CN107634578A - 能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统 - Google Patents

能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统，包括能量回馈单元、UPS控制单元、充放电控制单元、蓄电池组、直流/交流逆变器、电源切换电路、设备控制单元和驱动单元；当电动机处于再发生电制动状态运行时能量回馈单元向蓄电池组充电；充放电控制单元将蓄电池组的电量状态反馈至UPS控制单元；UPS控制单元控制直流/交流逆变器将蓄电池组的直流电源转换为交流电源输出，实时监测直流/交流逆变器的输入输出状态；UPS控制单元根据控制充放电控制单元和直流/交流逆变器工作，同时将当前工作状态反馈至设备控制单元；UPS控制单元控制电源切换电路使用市电电源或者蓄电池组供电。本发明具有环保节能、当市电停电时能持续供电等优点。

Description

能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统
技术领域
本发明涉及停车设备技术领域，具体涉及一种停车设备的太阳能充电应急运行控制系统。
背景技术
随着我国私家车拥有量的不断增加，停车位也越来越难找。为了解决这一问题，立体停车库也慢慢在各大城市出现。但是目前的立体停车库大多直接由市电供电，驱动升降动力源，当市电突然断电时立体停车库便在一定的时间内无法工作，给需要停车和取车的车主造成了麻烦。如果能提供一个综合的供电系统，使在市电断电时能马上替代，就能很好解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统，具有环保节能、当市电停电时能持续供电等优点。
为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统，包括能量回馈单元、UPS控制单元、充放电控制单元、蓄电池组、直流/交流逆变器、电源切换电路、设备控制单元和驱动单元；
所述的能量回馈单元与所述的驱动单元、UPS控制单元和充放电控制单元连接；所述的充放电控制单元与所述的UPS控制单元和所述的蓄电池组连接；当驱动单元的电动机处于再发生电制动状态运行时，能量回馈单元通过充放电控制单元向蓄电池组充电；充放电控制单元将蓄电池组的电量状态反馈至UPS控制单元；
所述的蓄电池组与所述的直流/交流逆变器连接；所述的直流/交流逆变器与所述的UPS控制单元连接；UPS控制单元控制直流/交流逆变器将蓄电池组的直流电源转换为交流电源输出，实时监测直流/交流逆变器的输入输出状态；
所述的直流/交流逆变器与所述的电源切换电路连接；所述的电源切换电路与UPS控制单元、设备控制单元和驱动单元连接；所述的设备控制单元与所述的驱动单元连接；所述的UPS控制单元根据电源切换电路的工作状态信息，控制充放电控制单元和直流/交流逆变器工作，同时将当前工作状态反馈至设备控制单元；UPS控制单元根据蓄电池组电量状态以及设备控制单元的设备运行指令控制电源切换电路，使用市电电源或者蓄电池组供电。
进一步地，所述的控制系统还包括太阳充电单元、气压传感器和温湿度传感器；所述的太阳充电单元与所述的充放电控制单元和UPS控制单元连接；所述的气压传感器和温湿度传感器与所述的UPS控制单元控制连接，气压传感器和温湿度传感器将测量的天气参数发送至所述的UPS控制单元。
进一步地，所述的太阳能充电单元包括太阳能光伏板、光检测装置、太阳能光伏板控制装置；所述的光检测装置用于检测太阳方位；所述的太阳能光伏板控制装置控制太阳能光伏板旋转至对着太阳的位置；
所述的光检测装置包括框架、第一光强传感器、第二光强传感器和第三光强传感器；所述的框架整体呈“凹”型结构，包括设置于东面的第一立柱、设置于西面的第二立柱以及连接第一立柱和第二立柱的底板；所述的第一光强传感器设置于第一立柱的外侧；所述的第二光强传感器设置于第二立柱的外侧；所述的第三光强传感器设置于所述底板的上表面。
