專利名稱：優(yōu)化電動或混合動力車輛中太陽能光伏發(fā)電的使用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管理太陽能光伏裝置的操作的方法，所述太陽能光伏裝置旨在用于電動或混合動力電動車輛中的補(bǔ)充電功率生成，用于光伏功率的最大功率使用。光伏裝置可以是太陽能電池、模塊或陣列，其中太陽能電池是能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換為電能的獨(dú)立半導(dǎo)體裝置；模塊是串聯(lián)和/或并聯(lián)布線連接的電池集合；陣列是串聯(lián)或并聯(lián)布線連接的模塊集合。
背景技術(shù)：
電動車輛日益增加地看成當(dāng)前用于個人和貨物運(yùn)輸?shù)膬?nèi)燃機(jī)車輛的期望后繼者。 這種電動車輛可以是沒有車載內(nèi)燃機(jī)的“純”蓄電池供電、電動馬達(dá)驅(qū)動的電動車輛，或者具有小車載內(nèi)燃機(jī)的混合動力電動車輛，其可用于蓄電池充電。在任一情況下，存儲在蓄電池中的電功率傳輸給牽引馬達(dá)，其推進(jìn)車輛。對于給定車輛，排他地在電功率下的可用里程主要取決于其高電壓(牽引)蓄電池容量的容量和性能。因而，每個努力都完全利用經(jīng)受包裝、重量或成本約束的電動或混合動力電動車輛的蓄電池容量。旨在用于貨物市場的電動車輛通常包括在對應(yīng)內(nèi)燃機(jī)車輛中可見的電氣附件和便利特征、照明裝置、可調(diào)節(jié)鏡子、電動窗戶等。因而，除了其高電壓蓄電池之外，電動車輛還可包括低電壓(標(biāo)稱12伏)蓄電池，定尺寸且適合于操作這些附件和便利特征。在混合動力電動車輛中，低電壓蓄電池還可以操作用于車載內(nèi)燃機(jī)的起動器。因而，需要管理這種車輛中的電功率使用，以允許有效能量使用和延長車輛里程。 里程的進(jìn)一步增益可以通過增加用于再次捕獲或再次產(chǎn)生電能(例如，再生制動)的車載裝置而獲得。即使如此，這種電動車輛的里程仍小于其內(nèi)燃機(jī)對應(yīng)物。因而，持續(xù)感興趣在純電功率下操作電動或混合動力電動車輛時應(yīng)用另外的方法以延長車輛里程。

發(fā)明內(nèi)容
從車輛安裝光伏(太陽能)電池功率源(通常包括多個互連的獨(dú)立太陽能電池)獲得的電功率用于補(bǔ)充電推進(jìn)車輛的存儲蓄電池功率。在安裝在任何車輛水平表面上時，這種太陽能電池是最有效的，即，產(chǎn)生最大的功率。最常見地，這種電池位于車輛車頂上且包括大約1平方米的面積范圍。電池可安裝在固定的大致水平位置，或者可以安裝成使得其可以響應(yīng)于太陽相對于太陽能電池的位置而重新定向。由于氣候變化，太陽能電池的輸出可大范圍地變化，所述氣候變化可能是短期的 (例如隔離云在太陽前面通過)或長期的(例如，持久性的大陰天)。因而，優(yōu)選的是，這種太陽能電池功率源的輸出被頻繁地評估。這需要能夠確定入射到電池上的太陽能輻射的傳感器，例如熱電堆。這些傳感器可以獨(dú)立于電池或者與電池整體形成。太陽能獲得的電功率的輸出優(yōu)選著力于增加車輛里程?？梢詮奶柲茈姵靥崛〉墓β?甚至在時間一致的氣候條件下)取決于要操作的電負(fù)載。從可變太陽能電池功率源實(shí)現(xiàn)最大輸出需要將電需求與太陽能電池的可用功率持續(xù)地匹配。因而，總體太陽能電池
4功率管理方案具有兩個互補(bǔ)方面將太陽能電池輸出導(dǎo)向最有效地增加車輛里程的那些應(yīng)用；以及確保從太陽能電池提取最大可用功率。功率管理方案將是適應(yīng)性的，從而其可以響應(yīng)于入射在太陽能電池陣列上的光強(qiáng)度的變化，且還響應(yīng)于變化的車輛使用型式，包括在駐車時和未乘載時。功率管理將通過基于計算機(jī)的控制器實(shí)施?？刂破骺膳c多個傳感器通信，且包括充分的計算能力以編譯傳感器輸出和執(zhí)行指定功率管理算法?？刂破骺蛇B接到太陽能電池陣列以及連接到低電壓蓄電池(例如，12-14伏)、高電壓牽引蓄電池(例如，300伏)、以及車輛上的至少一個低電壓功率接收裝置?？刂破骺蓪奶柲茈姵仃嚵锌捎玫淖畲蠊β史峙浣o蓄電池和/或一個或多個功率接收裝置，用于延長車輛里程。功率可以根據(jù)優(yōu)先順序列表分配。優(yōu)先順序列表可以反映太陽能陣列的配置以及陣列的電壓容量，由電損失最小化的目標(biāo)確定。例如，被互連以產(chǎn)生12-14伏的光伏電池陣列在操作低電壓附件時招致最少的電損失，在給低電壓蓄電池充電時招致更大的電損失， 在給高電壓牽引蓄電池充電時招致最大的電損失。然而，旨在產(chǎn)生大約300伏的陣列的功率損失在給牽弓I蓄電池充電時通常最少。優(yōu)先順序還可以取決于車輛的操作模式，其中，在車輛乘載和/或在途中時，利于低電壓附件操作，在車輛駐車時，利于給蓄電池中的一個或多個充電。可以確定與各種低電壓電氣應(yīng)用中的任何一個相關(guān)的電需求。這種需求可包括 直接給低電壓蓄電池充電；操作一個或多個低電壓裝置；以及直接或者通過DC-DC電壓轉(zhuǎn)換給牽引蓄電池充電。此外，將評估每個應(yīng)用對延長車輛里程的影響。該排序可以通過以下因素確定，例如車輛操作條件；當(dāng)前車艙溫度；當(dāng)前周圍環(huán)境以及蓄電池的電荷狀態(tài)。這些因素的情況可以通過使用控制器評估多個專用傳感器的輸出來獲得，假定控制器被賦予一些計算能力?？刂葡到y(tǒng)將基于優(yōu)先順序?qū)⑻柲茈姵仃嚵械妮敵鰧?dǎo)向在具體車輛操作條件下被認(rèn)為最有效地增加車輛里程的那些應(yīng)用。這些應(yīng)用可包括給高電壓蓄電池充電；給低電壓蓄電池充電；操作選定裝置，尤其是涉及增強(qiáng)操作者舒適性的那些裝置；或者這些的任何組合。應(yīng)用的選擇將由車輛操作狀態(tài)的情況確定，包括附件蓄電池電荷狀態(tài)和牽弓I蓄電池電荷狀態(tài)?？刂破鲗⒖刂坪拖拗剖┘拥饺魏螒?yīng)用的功率以最大化由太陽能電池陣列提供的功率。評估太陽能電池輸出且最有效地引導(dǎo)可用功率以增加車輛里程的過程將以規(guī)則間隔重復(fù)，以確?？捎锰柲芄β食掷m(xù)地最有效地分配給各種電負(fù)載，甚至在變化氣候和操作條件下也是如此。方案1. 一種延長電驅(qū)動車輛里程的方法，所述車輛包括能夠在由太陽能輻射照射時供應(yīng)電功率的太陽能電池功率源；用于確定入射在太陽能電池上的太陽能輻射的傳感器；用于管理和分配太陽能電池功率的基于計算機(jī)的控制器；高電壓牽引蓄電池；低電壓蓄電池；以及多個電功率接收裝置；
