專利名稱：一種利用光伏電池自適應(yīng)串并聯(lián)充電的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光伏電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用光伏電池自適應(yīng)串并聯(lián)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
由于在現(xiàn)在使用的太陽(yáng)能電池多以多個(gè)電芯串聯(lián)組織形式，其缺點(diǎn)有放電電流小、自適應(yīng)能力差、轉(zhuǎn)換效率低。從而限制了光伏技術(shù)在某些領(lǐng)域的發(fā)展，如移動(dòng)電話電源方面應(yīng)用，現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池手機(jī)只有在強(qiáng)光下才能對(duì)手機(jī)充電。因此使手機(jī)的使用產(chǎn)生了許多限制。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00420028283.2的申請(qǐng)公開了一種便攜式光電電源，其有光電板、容電器、穩(wěn)壓器以及機(jī)殼組成，雖然該申請(qǐng)公開了可以對(duì)光能進(jìn)行轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和輸出。但是該申請(qǐng)存在以下問(wèn)題不能自動(dòng)感應(yīng)外界光強(qiáng)以選擇存儲(chǔ)的電量從而對(duì)便攜式設(shè)備進(jìn)行充電，充電電壓需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能夠上升到最佳動(dòng)作點(diǎn)，因此導(dǎo)致了充電效率降低。根據(jù)現(xiàn)有的光伏電池的特性，等面積的光伏電池在相同的光強(qiáng)度下，串聯(lián)連接模式可獲得較高的開路電壓，但同時(shí)短路電流是很小的，而并聯(lián)聯(lián)接的光伏電池，開路電壓低，但短路電流則得到了提升。
本發(fā)明是針對(duì)高效利用光能要求而提出了一種光伏電池串并聯(lián)自適應(yīng)的方法，此發(fā)明通過(guò)檢測(cè)光強(qiáng)度，根據(jù)不同光強(qiáng)度，選擇高效的光伏電池組內(nèi)光伏電池的聯(lián)接方式，實(shí)現(xiàn)高效充電，在強(qiáng)光下，最大電流充電，可補(bǔ)充便攜式設(shè)備正常使用消耗的電量；在一般光強(qiáng)下，大電流充電，可部分補(bǔ)充便攜式設(shè)備正常使用消耗的電量；在弱光下，小電流充電，可補(bǔ)充便攜式設(shè)備待機(jī)時(shí)消耗的電量；同時(shí)也提出了一種電池互充的方法，當(dāng)電池組電池都低于便攜式設(shè)備的工作電壓時(shí)，同時(shí)收到用戶發(fā)出的電池互充指令時(shí)，此時(shí)通過(guò)電池互充單元，將大容量電池的電量，轉(zhuǎn)至小容量電池中，提升小容量電池的電壓，方便了使用者。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用光伏電池自適應(yīng)串并聯(lián)來(lái)充電的裝置，其包括光伏電池，由z個(gè)光伏電池組成，其中z為大于等于2的整數(shù)；光伏電池電壓檢測(cè)器VP，用于檢測(cè)光伏電池的輸出值；電池組，由n個(gè)蓄電池組成，n為大于等于1的整數(shù)；蓄電池電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)電池組中電池的輸出值；控制器，用于根據(jù)光伏電池電壓檢測(cè)器VP輸出值選擇光伏電池電池內(nèi)部聯(lián)接方式以及根據(jù)電池組中電池的輸出值選擇充電與放電對(duì)象。
