一种锂电型太阳能LED路灯的控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种锂电型太阳能LED路灯的控制系统及方法，系统包括太阳能电池板、供电锂电池组件、可调光LED灯、恒流调光器和智能控制器，太阳能电池板、供电锂电池组件和恒流调光器与智能控制器相连，可调光LED灯与恒流调光器相连；智能控制器包括控制主板、电池板管理模块、锂电池管理模块和LED照明驱动模块，LED驱动照明模块均与控制主板相连；供电锂电池组件包括锂电池组、电池保护板、恒温控制板和发热板，锂电池组、恒温控制板和发热板均与电池保护板相连接，电池保护板与智能控制器相连接。亮灯控制方法是通过智能控制器根据用户决策表运算产生一个或一组亮灯曲线，并选择某一亮灯曲线对可调光LED灯进行调光，以适应用户道路需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种路灯照明控制系统，具体地说是一种太阳能发电、锂电池储能的LED路灯智能控制系统及其控制方法。
技术介绍
路灯是最常见的城市公共照明基础设施，也是城市的耗电大户，为了响应国家提倡的节能减排及低碳生活的号召，新修道路上多采用太阳能路灯，并结合太阳能蓄电池存储电能，蓄电池对路灯进行独立供电。选用蓄电池通常要求电池具有循环充电次数多、容量高且寿命长等特点。但出于路灯成本价格的考量，多数太阳能路灯的专用蓄电池采用常规的价格较低的铅酸电池，而其使用寿命较短，长期使用时较难以满足太阳能路灯的使用性能，因此太阳能路灯由铅酸电池储能型逐步向锂电储能型过渡。与铅酸电池相比，锂电池具有高效率、高容量、长使用寿命及体积小等特点，可大大提高太阳能路灯的使用效果。然而现有使用锂电池供电的太阳能路灯多为统一开启和关闭，没有考虑到使用路段、时间、气候、人流密度等诸多方面因素的影响，尤其是在深夜，人流和车流明显稀少的情况下，太阳能路灯仍正常开启，这就造成了相当一部分电能资源的浪费。目前的LED路灯控制系统比较简单，有些是整夜亮，有些是仅提供亮一定时间后关灯，以图省电。这些控制系统的控制方法不够人性化，同时把灯完全关断，道路黑暗，对道路安全更是不利。因此，有必要开发一种锂电型太阳能路灯的智能控制系统来综合考虑上述的多个因素对路灯照明进行智能控制，从而实现能源的高效合理使用，对环境保护和资源的节约起到良好的促进作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种成本低、使用寿命长且智能化亮灯控制的锂电型太阳能LED路灯的控制系统及其亮灯控制方法，可有效实现能源的高效合理利用，做到既能满足用户的照明需求，又能最大限度的节约电能，满足市场需求。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为，一种锂电型太阳能LED路灯的控制系统，包括太阳能电池板、供电锂电池组件、可调光LED灯、恒流调光器和智能控制器，所述太阳能电池板、供电锂电池组件和恒流调光器与智能控制器相连，所述可调光LED灯与恒流调光器相连；所述智能控制器包括控制主板、电池板管理模块、锂电池管理模块和LED照明驱动模块，所述电池板管理模块、锂电池管理模块和LED驱动照明模块均与控制主板相连；所述供电锂电池组件包括锂电池组、电池保护板、恒温控制板和发热板，所述锂电池组、恒温控制板和发热板均与电池保护板相连接，所述电池保护板与智能控制器相连接。