所述方法包括以下步驟
通過感測入射在太陽能陣列上的太陽能輻射，評估來自于太陽能陣列的可用最大功率；以及
根據(jù)預(yù)定優(yōu)先順序?qū)⒖捎米畲蠊β史峙浣o高電壓牽引蓄電池、低電壓蓄電池、以及所述多個電功率接收裝置中的一個或多個，以延長車輛里程。方案2. —種延長至少電驅(qū)動車輛在電功率下操作時的里程的方法，所述車輛至少包括包括多個光伏電池的太陽能電池功率源；包括計算機(jī)的控制器；車艙溫度傳感器； 環(huán)境溫度傳感器；運(yùn)動傳感器；高電壓牽引蓄電池和低電壓蓄電池，低電壓蓄電池和牽引蓄電池具有電荷狀態(tài)傳感器；以及多個電功率接收裝置；
控制器被連接到所有傳感器、太陽能電池陣列功率源和電功率接收裝置；控制器能夠接收和編譯傳感器的輸出；控制器能夠?qū)碜杂谔柲茈姵仃嚵械墓β史峙浣o電功率接收裝置；所述方法包括以下步驟
評估來自于太陽能電池陣列的可用最大功率； 確定車輛是否駐車和未乘載； 確定高電壓牽引蓄電池的電荷狀態(tài)； 確定低電壓蓄電池的電荷狀態(tài)； 確定車艙和環(huán)境溫度；
根據(jù)其在評估的來自于太陽能陣列的可用最大功率下促進(jìn)增加車輛里程的能力來對功率接收裝置排定優(yōu)先順序；
引導(dǎo)控制器以將來自于太陽能陣列的可用最大功率分配給最高優(yōu)先順序的功率接收裝置；以及
以規(guī)則間隔重復(fù)上述步驟。方案3.根據(jù)方案2所述的方法，其中，車輛未駐車且高電壓牽引蓄電池的電荷狀態(tài)不可接受，最高優(yōu)先順序的功率接收裝置是高電壓牽弓丨蓄電池。方案4.根據(jù)方案2所述的方法，其中，車輛未駐車且高電壓牽弓I蓄電池的電荷狀態(tài)可接受并且低電壓蓄電池的電荷狀態(tài)不可接受，最高優(yōu)先順序的功率接收裝置是低電壓蓄電池。方案5.根據(jù)方案2所述的方法，其中，車輛駐車且高電壓牽引蓄電池的電荷狀態(tài)不可接受，最高優(yōu)先順序的功率接收裝置是高電壓牽弓丨蓄電池。方案6.根據(jù)方案2所述的方法，其中，車輛駐車且高電壓牽引蓄電池的電荷狀態(tài)可接受并且低電壓蓄電池的電荷狀態(tài)不可接受，最高優(yōu)先順序的功率接收裝置是低電壓蓄電池。方案7.根據(jù)方案2所述的方法，還包括將車艙和環(huán)境溫度與優(yōu)選溫度范圍進(jìn)行比較。方案8.根據(jù)方案7所述的方法，其中，優(yōu)選溫度范圍是18°C至M°C。方案9.根據(jù)方案8所述的方法，還包括確定車艙溫度是否處于優(yōu)選溫度范圍內(nèi)。方案10.根據(jù)方案9所述的方法，其中，當(dāng)車艙溫度處于優(yōu)選范圍內(nèi)時，可用功率分配給高電壓牽引蓄電池。方案11.根據(jù)方案9所述的方法，其中，當(dāng)車艙溫度處于優(yōu)選范圍內(nèi)時，可用功率分配給低電壓蓄電池。方案12.根據(jù)方案9所述的方法，其中，當(dāng)車艙溫度在優(yōu)選范圍之外時，可用功率分配給一個或多個功率接收裝置。方案13.根據(jù)方案9所述的方法，其中，功率接收裝置是以下組中的一個HVAC風(fēng)扇、空氣調(diào)節(jié)器、加熱器和座椅加熱器。方案14.根據(jù)方案2所述的方法，其中，太陽能電池功率源的光伏電池中的至少一些被電連接以便以大約12伏的電壓供應(yīng)電功率。方案15.根據(jù)方案2所述的方法，其中，太陽能電池功率源的光伏電池中的至少一些被電連接以便以大約300伏的電壓供應(yīng)電功率。方案16.根據(jù)方案2所述的方法，其中，太陽能電池功率源包含不電連接到任何其它光伏電池的至少一個光伏電池，所述光伏電池適合于獨(dú)立操作且適用于評估太陽能電池功率源的輸出。方案17.根據(jù)方案2所述的方法，其中，太陽能電池陣列包括旨在用于獨(dú)立操作以評估太陽能電池陣列的輸出的至少一個太陽能電池。方案18. —種控制系統(tǒng)，用于將來自于太陽能電池功率源的功率最佳地引導(dǎo)且適合于在電功率操作下延長車輛里程，所述太陽能電池功率源包括安裝在至少蓄電池驅(qū)動車輛上的多個電連接光伏電池；控制系統(tǒng)包括具有計算機(jī)的控制器以及與控制器通信的多個傳感器；控制器連接到太陽能電池功率源和至少一個功率接收裝置；控制器適合于最大化太陽能電池陣列的功率輸出且將其引導(dǎo)到至少選定功率接收裝置；選定功率接收裝置根據(jù)在控制器計算機(jī)中實(shí)施的算法選擇；所述算法旨在最大化電功率下的車輛里程。方案19.根據(jù)方案18所述的控制系統(tǒng)，其中，功率接收裝置是以下組中的一個或多個低電壓蓄電池、高電壓蓄電池、HVAC風(fēng)扇、空氣調(diào)節(jié)器、加熱器和座椅加熱器。方案20.根據(jù)方案18所述的控制系統(tǒng)，其中，所述多個傳感器包括以下組中的至少一個低電壓蓄電池電荷狀態(tài)傳感器、高電壓蓄電池電荷狀態(tài)傳感器、車艙溫度傳感器和環(huán)境溫度傳感器。


