用于对比式太阳能供电设备的电池管理系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于对比式太阳能供电设备的电池管理系统，包括：一蓄电池组、一数据采集模块、一单体电池均衡管理模块、一电池降温模块、一温度管理模块以及一控制模块。本发明专利技术可以对单体电池进行实时剩余电量监控，以保证蓄电池组中各个电池储能均衡；可以对单体电池的温度进行实时监控，以避免温度过高导致系统损毁；还可以为对比式太阳能供电设备提供蓄电池的实时电量值，以确保对比式太阳能供电设备可以自行切换工作状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池管理系统，具体地说是一种用于对比式太阳能供电设备的电池管理系统。
技术介绍
在光伏发电系统中，最主要的发电部件就是光伏太阳能电池板，用以将太阳能转变为电能。现有技术中，用以支撑太阳能电池板的支架一般分为固定式支架和跟踪式支架，其中，跟踪式支架又分为水平单轴跟踪支架、斜单轴跟踪支架和双轴跟踪支架。采用跟踪式支架的太阳能电池板其朝向可以随着太阳光入射角的变化而产生变化，使得太阳光时刻垂直照射在太阳能电池板上，确保最佳的照射效果。普通晶硅材料的太阳能电池组件，采用双轴跟踪技术后，其发电量比固定安装的太阳能电池组件，因不同地区光照条件不同，可以提高30%?50%左右。然而，现有的跟踪式支架大都结构复杂，相对于使用固定式支架成本偏高，在光伏发电系统成本构成中，太阳光跟踪设备有时甚至可能超过电站总投资的20?40%;相对于30%?50%的发电量提高，跟踪技术并没有明显的商业价值，严重阻碍了跟踪技术的商业化发展。如果在某一地区新建一个太阳能发电站或新设一个太阳能发电设备，事先要针对两种不同的太阳能发电设备(固定式或跟踪式)做一个评估，将两种发电装置的发电率数字化对比，再结合建设成本及维护成本即可有效计算出投入产出比，以有效判断出哪一种方案更合适。一般来说，现有技术的评估基本是通过理论上的计算来判断，由于干扰因素较多，理论数据与真实设备数据之间会存在较大的误差，这样获得的投入产出比也会有比较大的偏差，很多时候会干扰投资商的判断，做出错误的方案选择，导致事倍功半。因此，市场上急需一种实验性的对比式太阳能供电设备，可以真实有效地获取高精度的数据，以帮助投资者做出正确的方案选择。本专利技术所提及的对比式太阳能供电设备，需要实现在光伏阵列、配电网络及负载之间实现工作模式的自动切换，其工作模式是指光伏阵列为负载供电、配电网络为负载供电、光伏阵列为配电网络供电三种模式。该自动控制过程主要是基于对蓄电池组的剩余容量(S0C值)的变化来实现的，因此需要在电池管理系统中设置对蓄电池组的剩余容量(S0C值)的实时监控功能。在现有技术中，出于成本考虑，这类实验性设备普遍结构简单、体积较小，一般不会在电池管理系统中做深入研究，因此有时会出现蓄电池组中各个电池储能不均匀、温度过高导致系统停止工作等技术问题。而本专利技术所提及的对比式太阳能供电设备，不仅是一种实验性设备，同时也是一种实用设备，可以与其他太阳能发电设备一起连入电网，作为整个发电站的一部分，而不是像普通的实验性设备一样，用过即销毁，因此成本允许略微提高。更重要的是，在投资人计算投入产出比值的过程中，除了发电率要获取真实数据，设备成本也要获取真实数据。因此，本专利技术所提及的实验性的对比式太阳能供电设备必须要与长期运行的大型光伏设备结构一致，因此也要解决光伏设备中可能出现的蓄电池组中各个电池储能不均匀、温度过高导致系统停止工作等技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于对比式太阳能供电设备的电池管理系统，以解决现有技术存在的蓄电池组中各个电池储能不均匀、温度过高导致系统停止工作等技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案: 一种用于对比式太阳能供电设备的电池管理系统，包括:一蓄电池组，用以存储及释放电能；一数据采集模块，连接至所述蓄电池组，用以采集所述蓄电池组的运行参数，并将所述运行参数上传至控制模块;所述运行参数包括通过所述蓄电池组的电流值、所述蓄电池组中每一电池两端的电压值及所述蓄电池组中每一电池周围的温度值;一单体电池均衡管理模块，分别连接至所述蓄电池组中的每一电池，用以管理每一单体电池的能量，使各单体电池能量均衡；一电池降温模块，设置于所述蓄电池组周围，用以降低至少一蓄电池的温度;一温度管理模块，连接至所述单体电池降温模块;用以控制所述电池降温模块，以降低至少一蓄电池的温度；以及一控制模块，连接至所述数据采集模块、所述单体电池均衡管理模块、所述温度管理模块，用以对所述运行参数进行分析处理，经计算获取每一电池的实时剩余能量值，向所述单体电池均衡管理模块及所述温度均衡管理模块发送控制指令。