专利名称：一种户外太阳能充电的大功率供电电池组切换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种户外太阳能充电的大功率供电电池组切换装置，适用于各种大功率供电电池组电源的切换控制，属于电池组切换控制的范畴。
背景技术：
实践中，需太阳能电池充电的野外工作设备，由于太阳能电池受太阳光照的影响需加储能电池组，设备又是电池组直流供电，对于大功率负载，一组电池组无法保证稳定供电，必须两组或两组以上电池组供电才能保证可靠供电，这就需要对电池组的切换进行可靠控制。以两组电池组的切换工作的实际问题为例，负载要求24V，100A短时工作，当前已有的大功率电池组切换控制电路主要有两种，一种是在电池组正极串整流二极管控制电路，优点是控制主电路简单可靠，成本低，缺点是两组电池会出现同时供电的情况，电池组长期工作在无法充满状态，电池组寿命降低，还会导致两组电池组电压下降到无法正常供电，实际使用较少；另外一种是电池组正极接直流接触器串整流二极管控制电路，通过控制直流接触器实现切换，优点是电池组不会出现同时工作的情况，保证电池组的正常充放电，提高电池组寿命，缺点是100A以上的大电流触点24V直流接触器无法买到，需要定制，购买价格高，后续维护价格高，接触器的触点开关寿命是有限的，又是大电流工作，野外工作可靠性会较低；第二组电池组投入时，第一组电池组关断的时间不能准确掌握，只能凭经验控制，控制不好对负载的供电会出现抖动。
发明内容针对上述大功率供电电池组切换控制电路存在问题，本实用新型提出一种户外太阳能充电的大功率供电电池组切换装置，切换主电路采用可控硅作为主切换开关，价格便宜、容量大、控制简单、可靠性高、寿命长，同时，结构简单、价格低廉，可以应用到无人值守的野外太阳能充电的大功 率电池组的切换控制系统中。本实用新型采用的技术方案:一种户外太阳能充电的大功率供电电池组切换装置由第一电池电量传感器1、第二电池电量传感器2、第一电池组3、第二电池组4、太阳能充电装置5、PLC控制器6、可控硅切换电路7、滤波电容8、第一开关9和第二开关10组成，第一电池组3连接第一电池电量传感器I的输入端、第二电池组4连接第二电池电量传感器2的输入端，第一电池电量传感器1、第二电池电量传感器2的输出端连接PLC控制器6的输入端，第一电池组3通过第一开关9与太阳能充电装置5连接，第二电池组4通过第二开关10与太阳能充电装置5连接，第一电池组3、第二电池组4、PLC控制器6通过可控硅切换电路7、滤波电容8与外部负载连接。第一电池组3、第二电池组4均为24V 600Ah的大容量电池。PLC控制器6的正常工作电压不能低于2IV。可控硅切换电路7由可控硅Ql、可控硅Q2、二极管Dl、二极管D2、可控硅门极RC电路和直流接触器KMl常开常闭触点电路组成，可控硅Ql阴极连接二极管Dl阳极，电容Cl和电阻R2，Ql门极连接电阻R5，可控硅Q2阴极连接二极管D2阳极，电容C2和电阻R4，Q2门极连接电阻R6，二极管D1，D2阴极相连，再连到电容C3和负载RL，电阻R5另一端连接直流接触器KMl常开触点，电阻R6另一端连接直流接触器KMl常闭触点，电阻Rl —端连接电容Cl 一端，连接直流接触器KMl常开触点一端，电阻R2 —端连接电容Cl 一端，连接直流接触器KM2常闭触点一端。所述的第一电池电量传感器1、第二电池电量传感器2、第一电池组3、第二电池组
4、太阳能充电装置5、PLC控制器6、可控硅切换电路7、滤波电容8、第一开关9和第二开关10均为市售的普通元件。本实用新型的有益效果:本实用新型的切换主电路采用可控硅作为主切换开关，价格便宜、容量大、控制简单、可靠性高、寿命长，同时，结构简单、价格低廉，可以应用到无人值守的野外太阳能充电的大功率电池组的切换控制系统中。
图1为本实用新型的结构示意图；图中:1-第一电池电量传感器、2-第二电池电量传感器、3-第一电池组、4-第二电池组、5-太阳能充电装置、6-PLC控制器、7-可控硅切换电路、8-滤波电容、9-第一开关、10-第二开关。
具体实施方式
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以下结合附图对本实用新型做进一步说明，以方便技术人员理解。如图1所示:一种户外太阳能充电的大功率供电电池组切换装置由第一电池电量传感器1、第二电池电量传感器 2、第一电池组3、第二电池组4、太阳能充电装置5、PLC控制器6、可控硅切换电路7、滤波电容8、第一开关9和第二开关10组成，第一电池组3连接第一电池电量传感器I的输入端、第二电池组4连接第二电池电量传感器2的输入端,第一电池电量传感器1、第二电池电量传感器2的输出端连接PLC控制器6的输入端,第一电池组3通过第一开关9与太阳能充电装置6连接，第二电池组4通过第二开关10与太阳能充电装置5连接，第一电池组3、第二电池组4、PLC控制器6通过可控硅切换电路7、滤波电容8与外部负载连接。第一电池组3、第二电池组4均为24V 600Ah的大容量电池。第一电池电量传感器1、第二电池电量传感器2在检测到电池组电压低于2IV时给出数字信号，输出给PLC控制器。