防止蓄电池过放电的控制方法及控制器和系统技术方案

一种防止蓄电池过放电的控制方法，其特征在于包括以下步骤：　　　　（１）蓄电池的容量为正常时给标准负荷供电；　　　　（２）实时检测蓄电池的剩余容量；　　　　（３）比较步骤（２）所检测到的剩余容量是否等于第一预设剩余容量值，若比较结果为是，则减少负荷为第一预设负荷；　　　　（４）判断所述蓄电池的剩余容量是否等于所述蓄电池过放电点容量值，若比较结果为是，则切断负载。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
防止蓄电池过放电的控制方法及控制器和系统
本专利技术涉及使用蓄电池供电的领域，特别涉及一种防止铅酸蓄电池过放电的控制方法及使用该方法的控制器和系统。
技术介绍
铅酸蓄电池作为稳定电源和主要的直流电源，因工艺成熟，性能稳定而占据了二次电池市场的75％，普遍应用于汽车、通讯、电力、金融、能源等各行各业中。在很多领域，铅酸蓄电池是作为启动电源或备用电源使用，如汽车启动电瓶和UPS电源系统。这种情况下，蓄电池处于浮充电状态或充满电的状态，其剩余容量或荷电状态SOC(State of Charge)始终高于90％，而且有高可靠的，一旦蓄电池过放电就能将蓄电池迅速充满的充电电源。蓄电池在这种使用条件下很不容易被过放电。但在另一些领域，如风力发电系统和太阳能光伏发电系统，充电电源的容量一般设计成与系统的标准负荷相匹配，气候的变化和用户的过量用电都很容易造成蓄电池的过放电。所有使用蓄电池的系统都会配有防止蓄电池过充电和过放电的控制器，如图1所示，为现有的太阳能光伏发电系统(或风力发电系统)所使用的蓄电池控制器的控制方法，在步骤S1，蓄电池的SOC值为正常时为负载供电，即蓄电池的SOC为90％以上，或满容量时为负载供电，该负载为与充电电源的容量相匹配的标准负荷；在步骤S2，当蓄电池的SOC值为10％时，断开负载，由于一直是为该标准负荷供电，太阳能光伏发电系统(或风力发电系统)的充电电源又会因为天气状况而不能保证及时为蓄电池充电，因此蓄电池在放电过程中的放电电流较大，因此容量也就很快下降到10％，此时只能发出过放电警告，同时将负载切断，即蓄电池开始处于亏电状态，而负载处于不能工作状态；在步骤S3时，当具备充电条件时，为蓄电池充电，如在连续阴天之后出现阳光充足的天气时(或在连续无风的情况下，出现风力比较大的天气)，开始为蓄电池充电，由于是在蓄电池处于长时间的亏电状-->态，因此一般需要3-5天才能将其充满，而为了尽早使负载恢复工作(如当负载是路灯时，需要尽快使路灯恢复照明)，常常在蓄电池的容量仅达到50％时(如对其充电1.5-2.5天后)就又重新使其为负载供电。可见，现有的太阳能光伏发电系统(或风力发电系统)所使用的蓄电池控制器的控制方法，在避免蓄电池发生过放电的技术上，只采用一点式控制，即仅在蓄电池的剩余容量SOC降到10％以下，或者说是在蓄电池的放电深度DOD(Deep ofDischarge，DOD＝1-SOC)超过90％时才发出过放电警告和断开负载。由于现有的铅酸蓄电池控制方法仅在蓄电池已发生了过放电(SOC≤10％)的情况下，才进行控制，所以会产生以下不足：一、蓄电池始终为已设计好的标准负荷供电，从而放电电流一直较大，很容易到达过放电点，导致负载很快就被迫断开，影响负载的正常工作；二、由于蓄电池很容易到达过放电点，又没有高可靠的充电电源，蓄电池处于亏电状态或深度放电状态(SOC≤50％)的时间较长；三、用有限的充电电源，风力发电或太阳能发电等受天气影响较大的充电电源，对已长时间发生深度放电的蓄电池重新充电，一般需要3-5天才能将其充满，为了尽快恢复对负载的供电，常常当蓄电池的容量达到50％时就又重新开始供电，因此蓄电池再次发生深度放电的时间会缩短，从而导致为负载供电的时间会缩短。三、在蓄电池的容量≤50％的条件下使用，很容易造成蓄电池的不可逆硫酸盐化，从而缩短其使用寿命，导致更换蓄电池的频率增加，使用蓄电池的成本上升。如前所述，现有的铅酸蓄电池充放电控制器以及使用蓄电池供电的太阳能光伏发电和风力发电系统因采用了前述蓄电池的控制方法而不可避免地也会产生前述不足。