圖1是示意性地示出了在一致照射下太陽能電池的輸出電流和輸出功率隨電壓的變化的曲線圖。示出了開路電壓Vre和短路電流Isc。還示出了與電池電流開始下降相對應(yīng)的電壓Vcm以及與電池最大功率輸出相對應(yīng)的電壓V·。圖2示出了一些試驗結(jié)果，圖示太陽能電池的主動管理對優(yōu)化可用太陽能的提取的有益效果。圖3是示意性地示出了暴露于100瓦/米2至1000瓦/米2范圍的太陽能輻照度下的太陽能電池的輸出電流-輸出電壓曲線族的曲線圖。圖4是示意性地示出了在25°C至80°C范圍內(nèi)的操作溫度下暴露于1000瓦/米2 的太陽能輻照度下的太陽能電池的輸出電流-輸出電壓曲線族的曲線圖。圖5示出了決策樹的說明性實(shí)施例，用于根據(jù)以下因素將太陽能電池陣列功率引導(dǎo)給車輛中的電負(fù)載，包括車輛是否駐車；附件蓄電池電荷狀態(tài)；牽引蓄電池電荷狀態(tài)； 以及車艙溫度和周圍溫度。
具體實(shí)施例方式光伏(太陽能)電池的進(jìn)步已經(jīng)導(dǎo)致其輸出的大的增加且使得這種電池是電功率的可靠和實(shí)際的源。太陽能電池是半導(dǎo)體，且可以基于相對簡單的化學(xué)物(如單晶體或無定形硅)或更復(fù)雜的成分(如，CdTe或Cdr^e)。這種電池壽命長且僅需要很少維護(hù)。因而， 其可適合于作為車輛的被動功率生成源的應(yīng)用。通過將太陽能發(fā)電應(yīng)用于電動或混合動力電動車輛可以獲得具體益處，其可以允許車載發(fā)電部分地彌補(bǔ)蓄電池相對于基于液態(tài)氫的化學(xué)燃料的減少能量密度。靜止太陽能電池陣列系統(tǒng)可位于固定取向或者包括用于跟蹤太陽位置的裝置。車輛安裝的太陽能陣列也可以采用這些方案中的任一種。這種車輛安裝陣列可以位于車輛的水平表面、發(fā)動機(jī)罩、車尾行李箱蓋或車頂中的一個或者這些的任何組合上，總可用面積大約2至3平方米。然而，許多當(dāng)前實(shí)施方式涉及僅僅使用車輛車頂，從而將太陽能電池面積限制為大約1平方米。太陽能電池的最大功率輸出可以基于入射在電池上的太陽能輻照度的情況來確定。入射太陽能功率可以使用多種獨(dú)立式日射強(qiáng)度計(例如，基于熱電堆或基于硅光電二極管的單元)中的一種獨(dú)立地測量，或者太陽能電池本身可適合于執(zhí)行傳感功能。可優(yōu)選的是，這種車輛安裝太陽能裝置可作為互連太陽能電池陣列安裝，以產(chǎn)生與6電池或標(biāo)稱12伏的低電壓蓄電池相容的電壓輸出。在許多電動或混合動力電動車輛中，這種低電壓蓄電池用作(標(biāo)稱)12伏附件和特征的功率源，例如，擋風(fēng)玻璃刮擦器馬達(dá)或電動門鎖以及給混合動力電動車輛中的內(nèi)燃機(jī)的起動器提供動力。由于在一些情況下太陽能電池陣列將需要給這些蓄電池充電且在可從-20°C延伸至50°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，因而太陽能電池系統(tǒng)的電壓需求將超過12伏。例如，在該溫度范圍內(nèi)鉛酸蓄電池的優(yōu)選充電電壓是從13. 5至16. 5伏。這種考慮通常適用于所有蓄電池類型和系統(tǒng)，且需要蓄電池充電系統(tǒng)能夠在高于蓄電池電壓下傳輸電流。這些問題和考慮是蓄電池存儲系統(tǒng)領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，因而，太陽能電池陣列的電容量將至少與任何蓄電池的充電需求很好地匹配?？蓛?yōu)選的是，車輛安裝太陽能裝置用于給牽引蓄電池(取代低電壓蓄電池或者除了低電壓蓄電池之外)充電。牽引蓄電池或蓄電池組通常是高電壓(通常300伏或更大)蓄電池，適合于給車輛牽引馬達(dá)提供動力且推進(jìn)車輛?？刹捎枚喾N方法來給這種高電壓蓄電池充電。在一個方面，這可以通過將太陽能電池以標(biāo)稱12伏配置互連且采用DC-DC轉(zhuǎn)換器來增加電壓以便給牽引蓄電池充電而實(shí)現(xiàn)。在另一方面，這可以通過將太陽能電池以適合于以與給牽引蓄電池充電相容的電壓(即，大約300伏)產(chǎn)生功率的配置互連。在該情況下， 然后可以采用降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器以產(chǎn)生適合于給低電壓蓄電池充電的電壓。在又一個第三方面，獨(dú)立太陽能電池的總數(shù)量可以分配和連接，以形成至少兩個陣列，一個以高電壓牽引蓄電池充電電壓產(chǎn)生功率，第二個以低電壓蓄電池充電電壓產(chǎn)生功率。這些方面中的任一個可在本發(fā)明實(shí)踐中實(shí)施。給牽引蓄電池充電同時給車輛提供動力可根據(jù)兩個方面實(shí)現(xiàn)。在第一方面，可采用適當(dāng)?shù)嘏渲煤驼{(diào)節(jié)以確保功率從太陽能電池傳輸給蓄電池的DC-DC轉(zhuǎn)換器。在第二效率更低的方面，蓄電池可以脈沖模式給車輛提供動力，僅在短時間段內(nèi)將功率傳輸給驅(qū)動馬達(dá)，且依賴于慣性來使車輛響應(yīng)平穩(wěn)。然后，在脈沖之間的時間段，在蓄電池不提供馬達(dá)功率時，蓄電池可連接到太陽能電池且被充電。盡管太陽能電池技術(shù)的最近進(jìn)步，來自于安裝在典型機(jī)動車上的太陽能電池陣列的輸出被限制，甚至在最佳情況下，該輸出在當(dāng)前裝置的情況下可能也不超過200至400 瓦。這部分由于陣列可占據(jù)的面積的限制。如提到的那樣，這種陣列最常見地僅安裝在車輛車頂上且占據(jù)大約1平方米。然而，將理解的是，太陽能電池效率的提高與車輛安裝面積的任何擴(kuò)大結(jié)合，可增加太陽能電輸出。因而，當(dāng)前車輛安裝太陽能電池裝置的容量描述旨在是示例性的而非限制性的，且包括本發(fā)明應(yīng)用于比可當(dāng)前使用更高輸出的太陽能電池系統(tǒng)。