本发明涉及可再生能源技术，特别涉及一种基于双储能单元的汽车供电系统和汽车供电控制方法。按照本发明，基于双储能单元的汽车供电系统包括：太阳能电池单元；第一储能单元；第二储能单元；以及电源管理单元，其与所述太阳能电池单元、所述第一储能单元、所述第二储能单元以及汽车用电负载连接，其中，所述电源管理单元根据所述第一储能单元和所述第二储能单元的剩余电量，在所述第一储能单元、所述第二储能单元和所述汽车用电负载之间分配来自所述太阳能电池单元的能量以使所述第一和第二储能单元的性能变差的程度基本保持一致。按照本发明的实施例，由于在决定储能策略时将双储能单元的剩余电量之间的关系考虑进去，因此能够使储能单元的工作寿命基本上保持一致。
1.一种基于双储能单元的汽车供电系统，其特征在于，包括：
电源管理单元，其与所述太阳能电池单元、所述第一储能单元、所述第二储能单元以及汽车用电负载连接，其中，所述电源管理单元根据所述第一储能单元和所述第二储能单元的剩余电量，在所述第一储能单元、所述第二储能单元和所述汽车用电负载之间分配来自所述太阳能电池单元的能量以使所述第一和第二储能单元的性能变差的程度基本保持一致。
2.如权利要求1所述的汽车供电系统，其中，所述第一储能单元和所述第二储能单元具有相同的电气参数。
3.如权利要求2所述的汽车供电系统，其中，所述电源管理单元包括：与所述第一储能单元相连的第一充电适配电路，用于将输入的电压转换为适于所述第一储能单元的充电电压；
与所述第二储能单元相连的第二充电适配电路，用于将输入的电压转换为适于所述第二储能单元的充电电压；
与所述汽车用电负载相连的电压转换电路，用于将输入的电压转换为适于所述汽车用电负载的工作电压；
切换电路，与所述太阳能电池单元、所述第一和第二充电适配电路、所述电压转换电路以及所述控制器相连，用于在控制器的控制下实现下列操作方式中的一种或者多种：a)所述太阳能电池单元与所述第一充电适配电路连接以向所述第一储能单元充电；
b)所述太阳能电池与所述第二充电适配电路连接以向所述第二储能单元充电；c)所述太阳能电池与所述电压转换电路连接以向所述汽车用电负载供电；d)所述第一充电适配电路与所述第二充电适配电路连接以使所述第一储能单元向所述第二储能单元充电；e)所述第二充电适配电路与所述第一充电适配电路连接以使所述第二储能单元向所述第一储能单元充电；f)所述第一充电适配电路与所述电压转换电路连接以使所述第一储能单元向所述汽车用电负载供电；以及g)所述第二充电适配电路与所述电压转换电路连接以使所述第二储能单元向所述汽车用电负载供电。
4.如权利要求3所述的汽车供电系统，其中，所述控制器包括：
计算装置，用于计算所述第一储能单元和所述第二储能单元的剩余电量；
与所述计算装置相连的通信装置，用于获取第一储能单元和所述第二储能单元的状态参数并将这些状态参数送往所述计算装置；以及控制策略生成装置，其生成用于实现所述操作方式a)-g)中的一种或者多种的命令。
5.如权利要求4所述的汽车供电系统，其中，所述控制策略生成装置按照下列方式生成命令：如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差位于一个预设的范围内，则：如果所述第一和第二储能单元的剩余电量都大于或等于预设的阈值，则生成使所述切换电路实现所述操作方式c)、f)和g)的命令；
如果所述第一储能单元的剩余电量大于或等于所述阈值而所述第二储能单元的剩余电量小于所述阈值，则生成使所述切换电路实现所述操作方式b)和f)的命令；
如果所述第一储能单元的剩余电量小于所述阈值而所述第二储能单元的剩余电量大于或等于所述阈值，则生成使所述切换电路实现所述操作方式a)和g)的命令；
如果所述第一和第二储能单元的剩余电量都小于所述阈值，则生成使所述切换电路实现所述操作方式a)和b)的命令。
6.如权利要求5所述的汽车供电系统，其中，所述控制策略生成装置按照下列方式生成命令：如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差超出所述预设的范围的上限，则生成使所述切换电路实现所述操作方式b)和d)的命令；
如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差小于所述预设的范围的下限，则生成使所述切换电路实现所述操作方式a)和e)的命令。
