用于太阳能集电装置的电力储存装置的制造方法_2

文档序号:8300959阅读:来源:国知局
或锂铁电池,但本发明并不因此限定。
[0055]第二电力储存单元24的容量可以大于第一电力储存单元21的容量,但本发明并不因此限定。第二电力储存单元24的大的容量可以提供大负载的输出电力,也可以储存较多的电量。一般而言,使第二电力储存单元24的容量大于第一电力储存单元21的目的是,第一电力储存单元21因接收不固定的充电电压Ιο’和不固定的充电电流Ιο’的太阳能的电力,使得第一电力储存单元21的充放电次数相当频繁。当第一电力储存单元21的容量过大,则在较低的充电电压Vo’和充电电流Ιο’的情况下对大容量的第一电力储存单兀21的充电效率不佳,也容易使第一电力储存单元21的使用寿命缩短。反之,当第一电力储存单元21的容量较小时,可以节省使用电池的成本。另一方面,第二电力储存单元24则可以具有较大的容量,因电池监控单元22对电源转换器23的控制,使得对第一电力储存单元21的放电电压可以设定在一个范围内,同时,第二电力储存单元24可以与其他的外部供电系统3共接使用。
[0056]电池监控单元22耦接第一电力储存单元21,感测第一电力储存单元21的输出电压Vbatl,并依据第一电力储存单元21的输出电压Vbatl产生控制信号(在图1中为使能信号EnX
[0057]电源转换器23具有输入端P3和输出端P4,输入端P3耦接第一电力储存单元21,输出端P4耦接第二电力储存单元24。电源转换器23可以是升压转换器或降压转换器,本发明并不限定电源转换器23的类型。电源转换器23可以依据实际需要而设计。电源转换器23受控于控制信号(在图1中为使能信号En)以将第一电力储存单元21的电力转换至第二电力储存单元24。当第一电力储存单元21的输出电压Vbatl大于启动电压Vl (在图3中示出)时,电池监控单元22通过控制信号使能(enable)电源转换器23,以使电源转换器23将第一电力储存单元21的电力转换至第二电力储存单元24。当第一电力储存单元21的输出电压Vbatl小于停止电压V2 (在图3中示出)时,电池监控单元22通过控制信号禁能(disable)电源转换器23,其中启动电压Vl大于停止电压V2。
[0058]值得一提的是,图1中的第一电力储存单元21和第二电力储存单元24分别具有温度传感器211、241,所述温度传感器211、241感测第一电力储存单元21和第二电力储存单元24的温度,并提供温度感测信号TS至电源转换器23。电源转换器23可以包括过电压保护电路、过电流保护电路、短路保护电路以及过温保护电路中的至少一个。电源转换器23不但可以监控第一电力储存单元21和第二电力储存单元24的充电状况,也可以即时地维持第一电力储存单元21和第二电力储存单元24的安全性。本领域普通技术人员应可容易地了解过电压保护电路、过电流保护电路、短路保护电路以及过温保护电路的实现方式,不再赘述。
[0059]本发明实施例的电力储存装置2可将电力能量由第一电力储存单元21转换至第二电力储存单元24。第二电力储存单元24用于主要的能量储存。第二电力储存单元24可储存太阳能的电力、市电的电力或者是其他的发电系统的电力。因为第二电力储存单元24具有其本身的充电/放电控制器,所以其充电状况是受限的,且由现存的电力传输系统(市电或其他的供电系统)所定义。通常,第二电力储存单元24的容量大于第一电力储存单元21的容量,所以并不容易使两个电力储存单元共同充电。本发明实施例的电力储存装置使太阳能储存于容量较小的第一电力储存单元21,再通过升压(或降压)转换电力至具有较大容量与较大功率负载的第二电力储存单元24。依据本发明实施例的电力储存装置,不论太阳能的电力有多小,只要太阳能的电力大于升压级(升压转换器11)和充电控制器12所需的电力,太阳能的电力就可以被储存至代表主要储存功能的第二电力储存单元24。在本发明实施例中,由于连接第二电力储存单元24的共存的电力传输系统(例如:图1的外部供电系统3)的存在,使得第一电力储存装置21不可以自动地将电力传送至第二电力储存装置24。所以,使用电源转换器23来控制第一电力储存装置21和第二电力储存装置24的能量转换。本发明实施例的电力储存装置2可应用于不同容量的第一电力储存单元21和第二电力储存单元24。
