太阳能充电系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种太阳能充电系统及方法，包括太阳能组件、与太阳能组件电连接的储能支路、与太阳能组件电连接的负载支路以及控制各支路的中央控制模块；储能支路包括与太阳能组件电连接的第一太阳能控制模块、与第一太阳能控制模块电连接的储能模块和第一开关；负载支路包括与太阳能组件电连接的第二太阳能控制模块、与第二太阳能控制模块电连接的负载接口和第二开关；负载通过第三开关与储能模块电连接；中央控制模块与第一太阳能控制模块和第二太阳能控制模块通讯连接；用于采集太阳能组件的发电功率并依据第一开关、第二开关以及第三开关的通断。本发明专利技术依据设定的阈值切换三个开关，从而减少储能模块的充放电模式的切换，延长充电模块使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
太阳能充电系统及其控制方法
本专利技术涉及一种太阳能充电系统及其控制方法。
技术介绍
随着化石能源的储量减少以及人们环保意识的不断加强，太阳能产品的应用越来越多，但是太阳能产品的实时功率直接受到光照的影响，太阳能产品的应用场景中一旦出现光照强度发生变化的情况就会引起太阳能产品的发电功率出现波动，频繁的波动会影响负载的工作状态甚至影响寿命。为了保护负载的用电状态，保护负载，可以采用太阳能组件与储能模块相互配合的方式，目前市场上的大多数太阳能储能产品电气控制逻辑比较简单，甚至不乏有电气架构直连的产品；太阳能光线的不稳定性，导致太阳辐照度无论在幅值还是在频率上都存在较大波动，这也造成了太阳能面板输出的能量也随之出现波动；该波动直接造成了储能模块出现充电与放电两种状态较为频繁的切换。这种相对频繁充电与放电状态的切换，会对储能电芯的寿命造成影响，从而对产品整机造成影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于降低储能模块切换频率的太阳能充电系统。为实现上述目的，本专利技术提供一种太阳能充电系统，包括太阳能组件、与所述太阳能组件电连接的储能支路、与所述太阳能组件电连接的负载支路以及控制各支路的中央控制模块；所述储能支路包括与所述太阳能组件电连接的第一太阳能控制模块、与所述第一太阳能控制模块电连接的储能模块和第一开关；所述负载支路包括与所述太阳能组件电连接的第二太阳能控制模块、与所述第二太阳能控制模块电连接的负载接口和第二开关；所述负载接口通过第三开关与所述储能模块电连接；所述中央控制模块与所述第一太阳能控制模块和所述第二太阳能控制模块通讯连接，用于采集所述太阳能组件的发电功率并依据所述光伏组件发电功率与负载的额定功率的差值控制所述第一开关、第二开关以及第三开关的通断。本专利技术测量所述负载额定功率及太阳能组件的发电功率，依据其功率进行对储能模块的充放电进行切换，当太阳能组件的功率超过负载额定功率一定的阈值时，将第一开关和第二开关打开，同时为负载供电，并为储能模块充电，当太阳能组件的发电功率超过负载的额定功率在一定的阈值内时，太阳能组件仅为负载供电，当太阳能组件的发电功率小于负载额定功率时，采用太阳能组件和储能模块为负载供电。本专利技术的储能原件在中央控制模块的控制下进行储能模块的切换，而不是随太阳能组件的发电功率自动切换，因此，当太阳能组件的发电功率在阈值范围内波动时，储能模块的充放电模式不会被切换，从而能大幅度减少储能模块的切换次数，延长储能模块的使用寿命。进一步地，所述第一、二太阳能控制模块具有检测所在支路功率的太阳能功率检测单元，所述中央控制模块具有检测所述负载接口的功率的负载功率检测单元；所述第一、二太阳能控制模块均与所述中央控制模块通讯连接。采用第一、二太阳能控制模块分别监控负载支路和储能支路的功率，中央控制模块检测并记录负载的额定功率和实时功率；控制模块收集两个支路的功率信息并与负载的额定功率进行比较后，按照比较结果切换三个开关的状态。进一步地，所述太阳能功率检测单元包括电流检测电路和电压检测电路；所述负载功率检测单元包括电流检测电路和电压检测电路。通过电流和电压检测能够方便快捷的确定两支路的功率。进一步地，所述第一、二太阳能控制模块还包括温度检测单元，所述温度检测单元与所述中央控制模块通讯连接。温度检测对于太阳能控制模块的保护具有很大的意义，为了保护太阳能控制模块的安全，可以在太阳能控制模块内添加温度检测单元。进一步地，所述第一、二太阳能控制模块、所述中央控制模块以及所述储能模块固定设置在一壳体内；所述壳体与所述太阳能组件固定连接。为实现上述目的，本专利技术提供一种太阳能充电系统的控制方法：所述方法包括如下步骤：依据负载的额定功率设定一阈值；检测并比较太阳能组件当前发电功率与所述负载的额定功率；当所述太阳能组件当前发电功率小于所述负载的额定功率时，控制储能模块和所述太阳能组件同时为负载供电；当所述太阳能组件当前发电功率大于所述负载的额定功率时，计算所述太阳能组件与所述负载的额定功率的差值；比较所述差值和所述阈值；当所述差值小于所述阈值时，控制所述太阳能组件为所述负载供电；当所述差值大于所述阈值时，控制所述太阳能组件为所述负载和所述储能模块供电。由于本专利技术中设定了阈值，当太阳能组件的发电功率在该阈值内波动时，不会引起储能模块的充放电模式切换，只有当太阳能组件的发电功率超出负载额定功率一定阈值时才会储能模块才会开始充电，同样的，只有太阳能组件的发电功率小于负载额定功率时储能模块才会放电。