[发明专利]一种太阳能智能储能管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于非稳定电能的智能储能管理系统，特别涉及一种能够通过的实时匹配和基于逻辑连接的自动切换工作策略，实现对太阳能充分利用的智能储能管理系统。

背景技术

太阳能、风能等新能源因其资源丰富、安全无污染而越来越受到人们的关注，但由于太阳能、风能资源的不稳定性，需要一个储能系统来为用户提供稳定的输出电能。在储能系统中，动力电池是适用性范围最广泛的储能方式，适合几乎任何环境下，为保证供电的连续和均衡，有效的动力电池储能管理系统成为规模化使用新能源的关键。

现有市场上的太阳能光伏发电管理系统及相关专利的功能也主要集中在自动追踪太阳角度以提高其辐射照度上，但其成本一般较高，且仪器较为精细，在风沙、雨雪等天气情况下容易损坏，进一步增加了太阳能的使用成本，因此很难做到普及应用，所以现有市场上的太阳能光伏发电储能设备处于缺乏管理系统的状态。此外，由于风能，太阳能等新能源受季节日夜天气等自然条件影响较大，其产生可用能源的时间和功率大小是极不稳定的，因此造成了许多能源的浪费。如一太阳能光伏发电系统，其储能动力电池的SOC已经达到80%,而此时由于天气原因，产生的输出电压只有正常光照时候的50%，则这时候的输出电压就小于电池的两端电压，即该输出电压无法给动力电池充电，也就无法利用此时系统产生的能量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有非稳定电能储能管理系统的不足，提供一种能够通过实时匹配和基于逻辑连接的自动切换工作策略，对组中的每个电池的充放电工作状态进行管理，实现对太阳能充分利用的智能储能管理系统。

以上目的是通过以下技术方案实现的:

一种太阳能智能储能管理系统，其包括：多个电池基本单元，太阳能电池板基本单元，从控模块，一主控模块；所述的从控模块定时检测其对应的电池基本单元中电池和太阳能电池板基本单元中太阳能电池板的状态，并将该检测数据传输给从控模块内的MCU，该MCU再将数据传给所述的主控模块内的MCU，所述的主控模块内的MCU根据收到的信息判断所述太阳能电池板和各个电池的状态，然后对太阳能电池板和各个电池做出相应的控制，并将控制指令发送给从控模块内的MCU，从控模块内的MCU执行该指令。

其中，所述的电池基本单元包括：一电池、第一开关、第二开关、第一外接端口、第二外接端口；所述的电池、第一开关和第二开关之间顺序电气连接，并构成环路；所述的第一外接端口连接于所述的第一开关和第二开关之间、所述的第二外接端口连接于所述的第二开关与电池之间。

其中，所述的太阳能电池板基本单元包括：一太阳能电池板、第三开关、第四开关、第三外接端口、第四外接端口；所述的太阳能电池板、第三开关和第四开关之间顺序电气连接，并构成环路；所述的第三外接端口连接于所述的第三开关和第四开关之间、所述的第四外接端口连接于所述的第四开关与电池之间。

进一步地，所述的第一开关、第二开关、第三开关、第四开关分别为二极管、三极管、继电器、晶闸管、可控硅、MOS管、HEMT（高电子迁移率晶体管）和IGBT中的任意一种，或为由其组合而成的双向开关模块或器件。 

其中，所述的电池为铅酸电池、镍氢电池、钠硫电池、液流电池、超级电容器、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钛酸锂电池和石墨烯锂电池中的任意一种。

其中，所述的从控模块所检测的其对应的电池基本单元中电池和太阳能电池板基本单元中太阳能电池板的状态为该电池或太阳能电池板的电压、电流、温度、压力、PH值以及该电池泄漏物质在空气中产生的酸根含量中的一种或几种。

其中，所述的主控模块内的MCU与从控模块内的MCU之间的数据和指令传输是通过无线通讯完成的。

进一步地，所述的无线通讯为蓝牙、红外、Zigbee、Wi-Fi中的任意一种。

其中，所述的主控模块内的MCU根据收到的信息判断所述太阳能电池板和各个电池的状态，然后对太阳能电池板和各个电池做出相应的控制是指主控模块内的MCU根据收到的太阳能电池板的状态数据对其进行充电电池基本单元个数的匹配

本发明的积极进步效果在于：

本发明提供的太阳能智能储能管理系统与现有国内储能管理系统相比，以单体智能电池为基础，立足于客观承认太阳能实时能量的不稳定性及电池组系统中每个电池的差异性，通过的实时匹配和基于逻辑连接的自动切换工作策略，对组中的每个电池的充放电工作状态进行管理，实现对太阳能的充分利用。该管理系统一方面可提高储能系统的有效容量，同时可提高储能电池组的安全性、可靠性和稳定性，提高新能源的利用效率，有效地减轻了系统维护的工作量。