CN113162210A - 光伏式电池管理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光伏式电池管理系统和方法。包括：光伏模块、市电模块、储能模块、控制器、信号采集模块与充电切换模块，市电模块连接负载；信号采集模块连接光伏模块、市电模块、储能模块以及控制器，用于采集光伏模块的辐照量、市电模块的电流以及储能模块的电压，发送至控制器；充电切换模块连接光伏模块、市电模块以及储能模块，控制器连接充电切换模块，用于根据辐照量、电流以及电压，切换光伏模块或市电模块对储能模块进行充电，确保储能模块的电量，在利用储能模块给负载供电时可确保持续为负载进行供电，有效地保障了负载的正常工作。

Description

光伏式电池管理系统和方法

技术领域

本申请涉及电力设备技术领域，特别是涉及一种光伏式电池管理系统和方法。

背景技术

随着经济水平的提高以及技术的发展，工业与居民用电量都与日俱增，对电网的依赖程度越来越高。一旦市电出现断电的情况，轻则影响居民正常的日常生活，重则造成工业中经济损失。目前，一般采用增加蓄电池的方式作为市电的备用电源来保证在断电时工业与居民用电正常。

然而，传统的蓄电池一般直接采用市电充电，那么当市电失电时，如果蓄电池储存的电量不足仍然会造成断电，无法保证负载的持续供电。

发明内容

基于此，有必要针对蓄电池储存电量不足，无法持续为负载进行供电的问题，提供一种能采用市电与光伏交替对蓄电池进行充电的光伏式电池管理系统和方法。

一种光伏式电池管理系统，包括：光伏模块、市电模块、储能模块、控制器、信号采集模块与充电切换模块，所述市电模块连接负载；

所述信号采集模块连接所述光伏模块、所述市电模块、所述储能模块以及所述控制器，用于采集所述光伏模块的辐照量、所述市电模块的电流以及所述储能模块的电压，发送至所述控制器；

所述充电切换模块连接所述光伏模块、所述市电模块以及所述储能模块，所述控制器连接所述充电切换模块，用于根据所述辐照量、所述电流以及所述电压，切换所述光伏模块或所述市电模块对所述储能模块进行充电。

在其中一个实施例中，上述光伏式电池管理系统还包括供电切换模块，所述供电切换模块连接所述控制器以及所述储能模块，所述控制器还用于根据所述电流判断所述市电模块断电时，通过所述供电切换模块控制所述储能模块给所述负载进行供电。

在其中一个实施例中，所述储能模块包括两个以上的储能单元，所述信号采集模块包括光伏检测模块、电压检测模块以及电流检测模块，所述电压检测模块的数量与所述储能单元的数量一致，所述光伏检测模块、各所述电压检测模块以及所述电流检测模块均连接所述控制器，所述光伏检测模块还连接所述光伏模块，所述电流检测模块还连接所述市电模块，各所述电压检测模块还对应连接一个所述储能单元。

在其中一个实施例中，所述充电切换模块包括充电模式切换装置与电池管理装置，所述充电模式切换装置连接所述市电模块、所述光伏模块、所述电池管理装置与所述控制器，所述电池管理装置连接所述控制器与各所述储能单元。

在其中一个实施例中，所述供电切换模块包括总切换装置与分切换装置，所述分切换装置的数量与所述储能单元的数量一致，所述总切换装置连接所述控制器、各分切换装置与所述负载，各所述分切换装置均连接所述控制器，还对应连接一个所述储能单元。

