CN113595214A - 一种蓄电池光伏充电电流控制系统 - Google Patents

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谢晗
谢珍贵
张瑞芬
黄谊福
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Abstract

一种蓄电池光伏充电电流控制系统，它涉及一种充电电流控制系统。它包含光伏电池板，光伏电池板上连接有充电控制装置，充电控制装置上连接有蓄电池，所述的充电控制装置包含控制电路，控制电路的一进口端上连接有第一电压检测模块，第一电压检测模块上的进口端连接着光伏电池板，控制电路的出口端连接有PWM电路，PWM电路的出口端连接有变换器，所述的光伏电池板通过升降压电路与蓄电池连接，所述的控制电路的另一进口端上连接有第二电压检测模块、电源模块、采集模块和报警模块，第二电压检测模块、电源模块、采集模块和报警模块的进口端分别连接至蓄电池的出口端。本发明具有充电模式电流可控和充电效率高的特点。

Description

一种蓄电池光伏充电电流控制系统
技术领域
本发明涉及蓄电池充电技术领域，具体涉及一种蓄电池光伏充电电流控制系统。
背景技术
针对能源短缺和环境污染等问题的日益突出，国家正大力发展太阳能、风能等可再生能源，新能源的开发应用大都是把太阳能、风能等绿色、可再生能源转化为电能。由于太阳能、风能等受自然环境和气候条件的影响较大，输出的能量具有不稳定性。因而，在新能源发电系统中，一般都配有储能装置。在光伏系统中，蓄电池由于具有可循环充电、成本低廉、使用安全、无污染等优点，因而被广泛用作系统的储能装置。在夜晚或者太阳能不足的情况下，光伏电池板不能提供足够电量时，蓄电池可以补充负载所需的电能；当太阳能充足时，蓄电池又能储存光伏阵列多余的电能。蓄电池作为储能装置在独立光伏发电系统中具有重要的地位，蓄电池的性能和寿命对系统运行的可靠性和稳定性有着非常大的影响。
蓄电池在实际应用中遇到的最大问题是其使用寿命远远达不到设计寿命，这不但影响了电力系统的可靠性，而且还造成了重大的经济损失。蓄电池的使用寿命由多方面的因素决定，包括蓄电池本身的物理性能、使用环境、监控管理方式和充放电制度等。通过对过早失效的蓄电池进行统计及分析发现，大部分都是由于充放电控制不合理而造成的。因此，要提高蓄电池的寿命，最重要的是使用合理的充电方法对蓄电池进行充电。
当前传统的通过光伏电池板对蓄电池进行充电其存在着充电方法单一的问题，无法根据蓄电池的荷电状态和充电电流状况进行调整充电模式，而且也没有对蓄电池充电过程进行有效监测和保护，因而始终存在着充电效率偏低的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种蓄电池光伏充电电流控制系统,它通过光伏电池板将太阳能转换为电能，然后通过充电控制装置中的蓄电池的充电过程中的电流和电压进行实时的监测，并通过报警模块来对充电故障进行提示，通过显示模块将充电的相关信息显示出来，其具有充电模式电流可控和充电效率高的特点。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案是：一种蓄电池光伏充电电流控制系统，它包含光伏电池板1，光伏电池板1上连接有充电控制装置2，充电控制装置2上连接有蓄电池3，所述的充电控制装置2包含控制电路21，控制电路21的一进口端上连接有第一电压检测模块22，第一电压检测模块22上的进口端连接着光伏电池板1，控制电路21的出口端连接有PWM电路24，PWM电路24的出口端连接有变换器23，所述的光伏电池板1通过升降压电路23与蓄电池3连接，所述的控制电路21的另一进口端上连接有第二电压检测模块26、电源模块27、采集模块28和报警模块29，第二电压检测模块26、电源模块27、采集模块28和报警模块29的进口端分别连接至蓄电池3的出口端。
进一步的，所述的控制电路21上连接有显示模块25。
进一步的，所述的采集模块28包含电流采集单元和温度采集单元。
本发明的工作原理：
本发明通过光伏电池板1将太阳能转换为电能，其光伏电池板输出的电压值通过第一电压检测模块22检测其电压，同时输出的电能通过充电控制装置2的转换，将其电压转换为可对蓄电池3进行充电的电压，在蓄电池3的输出端上连接着第二电压检测模块26，其用于检测蓄电池3的电压，同时蓄电池3通过电源模块27的转换为可供控制电路21所用的电源，在蓄电池3与控制电路21之间通过设置采集模块28，通过采集模块28采集在充电过程中的电流和温度，在蓄电池3与控制电路21之间通过设置报警模块29，通过报警模块29使得当出现充电故障使，可通过声光报警的方式进行提醒。
本发明的工作流程为，首先对系统进行初始化，然后通过第一电压检测模块22和第二电压检测模块26分别采集光伏电池板1和蓄电池3的电压值，并通过显示模块25显示，之后通过控制电路21得到蓄电池3的荷电状态数值SOC，当SOC小于0.5时，控制电路21启动充电重新通过光伏电池板1对蓄电池3进行充电。
其中充电流程为，首先将蓄电池3的电压值比较充电阈值进行比较，当蓄电池3的电压值小于充电阈值的最小值时，控制电路21通过PWM电路24输出恒定的电流对蓄电池3进行充电，而当充电到一定程度，此时蓄电池3的电压值介于充电阈值的最小值与最大值之间，控制电路21通过PWM电路24输出恒定的电压对蓄电池3进行充电，而当蓄电池3的电压值大于充电阈值的最大值时，则控制电路21通过调整PWM电路24输出的占空比对蓄电池3进行浮充电，最后当蓄电池3的SOC值为1时，停止对对蓄电池3充电。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：
