一种太阳能充电桩的制作方法

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种太阳能充电桩。

背景技术：

随着电动自行车和电动汽车的普及，充电桩成为电动自行车和电动汽车充电的必须品，是电动自行车和电动汽车出行的保障。充电桩类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动自行车和电动自行车充电。

目前，常规的市电充电桩由于受到市电取电的限制，往往需要固定在一个地方而不能移动，并且在无市电的偏远地方无法使用。在这种情况下，太阳能充电桩由于可移动性，可以不受地区和市电的限制只要在有足够太阳能源的地方均可进行搭建而优势明显。太阳能充电桩作为独立能源系统，无需额外的充电电源和外部充电电源线，给无市电地区或临时需要应急充电的用户提供更多的便利。

但是，目前的太阳能充电桩无法监控及预测太阳能电池组件的光伏发电情况、负载的运行情况，以及利用太阳能电池组件为负载直接供电的蓄电池的运行情况，因此无法对太阳能电池组件、负载以及蓄电池的运行情况进行分析和控制，使得用户不便于使用太阳能充电桩。

技术实现要素：

为了解决目前的太阳能充电桩无法监控及预测太阳能电池组件的光伏发电情况、负载的运行情况的问题，本发明实施例提供一种太阳能充电桩，该太阳能充电桩包括：太阳能电池组件、采集模块、主控模块和供电模块；其中，太阳能电池组件和负载分别与采集模块相连，采集模块和供电模块分别与主控模块相连，供电模块与负载相连；相应地，采集模块用于采集太阳能电池组件的发电数据和负载的用电数据；主控模块用于根据太阳能电池组件的发电数据、负载的用电数据和供电模块的充放电信息，对太阳能电池组件、负载和供电模块进行监测和控制。

优选地，该太阳能充电桩还包括计费模块，计费模块的一端与采集模块相连，另一端与负载相连；计费模块用于根据负载充电前预付费计算充电时长，或根据负载充电后付费计算付费金额。

优选地，该太阳能充电桩还包括与主控模块相连的录入模块，录入模块用于录入太阳能充电桩的生产维修信息，生产维修信息包括太阳能充电桩的规格、生产日期和检修日期。

优选地，供电模块包括依次连接的蓄电池、dc/ac转换单元和第一接口单元；其中，第一接口单元和负载相连；蓄电池用于存储太阳能电池组件转化的太阳能并输出直流电；dc/ac转换单元用于将蓄电池输出的直流电转化为交流电，并通过第一接口单元将该交流电传输至负载。

优选地，供电模块还包括市电单元和ac/dc转换单元，市电单元通过ac/dc转换单元与蓄电池相连；其中，市电单元用于将市电由交流电转换为直流电，并将该直流电存储于蓄电池之中。

优选地，供电模块还包括与蓄电池依次相连的dc/dc转换单元和第二接口单元；其中，所述蓄电池输出的直流电依次经所述dc/dc转换单元和所述第二接口单元传输至所述负载。

优选地，主控模块包括存储单元、分析单元和预测单元；其中，存储单元用于存储太阳能电池组件的发电数据、负载的用电数据，以及蓄电池的充放电信息；分析单元用于根据太阳能电池组件的发电数据、负载的用电数据，以及蓄电池的充放电信息，获取太阳能电池组件的光电池板功率和衰减度、负载的剩余电量，以及蓄电池的剩余容量；预测单元用于根据太阳能电池组件的发电数据、负载的用电数据，以及蓄电池的充放电信息，预测负载的剩余充电时长和蓄电池的剩余寿命。

优选地，该太阳能充电桩还包括与主控模块相连的提示模块，提示模块用于提示负载的剩余电量和剩余充电时长，以及蓄电池的剩余容量和剩余寿命。

优选地，该太阳能充电桩还包括与主控模块相连的显示模块，显示模块用于显示太阳能电池组件的发电数据、负载的用电数据、蓄电池的充放电信息，以及生产维修信息。

优选地，该太阳能充电桩还包括与主控模块相连的定位模块和无线模块，其中，定位模块用于确定太阳能充电桩的位置，无线模块用于使用户与主控模块交互信息。

本发明实施例提供了一种太阳能充电桩，首先通过采集模块采集太阳能电池组件的发电数据和负载的用电数据，然后通过主控模块根据太阳能电池组件的发电数据、负载的用电数据和供电模块的充放电信息，对太阳能电池组件、负载和供电模块进行监测和控制，从而获取太阳能电池组件的发电情况、负载的用电情况，以及为负载直接供电的供电模块的充放电情况，能获取或预测太阳能电池组件的发电效率、负载的剩余电量和剩余充电时长，以及供电模块中蓄电池的剩余容量和剩余寿命。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的太阳能充电桩的总体结构示意图；

