有大幅度提高。太阳能电动车在行驶过程中周围环境的不断变化导致了光强或温度变化,因此,太阳能电池板的输出功率也就随之变化。对其进行最大功率点跟踪(MPPT)控制,快速、准确的跟踪最大功率点(MPP),可以使系统从外界最大限度地汲取能量,这对于太阳能电动车的推广与应用具有非常重要的意义。 太阳能电动车的能量系统为太阳能电池阵列和蓄电池组的复合系统,在太阳能电动车的研究中,蓄电池作为整个系统的储能装置,它是一个非常重要的核心部件。一方面它储存太阳能电池输出的电能,另一方面它又为负载供电。因此有必要对蓄电池进行合理的管理来延长其使用寿命。 本文主要对太阳能电动车的充电控制系统进行研究,包括太阳能电池最大功率跟踪,辅助电源整流以及蓄电池充电等方面的内容。 首先分析了太阳能电池的结构、组成、效率以及电池的输出电压,电流和功率特性进行了一些研究。通过对比分析目前对太阳能电池进行最大功率跟踪的各种方法,针对P-V特性,以现代控制理论为脉络,提出滑模变结构控制算法,实时跟踪太阳能最大功率。并在此基础上进行了仿真,结果表明,该控制算法可以有效地找到太阳能最大功率点。 其次,本文在辅助电源整流部分采用了功率因数校正(PFC)技术,以此来消除整流器件所产生的电流谐波对供电电网的影响。 再次,从充电控制方面,本文对蓄电池特性,工作原理及充电方法进行了深入研究,结合其在太阳能发电系统中的应用提出了适合本课题的充电方法。 最后,在仿真的基础上,构建了基于单片机实现的太阳能电动车充电控制系统的实验电路,对太阳能最大功率跟踪及蓄电池充电效果进行了验证。实验结果表明,系统能够有效的判断蓄电池的充电状态,并采取相应的充电方式,同时能够实时实现对太阳能的最大功率跟踪。