斯洛文尼亚研究人员开发出车载光伏监控系统

盖世汽车讯 据外媒报道，斯洛文尼亚卢布尔雅那大学（University of Ljubljana）的科学家们开发出车载光伏监控系统，用于评估能源生产对装有太阳能电池板的车辆行驶里程的影响。

图片来源：卢布尔雅那大学

该监测系统被称为光伏测量单元（PVMU），由一个IV曲线扫描仪组成，该扫描仪使用MOSFET作为压控电子负载。此外，该系统还采用18位模数转换器（ADC）和微芯片微控制器（MCU），据悉该ADC能够同时采样8个差分输入通道，采样率高达200 kHz。

车载光伏（VIPV）模块能够以4线配置连接到电子负载。电流端子连接到MOSFET，而电压检测电压通过基于电阻的衰减器调整到ADC的范围。

研究小组解释说：“电流是通过4线开尔文连接中的高精度分流电阻（RSH）来感测的。前两个差分ADC输入获取两个产生的电压。其余6个输入通道用作辐照度传感器的通用电压输入，并与PV模块的IV曲线同时扫描。”

此外，PVMU利用可变增益电压放大器将输入信号范围调整为ADC的输入范围，并使用1线通信总线检测外部数字温度。学者们补充说：“整个设备通过个人计算机的RS485总线进行控制，用于显示、存储和分析。”

该系统在安装在特斯拉Model 3电动汽车顶部的192.4 W晶体光伏模块中进行了测试，该模块使用车顶行李架系统。PVMU的所有数据都实时存储在特定于应用程序的MySQL数据库中，并在不同的环境和天气条件下测试不同的驾驶场景。

图片来源：卢布尔雅那大学

“工作日期间，我们每天正常使用这辆车，从乡下的家到卢布尔雅那大学电气工程学院（Faculty of Electrical Engineering, University of Ljubljana，ULFE）往返，行驶15公里，大部分时间停在ULFE的露天停车场，傍晚时分，我们开车回家，停在有顶棚的停车场，”两位学者表示，并指出他们尽量以正常的日常方式使用这辆车。“偶尔，我们会开得更远一些，部分在高速公路上，停在有顶棚的停车场和车库里，周末还会和家人一起出去玩。”

为期2个月的测试表明，从车辆的各个相关侧面进行辐照度测量至关重要，只有基于快速响应太阳能电池的辐照度传感器才适合进行这些测量。

“1秒的辐照度采样时间足以监测VIPV收集的能量，在任何普通车辆使用中相对误差低于0.1%”，研究人员表示，并指出即使在停车期间，部分遮光也会在1秒的时间内导致MPP发生显著变化。“建议在IV曲线扫描之间使用相同的时间段。”

图片来源：卢布尔雅那大学

该团队表示，测试表明VIPV无法满足日常驾驶所需的能量，尤其是在冬季。“事实证明，特斯拉Model 3本身在驾驶和待机模式下（开启哨兵模式）消耗约200 W的功率，为传感器、摄像头、安全系统、辅助电源和主机供电，”该团队进一步解释道。“这种消耗与普通家庭的基准消耗相当，仅靠VIPV供电就很有挑战性。”