在其中一个实施例中，上述光伏式电池管理系统还包括无线传输模块，所述控制器通过所述无线传输模块连接控制中心服务器。

一种光伏式电池管理方法，其应用于如上述的光伏式电池管理系统，包括：

获取光伏模块的辐照量、市电模块的电流以及储能模块的电压；

根据所述辐照量、所述电流以及所述电压，切换所述光伏模块或所述市电模块对所述储能模块进行充电。

在其中一个实施例中，所述切换所述光伏模块或所述市电模块对所述储能模块进行充电之后，还包括：

当所述储能模块的电压大于第一预设电压时，停止对所述储能模块充电。

在其中一个实施例中，所述储能模块包括两个以上的储能单元；根据所述辐照量、所述电流以及所述电压，切换所述光伏模块或所述市电模块对所述储能模块进行充电，包括：

判断对各所述储能单元采集得到的电压中是否有小于第二预设电压的电压；

若没有电压小于所述第二预设电压，则各所述储能单元电量充足无需充电；

若存在电压小于所述第二预设电压，则判断所述辐照量是否大于预设辐照量；

若是，控制所述光伏模块为小于所述第二预设电压的储能单元进行充电；

若否，则控制所述市电模块为所述小于所述第二预设电压的储能单元进行充电。

在其中一个实施例中，所述获取光伏模块的辐照量、市电模块的电流以及储能模块的电压之后，还包括：

当所述电流小于零时，控制供电切换模块导通，利用所述储能模块为负载进行供电。

本申请涉及一种光伏式电池管理系统和方法，控制器根据光伏模块的辐照量和储能模块的电压，控制光伏模块或市电模块持续为储能模块充电。并且根据市电模块的电流，判断在市电失电时，直接采用光伏模块给储能模块进行充电，确保储能模块的电量，在利用储能模块给负载供电时可确保持续为负载进行供电，有效地保障了负载的正常工作。

附图说明

图1为一实施例中光伏式电池管理系统的结构图；

图2为一实施例中光伏式电池管理方法的流程图；

图3为另一实施例中光伏式电池管理方法的流程图；

图4为另一实施例中光伏式电池管理方法的流程图；

图5为另一实施例中光伏式电池管理方法的流程图。

附图说明：110、光伏模块；120、市电模块；130、储能模块；140、控制器；150、信号采集模块；151、光伏检测模块；152、电压检测模块；153、电流检测模块；160、充电切换模块；170、供电切换模块。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

在一个实施例中，如图1所示，提供一种光伏式电池管理系统，包括：光伏模块110、市电模块120、储能模块130、控制器140、信号采集模块150与充电切换模块160，市电模块120连接负载；信号采集模块150连接光伏模块110、市电模块120、储能模块130以及控制器140，用于采集光伏模块110的辐照量、市电模块120的电流以及储能模块130的电压，发送至控制器140；充电切换模块160连接光伏模块110、市电模块120以及储能模块130，控制器140连接充电切换模块160，用于根据辐照量、电流以及电压，切换光伏模块110或市电模块120对储能模块130进行充电。

光伏模块110为能将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换为电能输出的装置。光伏模块110通过充电切换模块160连接至储能模块130，用于采集太阳能转换成电能给储能模块130充电。在一个实施例中，光伏模块110为太阳能光伏板，可选地，太阳能光伏板具体类型并不唯一，可为晶体硅电池板，也可为非晶硅电池板，还可为化学染料电池板或者柔性太阳能电池，可根据实际情况选择，本实施例不以为限定。

市电模块120包括市电、整流器以及直流母线，整流器的输入侧连接市电，整流器的输出侧连接直流母线的输入侧，直流母线的输出侧连接负载，用于将220V的市电整流成符合标准的供电电压通过直流母线提供给负载供电。此外，直流母线还通过充电切换模块160连接至储能模块130，用于在太阳能光伏板的辐照量不足时，采用市电直接给储能模块130充电。

储能模块130为能储存电能的装置，可以作为市电的备用电源，在电网负荷高或断电的情况下输出能量至负载保证其正常运行。可选地，储能模块130可为蓄电池、锂电池、充电电容电感或其他可储能元件，本实施例不做此限定。

具体地，光伏模块110与市电模块110的输出侧连接充电切换模块150的输入侧，充电切换模块150的输出侧连接储能模块130，信号采集模块150的输入侧分别连接光伏模块110、市电模块120和储能模块130，信号采集模块150的输出侧连接控制器140，充电切换模块150的控制侧连接控制器140。

