一种太阳能路灯智能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于照明和储能技术领域，尤其是涉及一种太阳能路灯智能控制系统
【背景技术】
[0002]日益严重的能源危机和不断增加的环保压力使环保、节能成为各行业发展的要求和趋势。在电力的使用结构中，照明用电约占总用电量的19%，而且每年的照明用电增速超过5%。照明耗能已经成为了能源消费的重要组成部分。数据显示仅2012年，我国共计安装路灯2100万盏，年电费达数百亿元。
[0003]道路照明与人们生产生活密切相关，LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等特点成为最具有替代传统光源优势的新一代节能光源，因此，LED路灯成为道路照明节能改造的最佳选择。
[0004]传统的路灯采用的是低压输电网络。线路长、布线及埋设复杂、消耗土地资源，维护及巡线也耗费大量人力与物力，一直是传统路灯难以克服的弊病。作为清洁可利用再生能源的太阳能LED路灯成为未来路灯新选择。
[0005]随着人们对能源、环境问题的日益关注，太阳能的应用与普及越来越受到人们的重视。而在当前技术水平下，太阳能技术作为能源的高成本、低效率是不容回避的问题，特别是在单体照明应用中，如不与LED技术相结合，按照常规设计太阳能照明系统，往往要面对系统变换效率低及经济效益不佳等问题，LED因具有低能耗、直流工作等优势，成为配合太阳能路灯照明光源的理想产品。LED半导体作为照明光源具有使用寿命长、发光效率高、体积小、重量轻、环保安全可靠等优点。太阳能LED照明设备是新一代能源和新一代光源的完美结合。融合了太阳能光伏和LED照明技术的诸多优势。
[0006]在传统太阳能路灯系统中，占太阳能路灯总成本比重很大的蓄电池不能进行精确配置及精细化管理，导致出现电池容量配置不足影响使用、配置过剩资金浪费等问题，对于电池组的实际运行状态也不能清楚的了解等技术问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是为了克服现有技术不足提供一种能够对蓄电池进行精确配置及精细化管理，对于电池组的实际运行状态进行记录太阳能路灯智能控制系统。
[0008]本发明的技术方案是:一种太阳能路灯智能控制系统，包括:检测模块、切换模块、控制模块、太阳能转换模块和至少两组电能储存模块；
[0009]所述电能储存模块，既能对电能进行储存又能对电能进行释放，所述电能储存模块包括第一电能储存模块和第二电能储存模块；
[0010]所述检测模块，用于实时检测电能储存模块的电压；
[0011]所述太阳能转换模块，用于将太阳光照转换为电能将电能传输至切换模块；
[0012]所述切换模块，用于检测太阳能转换模块电压，接收太阳能转换模块传送电能，通过检测模块将电能输出至电能储存模块进行储存，当电能储存模块进行放电时接收来自于太阳能转换模块的电能；
[0013]所述控制模块，用于读取检测模块和切换模块检测到的电压，并发出电能储存模块充电信号或是放电信号给切换模块，由所述切换模块指令所述第一电能储存模块和第二电能储存模块间隔地进行充电或放电动作。
[0014]所述的切换模块包括输入检测单元，输入MOSFET单元和切换MOSFET单元，所述的输入检测模块分别与太阳能转换模块和输入MOSFET单元连接，用于对太阳能转换模块的电压和电流进行检测，所述输入MOSFET单元还通过切换MOSFET单元分别与第一电能储存模块和第二电能储存模块连接。
[0015]所述第一电能储存模块为满足发光模块一天工作需求的第一电池组，所述第二电能储存模为备用的第二电池组；所述第一电池组的容量小所述第二电池组的容量；所述的切换MOSFET单元包括分别与第一电池组和第二电池组连接的第一切换MOSFET和第二切换MOSFET ;还包括至少一组发光模块，所述MOSFET单元的还包括输出M0SFET，所述发光模块与输出MOSFET连接。
[0016]还包括，与所述控制模块分别相连的通讯模块、显示模块和存储模块，所述存储模块，用于存储智能控制系统运行数据，所述通讯模块包括无线通信单元和有线通信单元，用于向PC机上传存储模块存储的运行数据以及接收PC机下发的各种操作指令，所述显示模块用于显示智能控制系统运行状态。
[0017]还包括，应急电源模块，所述切换MOSFET单元还包括应急输入M0SFET，所述应急电源模块与应急输入MOSFET相连，用于当电能储存模块损坏或没电时应急使用。
[0018]还包括，所述控制模块，用于读取检测模块和切换模块检测到的电压，并发出所述电能储存模块充电信号或是放电信号给切换模块，由所述切换模块首先指令所述第一电池组和第二电池组间隔地进行充电动作，之后再指令所述第一电池组和第二电池组间隔地进行放电动作。
[0019]本发明具有的优点和积极效果是:
[0020]I)、本发明所述的太阳能路灯智能控制系统，具有双路锂电池组输入，双路电池组具有间隔的进行充、放电的功能(即一个充电，另一个待充电；即一个放电，另一个待放电)，不但保证了路灯正常使用，也因此最大限度的延长二路电池组的使用寿命。
[0021]2)、本发明所述的太阳能路灯智能控制系统，双路锂电池组设计，每一路具有独立的电量计，可精确计量锂电池组的剩余容量、运行状态、循环寿命等参数，便于操作人员对整个智能控制系统运行状态的了解。
