CN115117996B - 充电控制器、充电控制器的控制方法和车辆 - Google Patents

充电控制器、充电控制器的控制方法和车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN115117996B
CN115117996B CN202211010659.6A CN202211010659A CN115117996B CN 115117996 B CN115117996 B CN 115117996B CN 202211010659 A CN202211010659 A CN 202211010659A CN 115117996 B CN115117996 B CN 115117996B
Authority
CN
China
Prior art keywords
conversion unit
power conversion
energy storage
power
charge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211010659.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115117996A (zh
Inventor
黄成成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
If New Energy Technology Jiangsu Co ltd
Original Assignee
If New Energy Technology Jiangsu Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by If New Energy Technology Jiangsu Co ltd filed Critical If New Energy Technology Jiangsu Co ltd
Priority to CN202211010659.6A priority Critical patent/CN115117996B/zh
Publication of CN115117996A publication Critical patent/CN115117996A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115117996B publication Critical patent/CN115117996B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/51Photovoltaic means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/20Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules having different nominal voltages
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/441Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with provisions for charging different types of batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Abstract

本申请涉及一种充电控制器、充电控制器的控制方法和车辆。所述充电控制器包括:第一电力变换单元,用于将所述光伏组件产生的电力提供给所述第一储能组件;第二电力变换单元,用于将所述光伏组件产生的电力提供给所述第二储能组件,其中,所述第一储能组件和所述第二储能组件的额定电压不同;控制单元,用于获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数和/或所述第二电力变换单元输出的第二电力参数,并根据所述第一电力参数和/或所述第二电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式。采用本申请的充电控制器能够实现对两个电压不同的储能组件同时进行充电,且控制策略简单。

Description

充电控制器、充电控制器的控制方法和车辆
技术领域
本公开涉及新能源技术领域,特别是涉及一种充电控制器、充电控制器的控制方法和车辆。
背景技术
现有的光伏充电控制器大部分是单通道的,利用充电控制器可以将光伏组件发出的电能储存在电池中。但是随着汽车行业双发发电机的兴起以及用户对储能电池不同系统电压的需求,出现了越来越多的不同电压平台的应用场景,因此能够实现对双电池充电的控制器的重要性也逐步体现。
当需要对两个电池系统进行充电时,在一些可能的实现方式中,可以通过两个单通道充电控制器分别对两个电池系统进行充电;也可以在传统的单通道充电控制方案中,以一个带有充电回路的电池系统作为输入源,再通过另一个充电回路对另一个电池系统进行充电。然而,第一种实现方式需要用到两个充电控制器,用户使用成本过高;第二种实现方式中,两个串联的充电回路导致充电效率较低,且两个充电回路的解耦性不高,控制策略往往较为复杂。
前面的叙述在于提供一般的背景信息,并不一定构成现有技术。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种控制方式简单且充电效率较高的充电控制器、充电控制器的控制方法和车辆。
为此,本申请的一个方面,提供一种充电控制器,所述充电控制器包括:
第一电力变换单元,与光伏组件和第一储能组件电性连接,用于将所述光伏组件产生的电力提供给所述第一储能组件;
第二电力变换单元,与所述光伏组件和第二储能组件电性连接,用于将所述光伏组件产生的电力提供给所述第二储能组件,其中,所述第一储能组件和所述第二储能组件的额定电压不同;
控制单元,用于获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数,并根据所述第一电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述控制单元,用于获取所述第一电力变换单元输出的电力参数,并根据所述电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式,包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电流;
响应于所述第一输出电流小于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述控制单元还用于:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电压;
响应于所述第一输出电压大于或等于第一电压阈值,控制所述第一电力变换单元按照恒压模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电;和/或,
获取所述第一电力变换单元的第二输出电流;
响应于所述第二输出电流小于或等于第一电流阈值,控制所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述控制单元,用于获取所述第一电力变换单元输出的电力参数,并根据所述电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式,包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电流;
