CN203978249U - 一种车库用电动卷闸光伏控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车库用电动卷闸光伏控制装置，包括：电机、PV组件、主蓄电池、辅蓄电池、充放电保护模块和选择开关模块；所述PV组件通过充放电保护模块与选择开关模块连接，所述选择开关模块连接所述电机、主蓄电池和辅蓄电池，所述电机连接电动卷闸。本实用新型提供的车库用电动卷闸光伏控制装置，由PV组件将太阳光中的光辐射能量转化为电能，再由充放电保护模块将PV组件转换的电能给主蓄电池和辅蓄电池充电，在供电时由主蓄电池给电机供电，实现了无市电供电的情况下控制电机正常工作开启或关闭卷闸，节省了能源。另外，本实用新型还利用辅蓄电池在主蓄电池电量不足时进行供电，确保了电机可靠的运行。

Description

一种车库用电动卷闸光伏控制装置

技术领域

本实用新型涉及光伏供电技术领域，特别涉及一种车库用电动卷闸光伏控制装置。

背景技术

电动卷闸门通过电动机控制其卷起和关闭，无需用户手动卷起和关闭电动卷闸门，为用户提供了较好的用户体验。但是，如果市电断电，在市电再次恢复供电之前，用户在门外却无法用正常手段打开卷闸。

目前，市面上也出现了一些的解决方案，但这些方案中均是采用复杂的蓄电池逆变备用的方式。由于通常备用系统很少起动运行，反而会造成电源逆变系统本身的可靠度降低，同时，这种方式还需要额外耗用较多的市电电量以维持蓄电池满充，造成了能源的浪费。

因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种车库用电动卷闸光伏控制装置，能在无市电供电的情况下控制电动卷闸打开和关闭卷闸。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种车库用电动卷闸光伏控制装置，包括：

用于控制卷闸门卷起和关闭的电机；

用于将太阳光中的光辐射能量转化为电能的PV组件；

用于蓄电和供电的主蓄电池和辅蓄电池；

用于将PV组件转换的电能给主蓄电池和辅蓄电池充电的充放电保护模块；

用于控制主蓄电池和辅蓄电池的充放电状态的选择开关模块；

所述PV组件通过充放电保护模块与选择开关模块连接，所述选择开关模块连接所述电机、主蓄电池和辅蓄电池，所述电机连接所述卷闸门。

所述的车库用电动卷闸光伏控制装置中，所述选择开关模块包括直流接触器，所述直流接触器包括常闭触点和第一常开触点，所述常闭触点串联在充放电保护模块和主蓄电池之间，所述第一常开触点串联在充放电保护模块和辅蓄电池之间。

所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，还包括用于防止辅蓄电池在充电的同时放电的放电限制模块，所述放电限制模块的一端连接充放电保护模块和第一常开触点的一端，放电限制模块的另一端连接辅蓄电池和第一常开触点的另一端。

所述的车库用电动卷闸光伏控制装置中，所述放电限制模块包括二极管和电阻，所述电阻的一端连接充放电保护模块和第一常开触点的一端，电阻的另一端连接二极管的正极，二极管的负极连接所述辅蓄电池和第一常开触点的另一端。

所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，还包括用于切换辅蓄电池工作状态的切换按钮，所述直流接触器还包括第二常开触点、常开触点线圈、延时触点、延时触点线圈；所述第二常开触点的一端连接第一常开触点的另一端和二极管的负极，第二常开触点的另一端连接所述延时触点的一端，所述延时触点的另一端通过延时触点线圈接地、也通过常开触点线圈接地，还通过所述切换按钮连接第二常开触点的一端。

所述的车库用电动卷闸光伏控制装置中，所述切换按钮安装在车库门口的墙壁中。

所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，还包括用于将充放电保护模块输出的直流电转换成220V交流电的逆变器，所述逆变器连接所述选择开关模块。

所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，还包括安装在车库门口的12V LED灯，所述LED灯依次通过充放电保护模块和选择开关模块连接主蓄电池和辅蓄电池。

