一種12v離網儲能系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及太陽能儲能系統，特別是涉及一種太陽能離網儲能系統。
【背景技術】
[0002]隨著傳統能源如石油，煤炭等不能再生能源日益消耗及對環境的影響，全世界都把注意力放在發展可再生新能源，其中之一就是將太陽能轉換為電能，尤其太陽能發電已經得到大力發展。太陽能作為一種清潔的可再生的新能源，越來越受到人們的青睞，在人們生活、工作中有廣泛的作用。太陽能儲能系統作為利用太陽能電池組件將光能轉化為電能的裝置，是地球的清潔能源和可再生能源。當前太陽能發電主要是大型電站和個人住宅太陽能發電，但是在缺電或者少電的國家或區域以離網太陽能儲能系統為主，現有12V離網儲能系統主要面臨如下問題:
[0003]1、在對各節電池單體進行能量均衡時，一般采用能量耗散型的被動式均衡，帶來熱量管理的問題，并且制約了均衡電流，使均衡電流只能在500mA以下進行；
[0004]2、系統在停止充放電時靜態功耗很大，直接消耗掉電池很多能量。
[0005]3、系統首次支付成本較高。

【發明內容】

[0006]針對【背景技術】中存在的技術問題，本發明目的是提供一種12v離網儲能系統，其可對充電電路智能控制，提高充電效率。
[0007]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0008]一種12v離網儲能系統，主要包括光伏組件和蓄電池組，所述光伏組件與蓄電池組之間設置有控制系統，所述控制系統包括MCU、MPPT模塊、充電模塊，喚醒模塊，電池管理模塊、通訊模塊、主動均衡模塊、放電模塊、預付費模塊、電壓采集模塊，其中，所述光伏組件連接MPPT模塊，所述MPPT模塊連接MCU，所述MCU連接充電模塊，所述充電模塊連接蓄電池組；所述MCU還連接有通訊模塊、預支付模塊、喚醒模塊、主動均衡模塊、電池管理模塊、放電模塊；所述主動均衡模塊連接蓄電池組，所述電池管理模塊控制充電模塊和放電模塊，所述電池管理模塊還通過電壓采集模塊連接蓄電池組。
[0009]作為優選地，所述蓄電池組由多個電池單體組成，每個電池單體的正負極分別連接有一開關單元，電池單體BI?B4正極對應的開關單元依次為S1、S2、S3、S4，電池單體B4?BI負極對應的開關單元依次為S5、S4、S3、S2 ;所述蓄電池組一側連接電壓采集模塊，另一側連接雙向直流轉換電路，開關單元S1、S2、S3、S4相互并聯之后與相互并聯的開關單元S6與S8串聯至雙向直流轉換電路，開關單元S2、S3、S4、S5相互并聯之后與相互并聯的開關單元S7與S9串聯至雙向直流轉換電路。
[0010]作為優選地，上述負載包括通過充電接口連接的負載，通過USB5V輸出連接的負載，通過12VDC輸出連接的負載，通過20VDC輸出連接的負載。
[0011]本發明與現有技術相比，具有以下優點:
[0012]1.通過主動均衡模塊解決電池循環壽命，通過采集各個電池單體的電壓，將電池電壓高電池單體能量釋放給電池電壓低的單體，確保系統的各個電壓在同一個層級上。
[0013]2.系統增加預支付模塊功能來完成預付費功能，降低了消費者首次產品的消費預期。
[0014]3.系統集成了 MPPT，適配器，充電模塊，放電模塊，均衡模塊，通訊模塊，喚醒模塊，預付費模塊，及電池管理模塊，采用高度模塊化的方式集成大大提高了系統的安全性和可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1本發明的原理圖；
[0016]圖2為本發明主動均衡的電路原理圖；
[0017]圖3主動均衡流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0019]如附圖1至圖3所示，本發明所述的一種12v離網儲能系統，可應用于市電缺乏或者少電的國家及區域，其主要包括光伏組件和蓄電池組，所述光伏組件與蓄電池組之間設置有控制系統。
[0020]所述蓄電池組有多個電池單體BI?Bn組成，η為電池單體數量，在本實施例中以四節電池單體組成的蓄電池組為例。每個電池單體的正負極分別連接有一開關單元，電池單體BI?Β4正極對應的開關單元依次為S1、S2、S3、S4，電池單體Β4?BI負極對應的開關單元依次為S5、S4、S3、S2 ;所述蓄電池組一側連接電壓采集模塊，另一側連接雙向直流轉換電路，開關單元S1、S2、S3、S4相互并聯之后與相互并聯的開關單元S6與S8串聯至雙向直流轉換電路，開關單元S2、S3、S4、S5相互并聯之后與相互并聯的開關單元S7與S9串聯至雙向直流轉換電路。
[0021]所述控制系統包括MCU(微控制單元)、MPPT模塊、充電模塊，喚醒模塊，電池管理模塊、通訊模塊、主動均衡模塊、放電模塊、預付費模塊、電壓采集模塊。