7.如权利要求4所述的汽车供电系统，其中，所述第一储能单元和第二储能单元为蓄电池，所述剩余电量以所述蓄电池的SOC表征，所述计算装置按照下列方式计算所述蓄电池的SOC：如果汽车处于静止状态超过一个预设的时间并且所述蓄电池的电流小于一个预设的电流值时，则根据下式计算所述蓄电池的SOC：SOC＝η1×[Es+I×(R0+Rr)]+η2
其中Es为所述蓄电池的电压，I为所述蓄电池的电流，R0为所述蓄电池的欧姆内阻，Rr为所述蓄电池的极化内阻，η1和η2为常数；
如果汽车处于运行状态或所述蓄电池的电流大于或等于所述预设的电流值，则根据下式计算所述蓄电池的SOC：其中Δt为所述蓄电池的温度增大值，i(x)为所述蓄电池在时刻x的电流，t为从初始时刻到当前所经历的时间，a、b和c为常数。
8.一种基于双储能单元的汽车供电控制方法，其特征在于，所述汽车的供电系统包括太阳能电池单元、第一储能单元和第二储能单元，所述方法包括下列步骤：获取所述第一储能单元和所述第二储能单元的状态参数；
根据获取的状态参数计算所述第一储能单元和所述第二储能单元的剩余电量；以及根据所述第一储能单元和所述第二储能单元的剩余电量，在所述第一储能单元、所述第二储能单元和所述汽车用电负载之间分配来自所述太阳能电池单元的能量以使所述第一和第二储能单元的性能变差的程度基本保持一致。
9.如权利要求8所述的汽车供电控制方法，其中，所述第一储能单元和所述第二储能单元具有相同的电气参数。
10.如权利要求9所述的汽车供电控制方法，其中，根据下列方式在所述第一储能单元、所述第二储能单元和所述汽车用电负载之间分配来自所述太阳能电池单元的能量：如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差位于一个预设的范围内，则：如果所述第一和第二储能单元的剩余电量都大于或等于预设的阈值，则使所述太阳能电池单元、所述第一储能单元和所述第二储能单元向所述汽车用电负载供电；
如果所述第一储能单元的剩余电量大于或等于所述阈值而所述第二储能单元的剩余电量小于所述阈值，则使所述太阳能电池单元和所述第一储能单元向所述汽车用电负载供电；
如果所述第一储能单元的剩余电量小于所述阈值而所述第二储能单元的剩余电量大于或等于所述阈值，则使所述太阳能电池单元和所述第二储能单元向所述汽车用电负载供电；
如果所述第一和第二储能单元的剩余电量都小于所述阈值，则使所述太阳能电池单元向所述第一和第二储能单元供电。
11.如权利要求10所述的汽车供电控制方法，其中，根据下列方式在所述第一储能单元、所述第二储能单元和所述汽车用电负载之间分配来自所述太阳能电池单元的能量：如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差超出所述预设的范围的上限，则使所述太阳能电池单元和所述第一储能单元向所述第二储能单元充电；
如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差小于所述预设的范围的下限，则使所述太阳能电池单元和所述第二储能单元向所述第一储能单元充电。
12.如权利要求9所述的汽车供电控制方法，其中，所述第一储能单元和第二储能单元为蓄电池，所述剩余电量以所述蓄电池的SOC表征，所述计算装置按照下列方式计算所述蓄电池的SOC：如果汽车处于静止状态超过一个预设的时间并且所述蓄电池的电流小于一个预设的电流值时，则根据下式计算所述蓄电池的SOC：SOC＝η1×[Es+I×(R0+Rr)]+η2
其中Es为所述蓄电池的电压，I为所述蓄电池的电流，R0为所述蓄电池的欧姆内阻，Rr为所述蓄电池的极化内阻，η1和η2为常数；
如果汽车处于运行状态或所述蓄电池的电流大于或等于所述预设的电流值，则根据下式计算所述蓄电池的SOC：其中Δt为所述蓄电池的温度增大值，i(x)为所述蓄电池在时刻x的电流，t为从初始时刻到当前所经历的时间，a、b和c为常数。
基于双储能单元的汽车供电系统和汽车供电控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及可再生能源技术，特别涉及一种基于双储能单元的汽车供电系统和汽车供电控制方法。
背景技术