进一步地，控制器140可根据预设辐照量与第二预设电压，与信号采集模块150采集的光伏模块110的辐照量以及储能模块130的电压，控制光伏模块110或市电模块120给储能模块130进行充电。其中，预设辐照量为光伏模块110的表面所接收到的太阳能的最低辐射能量，此时，光伏模块110输出的电能最低。预设辐照量的取值并不唯一，可根据实际采用的光伏模块110的参数进行设定。其中，可针对储能模块130设置第一预设电压和第二预设电压。第一预设电压为储能模块130在充电时能达到的最高电压阈值，第二预设电压为储能模块130的最低电压阈值，第一预设电压大于第二预设电压。第二预设电压的取值并不唯一，可根据储能模块130的选型进行参考设定。当储能模块130的电压小于第二预设电压时，表示此时储能模块130存储的电能最低，需要进行充电。当辐照量大于预设辐照量时，控制器140控制充电切换模块150持续采用光伏模块110给储能模块130进行充电，当辐照量小于预设辐照量时，控制器140控制充电切换模块150切换为市电模块120给储能模块130进行充电。

此外，控制器140还可根据第一预设电压与实际采集的储能模块130的电压控制停止对储能模块130进行充电。第一预设电压的取值并不唯一，可根据储能模块130的选型进行参考设定，本实施例不以此为限定。具体地，如储能模块130正在采用市电模块120进行充电，且储能模块130的电压大于第一预设电压时，控制器140控制充电切换模块150切断市电模块120与储能模块130的充电回路，停止对储能模块130进行充电。如储能模块130正在采用光伏模块110进行充电，且储能模块130的电压大于第一预设电压时，控制器140控制充电切换模块150切断光伏模块110与储能模块130的充电回路，停止对储能模块130进行充电。

可选地，控制器140可以是包含各类控制芯片及其外围电路的控制器件，也可以是包含逻辑器件的控制装置。该控制芯片可以是MCU(Microcontroller Unit，单片机)芯片，也可以是FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片，还可以是其他类型可实现控制功能的芯片，本实施例不以此为限定。

上述光伏式电池管理系统，控制器140根据光伏模块110的辐照量和储能模块130的电压，控制优先通过光伏模块110为储能模块130充电，在光伏模块110辐照量不足时再采用市电模块120充电，减少了市电的使用，更利于节能环保，同时确保了储能模块130的电量，在利用储能模块130给负载供电时可确保持续为负载进行供电，有效地保障了负载的正常工作。

在一个实施例中，如图1所示，光伏式电池管理系统还包括供电切换模块170，供电切换模块170连接控制器140以及储能模块130，控制器170还用于根据电流判断市电模块120断电时，通过供电切换模块170控制储能模块130给负载进行供电。

具体地，供电切换模块170的输入侧连接储能模块130，输出侧连接负载，控制侧连接控制器140。当市电模块120的电流小于零时，控制器140判断此时市电模块120已断电，无法继续为负载供电，控制供电切换模块170导通，将储能模块130的电能输送至负载进行供电。在持续供电一段时间后，当信号采集模块150实时采集的市电模块120的电流大于零，可以进行供电时，控制器140控制供电切换模块170断开，停止将储能模块130的电能输送至负载。

进一步地，当储能模块130的电压小于第二预设电压时，控制器140判断储能模块130的电量已经小于最低电压阈值，处于需要进行充电的状态，无法继续为负载供电。此时，控制器140控制供电切换模块170断开，停止将储能模块130的电能输送至负载，并控制充电切换模块160采用光伏模块110为储能模块130进行充电。

在本实施例中，储能模块130可以作为市电模块120的备用电源，在市电模块120断电时，持续为负载进行供电，有效地保障了负载的正常工作。

在一个实施例中，如图1所示，储能模块130包括两个以上的储能单元，信号采集模块150连接包括光伏检测模块151、电压检测模块152以及电流检测模块153，电压检测模153的数量与储能单元的数量一致，光伏检测模块151、各电压检测模块152以及电流检测模块153均连接控制器140，光伏检测模块151还连接光伏模块110，电流检测模块153还连接市电模块120，各电压检测模块152对应连接一个储能单元。

光伏检测模块151为能检测太阳能光伏板的辐照量的仪表，可选的，可为太阳能辐照计，也可为太阳能辐射功率表，本实施例不以此为限定。光伏检测模块151的输入侧连接光伏模块110，输出侧连接控制器140，用于实时检测光伏模块110的辐照量并发送至控制器140作为控制储能模块130充电的判断依据。

