CN109995100A - 一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置及其充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池充电的技术领域，尤其是指一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置及其充电方法，其包括有光伏太阳能阵列、锂电池、PWM全桥整流器和控制装置；所述控制装置包括有微处理器、降压电路、用于检测锂电池两端电压的电压采样模块、用于对锂电池进行小电流预充电的预充电模块、用于对锂电池进行恒流充电的恒流充电模块、用于对锂电池进行恒压充电的恒压充电模块和用于对锂电池进行浮充充电的浮充充电模块。本发明通过预充电模块先给锂电池进行小电流充电，从而起到保护锂电池的作用；本发明可以对锂电池进行四阶段的充电，同时根据对充电过程中锂电池的电压进行检测决定锂电池的充电阶段。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池充电的技术领域，尤其是指一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置及其充电方法。
背景技术
当锂电池处于过放电状态时，锂电池电压很低，电池内阻大，若此时还按照三段充电法对锂电池进行充电，会造成锂电池内部剧烈的化学反应，从而造成锂电池损坏，尤其在于光伏储能***中，若锂电池损坏，则影响整个光伏产品的使用效果；另外，传统的三段充电法依次为恒流充电、恒压充电和浮充充电。
发明内容
本发明针对现有技术的问题提供一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置及其充电方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供的一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置，包括有光伏太阳能阵列、锂电池、PWM全桥整流器和控制装置，所述光伏太阳能阵列通过升压电路与控制装置连接，所述PWM全桥整流器一端与控制装置连接，PWM全桥整流器的另一端与市电网连接；所述控制装置与锂电池连接；所述控制装置包括有微处理器、降压电路、用于检测锂电池两端电压的电压采样模块、用于对锂电池进行小电流预充电的预充电模块、用于对锂电池进行恒流充电的恒流充电模块、用于对锂电池进行恒压充电的恒压充电模块和用于对锂电池进行浮充充电的浮充充电模块；所述降压电路、电压采样模块、预充电模块、恒流充电模块、恒压充电模块和浮充充电模块分别与微处理器电连接。
其中，所述预充电模块的小电流预充电采用0.03C-0.08C的电流。
其中，所述控制装置还连接有无线通信模块。
一种光伏储能逆变器的锂电池充电方法，包括以下步骤：
步骤一，光伏太阳能阵列发电后通过升压电路传输至控制装置或者市电网供电通过PWM全桥整流器传输至控制装置；
步骤二，电压采样模块对锂电池的两端进行持续的采样；
步骤三，若检测到锂电池的电压大于第一预设阔值，则不对锂电池进行充电，执行步骤二；若检测到锂电池的电压小于第二预设阔值时，则通过预充电模块对锂电池进行预充电，并通过电压采样模块持续对锂电池的两端进行电压采样，当锂电池两端的电压值位于第一预设阔值和第二预设阔值之间时，则执行步骤四；
步骤四，判断锂电池两端的电压值，若其电压值位于第二预设阔值和第三预设阔值之间时，则通过恒流充电模块对锂电池进行恒流充电；若其电压值位于第三预设阔值和第一预设阔值之间时，则执行步骤五；
步骤五，恒压充电模块对锂电池进行恒压充电；
步骤六，当电压采样模块采样到锂电池两端的电压达到第四预设阔值时，通过降压电路实现浮充充电模块对锂电池进行浮充充电。
本发明的有益效果：
本发明通过预充电模块先给锂电池进行小电流充电，从而起到保护锂电池的作用；防止锂电池处于过放电状态时，锂电池电压很低，电池内阻大，导致充电会造成锂电池内部剧烈的化学反应，从而造成锂电池损坏；本发明通过预充电模块、恒流充电模块、恒压充电模块和浮充充电模块依次对锂电池进行四阶段的充电，同时根据对充电过程中电池的电压进行检测决定锂电池的充电阶段。
附图说明
图1为本发明的一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置的结构示意图。
图2为本发明的一种光伏储能逆变器的锂电池充电方法的流程图。、