响应于所述第一输出电流大于或等于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照恒流模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述控制单元还用于:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电压;
响应于所述第一输出电压大于或等于第一电压阈值,控制所述第一电力变换单元按照恒压模式对所述第一储能组件进行充电;和/或,
获取所述第一电力变换单元的第二输出电流;
响应于所述第二输出电流小于或等于第一电流阈值,控制所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述控制单元还用于:
获取所述第二电力变换单元的第二输出电压;
响应于所述第二输出电压小于第三电压阈值,按照第一预设步长下调所述第一电力变换单元的输出电流;
继续获取所述第二电力变换单元的第三输出电压;
响应于所述第三输出电压小于所述第二输出电压,按照第二预设步长下调所述第一电力变换单元的输出电流;
或者,
响应于所述第三输出电压大于或等于第三电压阈值,按照第三预设步长上调所述第一电力变换单元的输出电流。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述控制单元还用于:
当接收到充电指令时,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述第一电力变换单元被设置为降压变换单元,所述第二电力变换单元被设置为升降压变换单元。
本申请的另一方面,提供一种充电控制器的控制方法,所述充电控制器包括:与光伏组件和第一储能组件电性连接的第一电力变换单元,以及与所述光伏组件和第二储能组件电性连接的第二电力变换单元,所述控制方法包括:
获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数;
根据所述第一电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数和/或所述第二电力变换单元输出的第二电力参数;根据所述第一电力参数和/或所述第二电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式,包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电流;
响应于所述第一输出电流小于第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述方法还包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电压;
响应于所述第一输出电压大于或等于第一电压阈值,控制所述第一电力变换单元按照恒压模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电;和/或,
获取所述第一电力变换单元的第二输出电流;
响应于所述第二输出电流小于或等于第一电流阈值,控制所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数和/或所述第二电力变换单元输出的第二电力参数;根据所述第一电力参数和/或所述第二电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式,包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电流;
响应于所述第一输出电流大于或等于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照恒流模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述方法还包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电压;
响应于所述第一输出电压大于或等于第一电压阈值,控制所述第一电力变换单元按照恒压模式对所述第一储能组件进行充电;和/或,
获取所述第一电力变换单元的第二输出电流;
响应于所述第二输出电流小于或等于第一电流阈值,控制所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述方法还包括:
获取所述第二电力变换单元的第二输出电压;
响应于所述第二输出电压小于第三电压阈值,按照第一预设步长下调所述第一电力变换单元的输出电流;
继续获取所述第二电力变换单元的第三输出电压;
响应于所述第三输出电压小于所述第二输出电压,按照第二预设步长下调所述第一电力变换单元的输出电流;
或者,
响应于所述第三输出电压大于或等于第三电压阈值,按照第三预设步长上调所述第一电力变换单元的输出电流。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述方法还包括:
当接收到充电指令时,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述第一电力变换单元被设置为降压变换单元,所述第二电力变换单元被设置为升降压变换单元。
本申请的另一方面,提供一种车辆,所述车辆包括光伏组件、第一储能组件、第二储能组件,以及如本申请上述实施例所述的充电控制器,所述充电控制器用于将所述光伏组件产生的电力提供给所述第一储能组件和/或所述第二储能组件。
本申请的另一方面,提供一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请实施例中任一项所述的方法的步骤。
本申请的另一方面,提供一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例中任一项所述的方法的步骤。
本申请的另一方面,提供一种计算机程序产品。所述计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例中任一项所述的方法的步骤。
本申请实施例,包括第一储能组件和第二储能组件两个额定电压不同的储能组件,且分别与第一电力变换单元和第二电力变换单元电性连接,控制单元根据第一电力变换单元输出的第一电力参数对第一电力变换单元和第二电力变换单元的工作模式进行调整,实现了同时对第一储能组件和第二储能组件进行充电,且充电回路简单,降低了电力损耗,充电效率高;第一电力变换单元和第二电力变换单元相互独立,可分别进行充电控制,无需复杂的控制策略,控制方法简单。
提供上述发明内容以简化形式介绍一些概念,这些概念将在下面的具体实施方式中进一步详细描述。上述发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。本申请所要求保护的主题不限于解决背景技术中指出的任何或所有缺点的实施方式。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,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。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
图1为一个实施例中充电控制器的应用场景结构示意图;
图2为一个实施例中充电控制器的结构示意图;
图3为一个实施例中充电控制器的原理结构示意图;
图4为一个实施例中充电控制器的控制方法的流程示意图;
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。应当进一步理解,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。再者,本文中使用的术语“或”、“和/或”、“包括以下至少一个”等可被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。
