一種12v離網(wǎng)儲能系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能儲能系統(tǒng)，特別是涉及一種太陽能離網(wǎng)儲能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳統(tǒng)能源如石油，煤炭等不能再生能源日益消耗及對環(huán)境的影響，全世界都把注意力放在發(fā)展可再生新能源，其中之一就是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，尤其太陽能發(fā)電已經(jīng)得到大力發(fā)展。太陽能作為一種清潔的可再生的新能源，越來越受到人們的青睞，在人們生活、工作中有廣泛的作用。太陽能儲能系統(tǒng)作為利用太陽能電池組件將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，是地球的清潔能源和可再生能源。當(dāng)前太陽能發(fā)電主要是大型電站和個人住宅太陽能發(fā)電，但是在缺電或者少電的國家或區(qū)域以離網(wǎng)太陽能儲能系統(tǒng)為主，現(xiàn)有12V離網(wǎng)儲能系統(tǒng)主要面臨如下問題:
[0003]1、在對各節(jié)電池單體進行能量均衡時，一般采用能量耗散型的被動式均衡，帶來熱量管理的問題，并且制約了均衡電流，使均衡電流只能在500mA以下進行；
[0004]2、系統(tǒng)在停止充放電時靜態(tài)功耗很大，直接消耗掉電池很多能量。
[0005]3、系統(tǒng)首次支付成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明目的是提供一種12v離網(wǎng)儲能系統(tǒng)，其可對充電電路智能控制，提高充電效率。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0008]一種12v離網(wǎng)儲能系統(tǒng)，主要包括光伏組件和蓄電池組，所述光伏組件與蓄電池組之間設(shè)置有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括MCU、MPPT模塊、充電模塊，喚醒模塊，電池管理模塊、通訊模塊、主動均衡模塊、放電模塊、預(yù)付費模塊、電壓采集模塊，其中，所述光伏組件連接MPPT模塊，所述MPPT模塊連接MCU，所述MCU連接充電模塊，所述充電模塊連接蓄電池組；所述MCU還連接有通訊模塊、預(yù)支付模塊、喚醒模塊、主動均衡模塊、電池管理模塊、放電模塊；所述主動均衡模塊連接蓄電池組，所述電池管理模塊控制充電模塊和放電模塊，所述電池管理模塊還通過電壓采集模塊連接蓄電池組。
[0009]作為優(yōu)選地，所述蓄電池組由多個電池單體組成，每個電池單體的正負(fù)極分別連接有一開關(guān)單元，電池單體BI?B4正極對應(yīng)的開關(guān)單元依次為S1、S2、S3、S4，電池單體B4?BI負(fù)極對應(yīng)的開關(guān)單元依次為S5、S4、S3、S2 ;所述蓄電池組一側(cè)連接電壓采集模塊，另一側(cè)連接雙向直流轉(zhuǎn)換電路，開關(guān)單元S1、S2、S3、S4相互并聯(lián)之后與相互并聯(lián)的開關(guān)單元S6與S8串聯(lián)至雙向直流轉(zhuǎn)換電路，開關(guān)單元S2、S3、S4、S5相互并聯(lián)之后與相互并聯(lián)的開關(guān)單元S7與S9串聯(lián)至雙向直流轉(zhuǎn)換電路。
[0010]作為優(yōu)選地，上述負(fù)載包括通過充電接口連接的負(fù)載，通過USB5V輸出連接的負(fù)載，通過12VDC輸出連接的負(fù)載，通過20VDC輸出連接的負(fù)載。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點:
[0012]1.通過主動均衡模塊解決電池循環(huán)壽命，通過采集各個電池單體的電壓，將電池電壓高電池單體能量釋放給電池電壓低的單體，確保系統(tǒng)的各個電壓在同一個層級上。
[0013]2.系統(tǒng)增加預(yù)支付模塊功能來完成預(yù)付費功能，降低了消費者首次產(chǎn)品的消費預(yù)期。