PLC控制器6的正常工作电压不能低于21V。可控硅切换电路7由可控硅Ql、可控硅Q2、二极管Dl、二极管D2、可控硅门极RC电路和直流接触器KMl常开常闭触点电路组成，可控硅Ql阴极连接二极管Dl阳极，电容Cl和电阻R2，Ql门极连接电阻R5，可控硅Q2阴极连接二极管D2阳极，电容C2和电阻R4，Q2门极连接电阻R6，二极管D1，D2阴极相连，再连到电容C3和负载RL，电阻R5另一端连接直流接触器KMl常开触点，电阻R6另一端连接直流接触器KMl常闭触点，电阻Rl —端连接电容Cl 一端，连接直流接触器KMl常开触点一端，电阻R2 —端连接电容Cl 一端，连接直流接触器KM2常闭触点一端。可控硅切换电路7中可控硅Q2工作时，电容Cl充电，切换时直流接触器KMl常开触点闭合，常闭触点断开，可控硅Ql触发导通，由于第二电池组4的电压过低，第一电池组3的电压高，使可控硅Q2自然关断，不会出现供电抖动现象，第一电池组3投入工作，同时与太阳能充电装置5断开，第二电池组4接通太阳能充电装置5充电；可控硅Ql工作时，电容C2充电，切换时直流接触器KMl常开复位，常闭复位，可控硅Q2触发导通，由于第一电池组3的电压过低，第二电池组4的电压高，使可控硅Ql自然关断，不会出现供电抖动现象，第二电池组4投入工作，同时与太阳能充电装置5断开，第一电池组3接通太阳能充电装置5充电，这样就实现了大容量电池组的切换。本实用新型的工作过程:设备工作过程中，如果第一电池组3由太阳能充电，充满时太阳能充电装置5停止对其充电，第二电池组4给负载和PLC控制器6供电，并且太阳能充电装置5不对其充电，由于长期供电，第二电池组4电压会下降，当下降到2IV时，就要将两个电池进行切换，由第二电池电量传感器2检测给出信号，PLC控制器6接到其信号后控制直流接触器KMl的常开触点触发可控硅Ql使其导通，可控硅Q2自然关断，不会出现供电抖动现象，切换后第一电池组3给负载和PLC控制器6供电，不充电，第二电池组4接通太阳能充电装置5充电；如果第二电池组4由太阳能充电，充满时太阳能充电装置5停止对其充电，第一电池组3给负载和PLC控制器6供电，并且太阳能充电装置5不对其充电，由于长期供电，第一电池组3电压会下降，当下降到21V时，就要将两个电池进行切换，由第一电池电量传感器I检测给出信号，PLC控制器6接到其信号后控制直流接触器KMl触发可控硅Q2使其导通，可控硅Ql自然关断，不会出现供电抖动现象，切换后第二电池组4给负载和PLC控制器6供电，不 充电，第一电池组3接通太阳能充电装置5 ;如此反复循环工作。本实用新型的切换主电路采用可控硅作为主切换开关，价格便宜、容量大、控制简单、可靠性高、寿命长，同时，结构简单、价格低廉，可以应用到无人值守的野外太阳能充电的大功率电池组的切换控制系统中。本实用新型通过附图进行说明的，在不脱离本实用新型范围的情况下，还可以对本实用新型专利进行各种变换及等同代替，因此，本实用新型专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本实用新型专利权利要求范围内的全部实施方案。
权利要求1.一种户外太阳能充电的大功率供电电池组切换装置，其特征在于:由第一电池电量传感器、第二电池电量传感器、第一电池组、第二电池组、太阳能充电装置、PLC控制器、可控娃切换电路、滤波电容、第一开关和第二开关组成，第一电池组连接第一电池电量传感器的输入端、第二电池组连接第二电池电量传感器的输入端，第一电池电量传感器、第二电池电量传感器的输出端连接PLC控制器的输入端，第一电池组通过第一开关与太阳能充电装置连接，第二电池组通过第二开关与太阳能充电装置连接，第一电池组、第二电池组、PLC控制器通过可控硅切换电路、滤波电容与外部负载连接。
2.根据权利要求1所述的一种户外太阳能充电的大功率供电电池组切换装置，其特征在于:第一电池组、第二电池组均为24V 600Ah的大容量电池。
3.根据权利要求1所述的一种户外太阳能充电的大功率供电电池组切换装置，其特征在于:PLC控制 器的正常工作电压不能低于21V。
专利摘要本实用新型涉及一种户外太阳能充电的大功率供电电池组切换装置，属于电池组切换控制的范畴。第一电池组连接第一电池电量传感器的输入端、第二电池组连接第二电池电量传感器的输入端，第一电池电量传感器、第二电池电量传感器的输出端连接PLC控制器的输入端，第一电池组通过第一开关与太阳能充电装置连接，第二电池组通过第二开关与太阳能充电装置连接，第一电池组、第二电池组、PLC控制器通过可控硅切换电路、滤波电容与外部负载连接。本实用新型的切换主电路采用可控硅作为主切换开关，价格便宜、容量大、控制简单、可靠性高、寿命长，同时，结构简单、价格低廉，可以应用到无人值守的野外太阳能充电的大功率电池组的切换控制系统中。
文档编号H02J7/36GK203104080SQ201320051789
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者金建辉, 邵永成, 陈辉翰 申请人:昆明理工大学