应当理解,尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种参数或模块,但这些参数或模块不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的参数或模块彼此区分开。例如,在不脱离本文范围的情况下,第一参数也可以被称为第二参数,类似地,第二参数也可以被称为第一参数。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。此外,本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义,也可能具有不同含义,其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。
应该理解,虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
应当理解,此处所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的权利范围。
本申请提供的充电控制器适用于多种应用场景,如移动场景下的离网光储领域(用于对房车、游艇中的用电设备进行供电)、户用场景下的离并网光储领域等,具体可根据实际应用场景确定,在此不做限制。以下将以房车场景下的离网光储领域为例进行说明,对于其他应用场景基本类似,不再赘述。
在房车的电源系统中,存在双电池供电的情况,如采用启动电池为原车电源系统供电,采用生活电池为房车内的用电设备供电。由于房车使用环境和场景的特殊性,电能的储备尤为重要,因此用户通常会在房车上铺设太阳能组件来为启动电池和生活电池充电。然而,由于太阳能组件发电功率的不稳定性,给充电控制器的高效率控制提出了较大的挑战。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种充电控制器100,所述充电控制器包括:
第一电力变换单元120,与光伏组件110和第一储能组件130电性连接,用于将所述光伏组件110产生的电力提供给所述第一储能组件130;
在本实施例中,光伏组件一般指太阳能电池组件,是一种在暴露在阳光下能够产生电力的发电装置。通常情况下,用户可以根据用电设备的实际用电量需求、系统电压等级、光伏组件的发电效率等因素来选择合适功率的光伏组件。
本实施例中,第一电力变换单元分别与光伏组件和第一储能组件电性连接,光伏组件通过第一电力变换单元将产生的电力提供给第一储能组件。其中,第一电力变换单元的输入端为光伏组件,输出端为第一储能组件,第一电力变换单元的作用为将光伏组件输出的电流转换成能够给第一储能组件进行充电的电流。在一个示例中,第一电力变换单元被设置为直流-直流转换电路。在一个示例中,第一储能组件可以为蓄电池模组,如磷酸铁锂电池或者三元锂电池等。
第二电力变换单元140,与所述光伏组件110和第二储能组件150电性连接,用于将所述光伏组件110产生的电力提供给所述第二储能组件150,其中,所述第一储能组件130和所述第二储能组件150的额定电压不同。
本实施例中,第二电力变换单元分别与光伏组件和第二储能组件电性连接,光伏组件通过第二电力变换单元将产生的电力提供给第二储能组件。其中,第二电力变换单元的输入端为光伏组件,输出端为第二储能组件,第二电力变换单元的作用为将光伏组件输出的电流转换成能够给第二储能组件进行充电的电流。在一个示例中,第二电力变换单元被设置为直流-直流转换电路。在一个示例中,第二储能组件可以为蓄电池组。本实施例中,第一储能组件和第二储能组件的额定电压不同,即第一储能组件和第二储能组件所需要的充电电压也不同,光伏组件输出电流时,可以通过第一电力转换单元和第二电力转换单元给两个额定电压不同的储能组件充电。
控制单元160,用于获取所述第一电力变换单元120输出的第一电力参数,并根据所述第一电力参数调整所述第一电力变换单元120和所述第二电力变换单元140的工作模式。
本实施例中,充电控制器还包括控制单元,控制单元能够获取第一电力变换单元输出的电力参数,也能够获取第二电力变换单元输出的电力参数。其中,输出的电力参数可以包括但不限于电力变换单元的输出电流、输出电压等参数,电力参数也可以是根据获取到的电力变换单元的输出电流、输出电压而确定的输出功率等参数。根据获取到的电力参数,能够判断出光伏组件110此时的发电功率状态,进而针对性地对第一电力变换单元和第二电力变换单元的工作模式进行调整。其中,根据电力变换单元的作用可知,电力变换单元的工作模式不同,输出的电流电压也会不同,进而影响对第一储能组件和第二储能组件的充电情况。在一个示例中,第一储能组件和第二储能组件的额定电压不同,在根据电力参数对第一电力变换单元和第二电力变换单元的工作模式进行调整时的调整策略也不相同。
在一个示例中,针对具体的应用场景,第一储能组件和第二储能组件的充电优先级不同,控制单元进行调整时,会根据第一电力参数和预设的储能组件的充电优先级调整第一电力变换单元和第二电力变换单元的工作模式。例如,当应用场景为房车,第一储能组件和第二储能组件均为车辆供电,其中,第一储能组件作为启动电池,用于保证车辆的基础用电,如启动、行驶、行车照明等,第二储能组件作为生活电池,用于保证车辆的其他用电设备的用电需求,如车载冰箱、空调等,此时根据储能组件的功能作用不同,可以设置第一储能组件的充电优先级高于第二储能组件,以保证车辆的正常使用,提升用户的体验感。作为一个可选的实施方式,第一储能组件可以为12V的电池,第二储能组件可以为24V或48V的电池。
本实施例中,包括第一储能组件和第二储能组件两个额定电压不同的储能组件,且分别与第一电力变换单元和第二电力变换单元电性连接,控制单元根据第一电力变换单元输出的第一电力参数和/或第二电力变换单元输出的第二电力参数对第一电力变换单元和第二电力变换单元的工作模式进行调整,实现了同时对第一储能组件和第二储能组件进行充电,且充电回路简单,降低了电力损耗,充电效率高;第一电力变换单元和第二电力变换单元相互独立,可分别进行充电控制,无需复杂的控制策略,控制方法简单。
可选地,在一个实施例中,所述控制单元,用于获取所述第一电力变换单元输出的电力参数,并根据所述电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式,包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电流;
响应于所述第一输出电流小于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作。
具体地,最大功率点跟踪(Maximum power point tracking,简称MPPT)是常用在风力发电机及光伏太阳能系统的技术,目的是在不同情形下都可以得到最大的功率输出。在光伏发电系统中,使用最大功率点跟踪模式能够利用控制方法实时调整光伏组件的工作点,使之始终工作在最大功率点附近,以提高系统整体效率。
本实施例中,控制单元获取第一电力变换单元的电力参数,并根据获取到的电力参数对第一电力变换单元和第二电力变换单元的工作模式进行调整。本实施例中,第一电力变换单元的电力参数包括第一电力变换单元的第一输出电流。控制单元首先获取第一电力变换单元输出端输出的第一输出电流,判断第一输出电流是否小于第一储能组件的最大允许充电电流。其中,实际应用场景中,在对储能组件进行充电时,当充电电流过大时,可能会导致储能组件发热、功能失效,甚至会造成爆炸、燃烧等事故,因此,为了保证储能组件的正常使用,会对充电电流进行限制,设置最大允许充电电流,在进行充电时,充电电流不能大于最大允许充电电流。