[0002] 资源有限、污染严重的传统石化燃料能源正在一天天减少，于是资源无限、清洁干净的可再生能源成为人们关注的焦点。其中太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其永不枯竭、无污染、不受地域资源限制等优点，正得到迅速的推广应用。根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能的光伏技术是一项非常重要的技术，能够实现人类向可持续的全球能源系统转变。国际上普遍认为，在长期的能源战略中，太阳能光伏发电在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。预计到203O年光伏发电在世界的总发电量中将占到5％到20％。
[0003] 目前业界已经开发出将太阳能作为汽车能量来源的技术，但是由于太阳能照射强度弱且不稳定，再加之转换效率低，因此汽车上的太阳能电池目前都作为补充的能量来源使用，在许多情况下汽车电器仍然需要依赖于汽车的发电机和蓄电池的储能。显然，如果能够将主要能量来源与补充能量来源灵活地组合使用，则可以大幅度提高能源使用效率并降低环境污染。
发明内容
[0004] 本发明的一个目的是提供一种基于双储能单元的汽车供电系统，其可以提高能源利用效率并整体上延长储能单元的工作寿命。
[0005] 上述目的可以由下述技术方案实现。
[0006] 一种基于双储能单元的汽车供电系统，包括：
[0007] 太阳能电池单元；
[0008] 第一储能单元；
[0009] 第二储能单元；以及
[0010] 电源管理单元，其与所述太阳能电池单元、所述第一储能单元、所述第二储能单元以及汽车用电负载连接，
[0011] 其中，所述电源管理单元根据所述第一储能单元和所述第二储能单元的剩余电量，在所述第一储能单元、所述第二储能单元和所述汽车用电负载之间分配来自所述太阳能电池单元的能量以使所述第一和第二储能单元的性能变差的程度基本保持一致。
[0012] 优选地，在上述汽车供电系统中，所述第一储能单元和所述第二储能单元具有相同的电气参数。
[0013] 优选地，在上述汽车供电系统中，所述电源管理单元包括：
[0014] 与所述第一储能单元相连的第一充电适配电路，用于将输入的电压转换为适于所述第一储能单元的充电电压；
[0015] 与所述第二储能单元相连的第二充电适配电路，用于将输入的电压转换为适于所述第二储能单元的充电电压；
[0016] 与所述汽车用电负载相连的电压转换电路，用于将输入的电压转换为适于所述汽车用电负载的工作电压；
[0017] 控制器；
[0018] 切换电路，与所述太阳能电池单元、所述第一和第二充电适配电路、所述电压转换电路以及所述控制器相连，用于在控制器的控制下实现下列操作方式中的一种或者多种：
[0019] a)所述太阳能电池单元与所述第一充电适配电路连接以向所述第一储能单元充电；b)所述太阳能电池与所述第二充电适配电路连接以向所述第二储能单元充电；c)所述太阳能电池与所述电压转换电路连接以向所述汽车用电负载供电；d)所述第一充电适配电路与所述第二充电适配电路连接以使所述第一储能单元向所述第二储能单元充电；e)所述第二充电适配电路与所述第一充电适配电路连接以使所述第二储能单元向所述第一储能单元充电；f)所述第一充电适配电路与所述电压转换电路连接以使所述第一储能单元向所述汽车用电负载供电；以及g)所述第二充电适配电路与所述电压转换电路连接以使所述第二储能单元向所述汽车用电负载供电。
[0020] 优选地，在上述汽车供电系统中，所述控制器包括：
[0021] 计算装置，用于计算所述第一储能单元和所述第二储能单元的剩余电量；
[0022] 与所述计算装置相连的通信装置，用于获取第一储能单元和所述第二储能单元的状态参数并将这些状态参数送往所述计算装置；以及
[0023] 控制策略生成装置，其生成用于实现所述操作方式a)-g)中的一种或者多种的的命令。
[0024] 优选地，在上述汽车供电系统中，所述控制策略生成装置按照下列方式生成命令：
[0025] 如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差位于一个预设的范围内，则：
[0026] 如果所述第一和第二储能单元的剩余电量都大于或等于预设的阈值，则生成使所述切换电路实现所述操作方式c)、f)和g)的命令；
[0027] 如果所述第一储能单元的剩余电量大于或等于所述阈值而所述第二储能单元的剩余电量小于所述阈值，则生成使所述切换电路实现所述操作方式b)和f)的命令；