进一步地，所述的太阳能光伏板控制装置包括基板、第一连杆、第二连杆、第一移动小车、第二移动小车、控制器、第一位置接近开关、第二位置接近开关、第三位置接近开关、第四位置接近开关和开关撞板；所述的太阳能光伏板安装于固定框内；所述的固定框的一端通过第一连杆和第一移动小车与基板连接；固定框的另一端通过第二连杆和第二移动小车与基板连接；所述第一连杆和第二连杆的一端与固定框铰接连接，另一端与第一移动小车或第二移动小车铰接连接；
所述的光检测装置设置于所述基板的一侧；所述的基板上设置有供移动小车移动的滑槽，所述滑槽两侧的基板上表面设置有齿条；基板的外侧自一端至另一端分别安装有第一位置接近开关、第三位置接近开关、第二位置接近开关和第四位置接近开关；
所述第一移动小车和第二移动小车结构相同，包括壳体和设置于壳体两端的第三齿轮；所述的第三齿轮与所述的齿条啮合；两个第三齿轮固定设置在一传动轴上；所述的传动轴贯穿整个移动小车；所述传动轴的中部固定设置有第二齿轮；所述壳体内还设置有驱动电机；所述驱动电机的输出轴与第一齿轮连接；所述的第一齿轮与所述的第二齿轮啮合；所述壳体的两端还设置有开关撞板；
所述的控制器设置于基板上，第一光强传感器、第二光强传感器和第三光强传感器与所述的控制器连接，所述的控制器还与所述的第一移动小车和第二移动小车连接；当第一光强传感器检测到的光强度最强时，控制器控制第一移动小车移动至第三位置接近开关处；第二移动小车移动至第四位置接近开关处；当第二光强传感器检测到的光强度最强时，控制器控制第一移动小车移动至第一位置接近开关处；第二移动小车移动至第四位置接近开关处；当第三光强传感器检测到的光强度最强时，控制器控制第一移动小车移动至第一位置接近开关处；第二移动小车移动至第二位置接近开关处。
本发明公开了一种能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统的控制方法，包括如下步骤：市电电源正常供电，电源切换电路切换至市电电源向设备控制单元与驱动单元供电，设备控制单元控制驱动单元驱动设备正常运行，并在电动机处于再生发电制动运行状态时通过充放电控制单元对蓄电池组进行充电，UPS控制单元同时控制直流/交流逆变器停止工作；
市电电源工作异常，电源切换电路切换至蓄电池组通过直流/交流逆变器向设备控制单元与驱动单元供电，设备控制单元控制驱动单元驱动设备正常运行，UPS控制单元根据电源切换电路的工作状态控制充放电控制单元停止对蓄电池组进行充电，同时控制直流/交流逆变器工作，向设备控制单元和驱动单元供电。
进一步地，该方法还包括市电电源正常供电时，电源切换电路切换至市电电源向设备控制单元与驱动单元供电，设备控制单元控制驱动单元驱动设备正常运行；气压传感器和温湿度传感器检测天情情况；当天气晴好时， UPS控制单元根据电源切换电路工作状控制太阳能充电单元通过控制充放电控制单元对蓄电池组进行充电；当阴雨天时，UPS控制单元控制能量回馈单元运行，在电动机处于再生发电制动运行状态时通过充放电控制单元对蓄电池组进行充电。
本发明的有益效果：本发明结构简单、成本低且各组件安装方便。使用操作简便且实现方便，本发明一方面经过能量回馈单元将产生的电能存储在蓄电池组中；另外一方面，直接将市电接入，形成市电供电系统。两个供电系统通过电源切换电路控制切换。具有当市电停电时能持续供电等优点。
本发明还增加了太阳能充电单元，当晴好天气时使用太阳能应急供电，当阴雨天气时采用能量回馈单元进行应急供电。
附图说明
为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例1的系统框图。
图2为实施例2的系统框图。
图3为太阳能充电单元的结构示意图。
图4为早晨太阳能充电单元的状态示意图。
图5为下午太阳能充电单元的状态示意图。
图6为光检测装置的结构示意图。
图7为移动小车和基板的连接示意图。
具体实施方式
下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