在本实施例中,当第一输出电流小于第一储能组件的最大允许充电电流时,表明此时的光伏组件的发电功率较低,输出的电力可以在不影响第一储能组件正常使用的情况下全部供给第一储能组件,因此,控制单元控制第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对第一储能组件进行充电,以达到对第一储能组件的充电效率的最大化。此时,控制第二电力变换单元不工作,即将光伏组件输出的电力全部提供给第一储能组件,不对第二储能组件进行充电,如将第二电力变换单元中至少一开关管始终保持在关断状态。在一个示例中,设置第一储能组件的充电优先级大于第二储能组件,优先保证第一储能组件的供电。
本实施例中,在第一电力变换单元的输出电流小于第一储能组件的最大允许充电电流的情况下,控制单元控制第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对第一储能组件进行充电,保证了光伏组件对第一储能组件的充电效率的最大化,控制策略简单,充电效率较高。
可选地,在一个实施例中,所述控制单元还用于:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电压;
响应于所述第一输出电压大于或等于第一电压阈值,控制所述第一电力变换单元按照恒压模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电;和/或,
获取所述第一电力变换单元的第二输出电流;
响应于所述第二输出电流小于或等于第一电流阈值,控制所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
在本实施例中,在对储能组件进行充电时,充电过程可以分为预充电、恒流充电和恒压充电3个阶段,当储能组件电压低于初始阈值时,会进行预充电,通常情况下,预充电时间较短,数秒钟之内就能够完成预充电;随后当储能组件电压达到恒流充电门限时,进入恒流充电阶段,通常情况下,恒流充电阶段的充电电流较大,这个阶段内储能组件获得的电量最多;当储能组件电压达到恒流充电终止电压后,进入恒压充电阶段,此时充电电压基本保持不变,充电电流逐渐减小,直至达到充电截止条件,停止充电。其中,充电截止条件可以通过充电电压和/或充电电流来确定。
本实施例中,控制单元获取第一电力变换单元的输出电压,即第一输出电压。可选地,获取第一电力变换单元的输出电压是实时地或者周期性地进行的,从而使控制单元能够获取到对第一储能组件的充电程度,并进而控制电力变换单元的工作模式。若第一输出电压大于或等于第一电压阈值,则控制第一电力变换单元按照恒压模式对第一储能组件进行充电。其中,第一电压阈值可以为第一储能组件的恒流充电终止电压,即当第一输出电压大于第一电压阈值的情况下,可以认为此时的第一储能组件的电量已经补充到一定的状态,由于储能组件的极化特性,继续按照最大功率点跟踪模式对第一储能组件进行充电无法提升第一储能组件的电量,因此,调整第一电力变换单元按照恒压模式对第一储能组件进行充电。在恒压模式下,对第一储能组件的充电电流大小会逐渐降低,也就是说,此时,光伏组件的发电功率在供给第一储能组件的情况下,开始会存在多余的能量,可以供给第二储能组件。因此,在将第一电力变换单元控制切换为恒压模式对第一储能组件进行充电后,还会控制第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式给第二储能组件进行充电,将光伏组件除提供给第一储能组件之外的剩余发电功率的最大点对第二储能组件进行充电。相比于利用两个单通道充电的控制方案来说,本实施例提供的方法能够利用控制单元同时控制两个电力变换单元,充分利用光伏组件的发电功率,达到光伏组件发电功率的利用率的最大化;另外相比于利用两个串联充电回路的控制方案来说,本实施例提供的方法能够对两个电力变换单元独立控制,彼此互不影响,因此整个充电控制器的充电效率也是最大化的,并且控制策略更为简单。在一个示例中,设置第一储能组件的充电优先级高于第二储能组件。
进一步地,继续获取所述第一电力变换单元的第二输出电流,当获取到的第二输出电流小于或等于第一电流阈值时,控制第一电力变换单元按照浮充模式给第一储能组件进行充电。在一个示例中,第一电流阈值可以为预设在控制单元内部,并且第一电压阈值和第一电流阈值可以通过查阅第一储能组件的数据手册来确定。当第二输出电流小于或等于第一电流阈值,可以认为此时第一储能组件的电量已充满,只需要按照浮充模式进行充电即可。其中,在浮充模式下,充电电压基本恒定,略高于储能组件的端电压,第一电力变换单元提供少量电流以补偿第一储能组件局部作用的损耗,使第一储能组件能够保持在充电满足状态而不致过充电。此时,光伏组件的发电功率在供给第一储能组件的情况下,还存在大量多余的能量可以供给第二储能组件,因此控制第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对第二储能组件进行充电,以达到光伏组件发电功率的利用率最大化的目的。
进一步地,当所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,且所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电时,还包括:
获取所述第二电力变换单元的第二输出电流;
响应于所述第二输出电流大于所述第二储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照恒流模式对所述第二储能组件进行充电。
本实施例中,当第一储能组件进入浮充模式后,先控制第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。然而由于光伏组件发电功率的不确定性,若持续按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电,若光伏组件发电功率变大,可能会出现充电电流大于第二储能组件的最大允许充电电流,导致出现大电流损坏第二储能组件的内部结构。因此,实时地或者周期性地获取在最大功率点跟踪模式下第二电力变换单元的第二输出电流,若第二输出电流大于所述第二储能组件的最大允许充电电流,则将第二电力变换单元的工作模式切换为恒流模式,按照第二储能组件的最大允许充电电流对第二储能组件进行充电。由此,既能保证对第二储能组件的充电安全,同时能够最大化利用光伏组件的发电功率。
本实施例中,控制单元获取第一电力变换单元的第一输出电压,并对第一输出电压、第一电压阈值、第一电流阈值进行比较,根据第一输出电压的大小,控制第一电力变换单元和第二电力变换单元的工作模式,实现了对两个储能组件同时进行充电,同时保证了充电效率的最大化,控制方式简单。
可选地,在一个可能的实施例中,所述控制单元,用于获取所述第一电力变换单元输出的电力参数,并根据所述电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式,包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电流;
响应于所述第一输出电流大于或等于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照恒流模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
本实施例中,第一电力变换单元的第一电力参数包括第一电力变换单元的第一输出电流。控制单元获取第一电力变换单元的第一输出电流,当第一输出电流大于或等于第一储能组件的最大允许充电电流时,可以认为此时光伏组件产生的电力在供给第一储能组件的情况下,还有多余的能量,可以供给第二储能组件。此时,控制第一电力变换单元按照恒流模式对第一储能组件进行充电,控制第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对第二储能组件进行充电。其中,第一电力变换单元按照恒流模式对第一储能组件进行充电时,按照第一储能组件的最大允许充电电流对第一储能组件进行充电,充电速度和效率更高。