所述数据采集模块包括:一电流检测单元，连接至所述控制模块，用以检测通过所述蓄电池组的电流值;至少一电压检测单元，连接至所述控制模块，用以检测通过所述蓄电池组中每一电池两端的电压值；以及至少一温度检测单元，连接至所述控制模块，用以检测所述蓄电池组中每一电池周围的温度值。进一步地，所述用于对比式太阳能供电设备的电池管理系统，还包括一显示模块，连接至控制模块，用以实时显示所述蓄电池组的运行参数。进一步地，所述用于对比式太阳能供电设备的电池管理系统，还包括一报警模块，当通过所述蓄电池组的电流超出预设阈值或蓄电池周围的温度超出预设阈值时，所述报警模块发出报警信号。进一步地，所述对比式太阳能供电设备，包括:一固定式光伏阵列，用以将太阳能转化为电能；一跟踪式光伏阵列，跟踪阳光入射角旋转，用以将太阳能转化为电能;一第一直流电流表，连接至所述固定式光伏阵列，用以实时监测所述固定式光伏阵列产生的电流;一第二直流电流表，连接至所述跟踪式光伏阵列，用以实时监测所述跟踪式光伏阵列产生的电流;一第一光伏控制器，连接至所述蓄电池组，用以控制所述固定式光伏阵列对所述蓄电池组充电；一第二光伏控制器，连接至所述蓄电池组，用以控制所述跟踪式光伏阵列对所述蓄电池组充电；一离网逆变器，连接至所述蓄电池组，用以在离网环境下将所述蓄电池组释放的直流电转变成交流电；一并网逆变器，连接至一配电网母线，用以在并网环境下将所述蓄电池组释放的直流电转变成交流电；一第一双向开关，包括一第一开关不动端，连接至所述第一直流电流表;及一第一开关动端，连接至所述第一光伏控制器或所述并网逆变器;一第二双向开关，包括一第二开关不动端，连接至所述第二直流电流表;及一第二开关动端，连接至所述第二光伏控制器或所述并网逆变器;一第三双向开关，包括一第三开关不动端，连接至一负载;及一第三开关动端，连接至所述离网逆变器或所述配电网母线;其中，所述第一光伏控制器、所述第二光伏控制器控制所述蓄电池组对所述负载供电。进一步地，所述固定式光伏阵列的装机容量与所述跟踪式光伏阵列的装机容量相同。进一步地，所述固定式光伏阵列上光伏太阳能电池板的排列方式与所述跟踪式光伏阵列上光伏太阳能电池板的排列方式相同。进一步地，所述第一光伏控制器、所述第二光伏控制器皆为DC/DC光伏控制器，具备MPPT最大功率追踪功能，以保证光伏阵列的最优化输出。进一步地，所述负载为充电粧，用以为至少一电动汽车充电。本专利技术的优点在于:本专利技术可以对单体电池进行实时剩余电量监控，以保证蓄电池组中各个电池储能均衡;可以对单体电池的温度进行实时监控，以避免温度过高导致系统损毁;还可以为对比式太阳能供电设备提供蓄电池的实时电量值，以确保对比式太阳能供电设备可以自行切换工作状态。【附图说明】图1为本专利技术优选实施例的结构示意图； 图2为本专利技术优选实施例中对比式太阳能供电设备的结构示意图； 图3为本专利技术优选实施例中第一双向开关的结构示意图； 图4为本专利技术优选实施例中第二双向开关的结构示意图； 图5为本专利技术优选实施例中第三双向开关的结构示意图； 图中部件标识如下: 1、固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对比式太阳能供电设备的电池管理系统，其特征在于，包括：一蓄电池组，用以存储及释放电能；一数据采集模块，连接至所述蓄电池组，用以采集所述蓄电池组的运行参数，并将所述运行参数上传至控制模块；所述运行参数包括通过所述蓄电池组的电流值、所述蓄电池组中每一电池两端的电压值及所述蓄电池组中每一电池周围的温度值；一单体电池均衡管理模块，分别连接至所述蓄电池组中的每一电池，用以管理每一单体电池的能量，使各单体电池能量均衡；一电池降温模块，设置于所述蓄电池组周围，用以降低至少一蓄电池的温度；一温度管理模块，连接至所述单体电池降温模块；用以控制所述电池降温模块，以降低至少一蓄电池的温度；以及一控制模块，连接至所述数据采集模块、所述单体电池均衡管理模块、所述温度管理模块，用以对所述运行参数进行分析处理，经计算获取每一电池的实时剩余能量值，向所述单体电池均衡管理模块及所述温度均衡管理模块发送控制指令。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘杰，张志刚，罗栋，
申请(专利权)人：上海紫竹新兴产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31