电压检测模块152为能检测电压值的仪表或装置，可选地，可为电压变送器、电压传感器以及放大器等，本实施例不以此为限定。电压检测模块152的数量与储能单元的数量一致，各电压检测模块152的输入侧对应连接一个储能单元，输出侧连接控制器140，用于实时检测各储能单元的电压并发送至控制器140作为控制储能单元进行充电及供电的判断依据。

电流检测模块153为能检测电流值的仪表或装置，可选地，可为电流变送器、电流传感器以及电流互感器等，本实施例不以此为限定。电流检测模块153的输入侧连接市电模块120，输出侧连接控制器140，用于实时检测市电模块120的电流并发送至控制器140作为控制储能模块130是否负载进行供电的判断依据。

在本实施例中，采用光伏检测模块151、电压检测模块152以及电流检测模块153对光伏模块110、市电模块120和储能模块130进行数据采集并发送至控制器140，为控制储能模块130的充放电提供判断依据。

在一个实施例中，如图1所示，充电切换模块160包括充电模式切换装置与电池管理装置，充电模式切换装置连接市电模块120、光伏模块110、电池管理装置与控制器140，电池管理装置连接控制器140与各储能单元。

具体地，充电模式切换装置为可切换市电模块120或光伏模块110对储能模块进行供电的开关元件，可选地，可为继电器、交流接触器、晶体管或其他可控开关元件。充电模式切换装置的控制端连接控制器140，光伏模块110与市电模块120连接充电模式切换装置的开关的一侧，开关的另一侧均连接至电池管理装置。可选的，开关可以是两对相反状态的触点，或者单刀多掷的开关，或者还可以是晶体管的两端。

电池管理装置为连接各储能单元并对各储能单元进行保护与管理的装置。在一个实施例中，电池管理装置为SH366000AX芯片，SH366000AX芯片的输入端连接充电切换装置，接收来自光伏模块110或市电模块120的电能，SH366000AX芯片可提供恒流/恒压模式对各储能单元进行充电管理，还能基于当前的充电电压、电流判断各储能单元是否发生了过充、过放、过温、过流等不安全状态，并通过其通信接口连接至控制器140并将上述不安全状态进行反馈，采用控制器140切断各储能单元的充放电回路。

进一步地，控制器140可根据各储能单元的电压与第二预设电压，控制光伏模块110或市电模块120给各储能单元进行充电。当各储能单元的电压中有小于第二预设电压的电压时，表示此时存在储能单元存储的电能已经无法为负载进行供电，需要进行充电。在辐照量大于预设辐照量时，控制器140控制充电模式切换装置切换成光伏模块110通过电池管理装置给需要充电的储能单元进行充电，当辐照量小于预设辐照量时，控制器140控制充电模式切换装置切换成市电模块120通过电池管理装置给需要充电的储能单元进行充电。

此外，控制器140还可根据第一预设电压与各储能单元的电压控制停止对储能单元进行充电。如正在采用市电模块120进行充电，且正在充电的储能单元中有电压大于第一预设电压时，控制器140控制充电模式切换装置切断市电模块120与该储能单元的充电回路，停止对该储能单元进行充电。采用光伏模块110进行充电时也采用同样的判断逻辑，不在此赘述。

在本实施例中，采用控制器140控制充电模式切换装置与电池管理装置对各储能单元的充电回路进行有效管理与保护，保证各储能单元能持续为负载进行供电，有效地保障了负载的正常工作。

进一步地，在通过储能模块130对负载供电时，可以是只选择一个储能单元进行供电，也可以是同时利用多个储能单元进行供电。此外，如果的单个储能单元无法满足负载的供电需求时，还可通过调节供电切换模块170，以使按照各储能单元的电压从大到小依次通过导通其对应的分切换装置将其储存的电能输送至负载进行供电，直至满足负载的供电需求。

在一个实施例中，如图1所示，供电切换模块170包括总切换装置与分切换装置，分切换装置的数量与储能单元的数量一致，总切换装置连接控制器、各分切换装置与负载，各分切换装置均连接控制器140，还对应连接一个储能单元。