本实施例中,在光伏组件的发电功率可以同时供给第一储能组件和第二储能组件时,控制第一电力变换单元按照恒流模式对第一储能组件进行充电,控制第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对第二储能组件进行充电,保证了对第一储能组件充电的优先级,使得第一储能组件能够满足用户最重要和基础的供电需求,同时还实现了对第一储能组件和第二储能组件的充电效率的最大化,充电模式控制策略简单,控制单元的开销更低。
可选地,在一个实施例中,所述控制单元还用于:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电压;
响应于所述第一输出电压大于或等于第一电压阈值,控制所述第一电力变换单元按照恒压模式对所述第一储能组件进行充电;和/或,
获取所述第一电力变换单元的第二输出电流;
响应于所述第二输出电流小于或等于第一电流阈值,控制所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
本实施例中,第一电力变换单元的电力参数包括第一电力变换单元的第一输出电压,控制单元获取第一电力变换单元的第一输出电压。可选地,获取第一电力变换单元的输出电压是实时地或者周期性地进行的,从而使控制单元能够获取到对第一储能组件的充电程度,并进而控制电力变换单元的工作模式。若第一输出电压大于或等于第一电压阈值,则控制第一电力变换单元按照恒压模式对第一储能组件进行充电。其中,第一电压阈值可以为第一储能组件的恒流充电终止电压,即当第一输出电压大于第一电压阈值的情况下,可以认为此时的第一储能组件的电量已经补充到一定的状态,由于储能组件的极化特性,继续按照最大功率点跟踪模式对第一储能组件进行充电无法提升第一储能组件的电量,因此,调整第一电力变换单元按照恒压模式对第一储能组件进行充电。在一个示例中,设置第一储能组件的充电优先级高于第二储能组件。
进一步地,继续获取所述第一电力变换单元的第二输出电流,当获取到的第二输出电流小于或等于第一电流阈值时,控制第一电力变换单元按照浮充模式给第一储能组件进行充电。在一个示例中,第一电流阈值可以为预设在控制单元内部,并且第一电压阈值和第一电流阈值可以通过查阅第一储能组件的数据手册来确定。当第二输出电流小于或等于第一电流阈值,可以认为此时第一储能组件的电量已充满,只需要按照浮充模式进行充电即可。其中,在浮充模式下,充电电压基本恒定,略高于储能组件的端电压,第一电力变换单元提供少量电流以补偿第一储能组件局部作用的损耗,使第一储能组件能够保持在充电满足状态而不致过充电。此时,光伏组件的发电功率在供给第一储能组件的情况下,还存在大量多余的能量,继续控制第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对第二储能组件进行充电,以达到光伏组件发电功率的利用率最大化的目的。
本实施例中,控制单元获取第一电力变换单元的第一输出电压,并对第一输出电压、第一电压阈值、第一电流阈值进行比较,根据第一输出电压的大小,控制第一电力变换单元和第二电力变换单元的工作模式,实现了对两个储能组件同时进行充电,同时保证了充电效率的最大化,控制方式简单。
可选地,在一个实施例中,所述控制单元还用于:
获取所述第二电力变换单元的第二输出电压;
响应于所述第二输出电压小于第三电压阈值,按照第一预设步长下调所述第一电力变换单元的输出电流;
继续获取所述第二电力变换单元的第三输出电压;
响应于所述第三输出电压小于所述第二输出电压,按照第二预设步长下调所述第一电力变换单元的输出电流;
或者,
响应于所述第三输出电压大于或等于第三电压阈值,按照第三预设步长上调所述第一电力变换单元的输出电流。
具体的,在实际应用场景中,第一储能组件的充电优先级并不是始终高于第二储能组件的充电优先级的。在一种可能的场景中,当第二储能组件的电量较低时,此时也会对用户的用电需求造成很大影响。例如,当生活电池的电量过低,会影响用户使用房车内的电器(空调、电磁炉等),此时若仍对启动电池进行大功率充电,显然充电策略是不合理的,并不能很好地满足用户的用电需求。
因此,在本实施例中,第二电力变换单元的第二电力参数包括第二电力变换单元的第二输出电压。控制单元获取第二电力变换单元的第二输出电压,判断第二输出电压是否小于或等于第三电压阈值。其中,第三电压阈值可以为事先根据第二储能组件的基本物理参数和性能确定得到,当第二输出电压小于第三电压阈值,可以认为此时第二储能组件的电量低于安全范围,无法满足用电需求,需要对第二储能组件的充电电流进行调整。本实施例中,当第二输出电压小于第三电压阈值时,按照第一预设步长下调第一电力变换单元的输出电流,可以通过调整第一电力变换单元的开关管的驱动信号的占空比来调整第一电力变换单元的输出电流,例如,将占空比按照5%的步长下调。在一个示例中,第一预设步长通常为根据实际应用场景事先确定得到。由于光伏组件对第一储能组件和第二储能组件进行充电,当第一电力变换单元的输出电流减小,第二电力变换单元的输出电流会相应增大,第二储能组件的充电电流也对应增大,此时,随着第二储能组件的电量逐渐增多,第二电力变换单元的输出电压也会增大。
继续获取第二电力变换单元的输出电压,即第三输出电压;可选地,延迟预设时长后,获取第二电力变换单元的输出电压。当第三输出电压小于第二输出电压时,表明此时第二储能组件正处于大功率放电状态,并且第二电力变换单元的充电功率小于第二储能组件的放电功率,因此需要继续增加第二电力变换单元的充电功率,也即需要继续下调第一电力变换单元的输出电流,以使得第二电力变换单元的输出电流增大。在一个示例中,第二预设步长通常为根据实际应用场景事先确定得到,且第二预设步长大于第一预设步长。示例性地,通过调整第一电力变换单元的开关管的驱动信号的占空比来调整第一电力变换单元的输出电流,例如,将占空比按照10%的步长下调。重复上述步骤,直至第二电力变换单元的充电功率与第二储能组件的放电功率达到平衡。
当第三输出电压大于等于第三电压阈值时,可以认为此时第二电力变换单元的输出功率满足第二储能组件的充电需求,且第二储能组件的电量也高于电量安全范围,因此无需继续下调第一电力变换单元的输出电流,此时可以按照第三预设步长上调第一电力变换单元的输出电流。其中,第三预设步长通常为根据实际应用场景事先确定得到,且第三预设步长小于第一预设步长。示例性地,通过调整第一电力变换单元的开关管的驱动信号的占空比来调整第一电力变换单元的输出电流,例如,将占空比按照3%的步长上调。通过上调第三预设步长的输出电流,使得第二储能组件的输入输出功率达到平衡,即可保持在该状态。在一个示例中,可以实时地或者周期性地获取第二电力变换单元的输出电压,在输出电压小于第三电压阈值时,继续下调第一电力变换单元的输出电流预设值,直至第二电力变换单元的输出电压大于等于第三电压阈值。
本实施例中,通过对第二电力变换单元的输出电压进行判断,对第一电力变换单元的输出电流进行调节,从而保证第二储能组件的充电电流满足用电需求,避免了因第二储能组件电量较少影响用电设备的正常使用,提升了用户的体验感,且控制方式简单,通过按照预设步长的方式进行调整,能够尽可能快地达到满足第二储能组件的用电需求的同时,保证第一储能组件的正常充电。
可选地,在一个实施例中,所述方法还包括:
当接收到充电指令时,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作。
本实施例中,当接收到充电指令时,控制第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对第一储能组件进行充电,第二电力变换单元不工作,即刚刚开始充电时,按照上述方式进行充电控制。其中,开始充电后,获取电力变换单元的电力参数按照本实施例中的控制方式进行充电。