图3为本发明的蓝牙电路的电路图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1，本实施例所述的一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置，包括有光伏太阳能阵列、锂电池、PWM全桥整流器和控制装置，所述光伏太阳能阵列通过升压电路与控制装置连接，所述PWM全桥整流器一端与控制装置连接，PWM全桥整流器的另一端与市电网连接；所述控制装置与锂电池连接；所述控制装置包括有微处理器、降压电路、用于检测锂电池两端电压的电压采样模块、用于对锂电池进行小电流预充电的预充电模块、用于对锂电池进行恒流充电的恒流充电模块、用于对锂电池进行恒压充电的恒压充电模块和用于对锂电池进行浮充充电的浮充充电模块；所述降压电路、电压采样模块、预充电模块、恒流充电模块、恒压充电模块和浮充充电模块分别与微处理器电连接。具体地，所述光伏太阳能阵列通过升压电路为控制装置输电，若光伏太阳能阵列输出不足时，市电网可通过PWM全桥整流器为控制装置输电，避免让锂电池处在过放电状态，如果锂电池由于外界原因无法得到充足的能量补充，会严重影响锂电池的使用寿命；其中，升压电路和降压电路为光伏供电中常用的现有技术；本发明工作时，通过电压采样模块对锂电池的两端进行电压采样，并根据采样的电压值发送至微处理器，通过微处理器对电压值进行比较判断，通过预充电模块、恒流充电模块、恒压充电模块和浮充充电模块依次对锂电池进行四阶段的充电，同时根据对充电过程中电池的电压进行检测决定锂电池的充电阶段；若锂电池因过放电导致电压过低时，本发明通过预充电模块先给锂电池进行小电流充电，从而起到保护锂电池的作用；防止锂电池处于过放电状态时，锂电池电压很低，电池内阻大，导致充电会造成锂电池内部剧烈的化学反应，从而造成锂电池损坏。
本实施例所述的一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置，所述预充电模块的小电流预充电采用0.03C-0.08C的电流。具体地，C用来表示电池充放电能力倍率。1C表示电池一小时完全放电时电流强度。如标称为2200mA·h的电池在1C强度下放电1小时放电完成，此时该放电电流为2200mA。
本实施例所述的一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置，所述控制装置还连接有无线通信模块。具体地，用户可以使用智能终端通过无线通信模块与控制装置连接，便于用户及时查看锂电池的电量信息以及工作情况。
本实施例所述的一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置，所述无线通信模块可以为WIFI323模块。
本实施例所述的一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置，所述无线通信模块可以为蓝牙模块。
其中，如图3，所述蓝牙模块包括有蓝牙电路，所述蓝牙电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第一电阻、第一晶振、第一电感、第二电感、第三电感；
所述第一电容一端分别连接第一晶振一端和蓝牙芯片晶振输入端，所述第一电容另一端连接第二电容一端和接地，所述第二电容另一端分别连接第一晶振另一端和蓝牙芯片晶振输出端，所述第一电阻一端连接蓝牙芯片参考电压端，所述第一电阻另一端分别连接蓝牙芯片接地端，所述第一电阻另一端还连接第八电容一端，所述第八电容另一端连接电源端，所述第六电容一端分别连接外部天线和第五电容一端，所述第六电容另一端接地，所述第五电容另一端连接第三电感一端，所述第三电感另一端分别连接蓝牙芯片天线信号端和第一电感一端，所述第一电感另一端分别连接蓝牙芯片天线信号端和第二电感一端，所述第二电感另一端连接第四电容一端，所述第四电容另一端接地，所述第四电容一端还连接第三电容一端，所述第三电容另一端接地，所述第三电容一端还连接蓝牙芯片供电输出端，所述第十二电容一端连接蓝牙芯片低压供电端，所述第十二电容另一端接地，所述第十三电容一端连接第十四电容一端后接地，所述第十三电容另一端连接第二晶振一端，所述第十四电容另一端连接第二晶振另一端，所述第二晶振连接蓝牙芯片晶振端，所述第九电容一端连接蓝牙芯片电源端，所述第九电容另一端接地，所述第十电容一端连接蓝牙芯片稳压电源输出端，所述第十电容另一端接地，所述第十一电容一端连接稳压电源输出端，所述第十一电容另一端接地。
如图2，一种光伏储能逆变器的锂电池充电方法，包括以下步骤：
步骤一，光伏太阳能阵列发电后通过升压电路传输至控制装置或者市电网供电通过PWM全桥整流器传输至控制装置；
