基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种结构设计新颖、可检实时测蓄电池的参数、延长蓄电池使用寿命的基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置，光伏蓄电池充电系统包括太阳能电池板、稳压稳流电路、驱动电路、蓄电池，其中，太阳能电池板、稳压稳流电路、驱动电路、蓄电池依次串联连接构成电流通路；本装置包括：主控板，为本装置的控制中心，并与驱动电路连接用于控制驱动电路的通断；采样电路，输出端与主控板连接，采样电路的输入端与蓄电池连接并用于采样蓄电池端口的电压、电流；监测电路，输出端与主控板连接，监测电路的输入端与太阳能电池板的电流输出端连接，并用于采集太阳能电池板的输出电压、电流；温度采样电路，主控板连接并用于采集蓄电池的温度参数。

The control system of photovoltaic battery charging based on single chip microcomputer

【技术实现步骤摘要】
基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置
本专利技术涉及电气设备及电气工程
，尤其涉及一种基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置。
技术介绍
能源是人类生活、生存、发展必不可少的一部分，而从上个世纪以来随着科学技术、工业的快速发展,人类对能源的需求越来越大，能源危机问题越来越受到各国的密切关注，以往主要以、煤、石油、和天然气作为能源，可这些能源都属于不可再生能源。终会有用完的那一天，而且这些化石燃料的使用也同时会造成严重的环境污染。所以为了可持续的发展必须找到可替代的清洁能源。才能解决面临的能源问题。电能是一种很不错的清洁能源。目前主要的发电方法有火力发电，主要还是依靠煤的燃烧，不能根本解决能源问题。所以只有真正而利用核能虽然是十分的高效而且甚至是无污染，但目前尚未达到可控核反应的技术要求。而无法利用核能。而清洁且可持续的风力发电、潮汐能发电、以及光伏太阳能发电。成为目前的主要研究方向。太阳能发电是利用半导体的光伏效应，而将太阳能转换为电能的一种技术。而我们都知道太阳光不可能是一直持续且不变化的，受温度、光照强度、等许多环境因素的影响比较大。所以不可避免发电是不够稳定的发电，且在夜间就不能给使用了因此目前太阳能发电的基本系统都避免不了使用电池,以达到电能稳定输出的目的。因此目前主要是利用光伏发电系统。而光伏发电它的主要部件是太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。其中决定整个系统性能好坏的无外乎是蓄电池了，而充电的合适与否对蓄电池的影响是非常重要的。因为一般来讲蓄电池的设计使用寿命基本都在10-15年左右，但是在大多数情况下由于对蓄电池的充电方法不对和使用不恰当，导致蓄电池使用寿命大大降低，有的3-5年便会损坏，有的甚至1年不到就已经损坏了，严重造成了设备的可靠性降低。这种不合理的充电方法是影响蓄电池寿命的主要原因。因此充电技术的好坏基本决定了蓄电池寿命。也是目前光伏发电能否普及的一个技术难题。而传统主流的充电方式有：恒压方式、恒流方式、恒流-恒压方式、脉冲充电等、快速充电。①恒流充电技术是指在充电过程中保持充电电流不变，充电电压随着充电时间的增加而增加。恒流充电法适合串联型电池，充电电流比较小的。②恒压充电技术在整个充电过程中充电电压保持不变，充电电流随着充电过程逐渐减小。因为在充电刚开始的时候电池电量比较小所以正负极之间的电势差比较小所以在充电初期电流会比较大，随着充电时间增加电池电量的增加，正负极之间的电压逐渐升高，充电电流将逐渐减少。③恒流-恒压方式这种两段式的分阶段充电方式是结合恒流与恒压两种充电方式的，在充电初期采用恒流充电方式，避免了充电初期过大的电流会对蓄电池使用寿命造成影响的缺点；充电中后期采用恒压充电，使充电电流更小，克服了恒流充电后期电流过大造成电池发热的缺点。④脉冲充电主要是给蓄电池先施加一个正脉冲让其迅速充电，然后立马在施加一个负脉冲使其反向放电。因为蓄电池在长时间加以正向电压时会出现正负极之间的极化现象，因为电解水的缘故还会伴随气析现象。而如果给蓄电池提供一个放电通道让其反向放电，则其气析和极化现象会迅速消失。⑤快速充电其实就是利用大电流先使电池内部电压迅速上升，然后再出现极化现象时，就停止充电，并且让蓄电池进行大电流的放电，使其消除极化现象。如此反复多次，即可达到蓄电池在短时间内完成充电。以上主流的蓄电池充电方式都各有优缺点。由于传统的恒压方式、恒流方式、恒流-恒压方式、脉冲充电等、快速充电等方法，具有易实现，成本低的特点，所以目前国内外大多仍是使用传统充电方法对蓄电池进行充电。其主要以下问题：采用恒流充电随着充电的时间逐渐增加蓄电池内阻不断增大，所以加在蓄电池两端的电压需要随着充电时间的增加而增加。