本實(shí)用新型涉及鋰離子電池充電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰電池充電控制系統(tǒng)和光伏供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能發(fā)電的電能使用方式通常為以下兩種：一種是將太陽(yáng)能發(fā)電得到的電能直接并入電網(wǎng)；另一種則采用蓄電池將太陽(yáng)能白天發(fā)電產(chǎn)生的電能先儲(chǔ)存起來(lái)，在晚上或陰雨天時(shí)，再通過(guò)蓄電池放電進(jìn)行供電使用(例如，夜間道路照明或家庭用電等)。隨著太陽(yáng)能發(fā)電量的日益增加，受制于國(guó)家電網(wǎng)電力設(shè)施的限制，第二種使用方式使用越來(lái)越廣泛，因此，電能的儲(chǔ)存(即儲(chǔ)能)成了必不可少的部分。
在傳統(tǒng)的儲(chǔ)能中，鉛酸蓄電池使用比重大，但是隨著二次電池技術(shù)的發(fā)展以及國(guó)際國(guó)內(nèi)政府對(duì)環(huán)保要求的越來(lái)越嚴(yán)，具有能量密度高、壽命長(zhǎng)、環(huán)保無(wú)污染的鋰離子電池逐步得到大大的推廣應(yīng)用，鉛酸蓄電池逐步喪失了在太陽(yáng)能儲(chǔ)能領(lǐng)域的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。
鋰電池在太陽(yáng)能儲(chǔ)能的應(yīng)用過(guò)程中，重要問(wèn)題之一安全問(wèn)題；由于太陽(yáng)能充電電流小，而且鋰電池都是以多個(gè)串聯(lián)和/或并聯(lián)組成鋰電池組使用，因此鋰電池的安全問(wèn)題在該領(lǐng)域主要集中體現(xiàn)在串聯(lián)電池一致性的惡化以及過(guò)充電兩個(gè)方面。鋰電池有別于鉛酸蓄電池的典型特征是充放電過(guò)程中需要進(jìn)行有效的控制和保護(hù)，但目前市面上所有應(yīng)用于太陽(yáng)能儲(chǔ)能的控制系統(tǒng)均來(lái)源于鉛酸蓄電池的控制模式，并沒(méi)有真正解決鋰電池在應(yīng)用過(guò)程中的需求特性。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
第一、鉛酸蓄電池在整體或者單個(gè)過(guò)充電和過(guò)放電的情況下僅僅影響使用壽命，無(wú)安全問(wèn)題發(fā)生，但是鋰電池組中任何一個(gè)鋰電池過(guò)充電或者過(guò)放電都會(huì)導(dǎo)致安全問(wèn)題。即使電池本身有保護(hù)系統(tǒng)，但如果出現(xiàn)內(nèi)部每個(gè)鋰電池之間能量不一致時(shí)，會(huì)影響鋰電池的使用時(shí)間，且必然會(huì)有一個(gè)電壓稍高/稍低的鋰電池頻繁處于輕微過(guò)充/過(guò)放狀態(tài)，長(zhǎng)時(shí)間使用就會(huì)造成安全事故。
第二、傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)只保護(hù)了電池系統(tǒng)的總電壓，對(duì)于單個(gè)鋰電池的電壓無(wú)法進(jìn)行保護(hù)和管理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的主要目的是提供一種鋰電池充電控制系統(tǒng)，旨在使鋰電池的充電更安全，提高鋰電池產(chǎn)品的安全性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出的鋰電池充電控制系統(tǒng)，與光伏板和鋰電池組連接，所述鋰電池充電控制系統(tǒng)包括處理器、直充模塊、單充模塊和檢測(cè)模塊；
所述光伏板一路經(jīng)所述直充模塊連接所述鋰電池組，所述光伏板另一路連接所述單充模塊；
所述檢測(cè)模塊分別連接所述處理器和鋰電池組，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述鋰電池組的狀態(tài)參數(shù)，并反饋給所述處理器，所述狀態(tài)參數(shù)包括各個(gè)鋰電池的電壓；
所述處理器分別連接所述直充模塊和單充模塊，所述處理器根據(jù)所述檢測(cè)模塊反饋的狀態(tài)參數(shù)，分別發(fā)送對(duì)應(yīng)的信號(hào)至所述直充模塊和單充模塊；
所述直充模塊根據(jù)所述處理器輸出的信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)通或斷開(kāi)；
所述單充模塊分別連接所述鋰電池組的各個(gè)鋰電池，所述單充模塊根據(jù)所述處理器輸出的信號(hào)分別調(diào)節(jié)與各個(gè)鋰電池的連接通斷狀態(tài)。
優(yōu)選地，所述狀態(tài)參數(shù)包括所述鋰電池組的溫度，所述鋰電池充電控制系統(tǒng)還包括用于對(duì)所述鋰電池組的鋰電池加熱的加熱模塊；所述處理器連接所述加熱模塊，根據(jù)所述檢測(cè)模塊反饋的所述鋰電池組的溫度，以控制所述加熱模塊是否工作。
