CN216625365U

CN216625365U - 一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路

Info

Publication number: CN216625365U
Application number: CN202120772409.0U
Authority: CN
Inventors: 钱昶
Original assignee: Jiangsu Ligen Electric Power Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Jiangsu Ligen Electric Power Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2031-04-15

Abstract

本实用新型公开了一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路，包括：太阳能发电、电池管理单元、协同控制单元、存储单元和过放保护单元；太阳能发电将太阳辐射能转换成电能；并将电能传输到电池管理单元；电池管理单元对传输的电能进行管控检测，并输出安全电能；协同控制单元对输出安全电能进行协同分配，进而调整电能的存储位置；存储单元通过协同控制单元均匀存储电能；过放保护单元检测及保护存储电能的释放状态；本实用新型通过协同控制单元对太阳能发电和电能的存储进行管控，调整电能的存储位置以及保护各个电池组的安全。

Description

一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种协同控制领域，尤其是一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路。

背景技术

近年来随着我国电力行业的迅猛发展，电网接入大量非线性及冲击性负载，引起了日益严重的电能质量问题；同时智能电网建设以及新能源发展对电能质量提出了新的要求，这使得电能质量的治理迫在眉睫；随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题；现有电力能源的来源主要是火电、水电、核电、太阳能发电和风力发电，对与太阳能发电来说，需要管理太阳能发电所输出的电能以及对电能的存储保护；在太阳能发电与电池存储之间需要建立两者的协同控制和管理，才能更好的管理及控制电池在充电和放电之间的联系；而过放电可能造成电极活性物质损伤，失去反应能力，使电池寿命缩短。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路，包括：

太阳能发电，用于将接收的太阳辐射能转换成电能；并将电能传输到电池管理单元；

电池管理单元，包括二极管D1，与所述二极管D1正极端连接的场效应管Q1，与所述太阳能发电串联连接，对传输的电能进行管控检测，并输出安全电能；

协同控制单元，包括吸附开关S1，与所述吸附开关S1引脚1连接的单向可控硅D6，与电池管理单元串联连接，用于对输出安全电能进行协同分配，进而调整电能的存储位置；

存储单元，包括第一电池组B1，与所述第一电池组B1负极端连接的第二电池组B2，与所述协同控制单元串联连接，用于通过协同控制单元均匀存储电能；

过放保护单元，包括二极管D9、与所述二极管D9负极端连接的低压控制器U2，与所述存储单元串联连接；用于检测及保护存储电能，并进行存储电能的输出。

在进一步的实施例中，所述电池管理单元包括二极管D1、电容C1、电感L1、场效应管Q1、电感L2、电容C2、电阻R1、场效应管Q2和电池保护器U1，其中，所述二极管D1正极端分别与场效应管Q1引脚2、电阻R1一端和太阳能发电正极连接；所述场效应管Q1引脚3分别与电容C1一端和电感L1一端连接；所述电容C1另一端分别与电感L1另一端和电池保护器U1引脚4连接；所述场效应管Q1引脚1分别与电感L2一端和电池保护器U1引脚2连接；所述电感L2另一端分别与场效应管Q2引脚3和电容C2一端连接；所述电容C2另一端分别与电池保护器U1引脚3、电阻R1另一端和太阳能发电负极连接；所述场效应管Q2引脚1与电池保护器U1引脚1连接。

在进一步的实施例中，所述协同控制单元包括灯LED1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、单向可控硅D6、单向可控硅D7、单向可控硅D8、吸附开关S1、吸附开关S2和吸附开关S3，其中，所述灯LED1正极端分别与二极管D2正极端、二极管D1负极端、单向可控硅D6正极端、单向可控硅D7正极端和单向可控硅D8正极端连接；所述灯LED1负极端与场效应管Q2引脚2连接；所述二极管D2负极端分别与吸附开关S1引脚3和二极管D3正极端连接；所述二极管D3负极端分别与吸附开关S2引脚3和二极管D4正极端连接；所述二极管D4负极端分别与吸附开关S3引脚3和二极管D5正极端连接；所述吸附开关S1引脚1与单向可控硅D6负极端连接；所述单向可控硅D6引脚1与吸附开关S1引脚2连接；所述吸附开关S2引脚1与单向可控硅D7负极端连接；所述单向可控硅D7引脚1与吸附开关S2引脚2连接；所述吸附开关S3引脚1与单向可控硅D8负极端连接；所述单向可控硅D8引脚1与吸附开关S3引脚2连接。