[0014]3.系統(tǒng)集成了 MPPT，適配器，充電模塊，放電模塊，均衡模塊，通訊模塊，喚醒模塊，預(yù)付費模塊，及電池管理模塊，采用高度模塊化的方式集成大大提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1本發(fā)明的原理圖；
[0016]圖2為本發(fā)明主動均衡的電路原理圖；
[0017]圖3主動均衡流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0019]如附圖1至圖3所示，本發(fā)明所述的一種12v離網(wǎng)儲能系統(tǒng)，可應(yīng)用于市電缺乏或者少電的國家及區(qū)域，其主要包括光伏組件和蓄電池組，所述光伏組件與蓄電池組之間設(shè)置有控制系統(tǒng)。
[0020]所述蓄電池組有多個電池單體BI?Bn組成，η為電池單體數(shù)量，在本實施例中以四節(jié)電池單體組成的蓄電池組為例。每個電池單體的正負(fù)極分別連接有一開關(guān)單元，電池單體BI?Β4正極對應(yīng)的開關(guān)單元依次為S1、S2、S3、S4，電池單體Β4?BI負(fù)極對應(yīng)的開關(guān)單元依次為S5、S4、S3、S2 ;所述蓄電池組一側(cè)連接電壓采集模塊，另一側(cè)連接雙向直流轉(zhuǎn)換電路，開關(guān)單元S1、S2、S3、S4相互并聯(lián)之后與相互并聯(lián)的開關(guān)單元S6與S8串聯(lián)至雙向直流轉(zhuǎn)換電路，開關(guān)單元S2、S3、S4、S5相互并聯(lián)之后與相互并聯(lián)的開關(guān)單元S7與S9串聯(lián)至雙向直流轉(zhuǎn)換電路。
[0021]所述控制系統(tǒng)包括MCU(微控制單元)、MPPT模塊、充電模塊，喚醒模塊，電池管理模塊、通訊模塊、主動均衡模塊、放電模塊、預(yù)付費模塊、電壓采集模塊。
[0022]所述光伏組件連接MPPT模塊，所述MPPT模塊連接MCU，所述MCU連接充電模塊，所述充電模塊連接蓄電池組；所述MCU還連接有通訊模塊、預(yù)支付模塊、喚醒模塊、主動均衡模塊、電池管理模塊、放電模塊；所述主動均衡模塊連接蓄電池組，所述電池管理模塊控制充電模塊和放電模塊，所述電池管理模塊還通過電壓采集模塊連接蓄電池組。其中，所述MPPT模塊用以計算最大跟蹤效率；所述通訊模塊用以與上位機進行通訊；系統(tǒng)停機時，所述喚醒模塊啟動使系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)條件選擇是否工作，如充電電流大于一定閾值時，喚醒模塊使系統(tǒng)自動開啟。
[0023]上述負(fù)載包括通過充電接口連接的負(fù)載，通過USB5V輸出連接的負(fù)載，通過12VDC輸出連接的負(fù)載，通過20VDC輸出連接的負(fù)載。
[0024]該系統(tǒng)的充電模式:太陽光照射到光伏組件上時，光伏組件將光能轉(zhuǎn)化成電能輸入到MPPT模塊上，MPPT模塊計算最大跟蹤效率，并通過充電模塊給蓄電池組充電，當(dāng)蓄電池組達到其保護電壓時，電池管理模塊控制管理充電模塊使其停止對蓄電池組充電。
[0025]該系統(tǒng)的放電模式:當(dāng)負(fù)載接入時系統(tǒng)啟動放電模塊，對接入的不同負(fù)載進行相應(yīng)的放電措施，當(dāng)放電至電池單體電壓達到欠壓保護點時，電池管理模塊就會控制放電模塊停止對系統(tǒng)放電動作。
[0026]該系統(tǒng)的主動均衡模式:通過電壓采集模塊獲取串聯(lián)的各個鋰電池的電壓，并將采集的電壓信息傳輸給電池管理模塊，4串中的電池電壓如果最大的電壓與最小的電壓值壓差小于設(shè)置的閾值，由MCU發(fā)出的控制信號不開啟均衡功能。反之，由MCU發(fā)出的控制信號開啟雙向直流轉(zhuǎn)換電路吸合電壓值最大的電池單體對應(yīng)的開關(guān)，對總線(該總線為雙向直流電路與各個電池之間的線纜)進行放電，同時吸合電壓值最低的電池單體對應(yīng)的開關(guān)，電池單體接收來自總線上的電流，當(dāng)最高和最低的電壓值低于設(shè)置的閾值時，控制信號斷開關(guān)閉各個支路上的開關(guān)，停止電池單體間的充放電動作。