作为本专利技术的一种改进，所述锂电池管理模块包括电池组智能充放电单元、电池组电压均衡单元、电池组状态监测单元和电流检测单元，所述电池保护板包括过压保护单元、欠压保护单元、充电涓流保护单元、防反接保护单元、过温保护单元、低温保护单元、过放保护单元和过充保护单元，所述电池组电压均衡单元中设有多个电压均衡芯片、分流放电支路电阻和与分流放电支路电阻串联的分流放电支路控制开关器件，所述电池组智能充放电单元中设有具有PWM控制端口的PIC芯片、充电控制开关器件和放电控制开关器件，所述过压保护单元采用TI的二级过压保护芯片，所述电流检测单元中设有电流传感器芯片，所述过温保护单元中设有温度传感器。作为本专利技术的一种改进，所述锂电池组采用若干节锂电池串联组成，所述分流放电支路控制开关器件采用N沟道MOS管，所述充电控制开关器件采用PNP三极管，所述放电控制开关器件采用Ｎ沟道MOS管；所述电压均衡芯片的型号为S8209A，所述充电控制开关器件连接电压均衡芯片的CO管脚，所述放电控制开关器件连接电压均衡芯片的DO管脚，所述分流放电支路控制开关器件连接电压均衡芯片的CB管脚，所述分流放电支路电阻连接在N沟道MOS管的漏极端。作为本专利技术的一种改进，所述电池板管理模块包括电池板电压检测单元、温度补偿单元、电池板汇流电流检测单元、实时转换效率检测单元、防雷击保护单元和防反充保护单元，所述电池板电压检测单元采用MOS场效应管和取样电阻构成的电压检测电路，用于判断外部环境的亮度，以确定白天与黑夜；所述LED照明驱动模块包括PWM调光控制单元和升压恒流驱动单元，所述恒流调光器与LED照明驱动模块相连。作为本专利技术的一种改进，所述恒温控制板包括一组贴片式温度传感器和加热控制电路，所述发热板是一种PTC恒温发热元件，所述贴片式温度传感器设置在恒温控制板上，并与锂电池组相接触，所述PTC恒温发热元件与锂电池组贴附接触并传热，PTC恒温发热元件与恒温控制板通过导线相连接。上述的锂电型太阳能LED路灯控制系统的亮灯控制方法，根据道路的人流量及人们在道路上活动的频率，预设一个或一组控制LED照明的亮灯曲线，智能控制器并根据LED灯亮灯的起始时间或系统时钟、锂电池组电压、电池容量、天气状况、历史用电记录选择某一亮灯曲线，然后按照这一亮灯曲线对LED灯进行智能调整亮度，以适应用户道路需求。作为本专利技术的一种改进，所述亮灯曲线通过智能控制器根据用户决策表配置产生，所述用户决策表的决策规则为：根据当地人活动频率高低、人流量少时对亮灯要求、用户对灯亮度的接受程度、当地气候、历史阴雨天数以及当地经纬度信息按照亮灯功率和亮灯时间组合和/或亮灯功率和电池剩余电量组合对可调光LED灯的亮灯功率进行分段控制。作为本专利技术的一种改进，所述亮灯曲线上的同一段亮灯时间或同一段电池剩余容量所对应的亮灯功率为分段曲线或连续曲线。相对于现有技术，本专利技术的优点如下：整个控制系统的结构设计巧妙，拆卸组装维修更换方便，成本较低，采用本系统的LED路灯可有效利用太阳能、光能为路灯系统提供电能，免除了布线及铺设线缆的难题，大大提高了路灯的安装及使用便利性，同时也有效降低了城市照明用电占整个公共用电的比例，真正实现节能环保且减排的目的。系统中的供电锂电池组件具有过压保护、低温保护、过充及过放保护等安全防护以及电压均衡管理和智能充放电等智能管理，从而延长了锂电池组的使用寿命，在一定程度上可减小太阳能电池板的面积和锂电池组的容量，从而可在节约成本的前提下，尽量满足人们的照明需求。另外，上述控制系统所采用的亮灯控制方法一方面既能提高光的利用率，又保证安全，另一方面既能均分每天锂电池组所收集的电量，又能充分利用太阳能电池板所吸收的光能，在阳光充足的晴天情况下保证LED路灯的整体亮度较亮，将吸收的电量完全放出去，而在阳光不充足的阴雨雪天情况下，降低LED路灯的总体供给电量，在不影响照明效果的前提下确保具有较长的照明时间，从而最大限度的节约电能。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图。图2为本专利技术的供电锂电池组件结构示意图。图3为本专利技术优选实施例的电池组电压均衡单元电路图。