[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能充电装置，尤其是涉及一种具有高效充电及电压均衡功能的太阳能充电装置及方法。

背景技术

随着倡导低碳节能观念的深入和光伏技术的快速发展，太阳能的照明灯具、信号灯以及其他的一些电子设备被广泛利用。但是，太阳能独立供电系统在使用中受限制性比较大，主要有以下两点：

其一，太阳能独立供电系统的电力续航时间长短取决于光照的强度和充足性。而正是此项因素在很大程度上制约了光伏技术应用的推广。据统计，一年平均的晴天数有200天左右，其余的为阴天和雨天。并且晴天光照充足的时间集中在上午10点至下午2点左右，在此时间段内太阳能电池才能工作在最大输出电压附近，不受蓄电池负载的限制。而在阴雨天以及晴天早晨和傍晚阳光照度较低的情况下，太阳能电池输出电压低受限于蓄电池负载，往往无法实现对蓄电池负载充电。

其二，太阳能独立供电的典型系统如额定电压为24V的太阳能LED路灯，要求它的功率在50W左右，电力续航时间连续抗阴雨至少7天，这就需要2节85Ah的铅酸电池串联。上述系统若采用其他二次电池如锂电池（单节4.2V）等就需要更多节电池串联组成。电池组串联使用过一段时间后，由于电池组内各电池内阻的变化以及老化程度的不同，从而导致电量亏损、电压容量产生差异。如果不能够及时均衡电压和容量差异，情况会愈演愈烈，将严重影响电池组的使用寿命。

如公开号为CN101662159A，名称为太阳能充电装置与方法的发明专利申请，其包括太阳能充电模块、控制模块及第一连接界面。太阳能充电模块用以转换光能为电能而产生充电电源；控制模块耦接太阳能充电模块；第一连接界面一端耦接控制模块，另一端可拆卸地耦接电力储存模块，用以传送经过控制模块的充电电源至电力存储模块。但该太阳能充电装置就存在上述的缺点，在阴雨天以及晴天早晨和傍晚阳光照度较低的情况下无法实现充电，且不能及时均衡蓄电池组电压容量和容量差异，影响蓄电池使用寿命。

因此，解决太阳光低照度条件下，有效实现为蓄电池充电，提高太阳能独立供电系统的续航时间，并能够消除电池组内各电池间的电压容量差异，其意义非常重大。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中太阳能充电装置所存在的在阴雨天以及晴天早晨和傍晚阳光照度较低的情况下无法实现充电，不能及时均衡蓄电池组电压容量和容量差异的技术问题，提供了一种具有高效充电及电压均衡功能的太阳能充电装置。

本发明另一个发明目的是提供了一种具有高效充电及电压均衡功能的太阳能充电方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：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，在DC/DC变换器和蓄电池组之间还连接有蓄电池切换装置，在太阳能电池组上连接有太阳能电池组电压电流检测电路，在蓄电池电池组上连接有蓄电池电压电流检测电路，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。

本发明通过蓄电池切换装置可以选择蓄电池组中的蓄电池进行充电，使得太阳能电池组不受蓄电池组负载的限制，蓄电池组在阴雨天以及晴天早晨和傍晚阳光照度较低的情况下也能进行充电，提高了太阳能充电装置的电力续航时间和充电效率。另外，通过蓄电池切换装置可以精确控制蓄电池组中蓄电池进行充电，能够消除蓄电池组内个蓄电池之间的电源容量差异，大大延长了蓄电池组的使用寿命。

太阳能电池组，由两块或两块以上的太阳能电池串联连接组成，其作用是将太阳能转换成电能。

太阳能电池组电压电流检测电路，对太阳能电池组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。

蓄电池电压电流检测电路，对蓄电池组的电压值进行检测，还能对蓄电池组内各蓄电池的电压进行检测，并将检测到的信息反馈给智能控制器。

智能控制器：控制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工作，根据太阳能电池电压电流检测电路和蓄电池电压电流检测电路反馈回来的信息而决定开始蓄电池组充电模式或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。