車載太陽能電池系統(tǒng)可能不能滿足電動車輛的低電壓電需求，甚至在提供最佳條件的太陽天也是如此。在次優(yōu)條件下，例如在陰天下，太陽能電池系統(tǒng)的輸出將更少。因而， 太陽能電池的功率輸出必須被管理以便以最佳使用可用功率的方式引導(dǎo)太陽能功率。在該情況下，“最佳使用”被認(rèn)為是在電功率下增加車輛里程最有效的。將理解的是，能夠在電功率下操作的任何車輛將包括各種寬范圍功率接收裝置， 可使用太陽能電池陣列輸出操作。這些功率接收裝置或負(fù)載可包括部分放電的低電壓蓄電池、部分放電的高電壓牽引蓄電池、以及諸如收音機(jī)或電動座椅的附件、或者舒適性特征 (例如，加熱器或加熱-通風(fēng)-空氣調(diào)節(jié)(HVAC)排風(fēng)扇)。具體太陽能電池陣列配置可影響功率可從電池傳輸?shù)綘恳偷碗妷盒铍姵睾? 或驅(qū)動低電壓附件的效率。在一個實(shí)施例中，驅(qū)動低電壓附件可導(dǎo)致最少功率損失；給牽引蓄電池充電可導(dǎo)致最大功率損失；給低電壓蓄電池充電可導(dǎo)致在驅(qū)動低電壓附件和給牽引蓄電池充電之間的功率損失。與太陽能產(chǎn)生功率的不同應(yīng)用有關(guān)的相對損失的情況可確定太陽能功率分配的任何優(yōu)先順序。在車輛操作且由其電動傳動系推進(jìn)時，確定太陽能產(chǎn)生功率的最佳使用是相對直截了當(dāng)?shù)?。在該情況下，電需求置于高電壓牽引蓄電池上以及多個電需求置于標(biāo)稱12伏的低電壓電氣系統(tǒng)上。這些可包括HVAC風(fēng)扇、熱電加熱或冷卻、和電阻加熱，包括用于加熱座椅的加熱器。通常，可用太陽能功率的最佳使用將其引導(dǎo)到高電壓牽引蓄電池或低電壓蓄電池，且使用太陽能功率來彌補(bǔ)蓄電池功率耗用。在除了相對短之外的所有間隔期間，例如在再生制動期間，操作車輛的電需求將超過太陽能電池容量，從而所有可用太陽能產(chǎn)生功率可由蓄電池(低電壓蓄電池或高電壓牽引蓄電池)供應(yīng)。然而，如果如前述實(shí)施例那樣驅(qū)動低電壓附件中的一個或多個允許比給蓄電池中的一個或另一個充電更少的電損失，那么低電壓附件可由太陽能陣列直接操作。太陽能電池還能夠在車輛駐車時產(chǎn)生功率。在該情況下，“最佳使用”的確定更復(fù)雜。同樣，第一優(yōu)先順序通常是給蓄電池中的一個或兩者充電。如果蓄電池按順序充電，那么哪個蓄電池首先充電的選擇可受到太陽能電池產(chǎn)生的電壓影響。使用DC-DC功率轉(zhuǎn)換器將導(dǎo)致功率損失，盡管其效率大于90%。于是，可優(yōu)選的是，首先給電壓最佳地匹配太陽能電池輸出的蓄電池充電，且僅在第一蓄電池充電之后才給第二蓄電池充電。借助于該方法， 在短暫停車期間，最大可用功率可傳輸給蓄電池，從而將DC-DC轉(zhuǎn)換功率損失限制為在更多總太陽能功率可用時的較長停車。然而，在駐車時，電需求將低，且可假定在一定時間段之后至少低電壓蓄電池會完全充滿。在該情況下，可優(yōu)選的是，將已經(jīng)給低電壓蓄電池充電的附件太陽能電池輸出的任何部分再次引導(dǎo)。一種方案可將所有可用功率使用前述方法之一施加到高電壓牽引蓄電池?？蛇x方案是使用低電壓太陽能電池功率來直接操作低電壓附件或便利特征，以彌補(bǔ)預(yù)期未來低電壓電需求。例如，在溫暖的太陽天，車輛內(nèi)部可達(dá)到升高溫度，在返回車輛時操作者將認(rèn)為該溫度不舒適。因而，在進(jìn)入車輛時，操作者期望立即打開HVAC風(fēng)扇以引入外部空氣，或者可能取決于外部空氣溫度，打開風(fēng)扇和空氣調(diào)節(jié)器兩者。如果低電壓蓄電池已經(jīng)充分地充電且高電壓牽引蓄電池也被認(rèn)為充分地充電，因而可以在車輛駐車時更有效地使得太陽能電池基于太陽能功率操作HVAC風(fēng)扇和可能空氣調(diào)節(jié)器。這將降低操作者返回之前的內(nèi)部溫度。繼而，這將減少返回操作者在駕駛時激進(jìn)地冷卻車輛內(nèi)部的需要，從而減輕未來蓄電池需求。類似情形將適用于冷天，此時，可需要HVAC風(fēng)扇和加熱器。將理解的是，與蓄電池充電對比低電壓附件操作有關(guān)的相對功率損失在該情況下具有較少的重要性。車輛將駐車的時間長度未知。因而，在車輛駐車的整個時段期間低電壓附件的操作(尤其是如果這是長時段)會僅具有有限益處。在該情況下，通過給蓄電池中的一個或兩者充電來捕獲太陽能(甚至在導(dǎo)致更大的電損失時也是如此)在延長車輛里程方面將更有效。太陽能電池可以看作近似恒定電流功率源。即，一直到具體電壓，由太陽能電池供應(yīng)的電流大致恒定且等于短路電流Isc，在電壓高達(dá)開路電壓Vre或在沒有電流抽吸下的電壓時，電流為零。如圖1所示，工作電池的電流對比電壓曲線20將以這種方式很合理地描述，除了電流不是在開路電壓處立即減少為零而是在獲得臨界電壓Vam時一定程度上更緩慢地下降或減少。同樣，短路電流很好地近似與入射在電池上的太陽能線性地成比例。因而，確定入射在電池上的太陽能的一種方法是將電池跨過分流電阻器連接并測量電流。借助于合適的標(biāo)定，可以確定入射太陽能或可用太陽能電池功率。熱電堆或外部硅光電二極管傳感器也可以用于確定入射太陽能，但是入射太陽能和可用太陽能電池功率之間的關(guān)系同樣需要傳感器標(biāo)定。更具體地，還如圖1所示，電池的功率輸出隨電池電壓的變化曲線10在接近該臨界電壓Vckit的電壓Vmto (最大功率輸出)處展現(xiàn)最大值。功率曲線10的進(jìn)一步觀察表明， 在小于Vmto的電壓下操作電池導(dǎo)致功率輸出與Vmto和操作電壓之間的差大致成線性比例地減少。以比VMro大很多的電壓操作電池劇烈地減少可用功率。