图4为本专利技术优选实施例的过压保护单元电路图。图5为本专利技术优选实施例的恒温控制板的电路原理图。图中：1-保温层，2-电池保护板，3-锂电池组，4-恒温控制板，5-发热板，6-导热铝板，7-贴片式温度传感器。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解和认识，下面结合附图对本专利技术作进一步描述和介绍。一种锂电型太阳能LED路灯的控制系统，参见图1-2，包括太阳能电池板、供电锂电池组件、可调光LED灯、恒流调光器和智能控制器，所述太阳能电池板、供电锂电池组件和恒流调光器与智能控制器相连，所述可调光LED灯与恒流调光器相连。所述智能控制器包括控制主板、电池板管理模块、锂电池管理模块和LED照明驱动模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电型太阳能LED路灯的控制系统及方法，其特征在于：包括太阳能电池板、供电锂电池组件、可调光LED灯、恒流调光器和智能控制器，所述太阳能电池板、供电锂电池组件和恒流调光器与智能控制器相连，所述可调光LED灯与恒流调光器相连；所述智能控制器包括控制主板、电池板管理模块、锂电池管理模块和LED照明驱动模块，所述电池板管理模块、锂电池管理模块和LED驱动照明模块均与控制主板相连；所述供电锂电池组件包括锂电池组、电池保护板、恒温控制板和发热板，所述锂电池组、恒温控制板和发热板均与电池保护板相连接，所述电池保护板与智能控制器相连接。

【技术特征摘要】
1.一种锂电型太阳能LED路灯的控制系统及方法，其特征在于：包括太阳能电池板、供电锂电池组件、可调光LED灯、恒流调光器和智能控制器，所述太阳能电池板、供电锂电池组件和恒流调光器与智能控制器相连，所述可调光LED灯与恒流调光器相连；所述智能控制器包括控制主板、电池板管理模块、锂电池管理模块和LED照明驱动模块，所述电池板管理模块、锂电池管理模块和LED驱动照明模块均与控制主板相连；所述供电锂电池组件包括锂电池组、电池保护板、恒温控制板和发热板，所述锂电池组、恒温控制板和发热板均与电池保护板相连接，所述电池保护板与智能控制器相连接。2.如权利要求1所述的一种锂电型太阳能LED路灯的控制系统及方法，其特征在于，所述锂电池管理模块包括电池组智能充放电单元、电池组电压均衡单元、电池组状态监测单元和电流检测单元，所述电池保护板包括过压保护单元、欠压保护单元、充电涓流保护单元、防反接保护单元、过温保护单元、低温保护单元、过放保护单元和过充保护单元，所述电池组电压均衡单元中设有多个电压均衡芯片、分流放电支路电阻和与分流放电支路电阻串联的分流放电支路控制开关器件，所述电池组智能充放电单元中设有具有PWM控制端口的PIC芯片、充电控制开关器件和放电控制开关器件，所述过压保护单元采用TI的二级过压保护芯片，所述电流检测单元中设有电流传感器芯片，所述过温保护单元中设有温度传感器。3.如权利要求2所述的一种锂电型太阳能LED路灯的控制系统及方法，其特征在于，所述锂电池组采用若干节锂电池串联组成，所述分流放电支路控制开关器件采用N沟道MOS管，所述充电控制开关器件采用PNP三极管，所述放电控制开关器件采用Ｎ沟道MOS管；所述电压均衡芯片的型号为S8209A，所述充电控制开关器件连接电压均衡芯片的CO管脚，所述放电控制开关器件连接电压均衡芯片的DO管脚，所述分流放电支路控制开关器件连接电压均衡芯片的CB管脚，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛哲东，徐海君，戴筠，闻云，方道琴，赵新志，刘文祥，
申请(专利权)人：安徽朗越能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34