[发明专利]便携式多能源微能量发电装置及方法

权利要求书

1.一种便携式多能源微能量发电装置，其特征在于，包括发电模块、MPPT模块、风能水能手摇发电控制模块、压力发电控制模块、压力发电储能模块、电能存储模块、电池充电模块、能源路径控制模块、电池保护模块、电池组、直流母线、USB输出模块、中央控制模块；

所述风能水能手摇发电控制模块输入端连接所述风能水能手摇发电模块的输出端；所述压力发电控制模块的输入端连接压力发电模块，其输出端与压力发电储能模块输入端相连接，压力发电储能模块为锂电池；

所述压力发电储能模块的输出端连接到电能存储模块；所述电池充电模块输入端接直流母线，输出端接电池保护模块的I/O端；电池保护模块的输出端连接所述能源路径控制模块输入端，能源路径控制模块的输出端接直流母线，电池保护模块保护端接电池组；

电池组正负极接电池保护模块保护端，USB输出模块包括直流稳压器和输出接口，其直流稳压器输入端接直流母线，直流稳压器输出端连接输出端口。

2.根据权利要求1所述的一种便携式多能源微能量发电装置，其特征在于，所述光伏MPPT模块以及温差MPPT模块均由发电模块采样电路、Buck-Boost电路和DC/DC转化器组成；采样电路采集光能和温差，其输出端接Buck-Boost电路输入端；Buck-Boost电路输出端接DC/DC转化器输入端；DC/DC转化器输出端即为MPPT模块输出端。

3.根据权利要求1所述的一种便携式多能源微能量发电装置，其特征在于，中央控制模块的端口包括电源端和I/O口，其中电源端与光伏MPPT模块输出端、温差MPPT模块输出端、风能水能手摇发电控制模块输出端、压力发电储能模块输出端、电池充电模块输入端、能源路径控制模块输出端、USB输出模块输入端、中央控制模块电源端与直流母线相连接；I/O口与光伏MPPT模块的ADC采样端、温差MPPT模块的ADC采样端、直流母线的ADC采样端、光伏MPPT模块的PWM控制端、温差MPPT模块的PWM控制端、能源路径控制模块的PWM控制端相连接。

4.根据权利要求1所述的一种便携式多能源微能量发电装置，其特征在于，所述发电模块包括光伏发电模块、温差发电模块、压力发电模块、风能水能手摇发电模块；所述MPPT模块包括光伏MPPT模块以及温差MPPT模块；其中，所述光伏发电模块加装在衣物上吸收光能作为能源输入，光伏发电模块的输出端与光伏MPPT模块输入端相连接，包括N个并联连接的柔性光伏发电单元，N为正整数；所述温差发电模块安装在衣服夹层中利用人体和外界温差产生电能，温差发电模块的输出端与温差MPPT模块输入端相连接，所述温差发电模块由M个温差发电单元并联组成，M为正整数；所述压力发电模块安装于鞋底，其输出端与压力发电控制模块输入端相连，压力发电模块以人体运动过程中产生的压力作为输入，转化为电能输入至压力发电控制模块；所述压力发电模块由P个并联的压电片组成，P为正整数；所述风能水能手摇发电模块为独立携带模块，以外界机械能作为输入，其输出端连接风能水能手摇发电控制模块的输入端；其中风能水能手摇发电模块为直流发电机，为防水的独立模块；所述光伏MPPT模块以及温差MPPT模块的输出端接直流母线。

5.一种便携式多能源微能量发电方法，基于权利要求1所述的一种便携式多能源微能量发电装置实现，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：光伏发电模块、温差发电模块、压力发电模块、风能水能手摇发电模块在对应的能量源，即光能，温差，压力，机械能中获取能量并转化为电能分别输出至光伏MPPT模块、温差MPPT模块、压力发电控制模块以及风能水能手摇发电控制模块；

步骤2：光伏MPPT模块、温差MPPT模块、压力发电控制模块、风能水能手摇发电控制模块在中央控制模块的调节下对对应发电模块的输出进行调节，并输出到直流母线上，其中中央控制模块使用基于端电压PD变化率的变步长扰动观察MPPT算法对光伏MPPT模块和温差MPPT模块进行控制；

步骤3：中央控制模块以基于事件触发的微能量能源路径管理策略控制能源路径管理模块对直流母线电压进行调控，其中基于事件触发的微能量能源路径管理策略运行时以周期为单位，完成多能源微能量发电。