[发明专利]具有高效充电及电压均衡功能的太阳能充电装置及方法

权利要求书

1.一种具有高效充电及电压均衡功能的太阳能充电装置，包括太阳能电池组和由多个蓄电池串联而成的蓄电池组，太阳能电池组通过DC/DC变换器与蓄电池组相连，其特征在于：在DC/DC变换器（2）和蓄电池组（4）之间还连接有蓄电池切换装置（3），在太阳能电池组（1）上连接有太阳能电池组电压电流检测电路（5），在蓄电池电池组（4）上连接有蓄电池电压电流检测电路（4），所述太阳能电池组电压电流检测电路和蓄电池电压电流检测电路分别连接到一智能控制器（7）上，所述智能控制器连接到DC/DC变换器和蓄电池切换装置上。

2.根据权利要求1所述的具有高效充电及电压均衡功能的太阳能充电装置，其特征是所述蓄电池切换装置（3）包括正极切换装置（9）和负极切换装置（10），所述正极切换装置由一系列受控开关元件S1~Sn连接而成，其中n与蓄电池的数量相等，蓄电池组由蓄电池B1~Bn串联而成，所述受控开关元件S1~Sn的输出端依次连接到相应的蓄电池B1~Bn的正极，受控开关元件S1~Sn的输入端分别连接到DC/DC变换器（2）的输出端正极，所述负极切换装置由一系列受控开关元件Sn+1~S2n连接而成，其中n与蓄电池的数量相等，所述受控开关元件Sn+1~S2n的输出端依次连接到相应的蓄电池B1~Bn的负极，受控开关元件Sn+1~S2n的输入端分别连接到DC/DC变换器（2）的输出端负极。

3. 一种采用如权利要求1或2所述的充电装置的具有高效充电及电压均衡功能的太阳能充电方法，其特征是包括以下步骤：

a. 太阳能电池组电压电流检测电路（5）对太阳能电池组（1）的输出电压值进行检测，并将检测到的信息反馈给智能控制器（7），蓄电池电压电流检测电路（8）对蓄电池组（4）的电压值进行检测，并将检测到的信息反馈给智能控制器（7）；

b. 智能控制器（7）将太阳能电池电压电流检测电路（5）反馈回来的电压值与蓄电池电压电流检测电路（8）反馈回来的蓄电池组电压值进行比较，当太阳能电池组的电压高于蓄电池组的电压时，则开始蓄电池组充电模式，反之，则开始选中蓄电池充电模式，根据相应的充电模式，智能控制器控制DC/DC变换器的输出电压值，使之等于蓄电池组或被选中蓄电池的满充电压值；

c. 当进入选中蓄电池充电模式时，智能控制器（7）通过蓄电池电压电流检测电路（8）对蓄电池组（4）内各蓄电池的电压值进行检测，根据蓄电池电压电流检测电路反馈的信息判断是否存在电压不均衡的情况，若蓄电池组（4）内各蓄电池间存在电压差异，智能控制器按照蓄电池电压由低到高的优先顺序，依次给各蓄电池进行充电，直至消除电压差异，再开始平均充电补能过程，若蓄电池组内各蓄电池间不存在电压差异，则智能控制器直接开始平均充电补能过程。

4.根据权利要求3所述的具有高效充电及电压均衡功能的太阳能充电方法，其特征是当进入蓄电池组充电模式时，智能控制器（7）控制正极切换装置（9）中的受控开关元件S1闭合导通，负极切换装置（10）中的受控开关元件S2n闭合导通。

5.根据权利要求3所述的具有高效充电及电压均衡功能的太阳能充电方法，其特征是当进入选中蓄电池充电模式时，智能控制器（7）选中一个蓄电池进行充电，假设该蓄电池为Bx，其中1≤x≤n，智能控制器控制正极切换装置（9）中的受控开关元件Sx闭合导通，负极切换装置（10）中的受控开关元件Sn+x闭合导通。

6.根据权利要求5所述的具有高效充电及电压均衡功能的太阳能充电方法，其特征是当蓄电池组（4）内各蓄电池间存在电压差异时，智能控制器（7）选取其中电压值最大的蓄电池，将其电压值作为消除差异电压，然后智能控制器按照蓄电池电压由低到高的优先顺序，依次给各蓄电池进行充电，当充电的蓄电池电压达到消除差异电压时，则停止充电，给下一个蓄电池充电，直到所有蓄电池电压都达到消除差异电压。

7.根据权利要求3或5或6所述的具有高效充电及电压均衡功能的太阳能充电方法，其特征是当进入平均充电补能过程时，智能控制器（7）根据蓄电池的种类和容量的大小设定充电时的电压台阶△u，所述电压台阶△u小于等于0.1V，然后智能控制器开始控制循环对各蓄电池进行充电。