[0028] 如果所述第一储能单元的剩余电量小于所述阈值而所述第二储能单元的剩余电量大于或等于所述阈值，则生成使所述切换电路实现所述操作方式a)和g)的命令；
[0029] 如果所述第一和第二储能单元的剩余电量都小于所述阈值，则生成使所述切换电路实现所述操作方式a)和b)的命令。优选地，在上述汽车供电系统中，所述控制策略生成装置按照下列方式生成命令：
[0030] 如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差超出所述预设的范围的上限，则生成使所述切换电路实现所述操作方式b)和d)的命令；
[0031] 如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差小于所述预设的范围的下限，则生成使所述切换电路实现所述操作方式a)和e)的命令。
[0032] 优选地，在上述汽车供电系统中，所述第一储能单元和第二储能单元为蓄电池，所述剩余电量以所述蓄电池的SOC表征，所述计算装置按照下列方式计算所述蓄电池的SOC：
[0033] 如果汽车处于静止状态超过一个预设的时间并且所述蓄电池的电流小于一个预设的电流值时，则根据下式计算所述蓄电池的SOC：
[0034] SOC=η1×[Es+I×(R0+Rr)]+η2
[0035] 其中Es为所述蓄电池的电压，I为所述蓄电池的电流，R0为所述蓄电池的欧姆内阻，Rr为所述蓄电池的极化内阻，η1和η2为常数；
[0036] 如果汽车处于运行状态或所述蓄电池的电流大于或等于所述预设的电流值，则根据下式计算所述蓄电池的SOC：
[0037]
[0038] 其中△t为所述蓄电池的温度增大值，i(x)为所述蓄电池在时刻x的电流，t为从初始时刻到当前所经历的时间，a、b和c为常数。
[0039] 本发明的另一个目的是提供一种基于双储能单元的汽车供电控制方法，其可以提高能源利用效率并整体上延长储能单元的工作寿命。
[0040] 上述目的可以由下述技术方案实现。
[0041] 一种基于双储能单元的汽车供电控制方法，所述汽车的供电系统包括太阳能电池单元、第一储能单元和第二储能单元，所述方法包括下列步骤：
[0042] 获取所述第一储能单元和所述第二储能单元的状态参数；
[0043] 根据获取的状态参数计算所述第一储能单元和所述第二储能单元的剩余电量；以及
[0044] 根据所述第一储能单元和所述第二储能单元的剩余电量，在所述第一储能单元、所述第二储能单元和所述汽车用电负载之间分配来自所述太阳能电池单元的能量以使所述第一和第二储能单元的性能变差的程度基本保持一致。
[0045] 优选地，在上述汽车供电控制方法中，所述第一储能单元和所述第二储能单元具有相同的电气参数。
[0046] 优选地，在上述汽车供电控制方法中，根据下列方式在所述笫一储能单元、所述第二储能单元和所述汽车用电负载之间分配来自所述太阳能电池单元的能量：
[0047] 如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差位于一个预设的范围内，则：
[0048] 如果所述第一和第二储能单元的剩余电量都大于或等于预设的阈值，则使所述太阳能电池单元、所述第一储能单元和所述第二储能单元向所述汽车用电负载供电；
[0049] 如果所述第一储能单元的剩余电量大于或等于所述阈值而所述第二储能单元的剩余电量小于所述阈值，则使所述太阳能电池单元和所述第一储能单元向所述汽车用电负载供电；
[0050] 如果所述第一储能单元的剩余电量小于所述阈值而所述第二储能单元的剩余电量大于或等于所述阈值，则使所述太阳能电池单元和所述第二储能单元向所述汽车用电负载供电；
[0051] 如果所述第一和第二储能单元的剩余电量都小于所述阈值，则使所述太阳能电池单元向所述第一和第二储能单元供电。
[0052] 优选地，在上述汽车供电控制方法中，根据下列方式在所述第一储能单元、所述第二储能单元和所述汽车用电负载之间分配来自所述太阳能电池单元的能量：
[0053] 如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差超出所述预设的范围的上限，则使所述太阳能电池单元和所述第一储能单元向所述第二储能单元充电；
[0054] 如果所述第一储能单元的剩余电量在一段时间内的平均值与所述第二储能单元的剩余电量在该段时间内的平均值之差小于所述预设的范围的下限，则使所述太阳能电池单元和所述第二储能单元向所述第一储能单元充电。
