專利名稱：一種戶外太陽能充電的大功率供電電池組切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種戶外太陽能充電的大功率供電電池組切換裝置，適用于各種大功率供電電池組電源的切換控制，屬于電池組切換控制的范疇。
背景技術(shù)：
實(shí)踐中，需太陽能電池充電的野外工作設(shè)備，由于太陽能電池受太陽光照的影響需加儲(chǔ)能電池組，設(shè)備又是電池組直流供電，對(duì)于大功率負(fù)載，一組電池組無法保證穩(wěn)定供電，必須兩組或兩組以上電池組供電才能保證可靠供電，這就需要對(duì)電池組的切換進(jìn)行可靠控制。以兩組電池組的切換工作的實(shí)際問題為例，負(fù)載要求24V，100A短時(shí)工作，當(dāng)前已有的大功率電池組切換控制電路主要有兩種，一種是在電池組正極串整流二極管控制電路，優(yōu)點(diǎn)是控制主電路簡(jiǎn)單可靠，成本低，缺點(diǎn)是兩組電池會(huì)出現(xiàn)同時(shí)供電的情況，電池組長(zhǎng)期工作在無法充滿狀態(tài)，電池組壽命降低，還會(huì)導(dǎo)致兩組電池組電壓下降到無法正常供電，實(shí)際使用較少；另外一種是電池組正極接直流接觸器串整流二極管控制電路，通過控制直流接觸器實(shí)現(xiàn)切換，優(yōu)點(diǎn)是電池組不會(huì)出現(xiàn)同時(shí)工作的情況，保證電池組的正常充放電，提高電池組壽命，缺點(diǎn)是100A以上的大電流觸點(diǎn)24V直流接觸器無法買到，需要定制，購買價(jià)格高，后續(xù)維護(hù)價(jià)格高，接觸器的觸點(diǎn)開關(guān)壽命是有限的，又是大電流工作，野外工作可靠性會(huì)較低；第二組電池組投入時(shí)，第一組電池組關(guān)斷的時(shí)間不能準(zhǔn)確掌握，只能憑經(jīng)驗(yàn)控制，控制不好對(duì)負(fù)載的供電會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述大功率供電電池組切換控制電路存在問題，本實(shí)用新型提出一種戶外太陽能充電的大功率供電電池組切換裝置，切換主電路采用可控硅作為主切換開關(guān)，價(jià)格便宜、容量大、控制簡(jiǎn)單、可靠性高、壽命長(zhǎng)，同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，可以應(yīng)用到無人值守的野外太陽能充電的大功 率電池組的切換控制系統(tǒng)中。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案:一種戶外太陽能充電的大功率供電電池組切換裝置由第一電池電量傳感器1、第二電池電量傳感器2、第一電池組3、第二電池組4、太陽能充電裝置5、PLC控制器6、可控硅切換電路7、濾波電容8、第一開關(guān)9和第二開關(guān)10組成，第一電池組3連接第一電池電量傳感器I的輸入端、第二電池組4連接第二電池電量傳感器2的輸入端，第一電池電量傳感器1、第二電池電量傳感器2的輸出端連接PLC控制器6的輸入端，第一電池組3通過第一開關(guān)9與太陽能充電裝置5連接，第二電池組4通過第二開關(guān)10與太陽能充電裝置5連接，第一電池組3、第二電池組4、PLC控制器6通過可控硅切換電路7、濾波電容8與外部負(fù)載連接。第一電池組3、第二電池組4均為24V 600Ah的大容量電池。PLC控制器6的正常工作電壓不能低于2IV。可控硅切換電路7由可控硅Ql、可控硅Q2、二極管Dl、二極管D2、可控硅門極RC電路和直流接觸器KMl常開常閉觸點(diǎn)電路組成，可控硅Ql陰極連接二極管Dl陽極，電容Cl和電阻R2，Ql門極連接電阻R5，可控硅Q2陰極連接二極管D2陽極，電容C2和電阻R4，Q2門極連接電阻R6，二極管D1，D2陰極相連，再連到電容C3和負(fù)載RL，電阻R5另一端連接直流接觸器KMl常開觸點(diǎn)，電阻R6另一端連接直流接觸器KMl常閉觸點(diǎn)，電阻Rl —端連接電容Cl 一端，連接直流接觸器KMl常開觸點(diǎn)一端，電阻R2 —端連接電容Cl 一端，連接直流接觸器KM2常閉觸點(diǎn)一端。所述的第一電池電量傳感器1、第二電池電量傳感器2、第一電池組3、第二電池組