图2为本发明实施例的太阳能充电桩的具体结构示意图；

其中：

1、太阳能电池组件2、采集模块3、主控模块

4、供电模块5、计费模块6、第一接口单元

7、dc/ac转换单元8、蓄电池9、ac/dc转换单元

10、市电单元11、第二接口单元12、dc/dc转换单元

13、存储单元14、分析单元15、预测单元

16、录入模块17、提示模块18、定位模块

19、无线模块20、显示模块21、光伏充电控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例的太阳能充电桩的总体结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种太阳能充电桩，该太阳能充电桩包括：太阳能电池组件1、采集模块2、主控模块3和供电模块4；其中，太阳能电池组件1和负载分别与采集模块2相连，采集模块2和供电模块4分别与主控模块3相连，供电模块4与负载相连；相应地，采集模块2用于采集太阳能电池组件1的发电数据和负载的用电数据；主控模块3用于根据太阳能电池组件1的发电数据、负载的用电数据和供电模块4的充放电信息，对太阳能电池组件1、负载和供电模块4进行监测和控制。

具体地，太阳能电池组件1用于将太阳能转化为电能，供电模块4用于存储太阳能电池组件1转化的太阳能并为负载供电。

首先，该太阳能充电桩通过采集模块2采集太阳能电池组件1的发电数据和负载的用电数据，然后通过主控模块3根据太阳能电池组件1的发电数据、负载的用电数据和供电模块4的充放电信息，对太阳能电池组件1、负载和供电模块4进行监测和控制，从而获取太阳能电池组件1的发电情况、负载的用电情况，以及为负载直接供电的供电模块4的充放电情况。

需要说明的是，太阳能电池组件1通过光伏充电控制器21与采集模块2相连，利用主控模块3通过光伏充电控制器的通断，以控制太阳能电池组件1与采集模块2的连接与断开，从而对该太阳能充电桩进行充电开关控制。

本发明实施例提供的太阳能充电桩，解决了目前的太阳能充电桩无法监控及预测太阳能电池组件的光伏发电情况、负载的运行情况，以及利用太阳能电池组件为负载直接供电的供电模块的运行情况，因此无法对太阳能电池组件、负载以及供电模块的运行情况进行分析和控制，使得用户不便于使用的问题。

基于上述实施例，图2为本发明实施例的太阳能充电桩的具体结构示意图，如图2所示，该太阳能充电桩还包括计费模块5，计费模块5的一端与采集模块2相连，另一端与负载相连；计费模块5用于根据负载充电前预付费计算充电时长，或根据负载充电后付费计算付费金额。

具体地，负载通过计费模块5，在充电之前预付费从而确定充电时长，或在充电之后根据充电时长和单价计算付费金额，由此根据预付费或后付费形式控制负载的充电时间或根据负载的充电时间计算用户所需的付费金额。

进一步地，计费模块5的计费模式包括与不同负载匹配的多种模式，例如：普通充电模式、设备租赁模式、充电宝租借模式、汽车搭点模式、usb充电模式，不同模式可以有不同的付费方法。

基于上述实施例，如图2所示，该太阳能充电桩还包括与主控模块3相连的录入模块16，录入模块16用于录入太阳能充电桩的生产维修信息，生产维修信息包括太阳能充电桩的规格、生产日期和检修日期。

具体地，通过录入模块16获取该太阳能充电桩的规格、生产日期和检修日期，以便主控模块3根据该太阳能充电桩的运行情况进行参数比对验证，并根据太阳能充电桩的特性进行整体和各部件的寿命预测分析。

基于上述实施例，如图2所示，供电模块4包括依次连接的蓄电池8、dc/ac转换单元7和第一接口单元6；其中，第一接口单元6和负载相连；蓄电池8用于存储太阳能电池组件1转化的太阳能并输出直流电；dc/ac转换单元7用于将蓄电池8输出的直流电转化为交流电，并通过第一接口单元6将该交流电传输至负载。

具体地，负载包括交流负载和直流负载，针对交流负载，太阳能电池组件1将太阳能转化为直流电并储存于蓄电池8中，然后蓄电池8输出的直流电经dc/ac转换单元7转化为不同电压等级的交流电，再通过第一接口单元6为负载供电。