所述的车库用电动卷闸光伏控制装置中，所述电机为直流无刷电机。

相较于现有技术，本实用新型提供的车库用电动卷闸光伏控制装置，由PV组件将太阳光中的光辐射能量转化为电能，再由充放电保护模块将PV组件转换的电能给主蓄电池和辅蓄电池充电，在供电时由主蓄电池给电机供电，实现了无市电供电的情况下控制电机正常工作开启或关闭卷闸，节省了能源。另外，本实用新型还利用辅蓄电池在主蓄电池电量不足时进行供电，确保了电机可靠的运行。

附图说明

图1为本实用新型车库用电动卷闸光伏控制装置的原理图。

具体实施方式

本实用新型提供的车库用电动卷闸光伏控制装置，由太阳能光伏发电，并给电机供电来控制电动卷闸的开启和关闭状态，为无市电供电的私人独立小车车库设计，特别适应于安装了电动卷闸门而无市电供电的车库。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型的车库用电动卷闸光伏控制装置，用于控制卷闸门11开启和关闭，其包括：电机12、PV组件13（photovoltaic，光伏）、主蓄电池14、辅蓄电池15、充放电保护模块16和选择开关模块KM1′，所述PV组件13通过充放电保护模块16与选择开关模块KM1′连接，所述选择开关模块KM1′连接所述电机12、主蓄电池14和辅蓄电池15，所述电机12连接所述卷闸门11。

其中，PV组件13可设计安装在车库门口的遮阳篷上，需视其朝向适当调整倾斜角度，一般可按全年负载用电量固定的模式去分析四季阳光辐射资源的平衡。具体实施时，遮阳篷可将常规的铝合金框安装改为BIPV光伏建筑一体化组件，通过适量透光设计，有更佳的整体感，及更协调的外观。

所述卷闸门11安装在车库门口，所述电机12用于控制卷闸门卷起和关闭，所述电机12优选为直流无刷电机，能够低速大功率运行，还可以省去减速机直接驱动大的负载，而且体积小，重量轻，适合于私人独立车库使用。另外本实用新型还可以通过遥控器或者开关控制电机12正转、反转和停止，方便用户操作。在其它实施例中，可在直流无刷电机的控制器上集成蓝牙模块21，由经过授权的手机进行加密操作后，来控制电机12动作，在确保防护安全的前提下可省去传统的遥控器，进一步提升用户体验效果。其中，直流无刷电机的构成、工作原理、其遥控控制技术、蓝牙控制技术等为现有技术，此处不用详述。

本实用新型的一个重要改进之外在于，电机12的供电方式的改变，通过PV组件13将太阳光中的光辐射能量转化为电能，再由充放电保护模块16将PV组件13转换的电能给主蓄电池14和辅蓄电池15充电。

所述主蓄电池14和辅蓄电池15在平时蓄电（即充电），在正常工作时由主蓄电池14供电，辅蓄电池15则以较小的电流充电，而不进行供电。所述选择开关模块KM1′则用于控制主蓄电池14和辅蓄电池15的充放电状态，即正常工作时由主蓄电池14供电、辅蓄电池15充电，当主蓄电池14的电量不足时，切换到辅蓄电池15供电。

主蓄电池14可采用标准的阀控密封铅酸蓄电池，容量可按3-5个全黑连续阴雨天需要的电量来计算，以评估的标准每日平均用电量进行分析，主蓄电池14的极限放电深度不宜低于80%。本实用新型可采用电量指示的方式显示主蓄电池14的剩余电量，如采用磁电系指针式仪表清晰显示主蓄电池14的剩余电量的百分比，同时在刻度盘上的不同区域范围内用几种不同的颜色去划分目前剩余电量所处的区间，譬如，颜色可用绿、黄、橙、红等表示剩余电量的递减。

辅蓄电池15可采用阀控密封铅酸蓄电池、锂聚合物电池、锂铁电池、超级电容等，并且采用可与选择开关模块KM1′分离的设计方式，使辅蓄电池15可同时兼有汽车应急起动的备用电源等功能。其中，阀控密封铅酸蓄电池有最低的单位容量成本，市场用量非常大，但寿命相对短些，而且由于本实用新型所需的辅蓄电池的电池容量较小，基本上无法用于汽车应急启动。锂聚合物电池则是追求轻量化的选择，且成本可控，寿命较好，可启动小汽车但较大电流的放电对电池寿命影响也比较大。锂铁电池比锂聚合物电池稍重些同时也稍贵些，寿命同样较好，且可轻松启动小汽车，而且这种强大电流的放电对电池寿命影响不大，若设计为可分离的方式，该锂铁电池将同时很好地兼有汽车应急起动的备用电源功能。超级电容的成本较高、体积较大，同样可轻松启动小汽车，且这种强大电流的放电对超级电容的寿命基本上没有任何影响，同时，超级电容拥有比上述三种电池均长得多的使用寿命。