4、太陽能充電裝置5、PLC控制器6、可控硅切換電路7、濾波電容8、第一開關(guān)9和第二開關(guān)10均為市售的普通元件。本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的切換主電路采用可控硅作為主切換開關(guān)，價(jià)格便宜、容量大、控制簡(jiǎn)單、可靠性高、壽命長(zhǎng)，同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，可以應(yīng)用到無人值守的野外太陽能充電的大功率電池組的切換控制系統(tǒng)中。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1-第一電池電量傳感器、2-第二電池電量傳感器、3-第一電池組、4-第二電池組、5-太陽能充電裝置、6-PLC控制器、7-可控硅切換電路、8-濾波電容、9-第一開關(guān)、10-第二開關(guān)。
具體實(shí)施方式
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以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，以方便技術(shù)人員理解。如圖1所示:一種戶外太陽能充電的大功率供電電池組切換裝置由第一電池電量傳感器1、第二電池電量傳感器 2、第一電池組3、第二電池組4、太陽能充電裝置5、PLC控制器6、可控硅切換電路7、濾波電容8、第一開關(guān)9和第二開關(guān)10組成，第一電池組3連接第一電池電量傳感器I的輸入端、第二電池組4連接第二電池電量傳感器2的輸入端,第一電池電量傳感器1、第二電池電量傳感器2的輸出端連接PLC控制器6的輸入端,第一電池組3通過第一開關(guān)9與太陽能充電裝置6連接，第二電池組4通過第二開關(guān)10與太陽能充電裝置5連接，第一電池組3、第二電池組4、PLC控制器6通過可控硅切換電路7、濾波電容8與外部負(fù)載連接。第一電池組3、第二電池組4均為24V 600Ah的大容量電池。第一電池電量傳感器1、第二電池電量傳感器2在檢測(cè)到電池組電壓低于2IV時(shí)給出數(shù)字信號(hào)，輸出給PLC控制器。PLC控制器6的正常工作電壓不能低于21V?？煽毓枨袚Q電路7由可控硅Ql、可控硅Q2、二極管Dl、二極管D2、可控硅門極RC電路和直流接觸器KMl常開常閉觸點(diǎn)電路組成，可控硅Ql陰極連接二極管Dl陽極，電容Cl和電阻R2，Ql門極連接電阻R5，可控硅Q2陰極連接二極管D2陽極，電容C2和電阻R4，Q2門極連接電阻R6，二極管D1，D2陰極相連，再連到電容C3和負(fù)載RL，電阻R5另一端連接直流接觸器KMl常開觸點(diǎn)，電阻R6另一端連接直流接觸器KMl常閉觸點(diǎn)，電阻Rl —端連接電容Cl 一端，連接直流接觸器KMl常開觸點(diǎn)一端，電阻R2 —端連接電容Cl 一端，連接直流接觸器KM2常閉觸點(diǎn)一端?？煽毓枨袚Q電路7中可控硅Q2工作時(shí)，電容Cl充電，切換時(shí)直流接觸器KMl常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，可控硅Ql觸發(fā)導(dǎo)通，由于第二電池組4的電壓過低，第一電池組3的電壓高，使可控硅Q2自然關(guān)斷，不會(huì)出現(xiàn)供電抖動(dòng)現(xiàn)象，第一電池組3投入工作，同時(shí)與太陽能充電裝置5斷開，第二電池組4接通太陽能充電裝置5充電；可控硅Ql工作時(shí)，電容C2充電，切換時(shí)直流接觸器KMl常開復(fù)位，常閉復(fù)位，可控硅Q2觸發(fā)導(dǎo)通，由于第一電池組3的電壓過低，第二電池組4的電壓高，使可控硅Ql自然關(guān)斷，不會(huì)出現(xiàn)供電抖動(dòng)現(xiàn)象，第二電池組4投入工作，同時(shí)與太陽能充電裝置5斷開，第一電池組3接通太陽能充電裝置5充電，這樣就實(shí)現(xiàn)了大容量電池組的切換。