顯然，優(yōu)選以最大功率(即， 在Vmto時)操作，但是如果這不可行的話，那么優(yōu)選太陽能電池大致在稍小于Vmto的電壓下操作。由太陽能電池或模塊傳輸給負(fù)載的功率將取決于負(fù)載的操作電壓。例如，參考圖 1，如果負(fù)載具有的操作電壓處于比VMro更低的電壓的線性部分，那么供應(yīng)的功率將隨著負(fù)載電壓偏離Vmto而成比例地減少。功率的下降對于大于Vmto的負(fù)載操作電壓更大，如圖1曲線10所示。因而，從太陽能電池或太陽能電池陣列提取最大功率需要功率管理以確保陣列在VMro操作。該性能在圖2的數(shù)據(jù)中直接示出，其將從以兩個電壓操作的太陽能電池陣列提取的電流進(jìn)行比較。在該情況下，Vmpq大約14伏。以16伏(大于Vmpq的電壓，且與數(shù)據(jù)組30 相對應(yīng))操作陣列將電池電流輸出限制為大約1安培，且電池功率輸出(電壓和電流的乘積) 限制為大約18瓦。組30的數(shù)據(jù)與借助于用大約1000瓦/米2太陽能輻照度照射太陽能電池給蓄電池滴流充電相對應(yīng)。相比而言，除了給蓄電池滴流充電之外，通過選擇性地驅(qū)動附加電氣裝置或負(fù)載，以大致與Vmto相對應(yīng)的電壓(如數(shù)據(jù)組35所示)操作陣列允許大約44 瓦的陣列功率輸出。在數(shù)據(jù)組35的情況下，太陽能電池暴露于大約810瓦/米2太陽能輻照度。因而，管理電池操作在大約Vmto進(jìn)行允許從電池提取顯著更多的功率，甚至在減少入射能量通量的情況下也是如此。如圖2所示，數(shù)據(jù)點(diǎn)40是在810瓦/米2太陽能輻照度輻射下電池的額定最大功率輸出廣52瓦?？勺⒁獾氖?，數(shù)據(jù)點(diǎn)40落入試驗數(shù)據(jù)組35的邊界內(nèi)。因而，該值與借助于通過選擇性地增加電負(fù)載而將電池操作電壓近似控制為大約Vmpq允許的主動功率管理獲得的 44瓦測量輸出很好地匹配。太陽能電池的(電)輸出不一致，而是受許多因素影響。這些可包括例如太陽能電池的清潔度、如圖3所示入射在太陽能電池上的總體太陽能輻照度(表示為瓦/米2或W/ m2)、以及如圖4所示的電池溫度(表示為。C)。此外，能夠供應(yīng)超過大約1伏的太陽能電池功率源將包括多個互連獨(dú)立電池。這種互連電池的輸出進(jìn)一步影響在所有獨(dú)立電池上的入射功率的一致性。這些影響因素中的一些可非常緩慢地變化，例如電池清潔度；其它因素(如電池溫度)可能受一天中的時間強(qiáng)烈地影響，且可能相對緩慢地變化；而另外的因素(例如， 入射在電池上的太陽能功率)可隨著太陽被云、陰影等部分或完全地、臨時遮擋而快速地變化。因而，尤其如圖3所示，太陽能電池的可用最大功率輸出可大范圍變化。在氣候變化條件下，包括例如云在太陽前面通過，陣列輸出可甚至在短至若干分鐘的時間段內(nèi)變化。由于太陽能電池或模塊的輸出將通常達(dá)不到車輛的總電需求，因而優(yōu)選以其最高效率操作電池且在所有時間從太陽能電池或模塊提取最大功率。因而，電池輸出的變化性可需要連續(xù)地調(diào)節(jié)電池上的電功率需求，以將需求與電池的最大功率輸出匹配。這可以借助于能夠評估最大電池輸出并響應(yīng)于評估電池輸出將電負(fù)載與電池連接和斷開的控制裝置。在實(shí)施例中，控制器用于評估太陽能電池功率源的輸出容量且將功率源可用功率與電氣應(yīng)用中的一個或多個的需求匹配。優(yōu)選電操作將是引起對提高車輛里程最大貢獻(xiàn)的。然而，操作的選擇將由可用太陽能電池功率輸出大約等于操作電需求的需要確定。通過監(jiān)測陣列的輸出，具體地開路電壓和短路電流，可以估計陣列的輸出。如上所述，短路電流通常與入射太陽能功率成比例。開路電壓在確定Vmto時尤其有用，因為Vmto通常與開路電壓線性相關(guān)，且其比率對于大范圍的各種具有類似化學(xué)物(多晶體硅、無定形硅等)的太陽能電池類似。該方法可需要將所有負(fù)載從太陽能電池斷開，至少瞬時地，以進(jìn)行測量。雖然斷開時間可能短暫，但是優(yōu)選的是電池輸出頻繁地測量且頻繁地中斷太陽能電池陣列功率可能是不利的。另一種方法(不需要負(fù)載斷開)要在太陽能電池陣列內(nèi)嵌入一個或多個獨(dú)立傳感電池。這些傳感電池將與構(gòu)成陣列的多個電池分開地布線，但是它們將暴露于與陣列大致相同的環(huán)境。因而，可假定傳感電池的輸出跟蹤陣列的輸出。因而，太陽能陣列的輸出可以通過基于已知相對電池面積和電池互連實(shí)踐簡單地標(biāo)度傳感電池輸出來推斷。最便利的是，從一部分太陽能陣列制作傳感電池，使得傳感電池和太陽能陣列的太陽能轉(zhuǎn)換效率相同。然而，如果傳感電池和太陽能陣列的成分不同，那么可以進(jìn)行對標(biāo)度因子的合適修改以適合該情況。有效功率管理需要負(fù)載僅在高達(dá)可用最大功率的程度從太陽能電池操作或者試圖從太陽能電池抽吸功率。如果所有車載裝置的功率需求已知，這可以最簡單地完成，從而允許由控制器快速識別抽吸所有可用功率的裝置的合適組合。因而，優(yōu)選的是，所有潛在裝置的功率需求以電子形式存儲且可由控制器訪問，例如作為查詢表。一些裝置的功率需求通常采用一個或多個固定值。這種裝置的示例可以是HVAC 風(fēng)扇，其可以在多個分立設(shè)置(例如，“關(guān)閉”、“低”、“中等”和“高”)下操作，或者電座椅加熱器(例如，可以“開啟”或“關(guān)閉”)。對于這種裝置，每個設(shè)置的功率需求可以存儲為固定值， 且由控制器使用例如簡單的表查詢方案訪問。其它負(fù)載可能是可變的。例如，取決于期望溫差，旨在加熱或冷卻進(jìn)入車艙的空氣的熱電裝置可在各種操作電流下操作。類似地，蓄電池可在高或低電流下充電。因而，這種可變負(fù)載裝置的功率需求在查詢表中不能作為單個值包括，而應(yīng)當(dāng)由用于不同操作情形的多個值或更優(yōu)選地由算法表示。