具体地，总切换装置与分切换装置均为控制各储能单元是否对负载进行供电的开关元件，可选地，可为继电器、交流接触器、晶体管或其他可控开关元件。分切换装置的输入侧连接各储能单元，输出侧连接总切换装置的输入侧，用于控制各储能单元中给负载进行供电的数量，该数量的取值并不唯一，可根据负载的供电需求与各储能单元的电压确定。总切换装置的输出侧连接负载，用于在市电模块120断电的情况下，导通让各储能单元给负载进行供电。

进一步地，当控制器140接收到市电模块120的电流小于零时，控制总切换装置导通并判断各储能单元的电压，将其中电压最大的储能单元对应的分切换装置导通，将其储存的电能输送至负载进行供电。在持续供电一段时间后，当信号采集模块150实时采集的市电模块120的电流大于零，可以进行供电时，控制器140控制总切换装置与各分切换装置均断开，停止将各储能单元的电能输送至负载。

进一步地，当储能单元的电压有小于第二预设电压的电压时，控制器140判断对应的储能单元的电量已经小于最低电压阈值，处于需要进行充电的状态，无法继续为负载供电。此时，控制器140控制该储能单元对应的分切换装置断开，停止将该储能单元的电能输送至负载，并控制充电切换模块160采用光伏模块110为该储能单元进行充电。同时，控制装置140还从其他电压大于第二预设电压的储能单元中再选择最大电压的储能单元给负载供电。

在本实施例中，各储能单元作为市电模块120的备用电源，在市电模块120断电时，持续为负载进行供电，有效地保障了负载的正常工作。

在一个实施例中，光伏式电池管理系统还包括无线传输模块，控制器通过无线传输模块连接控制中心服务器。具体地，无线传输模块连接控制器并获取信号采集模块150采集的辐照量、电压与电流数据，各储能单元的充放电时间、事件以及各储能单元是否发生了过充、过放、过温、过流等不安全状态，再将以上数据发送至控制中心服务器进行数据监测及储存。可选的，无线传输模块可以是蓝牙模块、wifi模块或3G/4G/5G模块等。在本实施例中，通过增加无线传输模块与控制中心服务器进行通讯，能使技术人员能在远程实时监控各储能单元的充放电情况。

在一个实施例中，如图2所示，还提供一种光伏式电池管理方法，其应用于如上述的光伏式电池管理系统，包括：

步骤S110：获取光伏模块的辐照量、市电模块的电流以及储能模块的电压。

具体地，信号采集模块的输入侧连接光伏模块、市电模块和储能模块并实时获取其辐照量、电流与电压，信号采集模块的输出侧连接控制器并将实时获取的辐照量、电流与电压发送至控制器。

步骤S120：根据辐照量、电流以及电压，切换光伏模块或市电模块对储能模块进行充电。

具体地，控制器可根据预设辐照量与第二预设电压，与信号采集模块发送的光伏模块的辐照量以及储能模块的电压，控制光伏模块或市电模块给储能模块进行充电。当储能模块的电压小于第二预设电压时，表示此时储能模块存储的电能最低，需要进行充电。当辐照量大于预设辐照量时，控制器控制充电切换模块持续采用光伏模块给储能模块进行充电，当辐照量小于预设辐照量时，控制器控制充电切换模块切换为市电模块给储能模块进行充电。

在一个实施例中，如图2所示，在步骤S120之后，还包括：

步骤S130：当储能模块的电压大于第一预设电压时，停止对储能模块充电。

具体地，控制器还可根据第一预设电压与实际采集的储能模块的电压控制停止对储能模块进行充电。如储能模块正在采用市电模块进行充电，且储能模块的电压大于第一预设电压时，控制器控制充电切换模块切断市电模块与储能模块的充电回路，停止对储能模块进行充电。如储能模块正在采用光伏模块进行充电，且储能模块的电压大于第一预设电压时，控制器控制充电切换模块切断光伏模块与储能模块的充电回路，停止对储能模块进行充电。