優(yōu)選地，所述直充模塊包括兩個(gè)NMOS管，所述處理器分別連接兩所述NMOS管的柵極，兩所述NMOS管的源極相連，一所述NMOS管的漏極連接所述光伏板的正極，另一所述NMOS管的漏極連接所述鋰電池組的正極。
本實(shí)用新型還提出一種光伏供電系統(tǒng)，包括鋰電池充電控制系統(tǒng)，所述鋰電池充電控制系統(tǒng)與光伏板和鋰電池組連接，所述鋰電池充電控制系統(tǒng)包括處理器、直充模塊、單充模塊和檢測(cè)模塊；
所述光伏板一路經(jīng)所述直充模塊連接所述鋰電池組，所述光伏板另一路連接所述單充模塊；
所述檢測(cè)模塊分別連接所述處理器和鋰電池組，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述鋰電池組的狀態(tài)參數(shù)，并反饋給所述處理器，所述狀態(tài)參數(shù)包括各個(gè)鋰電池的電壓；
所述處理器分別連接所述直充模塊和單充模塊，所述處理器根據(jù)所述檢測(cè)模塊反饋的狀態(tài)參數(shù)，分別發(fā)送對(duì)應(yīng)的信號(hào)至所述直充模塊和單充模塊；
所述直充模塊根據(jù)所述處理器輸出的信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)通或斷開(kāi)；
所述單充模塊分別連接所述鋰電池組的各個(gè)鋰電池，所述單充模塊根據(jù)所述處理器輸出的信號(hào)分別調(diào)節(jié)與各個(gè)鋰電池的連接通斷狀態(tài)。
本實(shí)用新型技術(shù)方案通過(guò)處理器根據(jù)檢測(cè)模塊反饋的各個(gè)鋰電池的電壓，判斷出鋰電池組中串聯(lián)鋰電池的一致性情況，從而選擇相應(yīng)的充電模式對(duì)鋰電池進(jìn)行充電，在一致性不符合要求時(shí)，可通過(guò)單獨(dú)充電的模式來(lái)均衡鋰電池組中鋰電池之間的壓差，改善鋰電池組中串聯(lián)電池的一致性；在鋰電池組中串聯(lián)電池的一致性符合要求時(shí)，再控制切換至鋰電池組整體充電；這樣，避免了鋰電池組中個(gè)別鋰電池電壓過(guò)高/過(guò)低而造成鋰電池過(guò)充/過(guò)放電的情況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋰電池組中的鋰電池的安全管理，并避免了過(guò)充/過(guò)放電造成的安全事故，提升了鋰電池產(chǎn)品的使用安全性。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。
圖1為本實(shí)用新型鋰電池充電控制系統(tǒng)一實(shí)施例的模塊示意圖。
本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
需要說(shuō)明，本實(shí)用新型實(shí)施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對(duì)位置關(guān)系、運(yùn)動(dòng)情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。
本實(shí)用新型提出一種鋰電池充電控制系統(tǒng)，與光伏板20和鋰電池組30連接(參考圖1)，主要用于控制光伏板20對(duì)鋰電池組30的充電；該鋰電池組30包括串聯(lián)的多個(gè)鋰電池。
如圖1所示，本實(shí)施例的鋰電池充電控制系統(tǒng)包括處理器10、直充模塊40、單充模塊50和檢測(cè)模塊60；其中，所述光伏板20一路經(jīng)所述直充模塊40連接所述鋰電池組30，所述光伏板20另一路經(jīng)所述單充模塊50；
所述檢測(cè)模塊60分別與所述處理器10和鋰電池組30連接，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述鋰電池組30的狀態(tài)參數(shù)，并反饋給所述處理器10，所述狀態(tài)參數(shù)包括各個(gè)鋰電池的電壓；
所述處理器10分別連接所述直充模塊40和單充模塊50，所述處理器10根據(jù)所述檢測(cè)模塊60反饋的狀態(tài)參數(shù)，分別發(fā)送對(duì)應(yīng)的信號(hào)至所述直充模塊40和單充模塊50；
所述直充模塊40根據(jù)所述處理器10輸出的信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)通或斷開(kāi)；
所述單充模塊50分別連接所述鋰電池組30的各個(gè)鋰電池，所述單充模塊50用于根據(jù)所述處理器10輸出的信號(hào)分別調(diào)節(jié)與各個(gè)鋰電池的連接通斷狀態(tài)。
