一种储能组件充放电控制装置的制作方法

本实用新型涉及能源控制领域，具体而言，涉及一种储能组件充放电控制装置。

背景技术：

电能是社会发展和经济建设的重要保障，与高科技的紧密结合创造了丰富的人类生活，同时电能的广泛应用也导致全球范围内的电力供应不足现象时常出现。能源的使用一直是人类稳定发展的重要影响因素，伴随着世界能源危机的日益严重，利用常规能源已不能适应世界经济的迅速发展，解决能源的过度使用问题成为全人类共同的需求。

针对电瓶或蓄电池等储能组件的续电问题，太阳能作为新能源具有巨大的优势，廉价且无污染，是人类能够自由利用的能源，因此世界各国都在着力研发太阳能光伏发电技术，以实现为储能组件充电的功能。目前市面上已存在有一种可实现将太阳能高效转变为电能并存储到储能组件这一功能的充电控制装置，但是在对储能组件的放电功能上却没有强化设计，使得放电输出结果单一，缺乏普遍适用性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种储能组件充放电控制装置，所述装置基于光伏组件可以实现为储能组件充电的功能，同时基于储能组件在实现放电功能的基础上，使其具有控制交直流输出的功能，可适应于不同负载的供电需要。

相应的，本实用新型提出了一种储能组件充放电控制装置，所述装置包括光伏组件、储能组件、充放电控制组件和负载控制组件，且所述充放电控制组件包括主控制芯片、充电模块、放电模块和逆变模块；

所述光伏组件连接所述充电模块的输入端，所述充电模块的输出端连接所述储能组件的充电端，所述充电模块的控制端连接所述主控制芯片；

所述负载控制组件包括第一按键开关和第二按键开关，所述储能组件的放电端连接所述放电模块的输入端，所述放电模块的输出端通过所述第一按键开关连接直流负载，和/或所述放电模块的输出端通过所述第二按键开关连接所述逆变模块的输入端，所述逆变模块的输出端连接交流负载，所述逆变模块的控制端与所述放电模块的控制端分别连接所述主控制芯片；

所述主控制芯片的供电端与所述储能组件的放电端相连接。

可选的实施方式，所述充电模块包括太阳能最大功率跟踪控制器、充电电路和第一驱动单元；所述太阳能最大功率跟踪控制器的输入端连接所述光伏组件，所述太阳能最大功率跟踪控制器的输出端连接所述充电电路的输入端，所述充电电路的输出端连接所述储能组件的充电端，所述充电电路的控制端连接所述第一驱动单元，并通过所述第一驱动单元连接所述主控制芯片。

可选的实施方式，所述第一驱动单元为第一光耦驱动电路。

可选的实施方式，所述放电模块包括放电电路和第二驱动单元；所述放电电路的输入端连接所述储能组件的放电端，所述放电电路的输出端连接所述负载控制组件，所述放电电路的控制端连接所述第二驱动单元，并通过所述第二驱动单元连接所述主控制芯片。

可选的实施方式，所述第二驱动单元为第二光耦驱动电路。

可选的实施方式，所述逆变模块包括逆变桥和滤波电路，所述逆变桥的输入端通过所述第二按键开关连接所述放电电路的输出端，所述逆变桥的输出端连接所述滤波电路，所述逆变桥的控制端连接所述主控制芯片。

可选的实施方式，所述装置还包括保护模块，所述保护模块包括温度检测电路、铝合金散热器和风冷系统组件，所述温度检测电路、所述铝合金散热器和所述风冷系统组件分别与所述主控制芯片相连接。

可选的实施方式，所述装置还包括lcd显示单元，所述lcd显示单元与所述主控制芯片连接。

可选的实施方式，所述光伏组件为晶硅光伏组件或者薄膜光伏组件。

在本实用新型实施例中，所述充放电控制装置通过结合主控制芯片的实时电压检测功能，基于充电模块可实现基本的控制光伏组件对储能组件充电的功能。相比于现有的太阳能充电控制装置，所述充放电控制装置的主要区别在于放电控制功能的设计上，具有通过负载控制组件的实际动作对放电模块进行交直流电压输出的控制功能，配合逆变模块的逆变原理，可解决放电输出结果单一的缺陷，具备普遍适用性，将满足直流负载与交流负载的供电需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1是本实用新型实施例公开的一种储能组件充放电控制装置的结构组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例中的一种储能组件充放电控制装置的结构组成示意图。