[0055] 按照本发明的实施例，太阳能被储存在第一储能单元和第二储能单元中，能够积少成多用来驱动更大的负载，改进了太阳能的易用性。再者，由于在决定储能策略时将双储能单元的剩余电量之间的关系考虑进去，因此能够使储能单元的工作寿命基本上保持一致。
[0056] 从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其它目的及优点更加完全清楚。
附图说明
[0057] 图1为按照本发明一个实施例的汽车供电系统的结构框图。
[0058] 图2为图1所示的汽车供电系统中的电源管理单元的内部结构示意图。
[0059] 图3为图2所示的电源管理单元中的控制器的内部结构示意图。
[0060] 图4为图1所示的汽车供电系统中的太阳能电池单元的内部结构示意图。
[0061] 图5为图4所示的太阳能电池单元中的输出功率优化电路对太阳能电池的工作点进行实时控制调整的策略示意图。
[0062] 图6为按照本发明另一个实施例的汽车供电控制方法的流程图。
具体实施方式
[0063] 下面将根据表示本发明实施方式的附图具体说明本发明。
[0064] 在本说明书中，“连接”一词应当理解为在两个单元之间直接传送能量或信号，或者经一个或多个第三单元间接传送能量或信号，而且这里所称的信号包括但不限于以电、光和磁的形式存在的信号。
[0065] 图1为按照本发明一个实施例的汽车供电系统的结构框图。
[0066] 参见图1，本实施例的利用太阳能的汽车供电系统10包括太阳能电池单元100、第一储能单元200、第二储能单元300和电源管理单元400。太阳能电池100经电源管理单元400分别与第一储能单元200和第二储能单元300连接，第一储能单元200和第二储能单元
300之间也经电源管理单元400连接，此外，电源管理单元400与汽车用电负载20相连以将来自太阳能电池单元100、第一储能单元200和第二储能单元300的能量输送给汽车用电负载20。在图1中，电源管理单元400可以根据第一储能单元200和第二储能单元300的状态(例如包括但不限于第一储能单元200和第二储能单元300的剩余电量等)，按照一定的供电策略在太阳能电池单元100、第一储能单元200、第二储能单元300和汽车用电负载20之间分配能量。具体的供电分配策略将在后面作详细描述。
[0067] 汽车的用电负载20应该理解为汽车中使用电力的设备，其例如包括但不限于车灯、鼓风机、空调和音响和起动机等。
[0068] 在本实施例中，可以采用蓄电池或超级电容器作为第一储能单元200和第二储能单元300，并且假设它们具有相同或一致的电气参数。
[0069] 图2为图1所示的汽车供电系统中的电源管理单元的内部结构示意图。
[0070] 参见图2，电源管理单元400包括第一充电适配电路410、第二充电适配电路420、电压转换电路430、控制器440和切换电路450，其中，切换电路450的三个输入端T1、T2和T3分别与图1中的太阳能电池单元100、第一充电适配电路410和第二充电适配电路420相连，三个输出端T4、T5和T6分别连接至第一充电适配电路410、第二充电适配电路420和电压转换电路430，另外，切换电路450的控制端T7被连接至控制器440。应该理解的是，端子T1-T7中的每一个都可以包含一个或多个输入-输出通道，例如T6端可以是一个包含三个输入-输出通道的端口，分别用于太阳能电池单元100对汽车用电负载20的供电、第一储能单元200对汽车用电负载20的供电和第二储能单元300对汽车用电负载20的供电。
[0071] 第一充电适配电路410与图1中的第一储能单元200相连，以将切换电路450提供的电压转换为适于第一储能单元200的充电电压，另一方面也可以将第一储能单元200的电压转换为适于第二储能单元300的充电电压。第二充电适配电路420与图1中的第二储能单元300相连，可以将切换电路450提供的电压转换为适于第二储能单元300的充电电压，另一方面也可以将第二储能单元300的电压转换为适于第一储能单元200的充电电压。电压转换电路430与图1中的汽车用电负载20相连，可以将切换电路450提供的电压转换为适于汽车用电负载20的工作电压。
[0072] 在控制器440的控制下，切换电路450可以实现下列任一操作状态：
