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汽车空调的太阳能供电控制系统的研究与设计
| 论文题名： | 汽车空调的太阳能供电控制系统的研究与设计 |
| 关键词： | 汽车空调;太阳能供电控制;模块化设计;A/D数据信息;Proteus单片机 |
| 摘要： | 现今随着我国经济的发展，汽车开始越来越普及，也随之带来了两个亟待解决的问题：环境污染与能源危机。将太阳能引入汽车可缓解这些问题，每天到达地球表面的太阳辐射能相当于2.5亿万桶石油，这里可充分利用太阳能来为空调供电可节省不少油量，也可以解决汽车停止运行时空调没有电能来源的问题。 本课题主要是对汽车空调的供电控制系统进行研究，检测到车内有人，且汽车内的温度没有在车主设定的温度范围内时，优先使用太阳能储蓄的电能来味空调供电，并对太阳能发电、蓄电池充放电进行控制和管理；在电量不足时可切断太阳能供电转换至汽车电源供电，达到在节省汽车能源的基础上能保证空调正常运行的目的，实现汽车空调太阳能供电和汽车电源供电之间的智能切换。 在分析系统需求之后，本课题选取高速/低功耗/超强抗干扰的STC125A60S2单片机作为本系统的微处理器，根据所要实现的功能要求进行硬件电路和软件实现的具体设计。 硬件方面主要设计了基于单片机STC12C5A60S2的外围电路，进行了各模块电路的设计，主要有DS18B20温度检测、HC-SR501人体探测、太阳能发电电压和蓄电池端电压 A/D数据信息采样电路、霍尔传感器的电流采样电路、串口通信电路、继电器模块的供电切换控制电路，以及太阳能对蓄电池的充电电路和PWM驱动电路，并将各个模块结合起来形成整个系统的总体硬件电路图。 在硬件设计的基础上，对汽车空调的太阳能供电控制系统的采样模块和执行模块都进行了软件程序编程。首先设计了温度检测、人体检测、电流电压A/D数据信息采样程序；其次，在太阳能对蓄电池的充电控制方面，MPPT算法和蓄电池充电控制策略是重点，提出了本课题所应用的改进的电导增量法,并设计其程序。分析蓄电池和太阳能，并对其应用合理的充电控制策略：MPPT充电，脉冲充电，浮充电。其最大化的利用最大功率充电，同时也保证电池的性能和寿命。然后，实现汽车空调供电的切换方面，根据采样信息，以剩余电量SOC作为指标来控制继电器，设计供电切换程序，实现太阳能蓄电池供电与汽车电源供电之间的切换。 课题最后，利用Proteus对单片机进行仿真调试，用MATLAB软件对太阳能充电系统进行建模和仿真，利用开发板实验，运行应用程序，分析仿真结果，证明可行性。在最后总结全文，并讨论此项研究在未来相关领域的发展方向。 |
| 作者： | 陈秀红 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 朱凌云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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