[0022]3)、本发明所述的太阳能路灯智能控制系统，采用太阳能电池板对锂电池进行充电过程中，采用最大峰值追踪技术(MPPT)。通过实时调整充电控制电路开关信号占空比，追踪太阳能电池板最大电流实现对钮电池尚效充电。
[0023]4)、本发明所述的太阳能路灯智能控制系统，在电池组精细管理、系统运行状态精确跟踪等方面具有明显优势，大幅提高了电池组配置、使用和维护效率。通过对LED发光模组、蓄电池模组等关键组件的智能监控，达到便利应用、优化配置、降低成本、延长寿命、简化维护的目的。
[0024]5)本发明所述的太阳能路灯智能控制系统，采用具有双路锂电池组输入，一路选用小容量电池组，一路选用小大容量电池组，小容量电池可以当日发电当日使用，能够进行频繁充放电循环，在正常日照情况下大容量电池组不进行充放电循环，因此最大限度的延长了大容量电池组的使用时间。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的太阳能路灯智能控制系统原理框图；
[0026]图2是本发明的太阳能路灯智能控制系统中切换模块原理框图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图1-2对本发明做进一步描述:
[0028]本发明的技术方案涉及太阳能路灯智能控制系统，以下做详细阐述。
[0029]如图1-2所示，本发明提供一种太阳能路灯智能控制系统，包括:检测模块、切换模块、控制模块、太阳能转换模块和至少两组电能储存模块；
[0030]所述电能储存模块，既能对电能进行储存又能对电能进行释放，所述电能储存模块包括第一电能储存模块和第二电能储存模块；
[0031]所述检测模块，用于实时检测电能储存模块的电压；
[0032]所述太阳能转换模块，用于将太阳光照转换为电能将电能传输至切换模块；
[0033]所述切换模块，用于检测太阳能转换模块电压，接收太阳能转换模块传送电能，通过检测模块将电能输出至电能储存模块进行储存，当电能储存模块进行放电时接收来自于太阳能转换模块的电能；
[0034]所述控制模块，用于读取检测模块和切换模块检测到的电压，并发出电能储存模块充电信号或是放电信号给切换模块，由所述切换模块指令所述第一电能储存模块和第二电能储存模块间隔地进行充电或放电动作。
[0035]所述控制模块主控芯片采用意法半导体公司的高性能32位ARM Cortex_M3内核处理器STM32F103RCT6，72M高主频，256K Flash，32K RAM,片上集成高速12位高精度ADC。所述检测模块选用德州仪器公司的bq34zl00，这是一款使用阻抗跟踪技术的宽范围电量计，支持宽范围的锂离子和LiFeP04电池化学成分，支持3V至65V的电池。bq34zl00通过内嵌算法对电池组进行老化补偿、自放电补偿等，精准计量电池组的容量。主控芯片通过I2C板级总线与电量计bq34zl00相连，采用定时查询的方式读取电池组的充放电状态(SOC)、剩余容量、满充容量、电压、平均电流、循环次数并存储数据。电量计bq34zl00支持的电池容量超过65Ah，支持高于32A的充放电电流。
[0036]所述的切换模块包括输入检测单元，输入MOSFET单元和切换MOSFET单元，所述的输入检测模块分别与太阳能转换模块和输入MOSFET单元连接，用于对太阳能转换模块的电压和电流进行检测，所述输入MOSFET单元还通过切换MOSFET单元分别与第一电能储存模块和第二电能储存模块连接。
[0037]所述第一电能储存模块为满足发光模块一天工作需求的第一电池组，所述第二电能储存模为备用的第二电池组；所述第一电池组的容量小所述第二电池组的容量；所述的切换MOSFET单元包括分别与第一电池组和第二电池组连接的第一切换MOSFET和第二切换MOSFET ;还包括至少一组发光模块，所述MOSFET单元的还包括输出M0SFET，所述发光模块与输出MOSFET连接。
[0038]本发明所述的太阳能路灯智能控制系统，采用太阳能电池板对锂电池进行充电过程中，采用最大峰值追踪技术(MPPT)。通过实时调整充电控制电路开关信号占空比，追踪太阳能电池板最大电流实现对锂电池高效充电。
[0039]此系统设置双路电能储存模块设计，电能储存模块蓄电池，锂电池或者其它具有充放电功能的电池，本发明需用锂电池作为应用，其中第一电池组为满足LED灯一天工作需求的小容量锂电池组，第二电池组为按路灯系统设计要求配置的大容量备用电池组。电池组的寿命为循环寿命，第一电池组采用最小容量的电池组用于在正常日照条件下，光伏面板可正常发电，存储LED灯当日需求的电量，第二电池组存储用于在连续阴雨天LED灯照明消耗的电量。此双电池组的配置方式可以避免单一电池组频繁进行充放电循环，浪费电池的循环寿命。在此设计中，由于频繁进行充放电循环的只有满足当日发电当日使用的小容量电池，在正常日照情况下大容量电池组不进行充放电循环，因此最大限度的延长了大容量电池组的使用时间。当小容量电池循环寿命耗尽时，只需更换小容量电池，此时大容量电池仍剩余较多的循环寿命。每一路电池组的电量计均持续监控并记录该电池组的满充容量、循环次数等关键数据，为精准的配置和维护电池组提供了准确的依据。此设计通过合理配置两路电池组并结合电量计对电池组的精准监测，延长了电池组的整体使用寿命，在太阳能LED路灯的全寿命周期内显著降低系统的使用成本。
[0040]本发