[0060]请同时参照图1和图2,图2是本发明实施例提供的电池监控电路的电路图。该电池监控单元22包括启动电路221、停止电路222以及闩锁器223。启动电路221接收第一电力储存单元21的输出电压Vbatl,当输出电压Vbatl大于启动电压Vl时,启动电路221产生启动信号Ds。停止电路222接收第一电力储存单元21的输出电压Vbatl,当输出电压Vbatl小于停止电压V2时,停止电路222产生停止信号Dr。闩锁器223具有设定端S和重置端R,设定端S接收启动信号Ds,重置端R接收停止信号Dr,闩锁器依据启动信号Ds和停止信号Dr产生控制信号D0。
[0061]再次参照图2,启动电路221包括N型晶体管ΝΜ0、偏压电阻性元件Ra以及分压电路2211。N型晶体管NMO的第一端耦接闩锁器223的设定端S,N型晶体管NMO的第二端耦接接地端GND,其中N型晶体管NMO的第一端的电位为启动信号Ds。偏压电阻性元件Ra耦接于N型晶体管NMO的第一端与第一电力储存单兀21的输出电压Vbatl之间。分压电路2211将第一电力储存单元21的输出电压Vbatl转换为一控制电压(在图2中为栅极电压),并提供所述控制电压至N型晶体管NMO的控制端(栅极)。
[0062]在一实施例中,分压电路2211可以包括电阻性元件R0、电阻性元件Rl以及去耦合电容CO。电阻性元件RO耦接于第一电力储存单元21的输出电压Vbatl与N型晶体管NMO的控制端(栅极)之间。电阻性元件Rl耦接于N型晶体管NMO的控制端(栅极)与接地端GND之间。去耦合电容CO与电阻性元件Rl并联。
[0063]再次参照图2,停止电路包括P型晶体管PMO、偏压电阻性元件Re、N型晶体管匪1、偏压电阻性元件Rb以及分压电路2221。P型晶体管PMO的第一端耦接第一电力储存单元21的输出电压Vbatl,P型晶体管PMO的第二端耦接闩锁器223的重置端R,其中P型晶体管PMO的第二端的电位为停止信号Dr。偏压电阻性元件Re耦接于P型晶体管PMO的第二端与接地端GND之间。N型晶体管匪I的第一端耦接P型晶体管PMO的控制端(栅极),N型晶体管匪1的第二端耦接接地端GND。偏压电阻性元件Rb耦接于N型晶体管匪I的第一端与第一电力储存单元21的输出电压Vbatl之间。分压电路2221将第一电力储存单元21的输出电压VbatI转换为控制电压(N型晶体管匪I的栅极的电压),并提供控制电压至N型晶体管匪I的一控制端(栅极)。分压电路2221包括电阻性元件R2、电阻性元件R3以及去耦合电容Cl,电阻性元件R2耦接于第一电力储存单元21的输出电压Vbatl与N型晶体管匪I的控制端(栅极)之间。电阻性元件R3耦接于N型晶体管匪I的控制端(栅极)与接地端GND之间。去耦合电容Cl与电阻性元件R3并联。
[0064]换句话说,图2的电路利用三个主动的互补式金属氧化物半导体晶体管(CMOS)元件、七个电阻性元件、两个去耦合电容以及一个闩锁器来实现。由电阻性元件RO和电阻性元件Rl将电压Vbatl做分压而得到电压Vbatl*Rl/ (R0+R1),此电压可设为启动电压VI,以启动由第一电力储存单元21至第二电力储存单元24的能量转换。电阻性元件R2和电阻性元件R3将电压Vbatl做分压而得到电压Vbat 1*R3/ (R2+R3),此电压可设为停止电压V2,以停止由第一电力储存单元21至第二电力储存单元24的能量转换。起动电压Vl和停止电压V2可以用于能量由第一电力储存单元21转换至第二电力储存单元24的迟滞控制。
[0065]电池监控单元22可以包括启动电路221、停止电路222以及闩锁器223共三个部分。闩锁器223用以栓锁启动电压和停止电压,以达到迟滞控制的功能。图2的电路是简单且有效的电路设计,可以应付于电池电压Vbatl的波动(因第一电力储存单元21的电池电压是随着所储存的能量大小而改变)。启动电路221产生的启动信号Ds和停止电路22
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