本發(fā)明還提供了一種光伏電池自適應(yīng)串并聯(lián)充電方法，其包括步驟根據(jù)便攜設(shè)備電池組中n個(gè)電池的輸出值選擇充電與放電對(duì)象，其中n為大于等于1的整數(shù)；根據(jù)光伏電池電壓檢測(cè)器VP檢測(cè)的值選擇z個(gè)光伏電池的內(nèi)部聯(lián)接方式，其中z為大于等于2的整數(shù)。
本發(fā)明還提供了一種利用光伏電池組自適應(yīng)串并聯(lián)來(lái)充電的裝置，其包括光伏電池模塊，由m個(gè)光伏電池組組成，其中m為大于等于2的整數(shù)；光伏電池組電壓檢測(cè)器VP，用于檢測(cè)光伏電池組的輸出值；電池組，由n個(gè)蓄電池組成，n為大于等于1的整數(shù)；蓄電池電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)電池組中電池的輸出值；控制器，根據(jù)電池組中電池的輸出值選擇充電與放電對(duì)象；根據(jù)光伏電池組電壓檢測(cè)器VP檢測(cè)的輸出值選擇光伏電池組的聯(lián)接方式。
本發(fā)明還提供了一種光伏電池組自適應(yīng)串并聯(lián)充電方法，其包括步驟檢測(cè)電池組中n個(gè)電池的輸出值，根據(jù)電池組中電池的輸出值選擇充電與放電對(duì)象，其中n為大于等于1的整數(shù)；根據(jù)光伏電池組電壓檢測(cè)器VP檢測(cè)的光伏電池組的電壓值選擇m個(gè)光伏電池組的聯(lián)接方式，其中m為大于等于2的整數(shù)。
本發(fā)明是針對(duì)高效利用光能要求而提出了一種光伏電池自適應(yīng)串并聯(lián)充電的方法，此發(fā)明通過(guò)檢測(cè)光伏電池開路輸出電壓，根據(jù)不同的電壓值，選擇最高效率的光伏電池組內(nèi)，各光伏電池的聯(lián)接方式，實(shí)現(xiàn)高效充電。在強(qiáng)光下，以最大電流充電，可補(bǔ)充便攜式設(shè)備，正常使用消耗的電量；在一般光強(qiáng)下，大電流充電，可部分補(bǔ)充便攜式設(shè)備正常使用消耗的電量；在弱光下，小電流充電，可補(bǔ)充便攜式設(shè)備待機(jī)時(shí)消耗的電量。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光伏電池組自適應(yīng)串并聯(lián)充電裝置的原理示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的并聯(lián)充電光伏電池組聯(lián)接的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的并、串聯(lián)混合充電光伏電池組聯(lián)接的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的串聯(lián)充電光伏電池組聯(lián)接的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的光伏電池組自適應(yīng)串并聯(lián)充電裝置的流程圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的光伏電池組串并聯(lián)自適應(yīng)充電裝置的原理示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的并聯(lián)充電光伏電池組聯(lián)接的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的串聯(lián)充電光伏電池組聯(lián)接的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的光伏電池組串并聯(lián)自適應(yīng)充電裝置的流程圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的m個(gè)光伏電池組自適應(yīng)串并聯(lián)的結(jié)構(gòu)圖；具體實(shí)施方式