才能保持充电电流的恒定，所以随着时间的增加反而充电功率反而增加了，其实在再恒流充电过程的初期就已经将80％的电充了。后期主要电能都用于电解水和对电池内阻的做功。即浪费了电能。对内阻做功还会使电池发热造成安全隐患。而采用恒压充电，在充电刚开始的初期刚开始电池内阻比较小所以充电，流比较大，容易对电池内部的电极板产生极化现象，充电初期大的电流，也会使电池温度迅速升高这也严重影响了电池寿命。而采用恒流-恒压方式、脉冲充电等、充电效果非常好但对蓄电池充电的控制要求非常严格，例如使用恒流-恒压方式时，何时采用恒流何时采用恒压，使用脉冲充电方式时脉冲的占空比以及周期等，必须在适当的时候根据蓄电池此时的状态施以合适的电压电流才能达到好的充电效果又不会对蓄电池造成很大的危害。否则必会适得其反对电池造成不可修复的危害和巨大的安全隐患。传统的快速充电利用大电流，一个完全放电的蓄电池，在一小时左右就可以充入电池容量的75％，充电策略只是单纯大电流充电，虽然实现了快速充电的要求，但也对也对蓄电池损害非常大，所以一般在紧急情况下才会采用，若一直对蓄电池进行大电流充电，势必会给蓄电池造成不可修复的损害。为蓄电池自身的化学反应在充电过程中是变化，这就要求充电电压和充电电流也要进行相应的调整。由上可知，传统的充电方法是无法做根据电池目前的状态调整充电方案。能源利用率比较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种结构设计新颖、可检实时测蓄电池的参数、延长蓄电池使用寿命的基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置。为了实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案为：设计一种基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置，光伏蓄电池充电系统包括太阳能电池板、稳压稳流电路、驱动电路、蓄电池，其中，太阳能电池板、稳压稳流电路、驱动电路、蓄电池依次串联连接构成电流通路；本装置包括：一主控板，为本装置的控制中心，并与驱动电路连接用于控制驱动电路的通断；一采样电路，输出端与主控板连接，采样电路的输入端与蓄电池连接并用于采样蓄电池端口的电压、电流；一监测电路，输出端与主控板连接，监测电路的输入端与太阳能电池板的电流输出端连接，并用于采集太阳能电池板的输出电压、电流；一温度采样电路，主控板连接并用于采集蓄电池的温度参数。所述采样电路包括电压采样电路、电流采样电路。所述电流采样电路包括放大器U1，其中，放大器U1的同相输入端与蓄电池的端口连接，同时，放大器U1的同相输入端通过并联的电阻R1、滤波电容C2接地；放大器U1的输出端与主控板连接，且放大器U1的输出端通过串联连接的电阻R3、电阻R2接地；同时，放大器U1的反相输入端接入至电阻R3和电阻R2之间，放大器U1的输出端还通过滤波电容C1接地。所述电压采样电路包括放大器U2，其中，放大器U2的同相输入端通过电阻R7与蓄电池的端口连接，同时，放大器U2的同相输入端通过并联的电阻R6、滤波电容C4接地；放大器U2的输出端通过电阻R4与主控板连接，且放大器U2的输出端通过电阻R5接地；同时，放大器U2的反相输入端接入至电阻R5和放大器U2的输出端之间，放大器U1的输出端还通过滤波电容C3接地。所述温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置，包括光伏蓄电池充电系统包括太阳能电池板、稳压稳流电路、驱动电路、蓄电池，其中，太阳能电池板、稳压稳流电路、驱动电路、蓄电池依次串联连接构成电流通路；其特征在于：本装置包括：/n一主控板，为本装置的控制中心，并与驱动电路连接用于控制驱动电路的通断；/n一采样电路，输出端与主控板连接，采样电路的输入端与蓄电池连接并用于采样蓄电池端口的电压、电流；/n一监测电路，输出端与主控板连接，监测电路的输入端与太阳能电池板的电流输出端连接，并用于采集太阳能电池板的输出电压、电流；/n一温度采样电路，主控板连接并用于采集蓄电池的温度参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置，包括光伏蓄电池充电系统包括太阳能电池板、稳压稳流电路、驱动电路、蓄电池，其中，太阳能电池板、稳压稳流电路、驱动电路、蓄电池依次串联连接构成电流通路；其特征在于：本装置包括：
一主控板，为本装置的控制中心，并与驱动电路连接用于控制驱动电路的通断；
一采样电路，输出端与主控板连接，采样电路的输入端与蓄电池连接并用于采样蓄电池端口的电压、电流；
一监测电路，输出端与主控板连接，监测电路的输入端与太阳能电池板的电流输出端连接，并用于采集太阳能电池板的输出电压、电流；
一温度采样电路，主控板连接并用于采集蓄电池的温度参数。