[0073] a)使T1端与T4端之间接通，从而使得太阳能电池单元100经第一充电适配电路410向第一储能单元200充电。
[0074] b)使T1端与T5端之间接通，从而使得太阳能电池单元100经第二充电适配电路420向第二储能单元300充电。
[0075] c)使T1端与T6端之间接通，从而使得太阳能电池单元100经电压转换电路430向汽车用电负载20供电。
[0076] d)使T2端与T5端接通，从而使得第一储能单元200经第一充电适配电路420和第二充电适配电路410向第二储能单元300充电。
[0077] e)使T3端与T4端接通，从而使得第二储能单元300经第二充电适配电路420和第一充电适配电路410向第一储能单元200充电。
[0078] f)使T2端与T6端接通，从而使得第一储能单元200经第一充电适配电路410和电压转换电路430向汽车用电负载20供电。
[0079] g)使T3端与T6端接通，从而使得第二储能单元300经第二充电适配电路420和电压转换电路430向汽车用电负载20供电。
[0080] 值得指出的是，上述操作状态a)-g)可以是兼容的，也即有些操作状态是可以共存的。例如，操作状态c)和e)可以共存从而实现太阳能电池单元100和第一储能单元200向汽车用电负载20的共同供电，又如，操作状态c)、e)和f)可以共存从而实现太阳能电池单元100、第一储能单元200和第二储能单元300向汽车用电负载20的共同供电，再如，操作状态a)和b)可以共存从而实现太阳能电池单元100同时向第一储能单元200和第二储能单元300充电。
[0081] 图3为图2所示的电源管理单元中的控制器的内部结构示意图。
[0082] 参见图3，控制器440包括计算装置441、通信装置442和控制策略生成装置443，其中计算装置441与通信装置442和控制策略生成装置443相连，控制策略生成装置443还与图2中的切换电路450的控制端T7相连。
[0083] 在图3中，通信装置442例如从连接到总线上的传感器获取第一储能单元200和第二储能单元300的状态参数(例如包括但不限于储能单元的温度、电流和电压等)并将获得的状态参数送往计算装置441。计算装置441根据上述状态参数计算第一储能单元200和第二储能单元300的剩余电量并将计算得到的结果送至控制策略生成装置443。有关计算装置441计算剩余电量的方式将在下面作进一步的描述。
[0084] 控制策略生成装置443是控制器440的核心，用于根据第一储能单元200和第二储能单元300的剩余电量生成相应的命令并输出至切换电路450的控制端T7，以使图2中的切换电路450实现上面所述的连接状态a)-g)中的一种或多种。
[0085] 以下描述控制策略生成装置443生成命令的具体方式。
[0086] 首先考察第一储能单元200的剩余电量在一段时间内的平均值与第二储能单元300的剩余电量在该段时间内的平均值之差是否位于一个预设的范围内(例如如果剩余电路以SOC表征，则范围可被表示为±2％)。如果上述平均值之差落在预设的范围内，则可以采用下表1表示的策略：
[0087] 表1
[0088]
[0089] 当上述平均值之差落在预设的范围之外时，则根据下列表2的策略生成相应的命令。也即，如果该平均值之差大于预设的范围的上限(例如大于2％)，则使太阳能电池单元100和第一储能单元200同时向第二储能单元300充电；如果该平均值小于预设的范围的下限(例如小于-2％)，则使太阳能电池单元100和第二储能单元300同时向第一储能单元200充电。
[0090] 表2
[0091]
[0092] 以下描述计算装置441计算剩余电量的方式，在该方式下，假设第一储能单元200和第二储能单元300为蓄电池，因此剩余电量以蓄电池的SOC来表征。
[0093] 该方式的基本思想由发明人提出，要点是首先将蓄电池分为两个状态，即蓄电池内部结构稳定并且流经的电流较小的状态(以下又称为状态1)和蓄电池内部结构不稳定或者流经的电流较大的状态(以下又称为状态2)，然后针对不同的状态采用不同的算法。
[0094] 发明人经过研究发现，当汽车处于静止状态超过一段时间之后，蓄电池的内部结构一般比较稳定；发明人还发现，在汽车处于静止状态超过一段时间之后并且蓄电池的电流小于一定的电流值(该值可以根据实验确定并且对于一块蓄电池来说在蓄电池工作寿命期间基本上保持固定)时，用下式(1)计算得到的蓄电池的SOC的准确度较高：