步骤二，电压采样模块对锂电池的两端进行持续的采样；
步骤三，若检测到锂电池的电压大于第一预设阔值，则不对锂电池进行充电，执行步骤二；若检测到锂电池的电压小于第二预设阔值时，则通过预充电模块对锂电池进行预充电，并通过电压采样模块持续对锂电池的两端进行电压采样，当锂电池两端的电压值位于第一预设阔值和第二预设阔值之间时，则执行步骤四；
步骤四，判断锂电池两端的电压值，若其电压值位于第二预设阔值和第三预设阔值之间时，则通过恒流充电模块对锂电池进行恒流充电；若其电压值位于第三预设阔值和第一预设阔值之间时，则执行步骤五；
步骤五，恒压充电模块对锂电池进行恒压充电；
步骤六，当电压采样模块采样到锂电池两端的电压达到第四预设阔值时，通过降压电路实现浮充充电模块对锂电池进行浮充充电。
其中，以48V/200AH的锂电池、第一预设阔值为54V、第二预设阔值为40V、第三预设阔值为48V和第四预设阔值为52V为例；
电压采样模块对锂电池两端电压进行持续的采样，当检测到锂电池电压大于54V时，说明电池电量十分充足，不进行充电；当检测到电池电压小于40V时，说明锂电池过放电，此时在恒流充电模块充电之前通过预充电模块对锂电池进行预充电，一般以最大0.05C的电流对锂电池进行充电，即为10A电流，此时光伏太阳能阵列工作在限功率模式，设定光伏阵列最大输出功率为400W，并且进行20分钟的充电后，此时***采样锂电池两端电压，若锂电池电压已恢复到可充电范围之内，即其范围为40V-54V之间，那么根据采样到的电池两端电压进行判断锂电池应该处于哪个充电阶段，如果电池电压小于48V，则进入恒流充电阶段，在充电过程中，锂电池两端电压快速上升，当检测到锂电池两端电压上升到48V，***进入恒压充电阶段，调节控制装置的微处理器使输出端的电压稳定在53V，用该电压对锂电池进行恒压充电。当***检测到锂电池电压达到51V时，结束恒压充电，调节控制装置的微处理器使输出端电压稳定在52V，***进入浮充充电阶段。当***进入到恒压充电模式或浮充充电模式时，光伏太阳能阵列经过控制装置的降压电路降压后给锂电池充电，此时的充电功率为100W-150W，后级负载所需能由锂电池经过全桥逆变后提供。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置，其特征在于：包括有光伏太阳能阵列、锂电池、PWM全桥整流器和控制装置，所述光伏太阳能阵列通过升压电路与控制装置连接，所述PWM全桥整流器一端与控制装置连接，PWM全桥整流器的另一端与市电网连接；所述控制装置与锂电池连接；所述控制装置包括有微处理器、降压电路、用于检测锂电池两端电压的电压采样模块、用于对锂电池进行小电流预充电的预充电模块、用于对锂电池进行恒流充电的恒流充电模块、用于对锂电池进行恒压充电的恒压充电模块和用于对锂电池进行浮充充电的浮充充电模块；所述降压电路、电压采样模块、预充电模块、恒流充电模块、恒压充电模块和浮充充电模块分别与微处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置，其特征在于：所述预充电模块的小电流预充电采用0.03C-0.08C的电流。
3.根据权利要求1所述的一种光伏储能逆变器的锂电池充电装置，其特征在于：所述控制装置还连接有无线通信模块。
4.一种光伏储能逆变器的锂电池充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，光伏太阳能阵列发电后通过升压电路传输至控制装置或者市电网供电通过PWM全桥整流器传输至控制装置；
步骤二，电压采样模块对锂电池的两端进行持续的采样；
步骤三，若检测到锂电池的电压大于第一预设阔值，则不对锂电池进行充电，执行步骤二；若检测到锂电池的电压小于第二预设阔值时，则通过预充电模块对锂电池进行预充电，并通过电压采样模块持续对锂电池的两端进行电压采样，当锂电池两端的电压值位于第一预设阔值和第二预设阔值之间时，则执行步骤四；
步骤四，判断锂电池两端的电压值，若其电压值位于第二预设阔值和第三预设阔值之间时，则通过恒流充电模块对锂电池进行恒流充电；若其电压值位于第三预设阔值和第一预设阔值之间时，则执行步骤五；
步骤五，恒压充电模块对锂电池进行恒压充电；
步骤六，当电压采样模块采样到锂电池两端的电压达到第四预设阔值时，通过降压电路实现浮充充电模块对锂电池进行浮充充电。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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