[0027]通過預(yù)支付模塊，系統(tǒng)實現(xiàn)了預(yù)付費功能，產(chǎn)品針對消費者實行的是分期支付功能，產(chǎn)品根據(jù)用戶支付的金額通過數(shù)據(jù)中心軟件設(shè)置用戶的使用狀態(tài)，只有支付狀態(tài)正常時用戶才可以繼續(xù)使用該產(chǎn)品，如果用戶存在欠費，產(chǎn)品會自動給用戶手機發(fā)送消息，通知用戶系統(tǒng)目前處于金額不足狀態(tài)，如果不續(xù)費將無法保證后續(xù)對產(chǎn)品的使用。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種12v離網(wǎng)儲能系統(tǒng)，其特征在于:主要包括光伏組件和蓄電池組，所述光伏組件與蓄電池組之間設(shè)置有控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括MCU、MPPT模塊、充電模塊，喚醒模塊，電池管理模塊、通訊模塊、主動均衡模塊、放電模塊、預(yù)付費模塊、電壓采集模塊，其中，所述光伏組件連接MPPT模塊，所述MPPT模塊連接MCU，所述MCU連接充電模塊，所述充電模塊連接蓄電池組；所述MCU還連接有通訊模塊、預(yù)支付模塊、喚醒模塊、主動均衡模塊、電池管理模塊、放電模塊；所述主動均衡模塊連接蓄電池組，所述電池管理模塊控制充電模塊和放電模塊，所述電池管理模塊還通過電壓采集模塊連接蓄電池組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種12v離網(wǎng)儲能系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄電池組由多個電池單體組成，每個電池單體的正負(fù)極分別連接有一開關(guān)單元，電池單體BI?B4正極對應(yīng)的開關(guān)單元依次為S1、S2、S3、S4，電池單體B4?BI負(fù)極對應(yīng)的開關(guān)單元依次為S5、S4、S3、S2;所述蓄電池組一側(cè)連接電壓采集模塊，另一側(cè)連接雙向直流轉(zhuǎn)換電路，開關(guān)單元S1、S2、S3、S4相互并聯(lián)之后與相互并聯(lián)的開關(guān)單元S6與S8串聯(lián)至雙向直流轉(zhuǎn)換電路，開關(guān)單元S2、S3、S4、S5相互并聯(lián)之后與相互并聯(lián)的開關(guān)單元S7與S9串聯(lián)至雙向直流轉(zhuǎn)換電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種12v離網(wǎng)儲能系統(tǒng)，其特征在于:上述負(fù)載包括通過充電接口連接的負(fù)載，通過USB5V輸出連接的負(fù)載，通過12VDC輸出連接的負(fù)載，通過20VDC輸出連接的負(fù)載。
【專利摘要】本發(fā)明涉及太陽能儲能系統(tǒng)，特別是涉及一種太陽能離網(wǎng)儲能系統(tǒng)，主要包括光伏組件和蓄電池組，其中，光伏組件連接MPPT模塊，MPPT模塊連接MCU，MCU連接充電模塊，充電模塊連接蓄電池組；MCU還連接有通訊模塊、預(yù)支付模塊、喚醒模塊、主動均衡模塊、電池管理模塊、放電模塊；主動均衡模塊連接蓄電池組，電池管理模塊控制充電模塊和放電模塊，電池管理模塊還通過電壓采集模塊連接蓄電池組。本發(fā)明采用高度模塊化的方式集成，大大提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性；通過增加預(yù)支付模塊來完成預(yù)付費功能，降低了消費者首次產(chǎn)品的消費預(yù)期；通過主動均衡模塊解決電池循環(huán)壽命。
【IPC分類】H02S10-20, H02J7-00
【公開號】CN104579125
【申請?zhí)枴緾N201510026913
【發(fā)明人】張步偉
【申請人】陜西賽雷博瑞新能源科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月19日