2.如权利要求1所述的基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置，其特征在于：所述采样电路包括电压采样电路、电流采样电路。


3.如权利要求2所述的基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置，其特征在于：所述电流采样电路包括放大器U1，其中，放大器U1的同相输入端与蓄电池的端口连接，同时，放大器U1的同相输入端通过并联的电阻R1、滤波电容C2接地；放大器U1的输出端与主控板连接，且放大器U1的输出端通过串联连接的电阻R3、电阻R2接地；同时，放大器U1的反相输入端接入至电阻R3和电阻R2之间，放大器U1的输出端还通过滤波电容C1接地。


4.如权利要求2所述的基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置，其特征在于：所述电压采样电路包括放大器U2，其中，放大器U2的同相输入端通过电阻R7与蓄电池的端口连接，同时，放大器U2的同相输入端通过并联的电阻R6、滤波电容C4接地；放大器U2的输出端通过电阻R4与主控板连接，且放大器U2的输出端通过电阻R5接地；同时，放大器U2的反相输入端接入至电阻R5和放大器U2的输出端之间，放大器U1的输出端还通过滤波电容C3接地。


5.如权利要求1所述的基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置，其特征在于：所述温度采样电路包括放大器U3、热敏电阻RZ1，热敏电阻RZ1贴附蓄电池的表面设置，其中，热敏电阻RZ1和电阻R8串联后的一端接地，另一端与电源VCC连接，放大器U3的同相输入端接入至热敏电阻RZ1和电阻R8之间，同时，放大器U3的同相输入端通过滤波电容C6接地；所述放大器U3的反相输入端直接和放大器U3的输出端连接，同时，放大器U3的输出端通过电阻R10与主控板连接，放大器U3的输出端还通过滤波电容C5接地。


6.如权利要求5所述的基于单片机的光伏蓄电池充电控制系统装置，其特征在于：还包括与主控板连接并受主控板控制的风扇，所述风扇设置于蓄电池的侧部并对蓄电池进行吹...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁星，秦华，蓝贤桂，刘珍兴，刘杨，陈锐，赖毅辉，蓝志鹏，刘琦，罗颖，
申请(专利权)人：东华理工大学，南昌市宸诚科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36