清楚的是，這些可變負(fù)載在確保太陽能電池陣列輸出被完全使用方面起重要作用。優(yōu)選的是，甚至當(dāng)前在分立設(shè)置下操作的裝置也能夠以連續(xù)可變方式操作。該能力需要將電需求與太陽能電池陣列輸出匹配。在具有分立設(shè)置的裝置(例如，前述的HVAC 風(fēng)扇或座椅加熱器)以連續(xù)可變方式操作時，這可以通過采用脈寬調(diào)制或PWM實(shí)現(xiàn)。脈寬調(diào)制是采用一系列具有最大幅值的方形波的技術(shù)。如果方形波一半時間是“on”，一半時間是“off”，那么效果與連續(xù)地施加最大幅值的一半相同。類似考慮適用于“on”和“off”時間的任何其它比率。因而，假定脈沖頻率足夠高以大致消除任何“振動”，甚至在PWM控制下操作的馬達(dá)(例如，HVAC馬達(dá))提供連續(xù)速度和功率消耗響應(yīng)。在本發(fā)明的實(shí)踐中，所有操作裝置都想要在允許裝置功率需求連續(xù)變化的條件下操作。熱電裝置和電阻加熱器內(nèi)在地能夠以這種方式操作，且在PWM下操作的HVAC風(fēng)扇馬達(dá)類似地展現(xiàn)連續(xù)功率需求特性。因而，使用來自于太陽能電池陣列的功率操作的主要負(fù)載可以均在允許調(diào)節(jié)電需求以與來自于陣列的可用最大功率匹配的條件下操作。為了最佳地最大化車輛里程，控制器必須感測選定車輛和環(huán)境參數(shù)。這些可包括蓄電池電荷狀態(tài)(SOC)；蓄電池的電流電需求；車輛內(nèi)部溫度；車輛外部溫度；以及車輛是否駐車，等等?？刂破鲗㈩A(yù)先編程以將車輛裝置與太陽能電池陣列功率連接的益處進(jìn)行排位或排序。通常優(yōu)選的是，如果蓄電池少于完全充電，第一優(yōu)先順序是將太陽能電池陣列功率連接到蓄電池，但是其它因素(例如，考慮電功率損失)可促使可選優(yōu)先順序。將理解的是，通常而言，尤其是在主要在不需要由備用IC發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的功率來補(bǔ)充可用蓄電池功率的短行程內(nèi)操作時，至少牽引蓄電池將被消耗掉電荷。因而，在許多操作情形下，太陽能功率將總體上應(yīng)用于給蓄電池充電。然而，蓄電池充電速率可變化。通常優(yōu)選給蓄電池快速充電，直到其產(chǎn)生大約 80 - 85% S0C，且然而給它們更緩慢地充電(滴流充電)，直到實(shí)現(xiàn)完全電荷狀態(tài)。因而，取決于蓄電池S0C，可優(yōu)選將太陽能電池功率的僅一部分引導(dǎo)給蓄電池，甚至在其SOC小于 100%也是如此。在該條件下，蓄電池將稱為“可接受地充電”(acceptably charged)。因而，如果附件和牽引蓄電池被可接受地充電，那么超過給蓄電池充電需求的太陽能功率將可用。優(yōu)選將該“過量”太陽能電池功率引導(dǎo)到可合理地預(yù)期其未來使用的應(yīng)用。這些應(yīng)用中的許多與保持舒適車艙環(huán)境有關(guān)，因為大多數(shù)車輛操作者優(yōu)選車艙溫度在 18°C和之間。而且，如果外部空氣溫度明顯大于或小于這些極限值，那么大多數(shù)操作者將在進(jìn)入車輛時就試圖調(diào)節(jié)車艙空氣。這將需要適當(dāng)?shù)丶訜峄蚶鋮s車艙空氣，與至少部分地來自于HVAC風(fēng)扇操作的空氣循環(huán)結(jié)合。如果這些裝置(加熱器、冷卻器和風(fēng)扇)可操作以使用可用太陽能功率將車艙溫度變?yōu)楦咏僮髡邇?yōu)選范圍，那么可減少用于車艙舒適性的未來蓄電池需求。該方法具體地涉及車艙由于太陽能加熱顯著比環(huán)境更熱的情況，因為這意味著太陽能陣列將能夠具有顯著的輸出。由于太陽能加熱引起的溫度升高可以是可察覺的。作為示例，在SUV上進(jìn)行的試驗中，完全駐車在太陽中，內(nèi)部溫度達(dá)到45°C，環(huán)境溫度30°C。S卩，車艙環(huán)境比環(huán)境熱15°C。 雖然具體情況可根據(jù)案例變化，但是通常觀察該行為。通常，進(jìn)入客艙的熱能的50%至 75%來自于玻璃窗處傳輸和吸收的太陽能。傳輸能量主要由內(nèi)部物質(zhì)直接吸收。在玻璃窗處吸收的能量通過對流傳輸給內(nèi)部且以熱頂波長范圍再次照射。可以采用各種通風(fēng)方法來減少內(nèi)部溫度?？刹捎帽粍臃椒?例如，部分地打開窗戶或天窗，如果配備的話)，但是這些通常不是優(yōu)選的，因為其可能進(jìn)入雨、昆蟲和其它動物且其對車輛安全有負(fù)面影響。然而，主動方法(例如，僅以其中等設(shè)置操作鼓風(fēng)機(jī))被證明在降低車艙溫度方面同樣有效，且避免安全性和雨或昆蟲進(jìn)入問題。當(dāng)然，車艙溫度不需要接近該示例中遇到的溫度，但是將理解的是，太陽能加熱將總是將車艙溫度增加高于環(huán)境，使得太陽能電池驅(qū)動的主動通風(fēng)將在降低車艙溫度方面總是有效。然而，該降低的車艙溫度仍察覺為不舒適的，且操作者可試圖進(jìn)一步降低車艙溫度。由控制器用于引導(dǎo)太陽能電池陣列功率的決策樹100作為圖5示出且在下文描述。接著前文描述，可假定太陽能電池的功率輸出對控制器是已知的。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，控制器將包括用于從太陽能電池接收功率且將該功率以預(yù)定比例分配給任何裝置的合適控制能力和電氣連接。該功率分配且其下面的邏輯可通過在計算機(jī)或類似計算機(jī)裝置中包括的一組算法實(shí)施。優(yōu)選的是，計算機(jī)與控制器整體形成，但是也可以采取其它方法(例如，采用車輛ECU或電子控制單元)來執(zhí)行計算。第一“開始”決策步驟100是確定車輛是否駐車和未乘載。