1、本发明通过光伏电池板将太阳能转换为电能，然后通过充电控制装置中的蓄电池的充电过程中的电流和电压进行实时的监测，并通过报警模块来对充电故障进行提示，通过显示模块将充电的相关信息显示出来，该系统具有充电自动化水平高和人机交互功能强的特点；
2、本发明通过控制电路驱动PWM电路的方式，并根据蓄电池不同的电压水平选择不同的充电模式，进而使得该充电模式电流可控，充电效率高，从而延长了蓄电池的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的系统示意图。
图2是本实施例的系统示意图。
附图标记说明：光伏电池板1、充电控制装置2、控制电路21、第一电压检测模块22、变换器23、PWM电路24、显示模块25、第二电压检测模块26、电源模块27、采集模块28、报警模块29、蓄电池3。
具体实施方式
参看图1-图2所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含光伏电池板1，光伏电池板1功率为12KW，光伏电池板1上连接有充电控制装置2，充电控制装置2上连接有蓄电池3，蓄电池3为12V的铅酸蓄电池，所述的充电控制装置2包含控制电路21，控制电路21采用单片机，控制电路21的一进口端上连接有第一电压检测模块22，第一电压检测模块22上的进口端连接着光伏电池板1，控制电路21的出口端连接有PWM电路24，PWM电路24的出口端连接有变换器23，所述的光伏电池板1通过升降压电路23与蓄电池3连接，所述的控制电路21的另一进口端上连接有第二电压检测模块26、电源模块27、采集模块28和报警模块29，第二电压检测模块26、电源模块27、采集模块28和报警模块29的进口端分别连接至蓄电池3的出口端。
所述的控制电路21上连接有显示模块25，显示模块25为LED显示，且通过串口通信线与控制电路21连接。
所述的采集模块28包含电流采集单元和温度采集单元，分别用于采集充电过程中的电流和充电过程中引起的温度情况。
本实施例通过光伏电池板1将太阳能转换为电能，其光伏电池板输出的电压值通过第一电压检测模块22检测其电压，同时输出的电能通过充电控制装置2的转换，将其电压转换为可对蓄电池3进行充电的电压，在蓄电池3的输出端上连接着第二电压检测模块26，其用于检测蓄电池3的电压，同时蓄电池3通过电源模块27的转换为可供控制电路21所用的电源，在蓄电池3与控制电路21之间通过设置采集模块28，通过采集模块28采集在充电过程中的电流和温度，在蓄电池3与控制电路21之间通过设置报警模块29，通过报警模块29使得当出现充电故障使，可通过声光报警的方式进行提醒，参见附图2。
本实施例的工作流程为，首先对系统进行初始化，然后通过第一电压检测模块22和第二电压检测模块26分别采集光伏电池板1和蓄电池3的电压值，并通过显示模块25显示，之后通过控制电路21得到蓄电池3的荷电状态数值SOC，当SOC小于0.5时，控制电路21启动充电重新通过光伏电池板1对蓄电池3进行充电。
其中充电流程为，首先将蓄电池3的电压值比较充电阈值进行比较，当蓄电池3的电压值小于充电阈值的最小值11.91V时，控制电路21通过PWM电路24输出恒定的电流对蓄电池3进行充电，而当充电到一定程度，此时蓄电池3的电压值介于充电阈值的最小值11.91与最大值12.88V之间，控制电路21通过PWM电路24输出恒定的电压对蓄电池3进行充电，而当蓄电池3的电压值大于充电阈值的最大值12.88V时，则控制电路21通过调整PWM电路24输出的占空比对蓄电池3进行浮充电，最后当蓄电池3的SOC值为1时，停止对对蓄电池3充电。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种蓄电池光伏充电电流控制系统，其特征在于：它包含光伏电池板(1)，光伏电池板(1)上连接有充电控制装置(2)，充电控制装置(2)上连接有蓄电池(3)，所述的充电控制装置(2)包含控制电路(21)，控制电路(21)的一进口端上连接有第一电压检测模块(22)，第一电压检测模块(22)上的进口端连接着光伏电池板(1)，控制电路(21)的出口端连接有PWM电路(24)，PWM电路(24)的出口端连接有变换器(23)，所述的光伏电池板(1)通过升降压电路(23)与蓄电池(3)连接，所述的控制电路(21)的另一进口端上连接有第二电压检测模块(26)、电源模块(27)、采集模块(28)和报警模块(29)，第二电压检测模块(26)、电源模块(27)、采集模块(28)和报警模块(29)的进口端分别连接至蓄电池(3)的出口端。
2.根据权利要求1所述的一种蓄电池光伏充电电流控制系统，其特征在于：所述的控制电路(21)上连接有显示模块(25)。
3.根据权利要求1所述的一种蓄电池光伏充电电流控制系统，其特征在于：所述的采集模块(28)包含电流采集单元和温度采集单元。
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CN117879117A (zh) * 2024-03-11 2024-04-12 南京欧陆电气股份有限公司 一种蓄电池充电控制系统及其控制方法
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