如图1所示，为本发明的能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统，包括能量回馈单元、UPS控制单元、充放电控制单元、蓄电池组、直流/交流逆变器、电源切换电路、设备控制单元和驱动单元；
所述的能量回馈单元与所述的驱动单元、UPS控制单元和充放电控制单元连接；所述的充放电控制单元与所述的UPS控制单元和所述的蓄电池组连接；当驱动单元的电动机处于再发生电制动状态运行时，能量回馈单元通过充放电控制单元向蓄电池组充电；充放电控制单元将蓄电池组的电量状态反馈至UPS控制单元；
所述的蓄电池组与所述的直流/交流逆变器连接；所述的直流/交流逆变器与所述的UPS控制单元连接；UPS控制单元控制直流/交流逆变器将蓄电池组的直流电源转换为交流电源输出，实时监测直流/交流逆变器的输入输出状态；
所述的直流/交流逆变器与所述的电源切换电路连接；所述的电源切换电路与UPS控制单元、设备控制单元和驱动单元连接；所述的设备控制单元与所述的驱动单元连接；所述的UPS控制单元根据电源切换电路的工作状态信息，控制充放电控制单元和直流/交流逆变器工作，同时将当前工作状态反馈至设备控制单元；UPS控制单元根据蓄电池组电量状态以及设备控制单元的设备运行指令控制电源切换电路，使用市电电源或者蓄电池组供电。
本发明的控制方法如下：市电电源正常供电，电源切换电路切换至市电电源向设备控制单元与驱动单元供电，设备控制单元控制驱动单元驱动设备正常运行，并在电动机处于再生发电制动运行状态时通过充放电控制单元对蓄电池组进行充电，UPS控制单元同时控制直流/交流逆变器停止工作；
市电电源工作异常，电源切换电路切换至蓄电池组通过直流/交流逆变器向设备控制单元与驱动单元供电，设备控制单元控制驱动单元驱动设备正常运行，UPS控制单元根据电源切换电路的工作状态控制充放电控制单元停止对蓄电池组进行充电，同时控制直流/交流逆变器工作，向设备控制单元和驱动单元供电。
实施例2
本发明的控制系统还包括太阳充电单元、气压传感器和温湿度传感器；所述的太阳充电单元与所述的充放电控制单元和UPS控制单元连接；所述的气压传感器和温湿度传感器与所述的UPS控制单元控制连接，气压传感器和温湿度传感器将测量的天气参数发送至所述的UPS控制单元。
本发明的太阳能充电单元包括太阳能光伏板1、光检测装置2、太阳能光伏板控制装置；光检测装置2用于检测太阳方位；所述的太阳能光伏板控制装置控制太阳能光伏板1旋转至对着太阳的位置；
光检测装置2包括框架、第一光强传感器21、第二光强传感器22和第三光强传感器23；所述的框架整体呈“凹”型结构，包括设置于东面的第一立柱24、设置于西面的第二立柱25以及连接第一立柱和第二立柱的底板26；所述的第一光强传感器21设置于第一立柱24的外侧；所述的第二光强传感器22设置于第二立柱25的外侧；所述的第三光强传感器23设置于所述底板26的上表面。
本发明的太阳能光伏板控制装置包括基板31、第一连杆32、第二连杆33、第一移动小车34、第二移动小车35、控制器36、第一位置接近开关37、第二位置接近开关38、第三位置接近开关39、第四位置接近开关40和开关撞板41；所述的太阳能光伏板1安装于固定框42内；所述的固定框42的一端通过第一连杆32和第一移动小车34与基板31连接；固定框42的另一端通过第二连杆33和第二移动小车35与基板31连接；所述第一连杆32和第二连杆33的一端与固定框42铰接连接，另一端与第一移动小车34或第二移动小车35铰接连接；
所述的光检测装置2设置于所述基板31的一侧；所述的基板31上设置有供移动小车移动的滑槽311，所述滑槽311两侧的基板上表面设置有齿条312；基板的外侧自一端至另一端分别安装有第一位置接近开关37、第三位置接近开关39、第二位置接近开关38和第四位置接近开关40；
所述第一移动小车34和第二移动小车35结构相同，包括壳体341和设置于壳体两端的第三齿轮342；所述的第三齿轮342与所述的齿条312啮合；两个第三齿轮342固定设置在一传动轴343上；所述的传动轴343贯穿整个移动小车；所述传动轴343的中部固定设置有第二齿轮344；所述壳体内还设置有驱动电机345；所述驱动电机345的输出轴与第一齿轮346连接；所述的第一齿轮346与所述的第二齿轮344啮合；所述壳体的两端还设置有开关撞板41；