本实施例中,当刚刚开始充电时,控制第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对第一储能组件进行充电,首先保证了第一储能组件的充电优先级,控制策略简单,且通过对储能组件充电优先级的设置,能够保证用电设备的正常使用,提升了用户的体验感。
可选地,在一个实施例中,所述第一电力变换单元被设置为降压变换单元,所述第二电力变换单元被设置为升降压变换单元。
本实施例中,第一电力变换单元被设置为降压变换单元,第二电力变换单元被设置为升降压变换单元。其中,降压变换单元的输出端电压小于输入端电压,升降压变换单元的输出端电压可以大于输入端电压,可以等于输入端电压,也可以小于输入端电压。本实施例中,设置第一储能组件的额定电压小于第二储能组件,因此,通常情况下,利用光伏组件产生的电力对第一储能组件进行充电无需进行升压即可满足第一储能组件的需求,而由于第二储能组件的额定电压较大,在利用光伏组件产生的电力对第二储能组件进行充电时可能需要升压才能够满足第二储能组件的需求,因此,设置第二电力变换单元为升降压变换单元。
本实施例中,根据储能组件设置对应的电力变换单元的功能,在保证储能组件正常充电的情况下,简化了电力变换单元,且通过本实施例的充电控制器,能够实现第一电力变换单元和第二电力变换单元分别以不同的模式对储能组件进行充电,提高了充电控制器构造的灵活性,能够适应更多充电场景。
图2为根据一示例性实施例示出的一种充电控制器中充电回路的结构示意图,参考图2所示,光伏组件经过第一电力变换单元给第一储能组件充电,经过第二电力变换单元给第二储能组件充电,其中,第一电力变换单元被设置为降压变换单元,为降压拓扑电路,第二电力变换单元被设置为升降压变换单元,为升降压拓扑回路,本实施例中采取四开关BUCK-BOOST电路。本实施例中,由于第二电力变换单元为升降压变换单元,所以第二储能组件可以为宽电压范围的蓄电池,同时,光伏组件输出电压至第二电力变换单元的输入端,由于升降压变换单元对输入电压范围没有严格的要求,所以第二电力变换单元可以适应较大的光伏组件输出电压范围。本实施例中,设置第一储能组件的充电优先级高于第二储能组件,充电时,以第一储能组件的最大功率充电,多余电量供给第二储能组件。其中,本实施例中,光伏组件与电力变换单元之间还设置有光伏组件防反单元,主要起到防止电流从电池向光伏组件倒流的作用。
当第一电力变换单元的输出电流小于第一储能组件的最大允许充电电流时,可以认为此时的光伏组件的发电功率小于第一储能组件所需的充电功率,控制第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式给第一储能组件充电,以光伏组件的最大发电功率给第一储能组件充电。当第一储能组件的电量补充到一定阶段,进入恒压充电阶段时,检测到第一电力变换单元的第一输出电压大于等于第一电压阈值,此时,控制第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对第二储能组件进行充电。当第一储能组件电量满充时,进入浮充模式,此时,光伏组件的电量基本全部供给第二储能组件。
当第一电力变换单元的输出电流大于第一储能组件的最大允许充电电流时,可以认为此时的光伏组件的发电功率大于第一储能组件所需的充电功率,有多余的电量,此时控制第一电力变换单元按照恒流模式给第一储能组件进行充电,控制第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式给第二储能组件进行充电。充电时,当第一储能组件电量补充到一定阶段时,进入恒压充电阶段,继续充电进入浮充模式,此时,第一电力变换单元的输出电流降低,第二电力变换单元的输出电流相应增加。
在一个示例中,刚刚开始充电时,控制第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式给第一储能组件进行充电,然后按照上述控制方式执行充电控制。
在一个示例中,若第二储能组件有大功率的用电需求,通过第二电力变换单元的输出电压判断第二储能组件的电量是否低于安全范围,若低于安全范围,则适当调整充电电流,降低第一储能组件的充电电流,补足第二储能组件的放电需求。例如,若第一储能组件的充电电流为I1,第二储能组件的充电电流为I2,第二储能组件的充电电压为V1,第二储能组件的安全电压为Vs,当检测到V1<Vs,立即降低第一储能组件的充电电流I1,其中,调整步长可以根据控制器额定功率进行设置匹配;由于第二电力变换单元处于MPPT模式,自动追踪最大功率,第一储能组件释放的充电电流,会完全被第二电力变换单元所吸收,I2逐步增大,直到V1缓步上升到Vs,再进行微调,保持第二储能组件的输入输出平衡,让V1保持在大于Vs的同时,其他的充电能量全部给到第一优先级的第一储能组件。
图3为根据一示例性实施例示出的一种充电控制器的原理结构示意图,参考图3所示,所述充电控制器包括辅助电源、MPPT控制/驱动单元、光伏组件防反单元、滤波单元、DC/DC转换单元(直流-直流转换单元)、储能组件防反单元、采样单元、保护单元、通讯单元、按键/显示单元、MCU(微控制器)。光伏组件经过光伏组件防反单元、滤波单元、DC/DC转换单元、滤波单元、储能组件防反单元给第一储能组件和第二储能组件供电,其中,防反单元的作用为防止电流从电池向光伏组件倒流。MPPT控制/驱动单元控制DC/DC转换单元的工作模式,并驱动DC/DC转换单元中各开关管的导通和闭合。采样单元用于获取DC/DC转换单元的工作参数(输入参数和输出参数),并将工作参数发送至微处理器。微处理器可以获取到的工作参数通过通讯单元发送,也可以将获取到的工作参数通过按键/显示单元显示,也可以根据获取到的参数发送预警至保护单元,保护单元控制MPPT控制/驱动单元对电路的工作状态进行调整。辅助电源用于给微处理器、MPPT控制/驱动单元等单元提供稳定的低压电源。本实施例中,第一储能组件可以为12V电池组件,第二储能组件可以为48V储能组件。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种充电控制器的控制方法,所述方法所提供的解决问题的实现方案与上述充电控制器中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个充电控制器的控制方法的实施例中的具体限定可以参见上文中对于充电控制器的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,如图4所示,提供一种充电控制器的控制方法,所述充电控制器包括:与光伏组件和第一储能组件电性连接的第一电力变换单元,以及与所述光伏组件和第二储能组件电性连接的第二电力变换单元,所述控制方法包括:
步骤S410,获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数和/或所述第二电力变换单元输出的第二电力参数;
步骤S420,根据所述第一电力参数和/或所述第二电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式。
可选地,在一个实施例中,所述获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数和/或所述第二电力变换单元输出的第二电力参数;根据所述第一电力参数和/或所述第二电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式,包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电流;
响应于所述第一输出电流小于第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作。
可选地,在一个实施例中,所述方法还包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电压;