这样，在太阳能发电组件的发电功率波动较小时就能够大大减少储能模块的切换次数，从而保护储能模块，延长其使用寿命。进一步地，在比较所述太阳能组件发电功率与负载额定功率之前还包括如下步骤：获取负载的连接状态，当负载连接在电路中时，开始检测并比较太阳能组件与负载额定功率的步骤；当负载未连接在电路中时，控制太阳能组件为所述储能单元充电。当负载未连接时，没有负载耗电，直接将太阳能组件产生的电能为储能模块进行充电即可。进一步地，检测所述负载的额定功率的过程如下：控制所述太阳能组件和所述储能模块为所述负载供电；检测所述负载的电流和电压；根据所述负载的电流和电压计算所述负载的额定功率。检测额定功率时，首先采用太阳能组件和储能模块给负载提供足够的能量，使负载在达到额定功率工作条件，从而，负载在额定功率下工作，此时测量负载的功率即为额定功率，这种测量方法简单方便。进一步地，所述阈值的范围小于所述负载额定功率的百分之十。进一步地，比较太阳能组件发电功率与所述的负载额定功率之前还包括如下步骤：检测所述太阳能组件的发电功率，如果所述太阳能组件的发电功率大于零，开始比较太阳能组件的发电功率与负载额定功率的步骤；如果所述太阳能组件的发电功率等于零，控制所述储能模块为所述负载供电。该步骤的意义在于，如果在没有光照的情况下，直接采用储能模块进行充电。附图说明图1为本专利技术太阳能充电系统的实施例1的结构框图；图2为本专利技术太阳能充电系统的实施例2的逻辑流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节也可以实现本申请所要求保护的技术方案，基于以下各实施方式的种种变化和修改也可以实现本申请所要求保护的技术方案。实施例1如图1所示，本实施例提供一种太阳能充电系统，包括太阳能组件、与所述太阳能组件电连接的储能支路、与所述太阳能组件电连接的负载支路以及控制各支路的中央控制模块；所述储能支路包括与所述太阳能组件电连接的第一太阳能控制模块、与所述第一太阳能控制模块电连接的储能模块和第一开关；所述负载支路包括与所述太阳能组件电连接的第二太阳能控制模块、与所述第二太阳能控制模块电连接的负载接口和第二开关；所述负载接口通过第三开关与所述储能模块电连接；所述中央控制模块与所述第一太阳能控制模块和所述第二太阳能控制模块通讯连接，用于采集所述太阳能组件的发电功率并依据所述光伏组件发电功率与负载的额定功率的差值控制所述第一开关、第二开关以及第三开关的通断。第一、二太阳能控制模块、中央控制模块、储能模块、第一、二、三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能充电系统，包括太阳能组件、与所述太阳能组件电连接的储能支路、与所述太阳能组件电连接的负载支路以及控制各支路的中央控制模块；其特征在于：所述储能支路包括与所述太阳能组件电连接的第一太阳能控制模块、与所述第一太阳能控制模块电连接的储能模块和第一开关；所述负载支路包括与所述太阳能组件电连接的第二太阳能控制模块、与所述第二太阳能控制模块电连接的负载接口和第二开关；所述负载接口通过第三开关与所述储能模块电连接；所述中央控制模块与所述第一太阳能控制模块和所述第二太阳能控制模块通讯连接，用于采集所述太阳能组件的发电功率并依据所述光伏组件发电功率与负载的额定功率的差值控制所述第一开关、第二开关以及第三开关的通断。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能充电系统，包括太阳能组件、与所述太阳能组件电连接的储能支路、与所述太阳能组件电连接的负载支路以及控制各支路的中央控制模块；其特征在于：所述储能支路包括与所述太阳能组件电连接的第一太阳能控制模块、与所述第一太阳能控制模块电连接的储能模块和第一开关；所述负载支路包括与所述太阳能组件电连接的第二太阳能控制模块、与所述第二太阳能控制模块电连接的负载接口和第二开关；所述负载接口通过第三开关与所述储能模块电连接；所述中央控制模块与所述第一太阳能控制模块和所述第二太阳能控制模块通讯连接，用于采集所述太阳能组件的发电功率并依据所述光伏组件发电功率与负载的额定功率的差值控制所述第一开关、第二开关以及第三开关的通断。2.如权利要求1所述太阳能充电系统，其特征在于：所述第一、二太阳能控制模块具有检测所在支路功率的太阳能功率检测单元，所述中央控制模块具有检测所述负载接口的功率的负载功率检测单元；所述第一、二太阳能控制模块均与所述中央控制模块通讯连接。3.如权利要求2所述太阳能充电系统，其特征在于：所述太阳能功率检测单元包括电流检测电路和电压检测电路；所述负载功率检测单元包括电流检测电路和电压检测电路。4.如权利要求2所述太阳能充电系统，其特征在于：所述第一、二太阳能控制模块还包括温度检测单元，所述温度检测单元与所述中央控制模块通讯连接。5.如权利要求1所述太阳能充电系统，其特征在于：所述第一、二太阳能控制模块、所述中央控制模块以及所述储能模块固定设置在一壳体内；所述壳体与所述太阳能组件固定连接。6.一种如权利要求1-5任意一项所述太阳能充电系统的控制方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭子旺，胡博，王超，任国敏，廖茂宇，
申请(专利权)人：北京汉能电子商务有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11