實(shí)施例1參照?qǐng)D1，是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光伏電池組串并聯(lián)自適應(yīng)充電裝置的原理示意圖。其包括有，由光伏電池組B1至B4組成的光伏電池模塊，其中每個(gè)光伏電池組由9個(gè)光伏電池構(gòu)成；開關(guān)PK+1～+4、PK-1～PK-4、SK1～SK3、KK，光伏電池組電壓檢測(cè)器VP；便攜式設(shè)備鋰電池組MB1和MB2(以下稱其為“電池組”)，防逆流二極管D1，開關(guān)CK1～CK2、DK1～DK3，電池電壓檢測(cè)器VM1～VM2與控制器，控制器根據(jù)電池組中電池的輸出值選擇充電與放電對(duì)象；根據(jù)光伏電池組電壓檢測(cè)器VP檢測(cè)的輸出值選擇光伏電池組的聯(lián)接方式。
其中控制器，由低功耗帶多路ADC的PIC18L系列單片機(jī)組成，用于檢測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)和控制光電池模塊內(nèi)部聯(lián)接方式和選擇光電池模塊的充電對(duì)象與對(duì)外放電對(duì)象。光電池組，是系統(tǒng)的能源供應(yīng)源；電池組，用于為便攜式設(shè)備提供電源；防逆流二極管(以下稱“二極管”)，根據(jù)二極管的單向?qū)щ娦裕糜诜乐钩潆姇r(shí)產(chǎn)生逆流，在實(shí)際用中，光環(huán)境有可能變化很大，光電池的輸出電壓會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，故此二極管用于在不穩(wěn)定的情況下可以防止光電池組流向電池組的電流發(fā)生逆流。
此實(shí)施例選擇蓄電池為鋰電池，其標(biāo)稱電壓為4.2V；在強(qiáng)光下，一個(gè)光強(qiáng)時(shí)，單個(gè)光伏電芯開路電壓為0.5伏，本實(shí)例采用光伏電池組為9個(gè)光伏電芯組成，故在一個(gè)光強(qiáng)下，單個(gè)光伏電池組開路電壓可達(dá)4.5伏，此時(shí)采用四個(gè)光伏電池組并聯(lián)充電，可極大限度提高了充電電流，如圖2所示。一般光強(qiáng)度下，高于0.5但低于1個(gè)光強(qiáng)，單個(gè)光伏電芯開路電壓可為0.25伏，此時(shí)可將光伏電池組分為兩個(gè)小組，小組1B1與B2串聯(lián)，小組2B3與B4串聯(lián)，然后再將小組1與小組2并聯(lián)，如圖3所示，這樣在一般光強(qiáng)下，提高了開路電壓，電流輸出也得到了提高；在弱光下，光伏電池組串聯(lián)聯(lián)接，如圖4所示，極大地提高了開路電壓，實(shí)現(xiàn)在弱光下小電流充電，這電流可補(bǔ)充便攜式設(shè)備待機(jī)消耗。通過(guò)本發(fā)明的方法和裝置實(shí)現(xiàn)了無(wú)論強(qiáng)度還是弱光都能對(duì)便攜式設(shè)備充電。
下面參照?qǐng)D5來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的流程，一般便攜式設(shè)備的鋰電池滿電量時(shí)電壓值為4.2V，因此這里取MB1、MB2的滿電量閥值為4.2V。
(1)斷開開關(guān)KK、SK1~SK3，閉合開關(guān)PK+1~PK+4、PK-1~PK-4，通過(guò)VP檢測(cè)光電池組并聯(lián)開路電壓Vp，當(dāng)Vp≥4.5V時(shí)，光照強(qiáng)度為強(qiáng)光，轉(zhuǎn)到步驟(2)；當(dāng)Vp＜4.5V且Vp≥2.25V，此時(shí)光照強(qiáng)度為一般光強(qiáng)，轉(zhuǎn)到步驟(3)；當(dāng)Vp＜2.25V時(shí)，此時(shí)處于弱光下，轉(zhuǎn)到步驟(4)。
(2)強(qiáng)光下，光電池組并聯(lián)聯(lián)接，斷開開關(guān)SK1~SK3，閉合開關(guān)PK+1~PK+4、PK-1~PK-4；轉(zhuǎn)到步驟(5)。
(3)一般光強(qiáng)下，光電池組串、并聯(lián)混合聯(lián)接，斷開開關(guān)PK+2、PK+4、SK2、PK-1、PK-3，閉合開關(guān)PK+1、PK+3、SK1、SK2、PK-2、PK-4；轉(zhuǎn)到步驟(5)。