本實(shí)用新型的工作過程:設(shè)備工作過程中，如果第一電池組3由太陽能充電，充滿時(shí)太陽能充電裝置5停止對(duì)其充電，第二電池組4給負(fù)載和PLC控制器6供電，并且太陽能充電裝置5不對(duì)其充電，由于長(zhǎng)期供電，第二電池組4電壓會(huì)下降，當(dāng)下降到2IV時(shí)，就要將兩個(gè)電池進(jìn)行切換，由第二電池電量傳感器2檢測(cè)給出信號(hào)，PLC控制器6接到其信號(hào)后控制直流接觸器KMl的常開觸點(diǎn)觸發(fā)可控硅Ql使其導(dǎo)通，可控硅Q2自然關(guān)斷，不會(huì)出現(xiàn)供電抖動(dòng)現(xiàn)象，切換后第一電池組3給負(fù)載和PLC控制器6供電，不充電，第二電池組4接通太陽能充電裝置5充電；如果第二電池組4由太陽能充電，充滿時(shí)太陽能充電裝置5停止對(duì)其充電，第一電池組3給負(fù)載和PLC控制器6供電，并且太陽能充電裝置5不對(duì)其充電，由于長(zhǎng)期供電，第一電池組3電壓會(huì)下降，當(dāng)下降到21V時(shí)，就要將兩個(gè)電池進(jìn)行切換，由第一電池電量傳感器I檢測(cè)給出信號(hào)，PLC控制器6接到其信號(hào)后控制直流接觸器KMl觸發(fā)可控硅Q2使其導(dǎo)通，可控硅Ql自然關(guān)斷，不會(huì)出現(xiàn)供電抖動(dòng)現(xiàn)象，切換后第二電池組4給負(fù)載和PLC控制器6供電，不 充電，第一電池組3接通太陽能充電裝置5 ;如此反復(fù)循環(huán)工作。本實(shí)用新型的切換主電路采用可控硅作為主切換開關(guān)，價(jià)格便宜、容量大、控制簡(jiǎn)單、可靠性高、壽命長(zhǎng)，同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，可以應(yīng)用到無人值守的野外太陽能充電的大功率電池組的切換控制系統(tǒng)中。本實(shí)用新型通過附圖進(jìn)行說明的，在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下，還可以對(duì)本實(shí)用新型專利進(jìn)行各種變換及等同代替，因此，本實(shí)用新型專利不局限于所公開的具體實(shí)施過程，而應(yīng)當(dāng)包括落入本實(shí)用新型專利權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方案。
權(quán)利要求1.一種戶外太陽能充電的大功率供電電池組切換裝置，其特征在于:由第一電池電量傳感器、第二電池電量傳感器、第一電池組、第二電池組、太陽能充電裝置、PLC控制器、可控娃切換電路、濾波電容、第一開關(guān)和第二開關(guān)組成，第一電池組連接第一電池電量傳感器的輸入端、第二電池組連接第二電池電量傳感器的輸入端，第一電池電量傳感器、第二電池電量傳感器的輸出端連接PLC控制器的輸入端，第一電池組通過第一開關(guān)與太陽能充電裝置連接，第二電池組通過第二開關(guān)與太陽能充電裝置連接，第一電池組、第二電池組、PLC控制器通過可控硅切換電路、濾波電容與外部負(fù)載連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外太陽能充電的大功率供電電池組切換裝置，其特征在于:第一電池組、第二電池組均為24V 600Ah的大容量電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶外太陽能充電的大功率供電電池組切換裝置，其特征在于:PLC控制 器的正常工作電壓不能低于21V。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種戶外太陽能充電的大功率供電電池組切換裝置，屬于電池組切換控制的范疇。第一電池組連接第一電池電量傳感器的輸入端、第二電池組連接第二電池電量傳感器的輸入端，第一電池電量傳感器、第二電池電量傳感器的輸出端連接PLC控制器的輸入端，第一電池組通過第一開關(guān)與太陽能充電裝置連接，第二電池組通過第二開關(guān)與太陽能充電裝置連接，第一電池組、第二電池組、PLC控制器通過可控硅切換電路、濾波電容與外部負(fù)載連接。本實(shí)用新型的切換主電路采用可控硅作為主切換開關(guān)，價(jià)格便宜、容量大、控制簡(jiǎn)單、可靠性高、壽命長(zhǎng)，同時(shí)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，可以應(yīng)用到無人值守的野外太陽能充電的大功率電池組的切換控制系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)H02J7/36GK203104080SQ201320051789
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月30日
發(fā)明者金建輝, 邵永成, 陳輝翰 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)