技术实现思路
为了解决现有的铅酸蓄电池的控制方法、铅酸蓄电池充放电控制器以及使用铅酸蓄电池供电的系统的不足，本专利技术提出了一种防止铅酸蓄电池过放电的控制方法，及应用该控制方法的控制器和控制系统。本专利技术所提出的防止铅酸蓄电池过放电的控制方法，主要是一种根据蓄电池的剩余容量(SOC)或相应电压对蓄电池进行自动两点或多点放电控制的方法。即不等到蓄电池发生过放电(容量下降到10％以下)时再被迫切断-->负载，而是在蓄电池的剩余容量(即相应电压)下降到一定程度时，就开始自动将蓄电池的负载适当调小或将负载的工作时间适当缩短，使蓄电池一般情况下不会发生过放电，而负载也始终都在工作中，只不过工作时间或负载的功率在允许范围内有所变化而已。而在特殊的情况下，如在使用本专利技术的方法根据蓄电池的容量逐级调小负荷后，天气情况仍然不允许充电电源为蓄电池充电，则本专利技术也具有现有蓄电池控制法的功能，即在蓄电池发生了深度放电时(容量下降到10％以下)，发出过放电警告，同时断开负载。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种防止蓄电池过放电的控制方法，包括以下步骤：(1)蓄电池的容量为正常时为标准负荷供电；(2)实时检测蓄电池的剩余容量；(3)比较步骤(2)所检测到的剩余容量是否等于第一预设剩余容量值，若比较结果为是，则减少负荷为第一预设负荷；(4)判断所述蓄电池的剩余容量是否为所述蓄电池过放电点容量值，若比较结果为是，则切断负载。采用本专利技术的方法，在蓄电池到达其过放电点前，如SOC降到10％之前，就开始采取措施来降低蓄电池的放电速度，该措施为预设剩余容量值，如预设一个剩余容量值，即第一预设剩余容量值为50％，实时检测蓄电池的SOC，当SOC＝50％，减少所连接的用电负载的数目、功率、工作时间，或者设置多个剩余容量值，即第一、第二、第三预设剩余容量值分别为70％，50％，20％，实时检测蓄电池的SOC，当其SOC依次为70％，50％，20％，逐级减少所连接的用电负载的数目、功率、工作时间。本专利技术的方法还包括实时判断是否具备充电条件的步骤，若判断结果为是，则为蓄电池充电，并在蓄电池容量为正常时为标准负荷供电。通过上述方法，在蓄电池容量减少时及时调小了负荷，而充电条件和以前一样，使得蓄电池的容量得以迅速恢复，并能够为标准负荷继续供电，避免了蓄电池的过放电和不可逆硫酸盐化，使蓄电池一直处于浅放电或浮充电状态，从而大大延长了蓄电池的使用寿命；另一方面，控制过程中只在允许范围内对负载的数目、功率和工作时间进行了调整，并没有由于蓄电池过放电而强制性切断负载，可以说供电始终都没有中断，提高了系统的可靠性。-->本专利技术还提供了一种使用上述控制方法的蓄电池充放电控制器，包括：控制装置，用以在蓄电池的容量为正常时，控制蓄电池给标准负荷供电；检测装置，连接于控制装置，用以实时检测蓄电池的电性物理量值，并输出到控制装置而由后者得出与之对应的蓄电池的剩余容量；控制装置比较所述剩余容量是否等于第一预设剩余容量值，若比较结果为是，则输出控制信号；控制负载电路，连接于控制装置，用以根据控制信号执行闭合和/或断开动作，以减少负荷为第一预设负荷。其中，该控制器还包括温度传感装置，连接于控制装置，用以实施检测温度并输出到控制装置，而由控制装置比较所检测的温度值是否等于预设温度值，若比较结果为是，则输出充电信号；充电和防过充控制电路，连接于控制装置，用以根据所述充电信号给蓄电池充电；控制装置还用以在所述蓄电池容量正常时，输出控制信号到控制负载电路，使其执行闭合和/或断开动作以给标准负荷供电。其中，检测蓄电池的电性物理量值的检测装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止蓄电池过放电的控制方法，其特征在于包括以下步骤：(1)蓄电池的容量为正常时给标准负荷供电；(2)实时检测蓄电池的剩余容量；(3)比较步骤(2)所检测到的剩余容量是否等于第一预设剩余容量值，若比较结果为是，则减少负荷为第一预设负荷；(4)判断所述蓄电池的剩余容量是否等于所述蓄电池过放电点容量值，若比较结果为是，则切断负载。2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括实时判断是否具备充电条件的步骤，若判断结果为是，则为蓄电池充电，并在所述蓄电池容量为正常时给标准负荷供电。3.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，步骤(2)所述的实时检测蓄电池的剩余容量包括以下步骤：实时检测蓄电池的端电压；比较检测到的端电压与电压-剩余容量对照表，得到所述蓄电池的剩余容量。4.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，在所述步骤(3)与所述步骤(4)之间还包括比较步骤(2)所检测到的剩余容量是否等于第二预设剩余容量值，若比较结果为是，则减少负荷为第二预设负荷的步骤；其中，所述第一预设剩余容量值大于所述第二预设剩余容量值并大于所述蓄电池过放电点容量值；所述第二预设负荷小于所述第一预设负荷并小于所述标准负荷。5.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述蓄电池为铅酸蓄电池，所述蓄电池的过放电点容量值为10％，所述减少负荷为第一预设负荷与第二预设负荷是通过减少负载的数目、工作时间、功率，和/或改变负载的类别来实现。6.一种使用权利要求1的控制方法的蓄电池充放电控制器，其特征在于包括：控制装置，用以在蓄电池的容量为正常时，控制所述蓄电池给标准负荷-->供电；检测装置，连接于所述控制装置，用以实时检测所述蓄电池的电性物理量值，并输出到所述控制装置而由所述控制装置得出与之对应的蓄电池的剩余容量；所述控制装置比较所述剩余容量是否等于第一预设剩余容量值，若比较结果为是，则输出控制信号；控制负载电路，连接于所述控制装置，用以根据所述控制信号执行闭合和/或断开动作，以减少负荷为第一预设负荷。7.如权利要求6所述的控制器，其特征在于还包括：温度传感装置，连接于所述控制装置，用以实施检测温度并输出到所述控制装置，而由所述控制装置比较所检测的温度值是否等于预设温度值，若比较结果为是，则输出充电信号；充电和防止蓄电池过充电的控制电路，连接于所述控制装置，用以根据所述充电信号给所述蓄电池充电；所述控制装置还用以在所述蓄电池容量正常时，输出控制信号到所述控制负载电路，使其执行闭合和/或断开动作以给标准负荷供电。8.如权利要求6或7所述的控制器，其特征在于，所述实时检测蓄电池的电性物理量值的检测装置为检测蓄电池的端...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斯成，陈子平，彭路明，
申请(专利权)人：王斯成，
类型：发明
国别省市：