該確定可以通過檢查推進(jìn)馬達(dá)功率開關(guān)(施加高電壓蓄電池功率給推進(jìn)馬達(dá)的開關(guān))和當(dāng)前包括在車輛中用于控制氣囊展開的車輛乘員傳感器兩者來容易地進(jìn)行。顯然，推進(jìn)馬達(dá)功率開關(guān)的位置(“Off” 或“On”)將表示車輛是否操作，乘員傳感器將確定車輛是否乘載。如果未駐車且未乘載，但是在推進(jìn)馬達(dá)功率開關(guān)“On”(輸出112)的情況下的操作中，那么將假定由于舒適性和附件使用需求將置于低電壓蓄電池上。推進(jìn)馬達(dá)功率開關(guān) “Off”但是檢測到乘員的情況將以相同的方式處理。將假定乘員可利用車輛的舒適性、娛樂或其它附件特征，且將類似電需求置于低電壓蓄電池上。接著前述描述，還假定電需求可超過可用太陽能功率。該情況觸發(fā)決策步驟120，評估牽引蓄電池電荷狀態(tài)(SOC)且確定評估SOC是“可接受”(路徑111)還是“不可接受”(路徑113)。如果在120 “牽引蓄電池 S0C”是“不可接受”，那么要采取的動作是“給高電壓牽引蓄電池充電”(步驟117)且將太陽能獲得的功率直接地或者通過使用DC-DC轉(zhuǎn)換器引導(dǎo)到牽引蓄電池。如果“牽引蓄電池 S0C”是“可接受”，那么啟動決策步驟119，評估附件蓄電池S0C。如果在步驟119 “低電壓蓄電池S0C”是“不可接受”(路徑121)，那么在步驟123采取的動作是“給低電壓蓄電池充
13電”。可選地，如果低電壓蓄電池SOC是“可接受”(輸出125)，那么采取的動作應(yīng)當(dāng)為“操作附件”(步驟127)。返回決策步驟110，如果車輛駐車且未乘載，第一步驟130是評估牽引蓄電池的 SOC0如果在130 “牽引蓄電池S0C”是“不可接受”(輸出132)，那么應(yīng)當(dāng)執(zhí)行動作140 “給牽引蓄電池充電”。如果在130 “牽引蓄電池S0C”是“可接受”(輸出135)，那么下一動作是評估低電壓蓄電池SOC (步驟131)。如果“低電壓蓄電池S0C”是“不可接受”(輸出139)，那么在步驟133太陽能電池功率應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)以“給低電壓蓄電池充電”。如果低電壓蓄電池SOC是“可接受”(輸出137)，那么將采用其它因素的知識以適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)功率。在步驟150，確定車艙溫度是否位于大約的優(yōu)選范圍內(nèi)。如果“車艙溫度 >18°C且<24°C”(輸出152)，那么不需要采用動作控制車艙溫度且可用太陽能功率可引導(dǎo)以給高電壓牽引蓄電池充電。如果車艙溫度大于大約的優(yōu)選溫度最大值(輸出152)，那么需要在步驟 180 “確定環(huán)境溫度”。如果環(huán)境溫度大于大約的期望車艙溫度(輸出182)，那么HVAC 應(yīng)當(dāng)設(shè)置為其“通風(fēng)”設(shè)置，以吸入外部空氣，且HVAC風(fēng)扇操作(步驟187)。如果冷卻器可用，尤其是內(nèi)在地可在幾乎無限功率輸入范圍內(nèi)操作的熱電冷卻器，那么其可以有利地在風(fēng)扇和冷卻器之間劃分太陽能電池陣列輸出。在該情況下，風(fēng)扇將比在太陽能功率排他地引導(dǎo)給風(fēng)扇時更慢地運(yùn)行。然而，太陽能電池陣列輸出功率可被限制，甚至在理想情況下可能不超過200W，從而可能需要識別風(fēng)扇和冷卻器之間的可用功率的適當(dāng)分配。例如，如果通過試驗和/或建?？砂l(fā)現(xiàn)不冷卻進(jìn)來的空氣而是將其更頻繁地循環(huán)更有利，那么可不使用冷卻器。這將允許所有可用太陽能功率引導(dǎo)到風(fēng)扇，使得風(fēng)扇可在較高速度下操作。類似地，以具體功率分配操作風(fēng)扇和冷卻器兩者可能是更有益的。風(fēng)扇和冷卻器功率分配的優(yōu)選組合也可以依車輛而變化且受到采用其它技術(shù)(例如，反射玻璃窗、 低太陽能吸收油漆和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它技術(shù))來減少車艙溫度而影響。如果車艙溫度大于大約而環(huán)境空氣溫度小于大約(輸出185)，那么可假定車艙溫度可僅僅通過循環(huán)外部空氣而降低至優(yōu)選溫度范圍。因而，優(yōu)選HVAC基于“通風(fēng)” 操作且HVAC風(fēng)扇以其最大速度(與可用太陽能功率一致)操作，如步驟189所示。如果內(nèi)部溫度小于大約(輸出175)且也低于大約18°C (步驟190)，那么在輸出192下，下一步驟是評估是否有足夠功率可用于顯著地增加車艙溫度，“評估可用于加熱車艙的太陽能功率”，決策步驟200。如果基于試驗和/或建模，足夠的功率可用(輸出202)， 那么優(yōu)選方法是基于“循環(huán)”操作HVAC風(fēng)扇且操作加熱器。加熱器將是電動的且可以是熱電的或更優(yōu)選地是電阻加熱器。試驗和/或建?？捎糜谠诩訜崞骱惋L(fēng)扇之間最有效地分配可用太陽能功率，且該分配可隨著環(huán)境溫度而變化。作為非限制性示例，在決策步驟200，例如在冷的有云天，可確定可用太陽能功率不足以顯著地升高車艙溫度(輸出205)。然而，可能存在足夠可用功率來局部地升高溫度， 例如通過“操作加熱座椅”，如220所示。在識別太陽能電池陣列的輸出的變化性時，太陽能功率可用性和負(fù)載需求將頻繁地進(jìn)行，通?；陬A(yù)定取樣速率。因而，在算法引導(dǎo)控制器循環(huán)回到“開始”決策110且重復(fù)過程之前，120、140、160、187、189、210和220所示的任何動作將僅短時間進(jìn)行。