在一个实施例中，如图3所示，储能模块包括两个以上的储能单元，步骤S120包括步骤S121～S125：

步骤S121：判断对各储能单元采集得到的电压中是否有小于第二预设电压的电压。

具体地，控制器可根据各储能单元的电压与第二预设电压比较，得出是否有电量小于最低电压阈值的储能单元，以使控制器控制光伏模块或市电模块给该储能单元进行充电。

步骤S122：若没有电压小于第二预设电压，则各储能单元电量充足无需充电。

具体地，若各储能单元中没有小于第二预设电压的电压时，则各储能单元均无需进行充电。

步骤S123：若存在电压小于第二预设电压，则判断辐照量是否大于预设辐照量。

具体地，当各储能单元的电压中有小于第二预设电压的电压时，表示此时存在储能单元存储的电能已经无法为负载进行供电，需要进行充电。则根据信号采集模块采集的光伏模块的辐照量与预设辐照量判断是否采用光伏模块进行充电。

步骤S124：若是，控制光伏模块为小于第二预设电压的储能单元进行充电。

具体地，在辐照量大于预设辐照量时，控制器控制充电模式切换装置切换成光伏模块通过电池管理装置给小于第二预设电压的储能单元进行充电。

步骤S125：若否，则控制市电模块为小于第二预设电压的储能单元进行充电。

具体地，当辐照量小于预设辐照量时，控制器控制充电模式切换装置切换成市电模块通过电池管理装置给小于第二预设电压的储能单元进行充电。

在一个实施例中，如图4所示，在步骤S110之后，还包括步骤S140：当电流小于零时，控制供电切换模块导通，利用储能模块为负载进行供电。

具体地，步骤S140可在步骤S120与S130之后，也可在步骤S120与S130之前。当控制器接收到市电模块的电流小于零时，控制总切换装置导通并判断各储能单元的电压，将其中电压最大的储能单元对应的分切换装置导通，将其储存的电能输送至负载进行供电。如果的单个储能单元无法满足负载的供电需求时，可按照各储能单元的电压从大到小依次通过导通其对应的分切换装置将其储存的电能输送至负载进行供电，直至满足负载的供电需求。在持续供电一段时间后，当信号采集模块实时采集的市电模块的电流大于零，可以进行供电时，控制器控制总切换装置与各分切换装置均断开，停止将各储能单元的电能输送至负载。

进一步地，当储能单元的电压有小于第二预设电压的电压时，控制器判断对应的储能单元的电量已经小于最低电压阈值，处于需要进行充电的状态，无法继续为负载供电。此时，控制器控制该储能单元对应的分切换装置断开，停止将该储能单元的电能输送至负载，并控制充电切换模块采用光伏模块为该储能单元进行充电。

可以理解，关于光伏式电池管理方法的具体限定可以参见上文中对于光伏式电池管理系统的限定，在此不再赘述。

上述光伏式电池管理方法，控制器根据光伏模块的辐照量和储能模块的电压，控制光伏模块或市电模块持续为储能模块充电，确保储能模块的电量，在利用储能模块给负载供电时可确保持续为负载进行供电，有效地保障了负载的正常工作。

在一个实施例中，如图5所示，提供一种光伏式电池管理方法，包括步骤S101～S109。

步骤S101：获取直流母线的电流。

步骤S102：判断直流母线的电流是否大于零，获得第一判断结果。

步骤S103：若第一判断结果表示是，则控制供电切换模块断开，直流母线为负载供电，并获取每个电池模块的第一电压和光伏模块的第一辐照量。

其中，各储能单元对应为一个电池模块。

步骤S104：当至少有一个电池模块的第一电压低于最低电压阈值时，判断第一辐照量是否高于最低辐照阈值，获得第二判断结果。

步骤S105：若第二判断结果表示是，则控制光伏模块为电压低于最低电压阈值的电池模块充电。

步骤S106：若第二判断结果表示否，则控制直流母线为电压低于最低电压阈值的电池模块充电。

进一步地，在步骤S102之后，还包括：

步骤S107：若第一判断结果表示否，则控制供电切换模块闭合，并控制电池模块依次为负载供电。

其中，电池模块选取电压高于最低电压阈值中，从大到小的顺序依次为负载供电。

步骤S108：获取每个电池模块的第二电压和光伏模块的第二辐照量；

步骤S109：当至少有一个电池模块的第二电压低于最低电压阈值且第二辐照量不低于最低辐照阈值时，控制光伏模块为电压低于最低电压阈值的电池模块充电。

在本实施例中，控制器根据光伏模块的辐照量、直流母线的电流与各电池模块的电压，控制光伏模块或直流母线持续为电池模块充电，确保储能模块的电量，然后再利用电池模块在直流母线失电时，按照其电压从大到小依次给负载供电，有效地保障了负载的正常工作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光伏式电池管理系统，其特征在于，包括：光伏模块、市电模块、储能模块、控制器、信号采集模块与充电切换模块，所述市电模块连接负载；