其中，充放电保护模块16可采用现有的用于给锂电池充电的控制电路，也可以采用太阳能控制器，如采用型号为CIS10-1.1-2L的太阳能控制器，目前太阳能控制器的技术已经非常成熟，完全能实现上述功能。

在正常工作时，由PV组件13接收太阳光中的光辐射能量并转化为电能，通过充放电保护模块16、选择开关模块KM1′安全地存储到主蓄电池14中。当用户需要打开或关闭卷闸门11时，通过遥控器给直流无刷电机发送信号，使直流无刷电机的控制器接通，主蓄电池14上的电能可以顺利通过选择开关模块KM1′供给直流无刷电机，使直流无刷电机动作完成开关卷闸门11的动作。

为了给车库供电，本实用新型的车库用电动卷闸光伏控制装置还包括安装在车库门口的12V LED灯19，所述LED灯19依次通过充放电保护模块16和选择开关模块KM1′连接主蓄电池14和辅蓄电池15。主蓄电池14或辅蓄电池15的能量依次经选择开关模块KM1′和充放电保护模块16使LED灯19点亮。若充放电保护模块16采用CIS10-1.1-2L的太阳能控制器，则可通过太阳能控制器的遥控器设置在太阳下山后，LED灯自动点亮、定时熄灭、凌晨天亮前再次自动点亮一定时长后熄灭等控制效果，其为现有技术，此处不作详述。

所述选择开关模块KM1′包括直流接触器，所述直流接触器包括常闭触点NC和第一常开触点NO，所述常闭触点NC串联在充放电保护模块16和主蓄电池14之间，所述第一常开触点NO串联在充放电保护模块16和辅蓄电池15之间。此处也可以理解为：选择开关模块KM1′为一个二选一的电动开关，当该选择开关的控制部分不通电时，默认接通常闭触点NC（即接通主蓄电池14），此时常开触点是断开的，也就是说，辅蓄电池15不会经过选择开关模块KM1′这一路与充放电保护模块16、PV组件13之间存在任何电气连接。

请继续参阅图1，为了延长辅蓄电池15的使用寿命，本实用新型的车库用电动卷闸光伏控制装置还包括用于防止辅蓄电池15在充电的同时放电的放电限制模块18，所述放电限制模块18的一端连接充放电保护模块16和第一常开触点NO的一端，放电限制模块18的另一端连接辅蓄电池15和第一常开触点NO的另一端，本实用新型采用辅蓄电池15确保了电机12的可靠运行，而放电限制模块18对辅蓄电池15进行安全自动充放电管理，延长了辅蓄电池15使用寿命。

具体实施时，所述放电限制模块18包括二极管D1和电阻R1，所述电阻R1的一端连接充放电保护模块16和第一常开触点NO的一端，电阻R1的另一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接所述辅蓄电池15和第一常开触点NO的另一端。所述电阻R1为限流电阻，使辅蓄电池15以较小的电流充电，确保较小容量的辅蓄电池15在某些特定的组合条件下不会被PV组件13较大的输出电流流入而造成对辅蓄电池15的过热损伤。所述二极管D1主要起防反作用，防止辅蓄电池15通过此通路放电。当然在其它实施例中，放电限制模块还可以采用其它电路结构，如开关恒流限压电路等，本实用新型对此不作限制。

也就是说，PV组件13给主蓄电池14充电的同时，辅蓄电池15也会得到合理设计的安全充电，而且没有其他的启动条件时，只有主蓄电池14对负载（如电机12）在供电，而辅蓄电池15不参与放电。由此，辅蓄电池15由于只充电不放电，将一直维持满电的状态，而且辅蓄电池15满电时所需的功率非常小，对整个控制装置的影响非常小。