需要说明的是，第一接口单元6包括与多种负载匹配的不同接口，以满足不同的负载使用。另外，若交流负载出现异常情况，可通过dc/dc转换单元12将第一接口单元6断开，由此断开该交流负载。

进一步地，如图2所示，供电模块4还包括市电单元10和ac/dc转换单元9，市电单元10通过ac/dc转换单元9与蓄电池8相连；其中，市电单元10用于将市电由交流电转换为直流电，并将该直流电存储于蓄电池8之中。

具体地，若太阳不充足或连续阴雨天，太阳能电池组件1的发电不足时，可以将通过市电单元10的交流电经ac/dc转换单元9转化为直流电存储于蓄电池8中。

基于上述实施例，如图2所示，供电模块4还包括与蓄电池8依次相连的dc/dc转换单元12和第二接口单元11；其中，蓄电池8输出的直流电依次经dc/dc转换单元12和第二接口单元11传输至负载。

具体地，针对直流负载，将蓄电池8输出的直流电依次经dc/dc转换单元12和第二接口单元11传输至直流负载。

需要说明的是，若直流负载出现异常情况，可通过dc/dc转换单元12将第一接口单元6断开，由此断开该直流负载。

特殊地，汽车若长期不使用，汽车电瓶会出现亏电而无法着车的情况，可利用dc/dc转换单元12将蓄电池8输出的直流电转化为12v直流电，并将12v直流电通过第二接口单元11传输至汽车电瓶，以将12v直流电作为汽车电瓶的应急启动电源。

基于上述实施例，如图2所示，主控模块3包括存储单元13分析单元14和预测单元15；其中，存储单元13于存储太阳能电池组件1的发电数据、负载的用电数据，以及蓄电池8的充放电信息；分析单元14用于根据太阳能电池组件1的发电数据、负载的用电数据，以及蓄电池8的充放电信息，获取太阳能电池组件1的光电池板功率和衰减度、负载的剩余电量，以及蓄电池8的剩余容量；预测单元15用于根据太阳能电池组件1的发电数据、负载的用电数据，以及蓄电池8的充放电信息，预测负载的剩余充电时长和蓄电池8的剩余寿命。

需要说明的是，存储单元13、分析单元14和预测单元15为主控模块3中三个并列的单元。

进一步地，主控单元可通过分析单元14和预测单元15判断或预测太阳能电池组件1、负载或蓄电池8的异常情况，并在负载正常的情况下，控制蓄电池8自动为负载充电。

基于上述实施例，如图2所示，该太阳能充电桩还包括与主控模块3相连的提示模块17，提示模块17用于提示负载的剩余电量和剩余充电时长，以及蓄电池8的剩余容量和剩余寿命。

基于上述实施例，如图2所示，为了用户及运维人员了解该太阳能充电桩的运行情况，该太阳能充电桩还包括与主控模块3相连的显示模块20，显示模块20用于显示太阳能电池组件1的发电数据、负载的用电数据、蓄电池8的充放电信息，以及生产维修信息。

基于上述实施例，如图2所示，该太阳能充电桩还包括与主控模块3相连的定位模块18和无线模块19，其中，定位模块18用于确定太阳能充电桩的位置，无线模块19用于使用户与主控模块3交互信息。

具体地，用户可通过无线模块19与主控模块3交互信息，从而了解该太阳能充电桩的运行情况。进一步地，用户可以设置充满比例提示功能，以方便安排取车时间。例如，设置负载充电达到80％、90％、100％电量，通过无线模块19向用户自动发送短信完成提醒。

同时，用户还可以通过定位模块18确定该太阳能充电桩的位置，节省维护时间。进一步地，可根据太阳能充电桩的位置获取所在的经纬度，获取太阳能电池组件1的最佳倾斜角度和最佳光照等信息。

本发明实施例提供的太阳能充电桩，配备了能效管理分析功能，能结合充电情况，获取或预测太阳能电池组件的发电效率、负载的剩余电量和剩余充电时长，以及蓄电池的剩余容量和剩余寿命，从而提醒用户、对用户进行用电安全提醒，自动给用户提供合理化的用电建议，同时可查看包括太阳能充电桩的规格、生产日期和检修日期的生产维修信息，以方便维护，另外还配备了多种接口，为不同的负载进行充电，包括电动自行车、电动汽车、手机、移动电源，以及其他临时应急用电设备，为用户提供更多的便利。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。