目前，能源危机和环境污染已经成为制约汽车行业发展的主要问题，为了应对这一问题，世界各大汽车制造商纷纷加大了可再生清洁能源的开发和利用。太阳能发电以发电过程清洁无污染、运行成本低等优点，成为目前汽车能源研究的热点。但是受太阳能电池材料和转换效率的影响，依靠太阳能发电作为动力的太阳能汽车还处于概念和科研阶段，因此研究提高太阳能汽车的光伏系统的发电效率，是推动太阳能汽车发展的重要途径。本文以太阳能汽车的光伏系统为研究对象，通过分析太阳电池的输出特性，修正得到了光伏阵列比较实用的工程数学模型，并在Simulink环境下建立了光伏阵列的仿真模型，得到了其输出特性曲线。其次，根据光伏电池发电特点提出了向阳跟踪控制策略，保证光伏电池的发电能力得到充分的利用；根据负载匹配原理，提出了最大功率点跟踪（MPPT）策略，保证系统将产出电能最大限度的提供给外界使用。根据提出的最大功率控制策略，对以ATmega16单片机为核心的硬件电路进行设计，包括光信号检测装置、双轴电机驱动装置以及升压电路模块等，并在PROTUES中建立对应的仿真模型。在研究目前MPPT算法的基础上，依据光伏电池输出特性曲线的特点，提出了权位斜率法跟踪最大功率点，并在Simulink环境下通过与爬山法相比较，验证了系统的优越性。根据系统硬件设计的功能及权位斜率算法要求，设计编写硬件程序，并运用PROTUES中的硬件仿真电路调试程序。最后将调试好的程序烧录到硬件电路中，在实际环境下，对所设计的系统进行调试和测试。在同样的环境条件下，分别对施加控制和不施加控制的光伏阵列进行测试，根据测量数据验证了本文设计的控制策略提高了系统的性能。