若出现连续长时间的极端恶劣天气或严重的超电量用电情况，会导致主蓄电池14的能量不足而卷闸门11无法动作时，用户可手动切换到辅蓄电池15供电。因此，本实用新型的车库用电动卷闸光伏控制装置还包括用于切换辅蓄电池15工作状态的切换按钮SB1，所述切换按钮SB1安装在车库门口的墙壁中，使辅蓄电池15开始供电。

其中，所述直流接触器还包括第二常开触点KM1′′、常开触点线圈KM1、延时触点T1′、延时触点线圈T1；所述第二常开触点KM1′′的一端连接第一常开触点NO的另一端和二极管D1的负极，第二常开触点KM1′′的另一端连接所述延时触点T1′的一端，所述延时触点T1′的另一端通过延时触点线圈T1接地、也通过常开触点线圈KM1接地，还通过所述切换按钮SB1连接第二常开触点KM1′′的一端和所述第一常开触点KM1′。在按下切换按钮SB1时，第二常开触点KM1′′和延时触点T1′立即接通并自锁，选择开关模块KM1′被流入电流而动作，此时常闭触点NC断开，使主蓄电池14停止放电退出工作，同时第一常开触点NO接通、切换到辅蓄电池15工作。

在辅蓄电池15通电后，使开启了直流接触器的延时功能，在设定的延时时间到达时，延时触点T1′断开，选择开关模块KM1′自动归位到常态接通常闭触点NC，使主蓄电池14供电。其中，直流接触器的延时时间设定可以按卷闸门11完成单次完整动作所需时长的1.2-1.5倍为宜，以防止辅蓄电池15的小电流过度放电。

在选择开关模块KM1′恢复常态后，当PV组件13有能量输出时，光伏控制装置会自动分配能量同时为主蓄电池14和辅蓄电池15安全地进行充电。而且，在主蓄电池14没有重新充电至一定容量值之前，充放电保护模块16保持锁定状态不允许电能输出（如给12V LED供电）以更好地保护主蓄电池14。但，由于开关卷闸的动作是用户最高权限的指令，因此无刷直流电机不宜受到这一限制，直接由主蓄电池14供电。

在本实用新型的车库用电动卷闸光伏控制装置中，还可定期对辅蓄电池15进行维护，若辅蓄电池15选用阀控密封铅酸蓄电池，而且长时间没有启动运行过，则可每隔约3-6个月手动维护一次：按下切换按钮SB1，接着用遥控器或手动开关控制电机12动作，使卷闸门11打开和关闭一次即可。其他三种类型的辅蓄电池15均可全自动安全充电，电池本身无需特别额外维护。但若一直没有启动辅蓄电池15，用户可每隔半年到两年时间按上述方式简单操作一次作为电气、机械的保养即可。

进一步地，本实用新型的车库用电动卷闸光伏控制装置还包括用于将充放电保护模块16输出的直流电转换成220V交流电的逆变器20，所述逆变器20连接所述选择开关模块KM1′。特别是针对没有市电的车库，安装逆变器20可以提供必备之需，为交流用电设备供电，且逆变器20优选为纯正弦波逆变器，其输出波形及负载性能好，可安全接入任何类型的家用交流负载。

进一步的，当充放电保护模块16采用太阳能控制器时，在太阳能控制器上还设置有蓝牙模块21，使用户的手机可与太阳能控制器通信，此时用户可以通过免费下载的app软件，实现手机能够对太阳能控制器现场运行数据的无线监测功能，及控制太阳能控制器测试运行、参数设置等。同时，用户可以方便地把这些监测的运行数据曲线保存到手机上。如，可在手机上实时或动态显示主蓄电池14的剩余电量、蓄电池电压、当前的蓄电池电流等运行数据，并且还能通过手机编辑、修改太阳能控制器的运行参数、直接启动测试运行指令等。