這種循環(huán)的頻率應(yīng)當(dāng)至少匹配且優(yōu)選超過電需求變化或電功率生成變化的最高頻率，以將這些保持平衡。入射在太陽能電池上的太陽能輻射，甚至在部分有云的天(具有快速移動的云)，不可能比大約一分鐘一次更頻繁地變化。相比而言，尤其是在擁堵交通中， 再生制動的出現(xiàn)或不存在可每若干秒變化。因而，可以看出，分配2和10秒之間的預(yù)定循環(huán)頻率可足以提供適當(dāng)?shù)仨憫?yīng)的系統(tǒng)，而不招致過多計算超負(fù)荷。本發(fā)明的實(shí)踐已經(jīng)通過參考某些優(yōu)選實(shí)施例描述，所述實(shí)施例旨在是示例性的而不是限制性的。本發(fā)明的全部范圍僅僅由所附權(quán)利要求限定和界定。
權(quán)利要求
1.一種延長電驅(qū)動車輛里程的方法，所述車輛包括能夠在由太陽能輻射照射時供應(yīng)電功率的太陽能電池功率源；用于確定入射在太陽能電池上的太陽能輻射的傳感器；用于管理和分配太陽能電池功率的基于計算機(jī)的控制器；高電壓牽引蓄電池；低電壓蓄電池； 以及多個電功率接收裝置；所述方法包括以下步驟通過感測入射在太陽能陣列上的太陽能輻射，評估來自于太陽能陣列的可用最大功率；以及根據(jù)預(yù)定優(yōu)先順序?qū)⒖捎米畲蠊β史峙浣o高電壓牽引蓄電池、低電壓蓄電池、以及所述多個電功率接收裝置中的一個或多個，以延長車輛里程。
2.一種延長至少電驅(qū)動車輛在電功率下操作時的里程的方法，所述車輛至少包括包括多個光伏電池的太陽能電池功率源；包括計算機(jī)的控制器；車艙溫度傳感器；環(huán)境溫度傳感器；運(yùn)動傳感器；高電壓牽引蓄電池和低電壓蓄電池，低電壓蓄電池和牽引蓄電池具有電荷狀態(tài)傳感器；以及多個電功率接收裝置；控制器被連接到所有傳感器、太陽能電池陣列功率源和電功率接收裝置；控制器能夠接收和編譯傳感器的輸出；控制器能夠?qū)碜杂谔柲茈姵仃嚵械墓β史峙浣o電功率接收裝置；所述方法包括以下步驟評估來自于太陽能電池陣列的可用最大功率； 確定車輛是否駐車和未乘載； 確定高電壓牽引蓄電池的電荷狀態(tài)； 確定低電壓蓄電池的電荷狀態(tài)； 確定車艙和環(huán)境溫度；根據(jù)其在評估的來自于太陽能陣列的可用最大功率下促進(jìn)增加車輛里程的能力來對功率接收裝置排定優(yōu)先順序；引導(dǎo)控制器以將來自于太陽能陣列的可用最大功率分配給最高優(yōu)先順序的功率接收裝置；以及以規(guī)則間隔重復(fù)上述步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，車輛未駐車且高電壓牽引蓄電池的電荷狀態(tài)不可接受，最高優(yōu)先順序的功率接收裝置是高電壓牽弓丨蓄電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，車輛未駐車且高電壓牽引蓄電池的電荷狀態(tài)可接受并且低電壓蓄電池的電荷狀態(tài)不可接受，最高優(yōu)先順序的功率接收裝置是低電壓蓄電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，車輛駐車且高電壓牽引蓄電池的電荷狀態(tài)不可接受，最高優(yōu)先順序的功率接收裝置是高電壓牽引蓄電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，車輛駐車且高電壓牽引蓄電池的電荷狀態(tài)可接受并且低電壓蓄電池的電荷狀態(tài)不可接受，最高優(yōu)先順序的功率接收裝置是低電壓蓄電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括將車艙和環(huán)境溫度與優(yōu)選溫度范圍進(jìn)行比較。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，優(yōu)選溫度范圍是18°C至M°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括確定車艙溫度是否處于優(yōu)選溫度范圍內(nèi)。
10. 一種控制系統(tǒng)，用于將來自于太陽能電池功率源的功率最佳地引導(dǎo)且適合于在電功率操作下延長車輛里程，所述太陽能電池功率源包括安裝在至少蓄電池驅(qū)動車輛上的多個電連接光伏電池；控制系統(tǒng)包括具有計算機(jī)的控制器以及與控制器通信的多個傳感器； 控制器連接到太陽能電池功率源和至少一個功率接收裝置；控制器適合于最大化太陽能電池陣列的功率輸出且將其引導(dǎo)到至少選定功率接收裝置；選定功率接收裝置根據(jù)在控制器計算機(jī)中實(shí)施的算法選擇；所述算法旨在最大化電功率下的車輛里程。
全文摘要
電動或混合動力電動車輛設(shè)置有能夠產(chǎn)生電功率的車輛安裝太陽能電池。來自于陣列的功率根據(jù)預(yù)定算法引導(dǎo)給車輛系統(tǒng)，預(yù)定算法旨在最有效地延長在電功率下操作時的車輛里程。來自于太陽能電池的功率由控制器引導(dǎo)，且取決于包括蓄電池電荷狀態(tài)、車輛是否駐車和當(dāng)前車艙溫度的因素，可被施加以便直接給蓄電池充電或者驅(qū)動電功率接收裝置，例如以控制車艙溫度。控制器還能夠控制和管理太陽能電池的操作電壓以確保從電池提取最佳功率。
文檔編號B60L11/18GK102267392SQ20111014897
公開日2011年12月7日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者A. 凱莉 N., L. 吉布森 T., P. 阿特盧里 V. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司