(4)弱光下，光電池組串聯(lián)聯(lián)接，斷開開關(guān)PK+2~PK+4、PK-1~PK-3，閉合開關(guān)SK1~SK3；轉(zhuǎn)到步驟(5)。
(5)控制器讀取電池電壓檢測(cè)器VM1、VM2值，得出MB1、MB2電壓分別為VB1、VB2；當(dāng)VB1＞4.2V，VB2＞4.2V時(shí)，電池組不需充電，處于滿電量狀態(tài)，轉(zhuǎn)到步驟(6)；當(dāng)VB1＜VB2，且VB1≤4.2V，選擇MB1為充電對(duì)象，MB2為對(duì)外放電對(duì)象，轉(zhuǎn)到步驟(7)；當(dāng)VB2＜VB1，且VB2≤4.2V，選擇MB2為充電對(duì)象，MB1為對(duì)外放電對(duì)象，轉(zhuǎn)到步驟(8)。
(6)電池組滿電量狀態(tài)，選擇MB1為對(duì)外放電對(duì)象，同時(shí)光電池模塊直接對(duì)外放電，開關(guān)KK、DK1、DK3關(guān)閉，開關(guān)CK1、CK2、DK2斷開；轉(zhuǎn)到步驟(9)。
(7)對(duì)電池MB1充電，選擇MB1為光電池模塊的充電對(duì)象，MB2為對(duì)外放電對(duì)象，開關(guān)KK、CK1、DK2關(guān)閉，開關(guān)CK2、DK1、DK3斷開；轉(zhuǎn)到步驟(9)。
(8)對(duì)電池MB2充電，選擇MB2為光電池模塊的充電對(duì)象，MB1為對(duì)外放電對(duì)象，開關(guān)KK、CK2、DK1關(guān)閉，開關(guān)CK1、DK2、DK3斷開，轉(zhuǎn)到步驟(9)。
(9)系統(tǒng)休息10秒鐘，轉(zhuǎn)到步驟(1)。
實(shí)施例2參照?qǐng)D6，是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的光伏電池組串并聯(lián)自適應(yīng)充電裝置的原理示意圖。由光伏電池B1至B3組成的光伏電池組(以下稱為“光電池組”)，其中光伏電池組由9個(gè)光伏電芯組成，開關(guān)PK+1～PK+3、PK-1～PK-3、SK1～SK2、KK，光伏電池組電壓檢測(cè)器VP；便攜式設(shè)備鋰電池組MB1，防逆流二極管D1，開關(guān)CK1、DK1～DK2，電池電壓檢測(cè)器VM1與控制器組成。
當(dāng)光電池組的組數(shù)為2或3時(shí)，光伏電池組的聯(lián)接方式只有兩種；串聯(lián)聯(lián)接，并聯(lián)聯(lián)接。此實(shí)施例選取光伏電池模塊由3個(gè)光伏電池組組成，因此只有兩種聯(lián)接方式。
此實(shí)施例選擇鋰電池標(biāo)稱電壓為4.2V；在強(qiáng)光下，一個(gè)光強(qiáng)時(shí)，單個(gè)光伏電芯開路電壓為0.5伏，本實(shí)例采用光伏電池組由9個(gè)光伏電芯組成，故在一個(gè)光強(qiáng)下，單個(gè)光伏電池組開路電壓可達(dá)4.5伏，此時(shí)采用三個(gè)光伏電池組并聯(lián)充電，可極大限度提高了充電電流，如圖7所示。一般光強(qiáng)度與弱光下，低于1個(gè)光強(qiáng)，單個(gè)光伏電芯開路電壓最高可為0.49伏，此時(shí)采用串聯(lián)充電方式，如圖8所示，這樣在一般光強(qiáng)與弱光下，提高了開路電壓，電流輸出也得到了提高。
下面參照?qǐng)D9來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的流程。
(1)斷開開關(guān)KK、SK1~SK2，閉合開關(guān)PK+1~PK+3、PK-1~PK-3，通過(guò)VP檢測(cè)光電池組并聯(lián)開路電壓Vp，當(dāng)Vp≥4.5V時(shí)，光照強(qiáng)度為強(qiáng)光，轉(zhuǎn)到步驟(2)；當(dāng)Vp＜4.5V，此時(shí)光照強(qiáng)度為一般光強(qiáng)或弱光下，轉(zhuǎn)到步驟(3)。
(2)強(qiáng)光下，光電池組并聯(lián)聯(lián)接，斷開開關(guān)SK1~SK2，閉合開關(guān)PK+1~PK+3、PK-1~PK-3；轉(zhuǎn)到步驟(4)。