本實(shí)施例的鋰電池充電控制系統(tǒng)，通過(guò)采用單充模塊50實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池組30中的單個(gè)鋰電池獨(dú)立充電，以及采用直充模塊40實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池組30整體充電；通過(guò)檢測(cè)模塊60檢測(cè)鋰電池組30的狀態(tài)參數(shù)并反饋給處理器10，處理器10則根據(jù)檢測(cè)模塊60反饋的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析確認(rèn)相應(yīng)的充電模式，并根據(jù)該充電模式輸出對(duì)應(yīng)的信號(hào)分別給單充模塊50和直充模塊40，從而以確認(rèn)的充電模式對(duì)鋰電池組30進(jìn)行充電。其中，處理器10可根據(jù)檢測(cè)模塊60反饋的各個(gè)鋰電池的電壓，來(lái)分析出單個(gè)鋰電池電壓的極差值，再通過(guò)極差值與預(yù)設(shè)閾值的比較，判斷該鋰電池組30中串聯(lián)電池的一致性情況，從而選擇相應(yīng)的充電模式，對(duì)應(yīng)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給直充模塊40和單充模塊50。
本實(shí)施例中，直充模塊40可優(yōu)選采用開(kāi)關(guān)管，例如直充模塊40包括兩個(gè)NMOS管，所述處理器10分別連接兩所述NMOS管的柵極，兩所述NMOS管的源極相連，一所述NMOS管的漏極連接光伏板20的正極，另一所述NMOS管的漏極則連接所述鋰電池組30的正極。另外，單充模塊50的輸出可經(jīng)多條輸出線路對(duì)應(yīng)連接每個(gè)鋰電池，每條輸出線路具有控制通斷的開(kāi)關(guān)元件。具體的，當(dāng)處理器10選擇直充模式時(shí)，處理器10分別輸出直充模式對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)給直充模塊40和單充模塊50，使直充模塊40導(dǎo)通，且單充模塊50與鋰電池組30的各個(gè)鋰電池?cái)嚅_(kāi)連接，如此實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池組30的整體充電；當(dāng)處理器10選擇單充模式，處理器10分別輸出單充模式對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)給直充模塊40和單充模塊50，使直充模塊40斷開(kāi)，同時(shí)單充模塊50則選擇對(duì)應(yīng)的輸出線路以連通對(duì)應(yīng)的鋰電池，實(shí)現(xiàn)對(duì)連通的鋰電池獨(dú)立充電。
本實(shí)施例技術(shù)方案通過(guò)處理器10根據(jù)檢測(cè)模塊60反饋的各個(gè)鋰電池的電壓，判斷出鋰電池組30中串聯(lián)鋰電池的一致性情況，從而選擇相應(yīng)的充電模式對(duì)鋰電池進(jìn)行充電，在一致性不符合要求時(shí)，可通過(guò)單獨(dú)充電的模式來(lái)均衡鋰電池組30中鋰電池之間的壓差，改善鋰電池組30中串聯(lián)電池的一致性；在鋰電池組30中串聯(lián)電池的一致性符合要求時(shí)，再控制切換至鋰電池組30整體充電；這樣，避免了鋰電池組30中個(gè)別鋰電池電壓過(guò)高/過(guò)低而造成鋰電池過(guò)充/過(guò)放電的情況，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋰電池組30中的鋰電池的安全管理，并避免了過(guò)充/過(guò)放電造成的安全事故，提升了鋰電池產(chǎn)品的使用安全性。
參照?qǐng)D1，進(jìn)一步地，本實(shí)施例中，所述狀態(tài)參數(shù)包括所述鋰電池組30的溫度(通常為鋰電池組30的表面溫度)，所述鋰電池充電控制系統(tǒng)還包括與所述處理器10連接加熱模塊70，所述加熱模塊70用于對(duì)所述鋰電池組30的鋰電池加熱；所述處理器10根據(jù)所述檢測(cè)模塊60反饋的所述鋰電池組30的溫度，以控制所述加熱模塊70是否工作。
由于鋰電池產(chǎn)品在寒冷的冬天或極寒之地使用時(shí)，鋰電池組30中的鋰電池經(jīng)常會(huì)由于溫度過(guò)低而無(wú)法進(jìn)行充電。本實(shí)施例鋰電池充電控制系統(tǒng)在工作時(shí)，檢測(cè)模塊60還實(shí)時(shí)檢測(cè)鋰電池組30的溫度反饋給處理器10，另外，本實(shí)施例的鋰電池充電控制系統(tǒng)還設(shè)置了加熱模塊70，處理器10在鋰電池組30溫度過(guò)低時(shí)，控制加熱模塊70工作以對(duì)鋰電池組30進(jìn)行加熱升溫，這樣使得鋰電池產(chǎn)品在寒冷的環(huán)境中也能進(jìn)行正常充電。
本實(shí)用新型還提出一種光伏供電系統(tǒng)，該光伏供電系統(tǒng)包括鋰電池充電控制系統(tǒng)，該鋰電池充電控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)參照上述實(shí)施例，由于本光伏供電系統(tǒng)采用了上述所有實(shí)施例的全部技術(shù)方案，因此至少具有上述實(shí)施例的技術(shù)方案所帶來(lái)的所有有益效果，在此不再一一贅述。
以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是在本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思下，利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。