[0022]所述光伏組件連接MPPT模塊，所述MPPT模塊連接MCU，所述MCU連接充電模塊，所述充電模塊連接蓄電池組；所述MCU還連接有通訊模塊、預支付模塊、喚醒模塊、主動均衡模塊、電池管理模塊、放電模塊；所述主動均衡模塊連接蓄電池組，所述電池管理模塊控制充電模塊和放電模塊，所述電池管理模塊還通過電壓采集模塊連接蓄電池組。其中，所述MPPT模塊用以計算最大跟蹤效率；所述通訊模塊用以與上位機進行通訊；系統停機時，所述喚醒模塊啟動使系統根據相應條件選擇是否工作，如充電電流大于一定閾值時，喚醒模塊使系統自動開啟。
[0023]上述負載包括通過充電接口連接的負載，通過USB5V輸出連接的負載，通過12VDC輸出連接的負載，通過20VDC輸出連接的負載。
[0024]該系統的充電模式:太陽光照射到光伏組件上時，光伏組件將光能轉化成電能輸入到MPPT模塊上，MPPT模塊計算最大跟蹤效率，并通過充電模塊給蓄電池組充電，當蓄電池組達到其保護電壓時，電池管理模塊控制管理充電模塊使其停止對蓄電池組充電。
[0025]該系統的放電模式:當負載接入時系統啟動放電模塊，對接入的不同負載進行相應的放電措施，當放電至電池單體電壓達到欠壓保護點時，電池管理模塊就會控制放電模塊停止對系統放電動作。
[0026]該系統的主動均衡模式:通過電壓采集模塊獲取串聯的各個鋰電池的電壓，并將采集的電壓信息傳輸給電池管理模塊，4串中的電池電壓如果最大的電壓與最小的電壓值壓差小于設置的閾值，由MCU發出的控制信號不開啟均衡功能。反之，由MCU發出的控制信號開啟雙向直流轉換電路吸合電壓值最大的電池單體對應的開關，對總線(該總線為雙向直流電路與各個電池之間的線纜)進行放電，同時吸合電壓值最低的電池單體對應的開關，電池單體接收來自總線上的電流，當最高和最低的電壓值低于設置的閾值時，控制信號斷開關閉各個支路上的開關，停止電池單體間的充放電動作。
[0027]通過預支付模塊，系統實現了預付費功能，產品針對消費者實行的是分期支付功能，產品根據用戶支付的金額通過數據中心軟件設置用戶的使用狀態，只有支付狀態正常時用戶才可以繼續使用該產品，如果用戶存在欠費，產品會自動給用戶手機發送消息，通知用戶系統目前處于金額不足狀態，如果不續費將無法保證后續對產品的使用。
[0028]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種12v離網儲能系統，其特征在于:主要包括光伏組件和蓄電池組，所述光伏組件與蓄電池組之間設置有控制系統，所述控制系統包括MCU、MPPT模塊、充電模塊，喚醒模塊，電池管理模塊、通訊模塊、主動均衡模塊、放電模塊、預付費模塊、電壓采集模塊，其中，所述光伏組件連接MPPT模塊，所述MPPT模塊連接MCU，所述MCU連接充電模塊，所述充電模塊連接蓄電池組；所述MCU還連接有通訊模塊、預支付模塊、喚醒模塊、主動均衡模塊、電池管理模塊、放電模塊；所述主動均衡模塊連接蓄電池組，所述電池管理模塊控制充電模塊和放電模塊，所述電池管理模塊還通過電壓采集模塊連接蓄電池組。
2.根據權利要求1所述的一種12v離網儲能系統，其特征在于:所述蓄電池組由多個電池單體組成，每個電池單體的正負極分別連接有一開關單元，電池單體BI?B4正極對應的開關單元依次為S1、S2、S3、S4，電池單體B4?BI負極對應的開關單元依次為S5、S4、S3、S2;所述蓄電池組一側連接電壓采集模塊，另一側連接雙向直流轉換電路，開關單元S1、S2、S3、S4相互并聯之后與相互并聯的開關單元S6與S8串聯至雙向直流轉換電路，開關單元S2、S3、S4、S5相互并聯之后與相互并聯的開關單元S7與S9串聯至雙向直流轉換電路。
3.根據權利要求1所述的一種12v離網儲能系統，其特征在于:上述負載包括通過充電接口連接的負載，通過USB5V輸出連接的負載，通過12VDC輸出連接的負載，通過20VDC輸出連接的負載。
【專利摘要】本發明涉及太陽能儲能系統，特別是涉及一種太陽能離網儲能系統，主要包括光伏組件和蓄電池組，其中，光伏組件連接MPPT模塊，MPPT模塊連接MCU，MCU連接充電模塊，充電模塊連接蓄電池組；MCU還連接有通訊模塊、預支付模塊、喚醒模塊、主動均衡模塊、電池管理模塊、放電模塊；主動均衡模塊連接蓄電池組，電池管理模塊控制充電模塊和放電模塊，電池管理模塊還通過電壓采集模塊連接蓄電池組。本發明采用高度模塊化的方式集成，大大提高了系統的安全性和可靠性；通過增加預支付模塊來完成預付費功能，降低了消費者首次產品的消費預期；通過主動均衡模塊解決電池循環壽命。
【IPC分類】H02S10-20, H02J7-00
【公開號】CN104579125
【申請號】CN201510026913
【發明人】張步偉
【申請人】陜西賽雷博瑞新能源科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月19日