(3)一般光強(qiáng)下或弱光下，光電池組串聯(lián)聯(lián)接，斷開開關(guān)PK+2、PK+3、PK-1、PK-2，閉合開關(guān)PK+1、SK1、SK2、PK-3；轉(zhuǎn)到步驟(5)。
(4)控制器讀取電池電壓檢測(cè)器VM1值，得到MB1電壓為VB1；當(dāng)VB1＞4.2V時(shí)，電池組不需充電，處于滿電量狀態(tài)，轉(zhuǎn)到步驟(5)；當(dāng)VB1≤4.2V，選擇MB1為充電對(duì)象，同時(shí)也為對(duì)外放電對(duì)象，轉(zhuǎn)到步驟(7)。
(5)電池組滿電量狀態(tài)，選擇MB1為對(duì)外放電對(duì)象，同時(shí)光電池模塊直接對(duì)外放電，開關(guān)KK、DK1、DK2關(guān)閉，開關(guān)CK1斷開；轉(zhuǎn)到步驟(8)。
(7)對(duì)電池MB1充電，選擇MB1同為光電池模塊的充電對(duì)象與對(duì)外放電對(duì)象；開關(guān)KK、CK1、DK1關(guān)閉，開關(guān)DK2斷開；轉(zhuǎn)到步驟(8)。
(8)系統(tǒng)休息10秒鐘，轉(zhuǎn)到步驟(1)。
下面參照?qǐng)D10來(lái)說(shuō)明當(dāng)光伏電池組的數(shù)量為任一整數(shù)值m時(shí)的情況，其中m為大于等于4，在強(qiáng)光下，采用光電池組聯(lián)接方式為并聯(lián)，m個(gè)光伏電池組并聯(lián)聯(lián)接對(duì)外放電，實(shí)現(xiàn)最大充電電流輸出；在一般光強(qiáng)下，采用光電池組聯(lián)接方式為串聯(lián)、并聯(lián)混合聯(lián)接，相鄰的x個(gè)光伏電池組串聯(lián)，組成串聯(lián)小組，x為小于等于m/2的整數(shù)，然后再由y個(gè)串聯(lián)小組的并聯(lián)相連對(duì)外放電，實(shí)現(xiàn)大電流充電，y為m/x的值向下取整的整數(shù)；在弱光下，采用光電池組聯(lián)接方式為串聯(lián)，m個(gè)電池組串聯(lián)聯(lián)接對(duì)外放電，實(shí)現(xiàn)在弱光下小電流充電。
實(shí)施例3下面來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的利用電池電芯自適應(yīng)串并聯(lián)來(lái)充電的裝置，其包括光伏電池，由z個(gè)光伏電芯組成，其中z為大于等于2的整數(shù)；光伏電芯電壓檢測(cè)器VP，用于檢測(cè)單個(gè)或多個(gè)光伏電芯輸出值；控制器，根據(jù)輸出值選擇光伏電池組內(nèi)部聯(lián)接方式，電池電壓檢測(cè)器，檢測(cè)電池組中電池電壓，控制器根據(jù)電池組中電池的電壓值選擇充電與放電對(duì)象；電池組，由n個(gè)蓄電池組成，n為大于等于1的整數(shù)。通過(guò)光伏電芯電壓檢測(cè)器檢測(cè)得到的單節(jié)光伏電芯電壓為Vp，設(shè)蓄電池的標(biāo)稱電壓為Vb，此時(shí)有c個(gè)電芯串聯(lián)組成串聯(lián)小組，然后再由d個(gè)串聯(lián)小組并聯(lián)起來(lái)對(duì)外放電，z、VP、Vb、c、d關(guān)系有c＝Vb/Vp，c為蓄電池的標(biāo)稱電壓Vb除以單節(jié)光伏電芯電壓的值向上取整；d＝z/c，d為總光伏電芯數(shù)z除以串聯(lián)起來(lái)的光伏電芯數(shù)c向下取整。
當(dāng)電池組的所有電池的電壓大于滿電量閾值時(shí)，系統(tǒng)不需充電，處于滿電量狀態(tài)，選擇蓄電池組中的任一電池對(duì)外放電，光伏電池組直接對(duì)外放電。
當(dāng)電池組中有電池電壓低于滿電量閾值時(shí)，啟動(dòng)光伏電池組對(duì)電池組充電，優(yōu)先選取電池組中電壓最低的電池為光伏電池組的充電對(duì)象，電池組中電壓最高的電池為對(duì)外放電對(duì)象，當(dāng)n等于1時(shí)，只要該電池電壓低于滿電量閾值，同時(shí)選擇該電池為充電對(duì)象與對(duì)外放電對(duì)象。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不限制于上述實(shí)施例，在不脫離本申請(qǐng)的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可作出各種修改或改型。