[0095] SOC=η1×[Es+I×(R0+Rr)]+η2(1)
[0096] 其中Es为蓄电池的电压，I为蓄电池的电流，R0为蓄电池的欧姆内阻，Rr为蓄电池的极化内阻，η1和η2为常数(可以通过实验确定)。
[0097] 另一方面，当汽车处于运行状态或蓄电池的电流大于或等于上述电流值时，发明人发现由式(1)计算得到的结果的精度不能令人满足，此时应采用电流积分法计算蓄电池的SOC。
[0098] 由于温度将对蓄电池的SOC产生影响，因此为了获得精确的结果，应该将温度因素考虑进去。发明人经过研究发现，下式(2)可以较好地反映温度对按照电流积分法计算得到的SOC的影响：
[0099]
[0100] 其中△t为蓄电池的温度增大值，i(x)为蓄电池在时刻x的电流，t为从初始时刻到当前所经历的时间，a、b和c为根据实验确定的常数。
[0101] 总之，按照上述计算方式，首先判断蓄电池是处于状态1还是状态2，如果处于前者，则利用式(1)计算蓄电池的SOC，否则利用式(2)计算蓄电池的SOC。
[0102] 需要指出的是，在本实施例中，计算装置441和控制策略生成装置443可以主要以软件的方式实现(例如运行在通用计算机系统上的计算机程序)，也可以硬件或固件的方式实现，这些变化方式都属于本发明后面所附权利要求的保护范围。
[0103] 图4为图1所示的汽车供电系统中的太阳能电池单元的内部结构示意图。
[0104] 如图4所示，太阳能电池单元100包括太阳能电池110和与太阳能电池的输出端相连的输出功率优化电路120。在本实施例中，输出功率优化电路120的输出功率将被送往图2所示中的切换电路450。
[0105] 在图4中，输出功率优化电路120通过对太阳能电池110的最大功率点的跟踪来实现太阳能电池110的输出功率的优化。
[0106] 图5为图4所示的太阳能电池单元100中的输出功率优化电路120对太阳能电池110的工作点进行实时控制调整的策略示意图。在图5中，横轴代表太阳能电池110的输出电压U，纵轴代表太阳能电池110的输出功率P。如图5所示，输出功率优化电路120通过持续地向太阳能电池110的输出电压施加扰动(图5中以向上和向下的箭头标示)并比较当前太阳能电池输出功率与前一周期的输出功率的大小(在图5中也即A-E点中成对的相邻点(A,B)、(B,C)、(C,D)和(D,E))，对太阳能电池110的工作点进行实时控制调整，由此可实现对最大功率点的跟踪(在图5所示的情形下，最大功率点为C，其对应的功率和电压分别为Pm和Um)。与未采用功率优化电路120的情形相比，按照本实施例的太阳能电池单元100的输出功率至少能够提高30％，在光照不足的情况下，甚至能够提高130％。
[0107] 图6为按照本发明另一个实施例的汽车供电控制方法的流程图。
[0108] 为描述方便，假设本实施例被应用于图1所示的汽车供电系统。参见图6，在步骤610中，获取第一储能单元200和第二储能单元300的状态参数。该步骤可以借助安装在这些储能单元附近的传感器获取。
[0109] 接着，在步骤620中，根据获取的状态参数计算第一储能单元和第二储能单元的剩余电量。虽然上面已经以蓄电池为例给出了剩余电量的计算方式，但是应该理解的是也可以采用其它的方法来计算剩余电量。
[0110] 随后，在步骤630中，根据步骤620计算得到剩余电量及其先前的历史记录计算第一和第二储能单元200和300的剩余电路在一段时间(例如1个月或1周)内的平均值。
[0111] 接着，在步骤640中，判断第一储能单元200的剩余电量在一段时间内的平均值与第二储能单元300的剩余电量在该段时间内的平均值之差是否位于一个预设的范围内(例如如果剩余电路以SOC表征，则范围可被表示为±2％)。如果上述平均值之差落在预设的范围内，则进入步骤650，否则进入步骤660。
[0112] 在步骤650中，根据第一和第二储能单元200和300的剩余电量，利用上述表1选择相应的策略。而在步骤660中，根据第一和第二储能单元200和300的剩余电量，利用上述表2选择相应的策略。
[0113] 由于可以在不背离本发明基本特征的精神下，以各种形式实施本发明，因此本实施方式是说明性的而不是限制性的，由于本发明的范围由所附权利要求定义，而不是由说明书定义，因此落入权利要求的边界和界限内的所有变化，或这种权利要求边界和界限的等同物因而被权利要求包涵。
