太阳能光伏电池最大功率点跟踪与快速充电技术的仿真研究

太阳能光伏充电系统具有无污染、无噪音、取之不尽用之不竭等特点，在新能源充电系统中有着广阔的应用前景。近年来，随着电动汽车的不断推广，其产业化的步伐日益加快，如何最大限度利用太阳能，实现对车用蓄电池快速安全地充电成为了各国研究热点。 本文针对太阳能光伏充电系统中的两个关键技术：最大功率点跟踪和快速充电进行了深入研究，在借鉴国内外现有的各种最大功率点跟踪技术、充电技术和光伏充电系统设计方案后，提出了一种新型的最大功率跟踪计算方法和车用蓄电池快速充电方法，具体内容如下： 首先，针对太阳能光伏电池，建立了等效电路模型，并通过引入Lambert W函数，将隐函数方程转换成显式方程，仿真分析了模型参数对输出特性的影响规律；针对车用蓄电池，理论研究了其数学模型，并对模型中的经验参数获取设计了相应的实验方法，为最大功率点计算和快速充电方法的研究提供了理论基础。 然后，利用太阳能光伏电池P-U曲线与抛物线相似的特性，提出一种基于抛物线极值点求解的最大功率点计算方法，进而利用所构造的方程求解模型参数，获得任意光照强度和环境温度下的光伏特性曲线，对四类太阳能光伏电池进行实验验证和误差分析，证明了该方法的有效性和准确性。 再次，分析了车用蓄电池等效电路的充电特性，利用阻抗与放电历史的关系，获取了最优充电曲线，并设计了基于最优充电曲线的快速充电方法，对该充电方法进行了仿真分析，验证了其有效性和正确性。 最后，针对本文提出的最大功率点计算和快速充电方法设计了相应的控制方法，在PSIM中进行了不同环境下的仿真实验，实验结果表明了理论研究的正确性，所设计的方法可以提高太阳能的利用率，并实现车用蓄电池的快速充电。