權(quán)利要求
1.一種利用光伏電池自適應(yīng)串并聯(lián)來(lái)充電的裝置，其特征在于包括光伏電池組，由z個(gè)光伏電池組成，其中z為大于等于2的整數(shù)；光伏電池組電壓檢測(cè)器VP，用于檢測(cè)單個(gè)或多個(gè)光伏電池的輸出值；電池組，由n個(gè)蓄電池組成，n為大于等于1的整數(shù)；蓄電池電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)電池組中電池的輸出值；控制器，用于根據(jù)光伏電池電壓檢測(cè)器VP輸出值選擇光伏電池內(nèi)部聯(lián)接方式以及根據(jù)電池組中電池的輸出值選擇充電與放電對(duì)象。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括防逆流二極管，用于防止光伏電池組向電池組充電時(shí)產(chǎn)生逆流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于通過(guò)光伏電池組電壓檢測(cè)器VP檢測(cè)得到的單節(jié)光伏電池開路電壓為Vp，設(shè)蓄電池的標(biāo)稱電壓為Vb，此時(shí)有c個(gè)電池串聯(lián)組成串聯(lián)小組，然后再由d個(gè)串聯(lián)小組并聯(lián)起來(lái)對(duì)外放電，z、VP、Vb、c、d關(guān)系有c＝Vb/Vp，c為蓄電池的標(biāo)稱電壓Vb除以單節(jié)光伏電池電壓的值向上取整；d＝z/c，d為總光伏電池?cái)?shù)z除以串聯(lián)起來(lái)的光伏電池?cái)?shù)c向下取整。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于當(dāng)電池組的所有電池的電壓大于滿電量閾值時(shí)，選擇蓄電池組中的任一電池對(duì)外放電，光伏電池組直接對(duì)外放電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于當(dāng)電池組中有電池電壓低于滿電量閾值時(shí)，啟動(dòng)光伏電池組對(duì)電池組充電，優(yōu)先選取電池組中電壓最低的電池為光伏電池組的充電對(duì)象，電池組中電壓最高的電池為對(duì)外放電對(duì)象，當(dāng)n等于1時(shí)，只要該電池電壓低于滿電量閾值，同時(shí)選擇該電池為充電對(duì)象與對(duì)外放電對(duì)象。
6.一種利用光伏電池組自適應(yīng)串并聯(lián)來(lái)充電的裝置，其特征在于包括光伏電池模塊，由m個(gè)光伏電池組組成，其中m為大于等于2的整數(shù)；光伏電池組電壓檢測(cè)器VP，用于檢測(cè)光伏電池組的輸出值；電池組，由n個(gè)蓄電池組成，n為大于等于1的整數(shù)；蓄電池電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)電池組中電池的輸出值；控制器，根據(jù)電池組中電池的輸出值選擇充電與放電對(duì)象；根據(jù)光伏電池組電壓檢測(cè)器VP檢測(cè)的輸出值選擇光伏電池組的聯(lián)接方式。
7.據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于進(jìn)一步包括防逆流二極管，用于在光伏電池輸出電壓不穩(wěn)定的情況下，防止光伏電池組向電池組充電時(shí)產(chǎn)生逆流。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于當(dāng)電池組的所有電池的電壓大于滿電量閾值時(shí)，選擇蓄電池組中的任一電池對(duì)外放電，光伏電池模塊直接對(duì)外放電。