[发明专利]一种基于多传感器融合的太阳能电动汽车用太阳能电池板垂直位置控制方案

说明书

本发明提供一种基于多传感器融合的太阳能电动汽车用太阳能电池板垂直位置控制方案，包括传感系统和控制流程，传感系统包括车载传感系统和执行机构传感器系统；车载传感系统包括车载GPS传感器、车载时钟模块、车载使能开关、车载雨量传感器、车载图像提示装置；执行机构传感器系统包括：风速传感器、光电检测传感器、太阳能板角度传感器、太阳能电池板第一限位传感器、太阳能电池板第二限位传感器；在上述传感系统的基础上，基于提出的控制流程，本控制方案可根据时间、风速、车速、雨量等信息，自动关闭、打开、调整太阳能电池板，这有效减小了太阳能转换效率和整车风阻之间的矛盾，并可有效保护太阳能电池板。

技术领域

本发明属于太阳能电动汽车技术领域，具体涉及一种基于多传感器融合的太阳能电动汽车用太阳能电池板垂直位置控制方案。

背景技术

随着能源安全和空气污染问题的日益突出，电动汽车已经成为当今世界汽车技术研发的焦点之一；而由于电池性能的原因，续驶里程和充电速度一直是影响电动汽车普及应用的短板；太阳能作为一种无污染、取之不尽、用之不竭的清洁能源，受到了各能源相关行业的青睐，如文献《轮毂电机驱动太阳能电动车匹配及经济性分析》(王鑫恫，杨坤，王杰，等.轮毂电机驱动太阳能电动车匹配及经济性分析[J].机械科学与技术，2020，39(8)：1211-1216.)所述，加装太阳能电池后，在NEDC工况，每天平均里程为50km的情况下，整车续驶里程可有效提高20％左右，为此，太阳能电动汽车也受到国内外各大研究机构和汽车厂家的关注；许多汽车制造商通过在汽车车身表面安装太阳能电池用于给动力电池进行辅助充电，从而有效增加了整车续驶里程、提高了动力电池的使用寿命，同时降低了整车的使用成本，例如，2016年，丰田公司开发了太阳能电动汽车“Solar Prius PHV”，该车通过在顶部安装太阳板，有效减少了汽车电池的充电次数，延长了动力电池寿命，降低了整车使用成本。

但是，目前太阳能电动汽车也存在能量转换效率较低这一影响其普及应用的关键技术问题，这主要是因为现有的太阳能电动汽车大多将太阳能电池板安装在汽车表面，除了太阳能电池板的面积有限外，太阳光不能长时间垂直照射到太阳能电池表面，也是造成太阳能转化率比较低的主要原因，为此本发明提出一种基于多传感器融合的太阳能电动汽车用太阳能电池板垂直位置控制方案，该控制方案通过与具有垂直位置调节装置的太阳能电池板调节机构相结合，可以根据整车的位置、太阳光照射的角度得到最佳太阳能电池板角度，从而主动调整太阳能电池板与水平面的夹角，使太阳能板尽可能的与太阳光垂直，有效提高太阳能的转换效率；另外，本控制方案可从提高太阳能电池板转换效率的角度，通过车载图像提示装置为驾驶员提供最佳停车方位参考信息，并根据时间、风速、车速、雨量等信息，自动关闭、打开、调整太阳能电池板，这有效解决了太阳能转换效率和整车风阻之间的矛盾，并可有效保护太阳能电池板。

发明内容

本发明一种基于多传感器融合的太阳能电动汽车用太阳能电池板垂直位置控制方案，包括传感系统和控制流程两个方面。

传感系统包括车载传感系统和执行机构传感器系统。

车载传感系统包括车载GPS传感器、车载时钟模块、车载使能开关、车载雨量传感器、车载图像提示装置；车载GPS传感器数据端口分别与控制单元的I/O1和I/O2端口连接，将汽车所在地的经纬度信息输出给控制单元；车载时钟模块的数据端口分别与控制单元的I/O3和I/O4端口连接，将当前的日期和时间实时输出给控制单元；车载雨量传感器的数据端口与控制单元的I/O7端口连接，将雨量信息输出给控制单元；车载使能开关与控制单元的I/O10端口连接；车载图像提示装置通过CAN总线与控制单元的CAN_RXD和CAN_TXD端口连接。

执行机构传感器系统包括：风速传感器、光电检测传感器、太阳能板角度传感器、太阳能电池板第一限位传感器、太阳能电池板第二限位传感器。