所述的控制器36设置于基板上，第一光强传感器21、第二光强传感器22和第三光强传感器23与所述的控制器36连接，所述的控制器36还与第一移动小车34和第二移动小车35连接；当第一光强传感器21检测到的光强度最强时，控制器36控制第一移动小车34移动至第三位置接近开关39处；第二移动小车35移动至第四位置接近开40关处；当第二光强传感器22检测到的光强度最强时，控制器36控制第一移动小车34移动至第一位置接近开36关处；第二移动小车35移动至第四位置接近开关40处；当第三光强传感器23检测到的光强度最强时，控制器36控制第一移动小车34移动至第一位置接近开关36处；第二移动小车35移动至第二位置接近开关37处。
一种能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统的控制方法，包括如下步骤：市电电源正常供电时，电源切换电路切换至市电电源向设备控制单元与驱动单元供电，设备控制单元控制驱动单元驱动设备正常运行；气压传感器和温湿度传感器检测天情情况；当天气晴好时， UPS控制单元根据电源切换电路工作状控制太阳能充电单元通过控制充放电控制单元对蓄电池组进行充电；当阴雨天时，UPS控制单元控制能量回馈单元运行，在电动机处于再生发电制动运行状态时通过充放电控制单元对蓄电池组进行充电；
市电电源工作异常，电源切换电路切换至蓄电池组通过直流/交流逆变器向设备控制单元与驱动单元供电，设备控制单元控制驱动单元驱动设备正常运行，UPS控制单元根据电源切换电路的工作状态控制充放电控制单元停止对蓄电池组进行充电，同时控制直流/交流逆变器工作，向设备控制单元和驱动单元供电。
上面所述的实施例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进均应落入本发明的保护范围，本发明的请求保护的技术内容，已经全部记载在技术要求书中。

Claims (6)

1.能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统，其特征在于：包括能量回馈单元、UPS控制单元、充放电控制单元、蓄电池组、直流/交流逆变器、电源切换电路、设备控制单元和驱动单元；
所述的能量回馈单元与所述的驱动单元、UPS控制单元和充放电控制单元连接；所述的充放电控制单元与所述的UPS控制单元和所述的蓄电池组连接；当驱动单元的电动机处于再发生电制动状态运行时，能量回馈单元通过充放电控制单元向蓄电池组充电；充放电控制单元将蓄电池组的电量状态反馈至UPS控制单元；
所述的蓄电池组与所述的直流/交流逆变器连接；所述的直流/交流逆变器与所述的UPS控制单元连接；UPS控制单元控制直流/交流逆变器将蓄电池组的直流电源转换为交流电源输出，实时监测直流/交流逆变器的输入输出状态；
所述的直流/交流逆变器与所述的电源切换电路连接；所述的电源切换电路与UPS控制单元、设备控制单元和驱动单元连接；所述的设备控制单元与所述的驱动单元连接；所述的UPS控制单元根据电源切换电路的工作状态信息，控制充放电控制单元和直流/交流逆变器工作，同时将当前工作状态反馈至设备控制单元；UPS控制单元根据蓄电池组电量状态以及设备控制单元的设备运行指令控制电源切换电路，使用市电电源或者蓄电池组供电。
2.根据权利要求1所述的能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统，其特征在于：所述的控制系统还包括太阳充电单元、气压传感器和温湿度传感器；所述的太阳充电单元与所述的充放电控制单元和UPS控制单元连接；所述的气压传感器和温湿度传感器与所述的UPS控制单元控制连接，气压传感器和温湿度传感器将测量的天气参数发送至所述的UPS控制单元。