所述信号采集模块连接所述光伏模块、所述市电模块、所述储能模块以及所述控制器，用于采集所述光伏模块的辐照量、所述市电模块的电流以及所述储能模块的电压，发送至所述控制器；

所述充电切换模块连接所述光伏模块、所述市电模块以及所述储能模块，所述控制器连接所述充电切换模块，用于根据所述辐照量、所述电流以及所述电压，切换所述光伏模块或所述市电模块对所述储能模块进行充电。

2.根据权利要求1所述的光伏式电池管理系统，其特征在于，还包括供电切换模块，所述供电切换模块连接所述控制器以及所述储能模块，所述控制器还用于根据所述电流判断所述市电模块断电时，通过所述供电切换模块控制所述储能模块给所述负载进行供电。

3.根据权利要求2所述的光伏式电池管理系统，其特征在于，所述储能模块包括两个以上的储能单元，所述信号采集模块包括光伏检测模块、电压检测模块以及电流检测模块，所述电压检测模块的数量与所述储能单元的数量一致，所述光伏检测模块、各所述电压检测模块以及所述电流检测模块均连接所述控制器，所述光伏检测模块还连接所述光伏模块，所述电流检测模块还连接所述市电模块，各所述电压检测模块还对应连接一个所述储能单元。

4.根据权利要求3所述的光伏式电池管理系统，其特征在于，所述充电切换模块包括充电模式切换装置与电池管理装置，所述充电模式切换装置连接所述市电模块、所述光伏模块、所述电池管理装置与所述控制器，所述电池管理装置连接所述控制器与各所述储能单元。

5.根据权利要求4所述的光伏式电池管理系统，其特征在于，所述供电切换模块包括总切换装置与分切换装置，所述分切换装置的数量与所述储能单元的数量一致，所述总切换装置连接所述控制器、各分切换装置与所述负载，各所述分切换装置均连接所述控制器，还对应连接一个所述储能单元。

6.根据权利要求1-5所述的光伏式电池管理系统，其特征在于，还包括无线传输模块，所述控制器通过所述无线传输模块连接控制中心服务器。

7.一种光伏式电池管理方法，其应用于如权利要求1-6中任意一项所述的光伏式电池管理系统，其特征在于，包括：

获取光伏模块的辐照量、市电模块的电流以及储能模块的电压；

根据所述辐照量、所述电流以及所述电压，切换所述光伏模块或所述市电模块对所述储能模块进行充电。

8.根据权利要求7所述的光伏式电池管理方法，其特征在于，所述切换所述光伏模块或所述市电模块对所述储能模块进行充电之后，还包括：

当所述储能模块的电压大于第一预设电压时，停止对所述储能模块充电。

9.根据权利要求7所述的光伏式电池管理方法，其特征在于，所述储能模块包括两个以上的储能单元；根据所述辐照量、所述电流以及所述电压，切换所述光伏模块或所述市电模块对所述储能模块进行充电，包括：

判断对各所述储能单元采集得到的电压中是否有小于第二预设电压的电压；

若没有电压小于所述第二预设电压，则各所述储能单元电量充足无需充电；

若存在电压小于所述第二预设电压，则判断所述辐照量是否大于预设辐照量；

若是，控制所述光伏模块为小于所述第二预设电压的储能单元进行充电；

若否，则控制所述市电模块为所述小于所述第二预设电压的储能单元进行充电。

10.根据权利要求7所述的光伏式电池管理方法，其特征在于，所述获取光伏模块的辐照量、市电模块的电流以及储能模块的电压之后，还包括：

当所述电流小于零时，控制供电切换模块导通，利用所述储能模块为负载进行供电。

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