本文關(guān)鍵詞：汽車空調(diào)的太陽(yáng)能供電控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 汽車空調(diào) 單片機(jī) 太陽(yáng)能 供電控制 MPPT 蓄電池

【摘要】：現(xiàn)今隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,汽車開始越來(lái)越普及,也隨之帶來(lái)了兩個(gè)亟待解決的問(wèn)題:環(huán)境污染與能源危機(jī)。將太陽(yáng)能引入汽車可緩解這些問(wèn)題,每天到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射能相當(dāng)于2.5億萬(wàn)桶石油,這里可充分利用太陽(yáng)能來(lái)為空調(diào)供電可節(jié)省不少油量,也可以解決汽車停止運(yùn)行時(shí)空調(diào)沒(méi)有電能來(lái)源的問(wèn)題。本課題主要是對(duì)汽車空調(diào)的供電控制系統(tǒng)進(jìn)行研究,檢測(cè)到車內(nèi)有人,且汽車內(nèi)的溫度沒(méi)有在車主設(shè)定的溫度范圍內(nèi)時(shí),優(yōu)先使用太陽(yáng)能儲(chǔ)蓄的電能來(lái)味空調(diào)供電,并對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電、蓄電池充放電進(jìn)行控制和管理;在電量不足時(shí)可切斷太陽(yáng)能供電轉(zhuǎn)換至汽車電源供電,達(dá)到在節(jié)省汽車能源的基礎(chǔ)上能保證空調(diào)正常運(yùn)行的目的,實(shí)現(xiàn)汽車空調(diào)太陽(yáng)能供電和汽車電源供電之間的智能切換。在分析系統(tǒng)需求之后,本課題選取高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的STC125A60S2單片機(jī)作為本系統(tǒng)的微處理器,根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能要求進(jìn)行硬件電路和軟件實(shí)現(xiàn)的具體設(shè)計(jì)。硬件方面主要設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)STC12C5A60S2的外圍電路,進(jìn)行了各模塊電路的設(shè)計(jì),主要有DS18B20溫度檢測(cè)、HC-SR501人體探測(cè)、太陽(yáng)能發(fā)電電壓和蓄電池端電壓A/D數(shù)據(jù)信息采樣電路、霍爾傳感器的電流采樣電路、串口通信電路、繼電器模塊的供電切換控制電路,以及太陽(yáng)能對(duì)蓄電池的充電電路和PWM驅(qū)動(dòng)電路,并將各個(gè)模塊結(jié)合起來(lái)形成整個(gè)系統(tǒng)的總體硬件電路圖。在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,對(duì)汽車空調(diào)的太陽(yáng)能供電控制系統(tǒng)的采樣模塊和執(zhí)行模塊都進(jìn)行了軟件程序編程。首先設(shè)計(jì)了溫度檢測(cè)、人體檢測(cè)、電流電壓A/D數(shù)據(jù)信息采樣程序;其次,在太陽(yáng)能對(duì)蓄電池的充電控制方面,MPPT算法和蓄電池充電控制策略是重點(diǎn),提出了本課題所應(yīng)用的改進(jìn)的電導(dǎo)增量法,并設(shè)計(jì)其程序。分析蓄電池和太陽(yáng)能,并對(duì)其應(yīng)用合理的充電控制策略:MPPT充電,脈沖充電,浮充電。其最大化的利用最大功率充電,同時(shí)也保證電池的性能和壽命。然后,實(shí)現(xiàn)汽車空調(diào)供電的切換方面,根據(jù)采樣信息,以剩余電量SOC作為指標(biāo)來(lái)控制繼電器,設(shè)計(jì)供電切換程序,實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能蓄電池供電與汽車電源供電之間的切換。課題最后,利用Proteus對(duì)單片機(jī)進(jìn)行仿真調(diào)試,用MATLAB軟件對(duì)太陽(yáng)能充電系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真,利用開發(fā)板實(shí)驗(yàn),運(yùn)行應(yīng)用程序,分析仿真結(jié)果,證明可行性。在最后總結(jié)全文,并討論此項(xiàng)研究在未來(lái)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展方向。
【關(guān)鍵詞】：汽車空調(diào) 單片機(jī) 太陽(yáng)能 供電控制 MPPT 蓄電池
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM615;U463.851
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-18
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)和現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排16-18
• 第二章 汽車空調(diào)太陽(yáng)能供電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能分析18-29
• 2.1 汽車空調(diào)的供電系統(tǒng)18-22
• 2.1.1 太陽(yáng)能光伏發(fā)電的介紹18-19
• 2.1.2 薄膜太陽(yáng)能的特點(diǎn)19-21
• 2.1.3 蓄電池的選擇21-22
• 2.2 太陽(yáng)能充電控制系統(tǒng)22-26
• 2.2.1 蓄電池的管理23
• 2.2.2 最大功率點(diǎn)跟蹤MPPT23-25
• 2.2.3 太陽(yáng)能蓄電池充電控制25-26
• 2.3 汽車空調(diào)供電切換控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)26-27
• 2.4 系統(tǒng)的功能分析27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)29-43
• 3.1 主控芯片的選取29-31
• 3.1.1 主要特性29-30
• 3.1.2 STC12C5A60S2的相關(guān)圖30-31
• 3.2 人體探測(cè)模塊HC-SR50131-33
• 3.2.1 電氣參數(shù)31-32
• 3.2.2 功能特點(diǎn)32
• 3.2.3 原理圖32-33
• 3.3 溫度檢測(cè)模塊DS18B2033-34
• 3.4 繼電器模塊34-35
• 3.5 顯示模塊LCD35-36
• 3.6 電流電壓檢測(cè)36-38
• 3.6.1 電壓檢測(cè)36-37
• 3.6.2 霍爾傳感器電流檢測(cè)37-38
• 3.7 太陽(yáng)能充電控制電路38-40
• 3.7.1 充電控制電路38-39
• 3.7.2 PWM驅(qū)動(dòng)電路39-40
• 3.8 汽車空調(diào)太陽(yáng)能供電控制系統(tǒng)的總體電路40-42
• 3.9 本章小節(jié)42-43
• 第四章 軟件設(shè)計(jì)43-57
• 4.1 采樣模塊的軟件設(shè)計(jì)43-46
• 4.1.1 溫度檢測(cè)43-44
• 4.1.2 人體紅外檢測(cè)44-45
• 4.1.3 A/D數(shù)據(jù)采樣45-46
• 4.2 MPPT控制算法46-51
• 4.2.1 最大功率跟蹤數(shù)學(xué)模型46-47
• 4.2.2 MPPT控制算法-改進(jìn)的電導(dǎo)增量法47-50
• 4.2.3 MPPT控制程序50-51
• 4.3 蓄電池的充電保護(hù)51-54
• 4.3.1 蓄電池充電策略51-52
• 4.3.2 蓄電池充電程序52-54
• 4.4 蓄電池剩余電量SOC54-55
• 4.5 汽車空調(diào)供電切換的實(shí)現(xiàn)55-56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析57-68
• 5.1 汽車空調(diào)供電控制實(shí)驗(yàn)仿真57-63
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程57-60
• 5.1.2 控制系統(tǒng)Proteus仿真60-63
• 5.2 太陽(yáng)能充電仿真測(cè)試63-67
• 5.2.1 太陽(yáng)能發(fā)電MATLAB仿真63-64
• 5.2.2 蓄電池光伏充電仿真64-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 全文工作總結(jié)68-69
• 6.2 未來(lái)研究展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 作者在研究生期間發(fā)表的論文73-74
• 致謝74-75
• 附錄75-82

【參考文獻(xiàn)】

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