在进一步的实施例中，所述存储单元包括第一电池组B1、第二电池组B2、第三电池组B3、电容C3和其它存储B4，其中，所述第一电池组B1正极端与吸附开关S1引脚2连接；所述第一电池组B2正极端与吸附开关S2引脚2连接；所述第一电池组B3正极端与吸附开关S3引脚2连接；所述第一电池组B1负极端分别与第一电池组B2负极端、第一电池组B2负极端、灯LED1负极端、电容C3一端和其他存储B4负极端连接；所述电容C3另一端与二极管D5负极端、其它存储B4正极端连接。

在进一步的实施例中，所述过放保护单元包括电阻R3、灯LED2、三极管Q3、电阻R2、二极管D9、低压控制器U2、电感L3、电阻R4和电阻R5，其中，所述电阻R3一端分别与二极管D5负极端和低压控制器U2引脚3连接；所述电阻R3另一端分别与灯LED2正极端、三极管Q3集电极端和低压控制器U2引脚4连接；所述三极管Q3发射极端分别与电容C3一端、灯LED负极端、地线GND、二极管D9正极端、电阻R5一端和输出负极端连接；所述三极管Q3基极端与电阻R2一端连接；所述电阻R2另一端分别与电阻R4一端、电感L3一端和输出正极端连接；所述电阻R4另一端分别与电阻R5另一端和低压控制器U2引脚2连接；所述二极管D9负极端分别与低压控制器U2引脚1和电感L3另一端连接。

在进一步的实施例中，所述三极管Q3型号为NPN；所述二极管D1型号为稳压二极管；所述电池保护器U1型号为S-8232；所述低压控制器U2型号为TWH8778。

有益效果：本实用新型通过电池管理单元中两个场效应管和电池保护器U1，在过充电状态下控制场效应管Q1和场效应管Q2的通断，并由电池保护器U1监视电池电压并进行控制，在电能电压超出存储电压值时，场效应管Q1截止，停止向电池组充电；为防止延时动作，在电路中加电容作启动电压；当电池组处于放电状态下，电池电压低于设定值时，低压控制器截止，停止向负载供电；电池管理单元中场效应管Q1和场效应管Q2的通断，管理电池组充电，保护电池组；过放保护单元中低压控制器U2的通断，管理电池组放电，保护负载的安全。

此外，通过协同控制单元对太阳能发电和电能的存储进行管控，调整电能的存储位置以及保护各个电池组的安全。

附图说明

图1是本实用新型的协同控制电路分布图。

图2是本实用新型的协同控制分布图。

具体实施方式

参见图1所示，一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路，包括：太阳能发电，用于将接收的太阳辐射能转换成电能；并将电能传输到电池管理单元；

通过将太阳光能直接转化为电能，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管将太阳的光能转换成电能，进而产生电流。

电池管理单元包括二极管D1、电容C1、电感L1、场效应管Q1、电感L2、电容C2、电阻R1、场效应管Q2和电池保护器U1。

电池管理单元中所述二极管D1正极端分别与场效应管Q1引脚2、电阻R1一端和太阳能发电正极连接；所述场效应管Q1引脚3分别与电容C1一端和电感L1一端连接；所述电容C1另一端分别与电感L1另一端和电池保护器U1引脚4连接；所述场效应管Q1引脚1分别与电感L2一端和电池保护器U1引脚2连接；所述电感L2另一端分别与场效应管Q2引脚3和电容C2一端连接；所述电容C2另一端分别与电池保护器U1引脚3、电阻R1另一端和太阳能发电负极连接；所述场效应管Q2引脚1与电池保护器U1引脚1连接；电池管理单元通过控制场效应管Q1和场效应管Q2的通断以及保护器U1监视电池电压并进行控制对传输的电能进行管控检测，并输出安全电能。