本实用新型实施例提供了一种储能组件充放电控制装置，所述装置包括光伏组件、储能组件、充放电控制组件和负载控制组件，且所述充放电控制组件包括主控制芯片、充电模块、放电模块和逆变模块。

基本的，所述光伏组件连接所述充电模块的输入端，所述充电模块的输出端连接所述储能组件的充电端，所述充电模块的控制端连接所述主控制芯片；所述负载控制组件包括第一按键开关和第二按键开关，所述储能组件的放电端连接所述放电模块的输入端，所述放电模块的输出端通过所述第一按键开关连接直流负载，和/或所述放电模块的输出端通过所述第二按键开关连接所述逆变模块的输入端，所述逆变模块的输出端连接交流负载，所述逆变模块的控制端与所述放电模块的控制端分别连接所述主控制芯片；所述主控制芯片的供电端与所述储能组件的放电端相连接。

需要说明的是，所述主控制芯片采用型号为sn8f27e23的处理芯片，所述处理芯片是flash自带a/d模块的单片机，具有强大的数据处理能力；当所述主控制芯片的供电端与所述储能组件的充电端相连接时，所述主控制芯片通过内部的a/d模块将所述储能组件所输出的直流电源转换为合适的供电电压，以此可降低所述充放电控制装置的成本。

为了清晰描述所述充放电控制装置所具有的功能，以下对每个模块的基本结构进行说明：

进一步的，所述充电模块包括太阳能最大功率跟踪控制器、充电电路和第一驱动单元；其中，所述太阳能最大功率跟踪控制器的输入端连接所述光伏组件，所述太阳能最大功率跟踪控制器的输出端连接所述充电电路的输入端，所述充电电路的输出端连接所述储能组件的充电端，所述充电电路的控制端连接所述第一驱动单元，并通过所述第一驱动单元连接所述主控制芯片。

具体的，所述太阳能最大功率跟踪控制器的功率输入端与所述光伏组件的电输出接口连接，用于接收通过所述光伏组件将光能转换后所输出的电能；所述太阳能最大功率跟踪控制器的功率输出端与所述充电电路的输入端相连接，用于将二次转换后的电能输出至所述充电电路；所述太阳能最大功率跟踪控制器的控制端与所述主控制芯片基于信号线连接，所述主控制芯片根据所述光伏组件所输出的电信号，通过设定的程序发送控制信号对所述太阳能最大功率跟踪控制器进行参数调节，使得所述太阳能最大功率跟踪控制器的功率输出端始终保持最大功率输出，提高能量利用率。

需要说明的是，本实用新型实施例也可以采用一种集成度较高的太阳能最大功率跟踪控制器，在其内部可直接根据所述光伏组件所输出的电能信号执行有关自身参数的调节，无需所述主控制芯片的调节控制，在减少所述主控制芯片的运行压力的同时却提高产品成本，实际的使用情况在本实用新型实施例中不作任何约束。

具体的，所述第一驱动单元为第一光耦驱动电路，所述第一光耦驱动电路的核心器件为光电耦合器，可实现所述主控制芯片与所述充电电路的隔离，从而增强系统可靠性。其主要作用在于在检测到所述储能组件处于满电状态或者装置内部产生故障的情况下及时关断所述充电电路，起到保护作用。而所述充电电路的主要控制器件为第一moseft管，且所述充电电路设置有电压处理电路，所述主控制芯片根据检测到的所述储能组件的当前电压输出一个pwm控制信号至所述第一moseft管的控制端，通过控制所述第一moseft管的通断时间来控制所述充电电路的输出电压，以此实现充电控制功能。其中，所述第一moseft管的驱动功率较小，具有较高的开关频率，对所述充电电路的输出电压的控制效果明显。

进一步的，所述放电模块包括放电电路和第二驱动单元，所述放电电路的输入端连接所述储能组件的放电端，所述放电电路的输出端连接所述负载控制组件，所述放电电路的控制端连接所述第二驱动单元，并通过所述第二驱动单元连接所述主控制芯片。

具体的，所述第二驱动单元为第二光耦驱动电路，所述第二光耦驱动电路的核心也为光电耦合器，应用在所述放电模块的作用在于在检测到所述储能组件处于电量供应不足或者装置内部发生故障的情况下及时切断所述放电电路，同样起到保护装置及外部组件的作用。而所述放电电路的主要控制器件为第二moseft管，其中基于所述第二moseft管的放电控制原理与基于所述第一moseft管的充电控制原理相同。