进一步的实施例中，在主蓄电池14电量充足时，用户可手动接通任何负载。为了提供更亮的照度，本实用新型的车库用电动卷闸光伏控制装置还包括延时开关22和直流水晶吊灯23，所述直流水晶吊灯23通过延时开关22与充放电保护模块16连接。其中，直流水晶吊灯23可采用G4灯珠的LED共9头豪华水晶吊灯，无需另配驱动，在灯珠全部并联后通过延时开关22接入充放电保护模块16即可。本实施例中，延时开关22是用户的一种特殊需求，在卷闸门11开启瞬间联动即时开灯，而卷闸门11完全关闭后延时一个较短时间，如3分钟，使水晶吊灯自动关闭。水晶吊灯虽然有9颗灯珠，但由于每颗G4 LED灯珠的功率非常小，一般为1.5W，其与现有20W卤钨灯珠几乎具有相同的照明效果。当LED灯珠选用3000K的色温的优质产品时，用户会感觉比现有的卤钨灯珠的照明效果更优一些。由于在车库内，需要点亮吊灯的时间也不长，因此吊灯的总耗电情况会非常理想。

在更进一步的实施例中，在太阳能控制器上还可以外扩防盗报警器，只需太阳能控制器能给现有的防盗报警器提供12V直流电压，即可使防盗报警器工作。另外，本实用新型的车库用电动卷闸光伏控制装置还可接入直流音乐系统，由太阳能控制器供电通过卷闸门11开启后联动或人体感应开关自动开启，也可切换为手动开启等方式对直流音乐系统进行控制。

综上所述，本实用新型的车库用电动卷闸光伏控制装置采用光伏供电，可实现比市电供电更高的安全性和可靠性，通过合理设计光伏发电方式，能对电池供电提供良好的保证，而且采用了双电池自动管理模块，使供电的可靠性进一步提高，超越了一般市电供电的水平。另外，本实用新型采用光伏供电的方式节省了能源，绿色环保。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种车库用电动卷闸光伏控制装置，包括：

用于控制卷闸门卷起和关闭的电机；

其特征在于，还包括：

用于将太阳光中的光辐射能量转化为电能的PV组件；

用于蓄电和供电的主蓄电池和辅蓄电池；

用于将PV组件转换的电能给主蓄电池和辅蓄电池充电的充放电保护模块；

用于控制主蓄电池和辅蓄电池的充放电状态的选择开关模块；

所述PV组件通过充放电保护模块与选择开关模块连接，所述选择开关模块连接所述电机、主蓄电池和辅蓄电池，所述电机连接所述卷闸门。

2.根据权利要求1所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，其特征在于，所述选择开关模块包括直流接触器，所述直流接触器包括常闭触点和第一常开触点，所述常闭触点串联在充放电保护模块和主蓄电池之间，所述第一常开触点串联在充放电保护模块和辅蓄电池之间。

3.根据权利要求2所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，其特征在于，还包括用于防止辅蓄电池在充电的同时放电的放电限制模块，所述放电限制模块的一端连接充放电保护模块和第一常开触点的一端，放电限制模块的另一端连接辅蓄电池和第一常开触点的另一端。

4.根据权利要求3所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，其特征在于，所述放电限制模块包括二极管和电阻，所述电阻的一端连接充放电保护模块和第一常开触点的一端，电阻的另一端连接二极管的正极，二极管的负极连接所述辅蓄电池和第一常开触点的另一端。

5.根据权利要求4所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，其特征在于，还包括用于切换辅蓄电池工作状态的切换按钮，所述直流接触器还包括第二常开触点、常开触点线圈、延时触点、延时触点线圈；所述第二常开触点的一端连接第一常开触点的另一端和二极管的负极，第二常开触点的另一端连接所述延时触点的一端，所述延时触点的另一端通过延时触点线圈接地、也通过常开触点线圈接地，还通过所述切换按钮连接第二常开触点的一端。

6.根据权利要求5所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，其特征在于，所述切换按钮安装在车库门口的墙壁中。

7.根据权利要求1所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，其特征在于，还包括用于将充放电保护模块输出的直流电转换成220V交流电的逆变器，所述逆变器连接所述选择开关模块。

8.根据权利要求1所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，其特征在于，还包括安装在车库门口的12V LED灯，所述LED灯依次通过充放电保护模块和选择开关模块连接主蓄电池和辅蓄电池。

9.根据权利要求1所述的车库用电动卷闸光伏控制装置，其特征在于，所述电机为直流无刷电机。