协同控制单元包括灯LED1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、单向可控硅D6、单向可控硅D7、单向可控硅D8、吸附开关S1、吸附开关S2和吸附开关S3。

协同控制单元中所述灯LED1正极端分别与二极管D2正极端、二极管D1负极端、单向可控硅D6正极端、单向可控硅D7正极端和单向可控硅D8正极端连接；所述灯LED1负极端与场效应管Q2引脚2连接；所述二极管D2负极端分别与吸附开关S1引脚3和二极管D3正极端连接；所述二极管D3负极端分别与吸附开关S2引脚3和二极管D4正极端连接；所述二极管D4负极端分别与吸附开关S3引脚3和二极管D5正极端连接；所述吸附开关S1引脚1与单向可控硅D6负极端连接；所述单向可控硅D6引脚1与吸附开关S1引脚2连接；所述吸附开关S2引脚1与单向可控硅D7负极端连接；所述单向可控硅D7引脚1与吸附开关S2引脚2连接；所述吸附开关S3引脚1与单向可控硅D8负极端连接；所述单向可控硅D8引脚1与吸附开关S3引脚2连接；协同控制单元通过对多组电池组的充放电检测以及根据检测路径输出控制，保证输出安全电能的协同分配，进而调整电能的存储位置。

存储单元包括第一电池组B1、第二电池组B2、第三电池组B3、电容C3和其它存储B4。

存储单元中所述第一电池组B1正极端与吸附开关S1引脚2连接；所述第一电池组B2正极端与吸附开关S2引脚2连接；所述第一电池组B3正极端与吸附开关S3引脚2连接；所述第一电池组B1负极端分别与第一电池组B2负极端、第一电池组B2负极端、灯LED1负极端、电容C3一端和其他存储B4负极端连接；所述电容C3另一端与二极管D5负极端、其它存储B4正极端连接；存储单元通过协同控制单元均匀存储电能，保证各个电池组获取的电能以及释放的电能，都在各个电池组安全工作范围内。

过放保护单元包括电阻R3、灯LED2、三极管Q3、电阻R2、二极管D9、低压控制器U2、电感L3、电阻R4和电阻R5。

过放保护单元中所述电阻R3一端分别与二极管D5负极端和低压控制器U2引脚3连接；所述电阻R3另一端分别与灯LED2正极端、三极管Q3集电极端和低压控制器U2引脚4连接；所述三极管Q3发射极端分别与电容C3一端、灯LED负极端、地线GND、二极管D9正极端、电阻R5一端和输出负极端连接；所述三极管Q3基极端与电阻R2一端连接；所述电阻R2另一端分别与电阻R4一端、电感L3一端和输出正极端连接；所述电阻R4另一端分别与电阻R5另一端和低压控制器U2引脚2连接；所述二极管D9负极端分别与低压控制器U2引脚1和电感L3另一端连接；过放保护单元通过低压控制器U2对电池组释放电压进行检测及保护存储电能，并进行存储电能的输出；当电压低于规定值时停止放电，进而重新充电以恢复电池的贮能状态。