需要说明的是，在所述放电电路中设置有电压检测电路，其并联在所述储能组件的两端，通过分压原理来完成对所述储能组件的当前电压的实时检测工作。所述电压检测电路的设计，为所述充电电路和所述放电电路的工作提供参考依据，从而保障所述充放电控制装置的正常运行，也有助于延长所述储能组件的使用寿命。

本实用新型实施过程中，所述主控制芯片对所述电压检测电路所输出的分压结果进行读取，并基于内部程序进行结果分析，结合以上的所述充电电路和所述放电电路进行说明：当检测到所述储能组件的电压低于12v时，此时处于均充的充电模式，控制所述第一moseft管处于完全导通状态，即pwm控制信号的占空比最大；当检测到所述储能组件的电压落在12v～14.5v的范围时，此时处于浮充的充电模式，控制所述第一moseft管的pwm控制信号的占空比变小；当检测到所述储能组件的电压大概为15v时，控制所述第一moseft管和所述第二moseft管处于完全截止状态；当检测到所述储能组件的电压低于10.8v时，控制所述第二moseft管处于完全导通状态，此时通过所述负载控制组件来关断与负载的充电连接，即实现欠压关断。需要说明的是，上述出现的具体电压数据为参考数据，实际电压值将根据所述储能组件所使用的蓄电池进行区分。

进一步的，所述逆变模块包括逆变桥和滤波电路，所述逆变桥的输入端通过所述第二按键开关连接所述放电电路的输出端，所述逆变桥的输出端连接所述滤波电路，所述逆变桥的控制端连接所述主控制芯片。所述逆变模块的结构设计为现有技术，在此不做具体说明，应用在所述充放电控制装置中的作用在于对所述储能组件的输出电压进行调节，可将所述储能组件的直流输出电压逆变为交流正弦电压。反观现有的太阳能充电控制装置，通常直接将所述储能组件的放电端与负载相连接，由于所述储能组件的输出电压为直流电源，此时只能对单一的直流负载进行充电，无法对交流负载起作用，不符合用户的实际需要。

为保障所述充放电控制装置具有普遍适用性，除了增加所述逆变模块外，所述充放电控制装置还设置有所述负载控制组件，其中的所述第一按键开关直接控制直流负载的接入，所述第二按键开关间接控制交流负载的接入，在使用过程中可根据用户的实际充电需要，手动操作对应的按键开关来选择相应的放电过程。需要说明的是，本实用新型实施例中仅允许单个按键开关的闭合，后续可根据所述储能组件的承载能力进行改良设计，以实现双负载充电的更高功能，隶属于本实用新型的保护范围。所述充放电控制装置实现了充电控制器与逆变器的一体化，增加了所述充放电控制装置的使用功能，具有较好的实用性，通过两个按键开关的设计可最大程度地提高所述储能组件的放电效率。

进一步的，所述装置还包括保护模块，所述保护模块包括温度检测电路、铝合金散热器和风冷系统组件，所述温度检测电路、所述铝合金散热器和所述风冷系统组件分别与所述主控制芯片相连接。其中，所述温度检测电路用于为所述主控制芯片提供装置内部环境的温度信息或具体某一零部件的温度信息，防止所述充放电控制装置内部出现安全隐患；所述铝合金散热器将在整个充放电过程中执行散热功能，同理所述风冷系统组件基于所述主控制芯片反馈的高温度信息而开启工作模式。所述保护模块在所述充放电控制装置中是必不可少的一部分，对所述充放电控制装置的正常运行起到监管与辅助作用，将提高所述充放电控制装置的安全性。

进一步的，所述装置还包括lcd显示单元，所述lcd显示单元与所述主控制芯片连接。所述lcd显示单元用于对所述充放电控制装置中的各种参数进行直观显示，包括温度信息、电压信息、充电模式等。

在本实用新型实施例中，所述充放电控制装置通过结合主控制芯片的实时电压检测功能，基于充电模块可实现基本的控制光伏组件对储能组件充电的功能。相比于现有的太阳能充电控制装置，所述充放电控制装置的主要区别在于放电控制功能的设计上，具有通过负载控制组件的实际动作对放电模块进行交直流电压输出的控制功能，配合逆变模块的逆变原理，可解决放电输出结果单一的缺陷，具备普遍适用性，将满足直流负载与交流负载的供电需求。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁盘或光盘等。

以上对本实用新型实施例所提供的一种储能组件充放电控制装置进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。