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于當(dāng)電池組中有電池電壓低于滿電量閾值時(shí)，啟動(dòng)光伏電池模塊對(duì)電池組充電，優(yōu)先選取電池組中電壓最低的電池為光伏電池模塊的充電對(duì)象，電池組中電壓最高的電池為對(duì)外放電對(duì)象，當(dāng)n等于1時(shí)，只要該電池電壓低于滿電量閾值，同時(shí)選擇該電池為充電對(duì)象與對(duì)外放電對(duì)象。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于當(dāng)光電池組數(shù)m為2或3時(shí)，光伏電池組的聯(lián)接方式有兩種串聯(lián)聯(lián)接，并聯(lián)聯(lián)接；在強(qiáng)光下，m個(gè)光伏電池組并聯(lián)聯(lián)接對(duì)外放電，實(shí)現(xiàn)最大充電電流輸出；在非強(qiáng)光下，m個(gè)光伏電池組串聯(lián)聯(lián)接對(duì)外放電。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于當(dāng)光電池組數(shù)m大于等于4時(shí)，光伏電池組的聯(lián)接方式有三種串聯(lián)聯(lián)接，并聯(lián)聯(lián)接，串、并聯(lián)混合聯(lián)接；在強(qiáng)光下，m個(gè)光伏電池組并聯(lián)聯(lián)接對(duì)外放電，實(shí)現(xiàn)最大充電電流輸出；在一般光強(qiáng)下，相鄰的x個(gè)光伏電池組串聯(lián)，組成串聯(lián)小組，x為小于等于m/2的整數(shù)，然后再由y個(gè)串聯(lián)小組的并聯(lián)相連對(duì)外放電，實(shí)現(xiàn)大電流充電，y為m/x的值向下取整的整數(shù)；在弱光下，m個(gè)光伏電池組串聯(lián)聯(lián)接對(duì)外放電，實(shí)現(xiàn)在弱光下小電流充電。
12.一種利用光伏電池自適應(yīng)串并聯(lián)充電的方法，其特征在于根據(jù)便攜設(shè)備電池組的n個(gè)電池的輸出值選擇充電與放電對(duì)象，其中n為大于等于1的整數(shù)；根據(jù)光伏電池電壓檢測(cè)器VP檢測(cè)的值選擇z個(gè)光伏電池的內(nèi)部聯(lián)接方式，其中z為大于等于2的整數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于通過(guò)光伏電池電壓檢測(cè)器VP檢測(cè)得到的單節(jié)光伏電池開路電壓為Vp，設(shè)蓄電池的標(biāo)稱電壓為Vb，此時(shí)有c個(gè)電池串聯(lián)組成串聯(lián)小組，然后再由d個(gè)串聯(lián)小組并聯(lián)起來(lái)對(duì)外放電，z、VP、Vb、c、d關(guān)系有c＝Vb/Vp，c為蓄電池的標(biāo)稱電壓Vb除以單節(jié)光伏電池電壓的值向上取整；d＝z/c，d為總光伏電池?cái)?shù)z除以串聯(lián)起來(lái)的光伏電池?cái)?shù)c向下取整。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于當(dāng)電池組的所有電池的電壓大于滿電量閾值時(shí)，選擇蓄電池組中的任一電池對(duì)外放電，光伏電池組直接對(duì)外放電。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14任何一個(gè)所述的裝置，其特征在于當(dāng)電池組中有電池電壓低于滿電量閾值時(shí)，啟動(dòng)光伏電池組對(duì)電池組充電，優(yōu)先選取電池組中電壓最低的電池為光伏電池組的充電對(duì)象，電池組中電壓最高的電池為對(duì)外放電對(duì)象，當(dāng)n等于1時(shí)，只要該電池電壓低于滿電量閾值，同時(shí)選擇該電池為充電對(duì)象與對(duì)外放電對(duì)象。