工作原理：电池管理单元通过二极管D1限定太阳能发电的电流输出路径，并根据场效应管Q1和场效应管Q2的通断对太阳能发电发出的电量以及电量存储电池组的状态进行保护，并由电池保护器U1监视电池电压并进行控制，在电能电压超出存储电压值时，场效应管Q1截止，停止向电池组充电；其中，电感C1作为藕合电容，满足存储电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰；电感L1用于稳定太阳能发电电流；协同控制单元获取电池管理单元输出的安全电能，并通过各个电池组设置的单向可控硅对各电池组的充放电进行检测以及根据吸附开关检测单向可控硅导通电压转换输出路径，保证输出安全电能的协同分配，进而调整电能的存储位置；存储单元对协同分配的电能进行逐一存储，并根据过放保护单元中的电阻R3和灯LED进行充放电显示，当电压降低到规定值时，通过低压控制器U2切换并停止存储单元的放电，重新获取太阳能发电，恢复电池的贮能状态；进而协同控制太阳能发电与电池组的工作过程。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路，其特征在于：所述电池管理单元包括二极管D1、电容C1、电感L1、场效应管Q1、电感L2、电容C2、电阻R1、场效应管Q2和电池保护器U1，其中，所述二极管D1正极端分别与场效应管Q1引脚2、电阻R1一端和太阳能发电正极连接；所述场效应管Q1引脚3分别与电容C1一端和电感L1一端连接；所述电容C1另一端分别与电感L1另一端和电池保护器U1引脚4连接；所述场效应管Q1引脚1分别与电感L2一端和电池保护器U1引脚2连接；所述电感L2另一端分别与场效应管Q2引脚3和电容C2一端连接；所述电容C2另一端分别与电池保护器U1引脚3、电阻R1另一端和太阳能发电负极连接；所述场效应管Q2引脚1与电池保护器U1引脚1连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路，其特征在于：所述协同控制单元包括灯LED1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、单向可控硅D6、单向可控硅D7、单向可控硅D8、吸附开关S1、吸附开关S2和吸附开关S3，其中，所述灯LED1正极端分别与二极管D2正极端、二极管D1负极端、单向可控硅D6正极端、单向可控硅D7正极端和单向可控硅D8正极端连接；所述灯LED1负极端与场效应管Q2引脚2连接；所述二极管D2负极端分别与吸附开关S1引脚3和二极管D3正极端连接；所述二极管D3负极端分别与吸附开关S2引脚3和二极管D4正极端连接；所述二极管D4负极端分别与吸附开关S3引脚3和二极管D5正极端连接；所述吸附开关S1引脚1与单向可控硅D6负极端连接；所述单向可控硅D6引脚1与吸附开关S1引脚2连接；所述吸附开关S2引脚1与单向可控硅D7负极端连接；所述单向可控硅D7引脚1与吸附开关S2引脚2连接；所述吸附开关S3引脚1与单向可控硅D8负极端连接；所述单向可控硅D8引脚1与吸附开关S3引脚2连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路，其特征在于：所述存储单元包括第一电池组B1、第二电池组B2、第三电池组B3、电容C3和其它存储B4，其中，所述第一电池组B1正极端与吸附开关S1引脚2连接；所述第二电池组B2正极端与吸附开关S2引脚2连接；所述第一电池组B3正极端与吸附开关S3引脚2连接；所述第一电池组B1负极端分别与第二电池组B2负极端、第三电池组B3负极端、灯LED1负极端、电容C3一端和其他存储B4负极端连接；所述电容C3另一端与二极管D5负极端、其它存储B4正极端连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于太阳能发电与电池管理的协同控制电路，其特征在于：所述过放保护单元包括电阻R3、灯LED2、三极管Q3、电阻R2、二极管D9、低压控制器U2、电感L3、电阻R4和电阻R5，其中，所述电阻R3一端分别与二极管D5负极端和低压控制器U2引脚3连接；所述电阻R3另一端分别与灯LED2正极端、三极管Q3集电极端和低压控制器U2引脚4连接；所述三极管Q3发射极端分别与电容C3一端、灯LED负极端、地线GND、二极管D9正极端、电阻R5一端和输出负极端连接；所述三极管Q3基极端与电阻R2一端连接；所述电阻R2另一端分别与电阻R4一端、电感L3一端和输出正极端连接；所述电阻R4另一端分别与电阻R5另一端和低压控制器U2引脚2连接；所述二极管D9负极端分别与低压控制器U2引脚1和电感L3另一端连接。