3.根据权利要求2所述的能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统，其特征在于：所述的太阳能充电单元包括太阳能光伏板、光检测装置、太阳能光伏板控制装置；所述的光检测装置用于检测太阳方位；所述的太阳能光伏板控制装置控制太阳能光伏板旋转至对着太阳的位置；所述的光检测装置包括框架、第一光强传感器、第二光强传感器和第三光强传感器；所述的框架整体呈“凹”型结构，包括设置于东面的第一立柱、设置于西面的第二立柱以及连接第一立柱和第二立柱的底板；所述的第一光强传感器设置于第一立柱的外侧；所述的第二光强传感器设置于第二立柱的外侧；所述的第三光强传感器设置于所述底板的上表面。
4.根据权利要求3所述的能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统，其特征在于：所述的太阳能光伏板控制装置包括基板、第一连杆、第二连杆、第一移动小车、第二移动小车、控制器、第一位置接近开关、第二位置接近开关、第三位置接近开关、第四位置接近开关和开关撞板；所述的太阳能光伏板安装于固定框内；所述的固定框的一端通过第一连杆和第一移动小车与基板连接；固定框的另一端通过第二连杆和第二移动小车与基板连接；所述第一连杆和第二连杆的一端与固定框铰接连接，另一端与第一移动小车或第二移动小车铰接连接；
所述的光检测装置设置于所述基板的一侧；所述的基板上设置有供移动小车移动的滑槽，所述滑槽两侧的基板上表面设置有齿条；基板的外侧自一端至另一端分别安装有第一位置接近开关、第三位置接近开关、第二位置接近开关和第四位置接近开关；
所述第一移动小车和第二移动小车结构相同，包括壳体和设置于壳体两端的第三齿轮；所述的第三齿轮与所述的齿条啮合；两个第三齿轮固定设置在一传动轴上；所述的传动轴贯穿整个移动小车；所述传动轴的中部固定设置有第二齿轮；所述壳体内还设置有驱动电机；所述驱动电机的输出轴与第一齿轮连接；所述的第一齿轮与所述的第二齿轮啮合；所述壳体的两端还设置有开关撞板；
所述的控制器设置于基板上，第一光强传感器、第二光强传感器和第三光强传感器与所述的控制器连接，所述的控制器还与所述的第一移动小车和第二移动小车连接；当第一光强传感器检测到的光强度最强时，控制器控制第一移动小车移动至第三位置接近开关处；第二移动小车移动至第四位置接近开关处；当第二光强传感器检测到的光强度最强时，控制器控制第一移动小车移动至第一位置接近开关处；第二移动小车移动至第四位置接近开关处；当第三光强传感器检测到的光强度最强时，控制器控制第一移动小车移动至第一位置接近开关处；第二移动小车移动至第二位置接近开关处。
5.一种能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：市电电源正常供电，电源切换电路切换至市电电源向设备控制单元与驱动单元供电，设备控制单元控制驱动单元驱动设备正常运行，并在电动机处于再生发电制动运行状态时通过充放电控制单元对蓄电池组进行充电，UPS控制单元同时控制直流/交流逆变器停止工作；
市电电源工作异常，电源切换电路切换至蓄电池组通过直流/交流逆变器向设备控制单元与驱动单元供电，设备控制单元控制驱动单元驱动设备正常运行，UPS控制单元根据电源切换电路的工作状态控制充放电控制单元停止对蓄电池组进行充电，同时控制直流/交流逆变器工作，向设备控制单元和驱动单元供电。
6.根据权利要求5所述的能量回馈充电节能运行与应急运行控制系统的控制方法，其特征在于：该方法还包括市电电源正常供电时，电源切换电路切换至市电电源向设备控制单元与驱动单元供电，设备控制单元控制驱动单元驱动设备正常运行；气压传感器和温湿度传感器检测天情情况；当天气晴好时， UPS控制单元根据电源切换电路工作状控制太阳能充电单元通过控制充放电控制单元对蓄电池组进行充电；当阴雨天时，UPS控制单元控制能量回馈单元运行，在电动机处于再生发电制动运行状态时通过充放电控制单元对蓄电池组进行充电。
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