响应于所述第一输出电压大于或等于第一电压阈值,控制所述第一电力变换单元按照恒压模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电;和/或,
获取所述第一电力变换单元的第二输出电流;
响应于所述第二输出电流小于或等于第一电流阈值,控制所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
可选地,在一个实施例中,所述获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数和/或所述第二电力变换单元输出的第二电力参数;根据所述第一电力参数和/或所述第二电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式,包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电流;
响应于所述第一输出电流大于或等于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照恒流模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
可选地,在一个实施例中,所述方法还包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电压;
响应于所述第一输出电压大于或等于第一电压阈值,控制所述第一电力变换单元按照恒压模式对所述第一储能组件进行充电;和/或,
获取所述第一电力变换单元的第二输出电流;
响应于所述第二输出电流小于或等于第一电流阈值,控制所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
可选地,在一个实施例中,所述方法还包括:
获取所述第二电力变换单元的第二输出电压;
响应于所述第二输出电压小于第三电压阈值,按照第一预设步长下调所述第一电力变换单元的输出电流;
继续获取所述第二电力变换单元的第三输出电压;
响应于所述第三输出电压小于所述第三电压阈值,按照第二预设步长下调所述第一电力变换单元的输出电流;
或者,
响应于所述第三输出电压大于或等于第三电压阈值,按照第三预设步长上调所述第一电力变换单元的输出电流。
可选地,在一个实施例中,所述方法还包括:
当接收到充电指令时,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作。
可选地,结合上述任一方面,在本方面的另一种实现方式中,所述第一电力变换单元被设置为降压变换单元,所述第二电力变换单元被设置为升降压变换单元。
本申请的另一方面,还提供了一种车辆,所述车辆包括光伏组件、第一储能组件、第二储能组件,以及如本申请实施例所述的充电控制器,所述充电控制器用于将所述光伏组件产生的电力提供给所述第一储能组件和/或所述第二储能组件。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储充电控制器的控制方法的数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种充电控制器的控制方法。
本领域技术人员可以理解,图5中示出的结构,仅仅是与本申请实施例方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请实施例方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
上述本申请实施例顺序仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
在本申请中,对于相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述,一般只在第一次出现时进行详细描述,后面再重复出现时,为了简洁,一般未再重复阐述,在理解本申请技术方案等内容时,对于在后未详细描述的相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述等,可以参考其之前的相关详细描述。
在本申请中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本申请技术方案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,都应当认为是本申请记载的范围。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是用电设备或者控制设备等)执行本申请每个实施例的方法。
以上仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种充电控制器,其特征在于,所述充电控制器包括:
第一电力变换单元,与光伏组件和第一储能组件电性连接,用于将所述光伏组件产生的电力提供给所述第一储能组件;
第二电力变换单元,与所述光伏组件和第二储能组件电性连接,用于将所述光伏组件产生的电力提供给所述第二储能组件,其中,所述第一储能组件和所述第二储能组件的额定电压不同;
控制单元,用于获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数,根据所述第一电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式;
其中,所述控制单元,用于获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数,根据所述第一电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式,包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电流;
响应于所述第一输出电流小于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作;
响应于所述第一输出电流大于或等于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照恒流模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
2.根据权利要求1所述的充电控制器,其特征在于,在所述响应于所述第一输出电流小于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作之后,所述控制单元还用于:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电压;
响应于所述第一输出电压大于或等于第一电压阈值,控制所述第一电力变换单元按照恒压模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电;和/或,
获取所述第一电力变换单元的第二输出电流;
响应于所述第二输出电流小于或等于第一电流阈值,控制所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
3.根据权利要求1所述的充电控制器,其特征在于,在所述响应于所述第一输出电流大于或等于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照恒流模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电之后,所述控制单元还用于:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电压;
响应于所述第一输出电压大于或等于第一电压阈值,控制所述第一电力变换单元按照恒压模式对所述第一储能组件进行充电;和/或,
获取所述第一电力变换单元的第二输出电流;
