CN105428735A - 一种储控一体化太阳能锂电池模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种储控一体化太阳能锂电池模块，属于锂电池充电储能系统领域。它包括太阳能组件、锂电池组件，所述锂电池组上连接有控制装置，控制装置上有独立的开关装置、输出接口、变压稳压模块、直流充电板、电量指示板、锂电池保护模块，太阳能组件通过变压稳压模块连接直流充电板，然后通过锂电池保护模块连接锂电池组，电量指示板并联在锂电池组上。本发明能将太阳能发电板所产生的电能以稳压限流的方式为锂电池组充电，保护模块能有效保护锂电池组在输入电压过高或输出过低时不受损坏，同时，本发明结构简单，性能稳定，便于维护，由于可智能检测电池电压，可显著延长电池的使用寿命。

Description

一种储控一体化太阳能锂电池模块
技术领域
本发明涉及一种锂电池模块，更具体地说，涉及一种储控一体化太阳能锂电池模块。
背景技术
随着化境污染的日益严重，以及能源短缺的凸显，人们对于新能源的利用越来越广，户外用太阳能光伏发电系统功率小、灵活多样、安装方便，是解决解决环境污染问题的一种有效方式，它是一种清洁的可再生能源，大力推广太阳能发电技术对环境保护有特别重要的意义。由于太阳能的应用受天气、光照强度等因素的影响，直接导致光电转换输出的电能极不稳定，因此一般太阳能储能系统先将光电转换的电能储存于蓄电池中，再由蓄电池对用电设备进行供电。现有的太阳能户用系统大都采用铅酸电池作为储能单元，铅酸蓄电池与锂离子电池相比存在着循环寿命短、能量密度比较低、更换和维护麻烦的问题，而且铅还是一种极易造成环境污染的重金属。铅酸电池面临着逐步被锂离子电池替代的趋势。
目前标准铅酸电池系统都是由12V的电池模块串联而成，其工作电压为12V的N倍，N为串联铅酸电池的模块的数量。用锂离子电池替代铅酸电池需要串联一定数量的锂离子电池单体组成锂离子电池组，使其达到工作电压的要求。由于锂离子电池充放电特性决定了，每个电池的充放电电压需要控制在一定的使用范围内，如果充电电压过高，电池会有爆炸的危险。当电池放电电压过低时，会影响电池的循环寿命。
因此，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新地提出一种更为有效的方法，使现有锂离子电池组能够安全的进行储能、充放电以满足实际应用中的需求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了一种储控一体化太阳能锂电池模块，包括：太阳能组件、锂电池组件，所述锂电池组上连接有控制装置，控制装置上有独立的开关装置、输出接口、变压稳压模块、直流充电板、电量指示板、锂电池保护模块，太阳能组件通过变压稳压模块连接直流充电板，然后通过锂电池保护模块连接锂电池组，电量指示板并联在锂电池组上。
进一步的，所述变压稳压模块能将太阳能组件输出的电压变换成5V，并稳定在4.75V~5.25V，最大电流为1A。
进一步的，所述直流充电板模块在充电时，可同时向锂电池组件充电和向输出接口输电，在锂电池组件放电时，向输出接口输电。
进一步的，所述电压指示板为液晶显示屏，在充电时能显示输入的电压、电流及锂电池电量，放电时能显示剩余电量及剩余电量可用时长，电量剩余少于总容量的10%时，显示告警信息。
进一步的，所述太阳能组件采用的是单晶硅。
进一步的，所述离子电池组采用的是单体锂离子电池串联组成，或是由单体锂离子电池并联组成，或是由单体锂离子电池串并联组成。
进一步的，所述输出接口有两种模式：5V/1A和5V/2A。
更进一步的，所述锂电池保护模块内置电压保护装置，当输入电压超过预定电压时，电压保护装置自动启动并将充电电路断开，当存储电量过低时，自动启动电压保护装置并将放电电路断开，保护锂电池组不被损坏。
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明的储控一体化太阳能锂电池模块内置有控制模块，能将太阳能发电板所产生的电能以稳压限流的方式为锂电池组充电，保护模块能有效保护锂电池组在输入电压过高或输出过低时不受损坏，同时，本发明结构简单，性能稳定，便于维护，由于可智能检测电池电压，可显著延长电池的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的储控一体化太阳能锂电池模块结构示意图。
图中：1、太阳能组件；2、变压稳压模块；3、直流充电板；4、锂电池保护模块；5、电量指示板；6、锂电池组件；7、开关装置；8、输出接口。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本方案所述的一种储控一体化太阳能锂电池模块，具体包括：太阳能组件1、锂电池组件6，所述锂电池组上连接有控制装置，控制装置上有独立的开关装置7、输出接口8、变压稳压模块2、直流充电板3、电量指示板5、锂电池保护模块4，太阳能组件1通过变压稳压模块2连接直流充电板3，然后通过锂电池保护模块4连接锂电池组件6，电量指示板5并联在锂电池组件6上。所述太阳能组件1为单晶硅结构，单晶硅是目前所有太阳能发电系统转换率最高的，其转化率可达24.4%，是太阳能发电装置的核心设备，其能将太阳能转化为电能，太阳能组件的发电峰值功率与太阳辐射强度有关，变压稳压模块将太阳能组件产生的电能以5V的直流电压并稳定在4.75V~5.25V之间，变压稳压模块最大输出电流与太阳能组件的发电功率有关，本发明的最大输出电流为1A，因此，变压稳压模块能自动控制充电功率，确保使充电功率不大于5W，保证锂电池组的充电安全。直流充电板3是控制锂电池组6充电的模块，负责将变压稳压模块产生的直流电有效的传送至锂电池组6，确保锂电池组6能够以正方向的获得电量，而不会以逆方向的向太阳能组件1放电，在充电时，直流充电板3可同时向锂电池组件充电和向输出接口输电，在锂电池组件放电时，直流充电板3向输出接口输电。锂电池保护模块4能确保锂电池组件6安全充电和放电，当充电电压过大，超过预定设置时，锂电池保护模块4能自动启动断电响应，停止继续为锂电池组件6充电，当充电电压恢复到正常值区间时，锂电池保护模块4继续启动充电模式；在放电时，如果锂电池组件6的电量过低，锂电池保护模块4会启动告警，并启动自动断电程序，锂电池组件6停止放电。电量指示板5是液晶显示屏，当锂电池组件6充电时，电量指示板5显示充电的电压、电流以及锂电池组件的已有电量，当锂电池组件6放电时，电量指示板5显示锂电池组件的输出电流、剩余电量和当前剩余电量可用时长，当锂电池组件的剩余电量少于储存总量的10%的时候，电量指示板显示告警信息，并提示充电。锂电池组件6是本系统的储能结构，由聚合锂离子电池组成，锂电池组件6由锂电池串联和/或并联而成。根据锂电池的串联和/或并联数量可灵活设置电池的输出电压、电流。开关设置7是控制锂电池组件供电的装置，当开关打开，锂电池组件6供电电路形成通路，提供供电电源，当开关关闭，锂电池组件6供电电路形成开路，供电电源关闭，给锂电池组件6进行太阳能充电时，可以在开关打开或关闭两种状态下执行。本发明的输出接口7有两种模式，一种是5V/1A，另一种是5V/2A，5V/1A充电模式为正常充电模式，5V/2A充电模式为快速充电模式。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种储控一体化太阳能锂电池模块，包括太阳能组件、锂电池组件，其特征在于：所述锂电池组上连接有控制装置，所述控制装置上有独立的开关装置、输出接口、变压稳压模块、直流充电板、电量指示板、锂电池保护模块，太阳能组件通过变压稳压模块连接直流充电板，然后通过锂电池保护模块连接锂电池组，电量指示板并联在锂电池组上。
2.根据权利要求1所述的储控一体化太阳能锂电池模块，其特征在于：所述变压稳压模块能将太阳能组件输出的电压变换成5V，并稳定在4.75V~5.25V，最大电流为1A。
3.根据权利要求1所述的储控一体化太阳能锂电池模块，其特征在于：所述直流充电板模块在充电时，可同时向锂电池组件充电和向输出接口输电，在锂电池组件放电时，向输出接口输电。
4.根据权利要求1所述的储控一体化太阳能锂电池模块，其特征在于：所述电压指示板为液晶显示屏，在充电时能显示输入的电压、电流及锂电池电量，放电时能显示剩余电量及剩余电量可用时长，电量剩余少于总容量的10%时，显示告警信息。
5.根据权利要求1所述的储控一体化太阳能锂电池模块，其特征在于：所述太阳能组件采用的是单晶硅。
6.根据权利要求1所述的储控一体化太阳能锂电池模块，其特征在于：所述离子电池组采用的是单体锂离子电池串联组成，或是由单体锂离子电池并联组成，或是由单体锂离子电池串并联组成。
7.根据权利要求1所述的储控一体化太阳能锂电池模块，其特征在于：所述输出接口有两种模式：5V/1A和5V/2A。
8.根据权利要求1所述的储控一体化太阳能锂电池模块，其特征在于：所述锂电池保护模块内置电压保护装置，当输入电压超过预定电压时，电压保护装置自动启动并将充电电路断开，当存储电量过低时，自动启动电压保护装置并将放电电路断开，保护锂电池组不被损坏。
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