16.一種利用光伏電池組自適應(yīng)串并聯(lián)充電的方法，其特征在于檢測(cè)電池組中n個(gè)電池的輸出值，根據(jù)電池組中電池的輸出值選擇充電與放電對(duì)象，其中n為大于等于1的整數(shù)；根據(jù)光伏電池組電壓檢測(cè)器VP檢測(cè)的光伏電池組的輸出值選擇光伏電池模塊中m個(gè)光伏電池組的聯(lián)接方式，其中m為大于等于2的整數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于當(dāng)電池組的所有電池的電壓大于滿電量閾值時(shí)，此時(shí)選擇電池組的其中一電池為對(duì)外放電對(duì)象，同時(shí)光伏電池模塊直接對(duì)外放電。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征在于當(dāng)n個(gè)電池組中有電池電壓低于滿電量閾值時(shí)，啟動(dòng)光伏電池模塊對(duì)電池組充電，優(yōu)先選取電池組中電壓最低的電池為光伏電池模塊的充電對(duì)象，電池組中電壓最高的電池為對(duì)外放電對(duì)象，當(dāng)n等于1時(shí)，只要該電池電壓低于滿電量閾值，同時(shí)選擇該電池為充電對(duì)象與對(duì)外放電對(duì)象。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18任何一個(gè)所述的方法，其特征在于當(dāng)光電池組數(shù)m為2或3時(shí)，光伏電池組的聯(lián)接方式有兩種串聯(lián)聯(lián)接，并聯(lián)聯(lián)接；在強(qiáng)光下，m個(gè)光伏電池組并聯(lián)聯(lián)接對(duì)外放電，實(shí)現(xiàn)最大充電電流輸出；在非強(qiáng)光下，m個(gè)光伏電池組串聯(lián)聯(lián)接對(duì)外放電。
20.根據(jù)權(quán)利要求16至18任何一個(gè)所述的方法，其特征在于當(dāng)光電池組數(shù)m大于等于4時(shí)，光伏電池組的聯(lián)接方式有三種串聯(lián)聯(lián)接，并聯(lián)聯(lián)接，串、并聯(lián)混合聯(lián)接；在強(qiáng)光下，m個(gè)光伏電池組并聯(lián)聯(lián)接對(duì)外放電，實(shí)現(xiàn)最大充電電流輸出；在一般光強(qiáng)下，相鄰的x個(gè)光伏電池串聯(lián)，組成串聯(lián)小組，x為小于等于m/2的整數(shù)，然后再由y個(gè)串聯(lián)小組的并聯(lián)相連對(duì)外放電，實(shí)現(xiàn)大電流充電，y為m/x的值向下取整的整數(shù)；在弱光下，m個(gè)光伏電池組串聯(lián)聯(lián)接對(duì)外放電，實(shí)現(xiàn)在弱光下小電流充電。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用光伏電池自適應(yīng)串并聯(lián)來(lái)充電的裝置及其方法，其包括光伏電池組，由z個(gè)光伏電池組成，其中z為大于等于2的整數(shù)；光伏電池電壓檢測(cè)器VP，用于檢測(cè)光伏電池的輸出值；電池組，由n個(gè)蓄電池組成，n為大于等于1的整數(shù)；蓄電池電壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)電池組中電池的輸出值；控制器，用于根據(jù)光伏電池電壓檢測(cè)器VP輸出值選擇光伏電池內(nèi)部聯(lián)接方式以及根據(jù)電池組中電池的輸出值選擇充電與放電對(duì)象。本發(fā)明是針對(duì)高效利用光能要求而提出了一種光伏電池自適應(yīng)串并聯(lián)充電的方法，此發(fā)明通過(guò)檢測(cè)光強(qiáng)度，根據(jù)不同光強(qiáng)度，選擇高效的光伏電池組內(nèi)光伏電池的聯(lián)接方式，實(shí)現(xiàn)高效充電。
文檔編號(hào)H02J7/35GK1996703SQ20061016074
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者張征宇, 詹昌壽 申請(qǐng)人:北京恒基偉業(yè)投資發(fā)展有限公司