响应于所述第二输出电流小于或等于第一电流阈值,控制所述第一电力变换单元按照浮充模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
4.根据权利要求1所述的充电控制器,其特征在于,在所述响应于所述第一输出电流大于或等于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照恒流模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电之后,所述控制单元还用于:
获取所述第二电力变换单元的第二输出电压;
响应于所述第二输出电压小于第三电压阈值,按照第一预设步长下调所述第一电力变换单元的输出电流;
继续获取所述第二电力变换单元的第三输出电压;
响应于所述第三输出电压小于所述第二输出电压,按照第二预设步长下调所述第一电力变换单元的输出电流;
或者,
响应于所述第三输出电压大于或等于第三电压阈值,按照第三预设步长上调所述第一电力变换单元的输出电流。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的充电控制器,其特征在于,所述控制单元还用于:
当接收到充电指令时,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的充电控制器,其特征在于,所述第一电力变换单元被设置为降压变换单元,所述第二电力变换单元被设置为升降压变换单元。
7.一种充电控制器的控制方法,其特征在于,所述充电控制器包括:与光伏组件和第一储能组件电性连接的第一电力变换单元,以及与所述光伏组件和第二储能组件电性连接的第二电力变换单元,所述控制方法包括:
获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数;
根据所述第一电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式;
其中,所述获取所述第一电力变换单元输出的第一电力参数;根据所述第一电力参数调整所述第一电力变换单元和所述第二电力变换单元的工作模式,包括:
获取所述第一电力变换单元的第一输出电流;
响应于所述第一输出电流小于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元不工作;
响应于所述第一输出电流大于或等于所述第一储能组件的最大允许充电电流,控制所述第一电力变换单元按照恒流模式对所述第一储能组件进行充电,控制所述第二电力变换单元按照最大功率点跟踪模式对所述第二储能组件进行充电。
8.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括:光伏组件、第一储能组件、第二储能组件,以及如权利要求1-6任意一项所述的充电控制器,所述充电控制器用于将所述光伏组件产生的电力提供给所述第一储能组件和/或所述第二储能组件。
CN202211010659.6A 2022-08-23 2022-08-23 充电控制器、充电控制器的控制方法和车辆 Active CN115117996B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211010659.6A CN115117996B (zh) 2022-08-23 2022-08-23 充电控制器、充电控制器的控制方法和车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211010659.6A CN115117996B (zh) 2022-08-23 2022-08-23 充电控制器、充电控制器的控制方法和车辆

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115117996A CN115117996A (zh) 2022-09-27
CN115117996B true CN115117996B (zh) 2023-01-17

Family

ID=83336044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211010659.6A Active CN115117996B (zh) 2022-08-23 2022-08-23 充电控制器、充电控制器的控制方法和车辆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115117996B (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102555830B (zh) * 2010-12-29 2014-12-17 上海汽车集团股份有限公司 基于双储能单元的汽车供电系统和汽车供电控制方法
CN109888862A (zh) * 2019-02-15 2019-06-14 深圳硕日新能源科技有限公司 一种双电池充电系统的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115117996A (zh) 2022-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3075595B1 (en) A multi-source energy storage system and method for energy management and control
JP6188120B2 (ja) エネルギー貯蔵要素を備えた統合発電システム制御方法及び関連装置
JP6031759B2 (ja) 太陽電池発電システム
JP6528846B2 (ja) 電力調整システム及びその制御方法
US9365175B2 (en) Power supply system for vehicle
CN102468755B (zh) 一种新能源供电系统控制器装置和控制方法
CN106961150B (zh) 复合储能电池的控制方法及系统
CN103441555B (zh) 一种基于mppt控制的蓄电池充电控制方法
JP6426014B2 (ja) 双方向インバータおよびそれを用いた蓄電システム
EP1967407B1 (en) Hybrid electrical power source
CN114221535A (zh) 一种车载充电器、dcdc变换器及控制方法
CN110936855B (zh) 一种双能量源系统及燃料电池组件上电控制方法
US20160167545A1 (en) Control method of fuel cell system, fuel cell automobile, and fuel cell system
CN115117996B (zh) 充电控制器、充电控制器的控制方法和车辆
JP2004336974A (ja) 電源装置
JP6646852B2 (ja) 電力変換装置、及び電力変換システム
CN109525007B (zh) 电源控制器、供电系统及其控制方法
CN116742704A (zh) 一种智能家庭储能系统及其实现方法
CN113224743B (zh) 一种混合储能的直流供电系统脱网暂态控制方法
CN115276202A (zh) 一种光伏储能供电电路、方法以及存储介质
CN112952940A (zh) 高压充电系统和高压充电系统的充电方法
CN116039418B (zh) 车载充电机控制方法、装置、车载充电机及存储介质
CN115693872B (zh) 电池充电控制方法、电池充电器及车辆供电系统
CN112910036B (zh) 一种充电控制方法、装置和系统
CN112216849B (zh) 用于氢燃料电池系统的dc/dc变换器电流控制系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant