CN110112817A - 节能型交直流一体化充电桩 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种节能型交直流一体化充电桩，包括：控制模块、电网电源、整流模块、双电池组和太阳能模块；所述控制模块分别与电网电源、双电池组、太阳能模块、所述交流用电设备和所述直流用电设备连接，用以控制其运行状态；所述电网电源分别与所述控制模块、所述整流模块和所述交流用电设备连接，用以提供电源；所述双电池组分别与所述直流用电设备、所述逆变模块连接，用以提供备用电源；所述双电池组与所述直流用电设备连接，用以提供备用电源；所述双电池组所述逆变模块连接，用以将直流电变成交流电。本发明所述的太阳能模块能够很好的实现太阳能板垂直接收太阳光线，最大限度地接收太阳光，提高热能转换率，节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及充电桩技术领域，具体而言，涉及一种节能型交直流一体化充电桩。
背景技术
当前，我国新能源汽车产业正加速发展，而下游充电桩数量的不足，则成为了制约其发展的主要瓶颈。充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。目前常用的充电桩大部分使用电缆输电，对电能消耗过高，采用太阳能电池作为充电桩的供电电源更加的节能环保，且不受电缆线路限制，在停电状态下也能够正常使用。但是，现有的太阳能充电桩的用于吸收太阳能的太阳能电池板位置和角度多为固定设置，而太阳光的照射角度在一天当中会随时间变化，固定角度的太阳能电池板无法充分的吸收转化太阳能，电能集聚效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能型交直流一体化充电桩，以解决现有技术存在的不足。
发明提供了一种节能型交直流一体化充电桩，包括：控制模块、电网电源、整流模块、双电池组和太阳能模块，所述控制模块分别与电网电源、双电池组、太阳能模块、所述交流用电设备和所述直流用电设备连接，用以控制其运行状态；所述电网电源分别与所述控制模块、所述整流模块和所述交流用电设备连接，用以提供电源；所述双电池组分别与所述直流用电设备、所述逆变模块连接，用以提供备用电源。
进一步地，所述控制模块通过以太网同时与远程监控指挥端和远程数据中心连接，控制模块同时与直流用电设备、交流用电设备、电网电源和逆变模块连接。
进一步地，所述电网电源同时与整流模块、交流用电设备、控制模块和逆变模块连接，电网电源通过整流模块，将将交流电变成直流电，为直流用电设备和双电池组提供电源；电网电源直接为交流用电设备和控制模块提供电源。
进一步地，所述双电池组同时与直流用电设备、整流模块和逆变模块连接，双电池组为直流用电设备提供备用电源，所述电池组释放的电能，通过逆变模块变成交流电，传递到电网电源中，进行安全合理的利用。
进一步地，所述双电池组包括第一电池和第二电池，第一电池和第二电池并联设置；所述第一电池上设置第一电池管理模块，所述第二电池上设置第二电池管理模块，所述第一电池管理模块和第二电池管理模块的输出端连接控制器；所述第一电池和第二电池的并联支路上设置第一控制开关和第二控制开关，所述控制器的输出端连接第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一驱动模块输出端连接第一控制开关，所述第二驱动模块输出端连接第二控制开关，所述控制器还连接存储器。
进一步地，所述第一电池管理模块和第二电池管理模块用于分别对第一电池和第二电池的电流、电压及温度值进行检测并传输至控制器。
进一步地，所述控制器对电压检测电路、电流检测电路以及温度检测器检测到的电流、电压和温度值进行如下运算：
其中，I表示在M个Δt时间内的电流均值，in表示在一个电流周期内的电流均值，w表示电流频率，θ取15°，N表示Δt时间内的N个周期，k和j表示序号。
本发明运算过程中，需要稳定的电流值，在实际的工况中，电流问题主要体现在电流的波动、紊乱，因此，需要对电流的均值进行采集及判定，才能尽可能多的对电流出现的问题及时发现。因此需对电流取均值进而计算出M个Δt时间内较准确的电流均值。
其中，U表示在M个Δt时间内的电压均值，um表示在一个电流周期内的电压峰值，w表示电流频率，θ取15°，N表示Δt时间内的N个周期，k和j表示序号。
本发明运算过程中，电压问题主要体现在电压的过载，电压过载容易对电池造成损坏，对电压的峰值进行采集及判定，才能尽可能多的对电压出现的问题及时发现。因此在计算的过程中选取电压的峰值来进行M个Δt时间内电压均值的计算。
其中，K表示在M个Δt时间内的温度均值，tm表示在一个电流周期内的温度峰值，w表示电流频率，θ取15°，N表示Δt时间内的N个周期，k和j表示序号。
本发明运算过程中，温度的问题主要体现在温度过高，温度过高容易对整个***造成损坏，对温度的峰值进行采集及判定，才能尽可能多的对温度出现的问题即使发现。因此在计算的过程中同样选取温度的峰值来进行M个Δt时间内温度均值的计算。
检测系数f由Δt时间内的电流I、电压U和温度K的均值通过下述公式计算：
由于本发明所述的双电池供电***的影响因素主要是电流的大小、电压的高低和温度的高低，因此在本发明中引入检测系数f，将其各个影响因素进行整合，从而通过对比判断检测系数来控制电池的启用和关闭，具体算法如下：首先在区间[0,t]对各Δt范围内的电压均值、电流均值和温度均值的乘积进行积分运算，再除以时间t，得出综合电流、电压及温度的检测系数f。
进一步地，计算三个连续t时间的检测系数，分别为第一检测系数f1、第二检测系数f2、第三检测系数f3，本发明将连续三个检测系数进行比对，所述控制器按照下述均值运算公式判定第一检测系数、第二检测系数的第一比较值P21：
式中，P21表示第一检测系数、第二检测系数的第一比较值；T表示均方差运算，Ia表示积分运算；
其中Ia表示基于二次函数的任意积分运算，上述公式为获取积分的比值信息，下述两公式相同，如基于函数y＝ax2，在x取值为(a,b)内，a<b为任意数值。
上述均值运算的基本算法为：通过获取连续t时间内的检测系数，并对若干连续检测系数进行积分运算和均方差运算，然后取比值，得出相比较的平均值。
所述的控制器按照下述公式判定第一检测系数、第三检测系数的第二比较值P31：
式中，P31表示第一检测系数、第三检测系数的第二比较值；T表示均方差运算，Ia表示积分运算。
所述的处理模块按照下述公式判定第二检测系数、第三检测系数的第三比较值P23：
式中，P23表示第二检测系数、第三检测系数的第三比较值；T表示均方差运算，Ia表示积分运算。
经过上述方式获取的P21、P31、P23，获取三个比较值的差值比较，判定是否超过存储在控制器中预先储存的阈值P，若有一个差值超过阈值P，则切断其供电电路。
本发明通过计算Δt时间内N个周期的的电流均值I、电压均值U和温度均值K，再由上述均值I、U、K计算t时间内关于电流、电压和温度的检测系数f，将连续三个t的检测系数两两比较，得出比较值P21、P31、P23，再将三个比较值的差值与控制器中预设的阈值P进行对比，从而实现对电池的控制。
进一步地，所述双电池组与所述太阳能模块连接，所述控制模块控制太阳能模块，为双电池组提供备用电源，双电池组总容量根据下述公式计算：
p＝Ns*Np*Wp (8)
上式中，所述双电池组的总容量P，蓄池组的串联块数Ns，所述双电池组的并联数Np，单块蓄电池峰值功率Wp，***额定输入电压U0，单块蓄电池的峰值电流Io，负载日耗电量Pwh，在连续阴雨天期间，所述双电池组放电的总容量Cwh，日照最差季节每天的等效日照时间Td，所述双电池组发电量的修正系数η，η的数值为0.85，所述双电池组深度放电恢复周期以天计算D，所述双电池组放电回充等回路的损耗率Ka，Ka的数值为0.8。
进一步地，所述双电池组的总容量P由蓄池组的串联块数Ns、所述双电池组的并联数Np和单块蓄电池峰值功率Wp三个变量来确定；其中，所述双电池组的并联数Np具体数值由所述额定输入电压U0、所述单块蓄电池的峰值电流Io、所述日照最差季节每天的等效日照时间Td、所述双电池组发电量的修正系数η，η的数值为0.85、所述双电池组深度放电恢复周期以天计算D和所述双电池组放电回充等回路的损耗率Ka，Ka的数值为0.8来确定，确定好这些数值，就能确定相对应的Np的数值，进而能确定所述双电池组的总容量P。
进一步地，所述太阳能模块包括：太阳能板、滑块槽、滑块、滑块转轴、底座、旋转座、电机槽、电机、蜗杆、蜗轮、蜗轮中心轴、开合支臂和角度转轴，太阳能板通过角度转轴连接在底座上，底座的下方连接一旋转座，在底座上开一个电机槽，将电机安装在电机槽中，电机输出轴保持水平，在电机输出轴上连接蜗杆，电机向蜗杆输出一旋转动作，蜗杆与蜗轮耦合，将水平旋转运动转化为直线运动，开合支臂一端通过蜗轮中心轴连接在蜗轮上，并随其一起运动，开合支臂另一端通过滑块转轴连接在滑块上，输出曲线运动。在太阳能板上开设一滑块槽,以及在滑块槽内移动滑块，在开合支臂的带动下，滑块沿滑块槽做相对直线运动。滑块带动太阳能板做曲线运动，调整相对应的控制角度，发出匹配的电量。
进一步地，所述旋转座通过一旋转轴与底座连接，所述旋转轴用于带动太阳能模块旋转座以上的部分整体转动，所述旋转座的内部设有一控制主板和一控制电机，用于使所述太阳能板与太阳光线垂直，所述太阳能板上表面设置一光线感应器，与控制主板无线连接，用于测量太阳光线的入射角度，所述控制主板接收到光线感应器的信号，发出控制指令，控制电机控制调整太阳能模块方向，使得装置可以完全处在于太阳光垂直的方向上。
具体而言，所述太阳能模块的旋转角度由下述公式计算
其中，ω表示太阳能模块的旋转角度，θ表示太阳光线的入射角度，L表示开合支臂的长度，R表示底座半径，γ表示太阳能板角度，D表示旋转角度修正系数，D的取值为0.98。
太阳能板与底座之间的角度根据下述公式计算：
所述太阳能板角度γ，光照强度A，年均光照强度Ao，***需求电量Q，***年均总电量Qo，日照平均时间T，日照最差季节每天的等效日照时间Td，初始角度γo，角度修正系数C，角度修正系数为0.93。
具体而言，调整所述太阳能板与底座之间的角度γ，使之合理的接收阳光照射；γ的变化是由光照强度A、年均光照强度Ao、***需求电量Q、***年均总电量Qo、日照平均时间T、日照最差季节每天的等效日照时间Td、初始角度γo和角度修正系数C，角度修正系数为0.93来确定的。
本发明节能型交直流一体化充电桩，所述双电池组可直接与直流用电设备连接，用以提供备用电源；所述双电池组所述逆变模块连接，用以将直流电变成交流电，即可为交流用电设备进行供电，能够实现交直流一体化，为使用者带来便利。
本发明设置太阳能模块，充分利用自然资源，减轻供电压力，并且在停电时，不影响使用。
进一步地，旋转底座与开合支臂共同调节太阳能板的角度，能够很好的实现太阳能板垂直接收太阳光线，最大限度地接收太阳光，提高热能转换率，节约能源。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例节能型交直流一体化充电桩的工作原理示意图；
图2为本发明实施例节能型交直流一体化充电桩的双电池组的电路连接示意图；
图3为本发明实施例节能型交直流一体化充电桩的太阳能模块结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释发明的技术原理，并非在限制发明的保护范围。
需要说明的是，在发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
此外，还需要说明的是，在发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明提供的一种节能型交直流一体化充电桩，包括：控制模块、电网电源、整流模块、双电池组和太阳能模块，所述控制模块分别与电网电源、双电池组、太阳能模块、所述交流用电设备和所述直流用电设备连接，用以控制其运行状态；所述电网电源分别与所述控制模块、所述整流模块和所述交流用电设备连接，用以提供电源；所述双电池组分别与所述直流用电设备、所述逆变模块连接，用以提供备用电源。
具体而言，控制模块通过以太网同时与远程监控指挥端和远程数据中心连接，控制模块同时与直流用电设备、交流用电设备、电网电源和逆变模块连接。
具体而言，电网电源同时与整流模块、交流用电设备、控制模块和逆变模块连接，电网电源通过整流模块，将将交流电变成直流电，为直流用电设备和双电池组提供电源；电网电源直接为交流用电设备和控制模块提供电源。
具体而言，双电池组同时与直流用电设备、整流模块和逆变模块连接，双电池组为直流用电设备提供备用电源，所述电池组释放的电能，通过逆变模块变成交流电，传递到电网电源中，进行安全合理的利用，节约了能源的同时规避了安全隐患。
请参阅图2所示，其为本发明实施例节能型交直流一体化充电桩的双电池组的电路连接示意图，所述双电池组包括第一电池和第二电池，第一电池和第二电池并联设置；所述第一电池上设置第一电池管理模块，所述第二电池上设置第二电池管理模块，所述第一电池管理模块和第二电池管理模块的输出端连接控制器；所述第一电池和第二电池的并联支路上设置第一控制开关和第二控制开关，所述控制器的输出端连接第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一驱动模块输出端连接第一控制开关，所述第二驱动模块输出端连接第二控制开关，所述控制器还连接存储器。
具体而言，所述第一电池管理模块和第二电池管理模块用于分别对第一电池和第二电池的电流、电压及温度值进行检测并传输至控制器。
所述控制器对电压检测电路、电流检测电路以及温度检测器检测到的电流、电压和温度值进行如下运算：
其中，I表示在M个Δt时间内的电流均值，in表示在一个电流周期内的电流均值，w表示电流频率，θ取15°，N表示Δt时间内的N个周期，k和j表示序号。
本发明运算过程中，需要稳定的电流值，在实际的工况中，电流问题主要体现在电流的波动、紊乱，因此，需要对电流的均值进行采集及判定，才能尽可能多的对电流出现的问题及时发现。因此需对电流取均值进而计算出M个Δt时间内较准确的电流均值。
其中，U表示在M个Δt时间内的电压均值，um表示在一个电流周期内的电压峰值，w表示电流频率，θ取15°，N表示Δt时间内的N个周期，k和j表示序号。
本发明运算过程中，电压问题主要体现在电压的过载，电压过载容易对电池造成损坏，对电压的峰值进行采集及判定，才能尽可能多的对电压出现的问题及时发现。因此在计算的过程中选取电压的峰值来进行M个Δt时间内电压均值的计算。
其中，K表示在M个Δt时间内的温度均值，tm表示在一个电流周期内的温度峰值，w表示电流频率，θ取15°，N表示Δt时间内的N个周期，k和j表示序号。
本发明运算过程中，温度的问题主要体现在温度过高，温度过高容易对整个***造成损坏，对温度的峰值进行采集及判定，才能尽可能多的对温度出现的问题即使发现。因此在计算的过程中同样选取温度的峰值来进行M个Δt时间内温度均值的计算。
检测系数f由Δt时间内的电流I、电压U和温度K的均值通过下述公式计算：
由于本发明所述的双电池供电***的影响因素主要是电流的大小、电压的高低和温度的高低，因此在本发明中引入检测系数f，将其各个影响因素进行整合，从而通过对比判断检测系数来控制电池的启用和关闭，具体算法如下：首先在区间[0,t]对各Δt范围内的电压均值、电流均值和温度均值的乘积进行积分运算，再除以时间t，得出综合电流、电压及温度的检测系数f。
进一步地，计算三个连续t时间的检测系数，分别为第一检测系数f1、第二检测系数f2、第三检测系数f3，本发明将连续三个检测系数进行比对，所述控制器按照下述均值运算公式判定第一检测系数、第二检测系数的第一比较值P21：
式中，P21表示第一检测系数、第二检测系数的第一比较值；T表示均方差运算，Ia表示积分运算。
其中Ia表示基于二次函数的任意积分运算，上述公式为获取积分的比值信息，下述两公式相同，如基于函数y＝ax2，在x取值为(a,b)内，a<b为任意数值。
上述均值运算的基本算法为：通过获取连续t时间内的检测系数，并对若干连续检测系数进行积分运算和均方差运算，然后取比值，得出相比较的平均值。
所述的控制器按照下述公式判定第一检测系数、第三检测系数的第二比较值P31：
式中，P31表示第一检测系数、第三检测系数的第二比较值；T表示均方差运算，Ia表示积分运算。
所述的处理模块按照下述公式判定第二检测系数、第三检测系数的第三比较值P23：
式中，P23表示第二检测系数、第三检测系数的第三比较值；T表示均方差运算，Ia表示积分运算。
经过上述方式获取的P21、P31、P23，获取三个比较值的差值比较，判定是否超过存储在控制器中预先储存的阈值P，若有一个差值超过阈值P，则切断其供电电路。
本发明实施例通过计算Δt时间内N个周期的的电流均值I、电压均值U和温度均值K，再由上述均值I、U、K计算t时间内关于电流、电压和温度的检测系数f，将连续三个t的检测系数两两比较，得出比较值P21、P31、P23，再将三个比较值的差值与控制器中预设的阈值P进行对比，从而实现对电池的控制。
具体而言，双电池组与太阳能模块连接，控制模块控制太阳能模块，为双电池组提供备用电源；双电池组总容量根据下述公式计算：
p＝Ns*Np*Wp (8)
上式中，所述双电池组的总容量P，蓄池组的串联块数Ns，所述双电池组的并联数Np，单块蓄电池峰值功率Wp，***额定输入电压U0，单块蓄电池的峰值电流Io，负载日耗电量Pwh，在连续阴雨天期间，所述双电池组放电的总容量Cwh，日照最差季节每天的等效日照时间Td，所述双电池组发电量的修正系数η，η的数值为0.85，所述双电池组深度放电恢复周期以天计算D，所述双电池组放电回充等回路的损耗率Ka，Ka的数值为0.8。
具体而言，所述双电池组的总容量P由蓄池组的串联块数Ns、所述双电池组的并联数Np和单块蓄电池峰值功率Wp三个变量来确定；其中，所述双电池组的并联数Np具体数值由所述额定输入电压U0、所述单块蓄电池的峰值电流Io、所述日照最差季节每天的等效日照时间Td、所述双电池组发电量的修正系数η，η的数值为0.85、所述双电池组深度放电恢复周期以天计算D和所述双电池组放电回充等回路的损耗率Ka，Ka的数值为0.8来确定，确定好这些数值，就能确定相对应的Np的数值，进而能确定所述双电池组的总容量P。
具体而言，通过以上计算公式，为不同的使用单位提供相匹配的双电池组的总容量，既能确保用电***有充足的运营功率，又不至于使设备过大，造成浪费。
请参阅图3所示，其为本发明节能型交直流一体化充电桩的太阳能模块结构示意图，太阳能模块包括：太阳能板2、滑块槽21、滑块22、滑块转轴23、底座1、旋转座5、电机槽11、电机12、蜗杆13、蜗轮14、蜗轮中心轴15、开合支臂3和角度转轴4，太阳能板2通过角度转轴4连接在底座1上，底座1的下方连接一旋转座5，在底座1上开一个电机槽11，将电机12安装在电机槽11中，电机12输出轴保持水平，在电机输出轴上连接蜗杆13，电机12向蜗杆13输出一旋转动作。蜗杆13与蜗轮14耦合，将水平旋转运动转化为直线运动；开合支臂3一端通过蜗轮中心轴15连接在蜗轮14上，并随其一起运动，开合支臂3另一端通过滑块转轴23连接在滑块22上，输出曲线运动。在太阳能板2上开设一滑块槽21,以及在滑块槽21内移动滑块22，在开合支臂3的带动下，滑块22沿滑块槽21做相对直线运动。滑块22带动滑块槽21，也即，带动太阳能板2做曲线运动，调整相对应的控制角度，发出匹配的电量。
所述旋转座5通过一旋转轴与底座1连接，所述旋转轴用于带动太阳能模块旋转座以上的部分整体转动，所述旋转座5的内部设有一控制主板和一控制电机，用于使所述太阳能板2与太阳光线垂直，所述太阳能板2上表面设置一光线感应器，与控制主板无线连接，用于测量太阳光线的入射角度，所述控制主板接收到光线感应器的信号，发出控制指令，控制电机控制调整太阳能模块方向，使得装置可以完全处在于太阳光垂直的方向上。从而最大限度地保证采光效果。
具体而言，所述太阳能模块的旋转角度由下述公式(10)计算
其中，ω表示太阳能模块的旋转角度，θ表示太阳光线的入射角度，L表示开合支臂3的长度，R表示底座半径，γ表示太阳能板角度，D表示旋转角度修正系数，D的取值为0.98。
太阳能板2与底座1之间的角度根据下述公式(11)计算：
所述太阳能板角度γ，光照强度A，年均光照强度Ao，***需求电量Q，***年均总电量Qo，日照平均时间T，日照最差季节每天的等效日照时间Td，初始角度γo，角度修正系数C，角度修正系数为0.93。
具体而言，调整所述太阳能板2与底座1之间的角度γ，使之合理的接收阳光照射；γ的变化是由光照强度A、年均光照强度Ao、***需求电量Q、***年均总电量Qo、日照平均时间T、日照最差季节每天的等效日照时间Td、初始角度γo和角度修正系数C，角度修正系数为0.93来确定的；
依据上述公式，设备生产方可以将此公式植入到控制模块，根据季节和天气的变化，智能的调节出最合理的角度，最大化的发挥其功能。
依据此太阳能板角度公式，配合上述太阳能模块的旋转角度公式，能够很好的实现太阳能板垂直接收太阳光线，最大限度地接收太阳光，提高热能转换率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种节能型交直流一体化充电桩，其特征在于，包括：控制模块、电网电源、整流模块、双电池组和太阳能模块；
所述控制模块分别与电网电源、双电池组、太阳能模块、交流用电设备和直流用电设备连接，用以控制其运行状态；
所述电网电源分别与所述控制模块、所述整流模块和所述交流用电设备连接，用以提供电源，所述双电池组分别与所述直流用电设备、所述逆变模块连接，用以提供备用电源；
所述双电池组包括第一电池和第二电池，第一电池和第二电池并联设置；所述第一电池上设置第一电池管理模块，所述第二电池上设置第二电池管理模块，所述第一电池管理模块和第二电池管理模块的输出端连接控制器；所述第一电池和第二电池的并联支路上设置第一控制开关和第二控制开关，所述控制器的输出端连接第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一驱动模块输出端连接第一控制开关，所述第二驱动模块输出端连接第二控制开关，所述控制器还连接存储器；
所述第一电池管理模块和第二电池管理模块用于分别对所述第一电池和所述第二电池的电流、电压及温度值进行检测并传输至控制器；
所述控制器对电压检测电路、电流检测电路以及温度检测器检测到的电流、电压和温度值进行如下运算：
其中，I表示在M个Δt时间内的电流均值，in表示在一个电流周期内的电流均值，w表示电流频率，θ取15°，N表示Δt时间内的N个周期，k和j表示序号；
其中，U表示在M个Δt时间内的电压均值，um表示在一个电流周期内的电压峰值，w表示电流频率，θ取15°，N表示Δt时间内的N个周期，k和j表示序号；
其中，K表示在M个Δt时间内的温度均值，tm表示在一个电流周期内的温度峰值，w表示电流频率，θ取15°，N表示Δt时间内的N个周期，k和j表示序号；
检测系数f由Δt时间内的电流I、电压U和温度K的均值通过下述公式计算：
计算三个连续t时间的检测系数，分别为第一检测系数f1、第二检测系数f2、第三检测系数f3，本发明将连续三个检测系数进行比对，所述控制器按照下述均值运算公式判定第一检测系数、第二检测系数的第一比较值P21
式中，P21表示第一检测系数、第二检测系数的第一比较值；T表示均方差运算，Ia表示积分运算；
其中Ia表示基于二次函数的任意积分运算，上述公式为获取积分的比值信息，下述两公式相同，如基于函数y＝ax2，在x取值为(a,b)内，a<b为任意数值；
所述的控制器按照下述公式判定第一检测系数、第三检测系数的第二比较值P31
式中，P31表示第一检测系数、第三检测系数的第二比较值；T表示均方差运算，Ia表示积分运算；
所述的处理模块按照下述公式判定第二检测系数、第三检测系数的第三比较值P23
式中，P23表示第二检测系数、第三检测系数的第三比较值；T表示均方差运算，Ia表示积分运算；
经过上述方式获取的P21、P31、P23，获取三个比较值的差值比较，判定是否超过存储在控制器中预先储存的阈值P，若有一个差值超过阈值P，则切断其供电电路；
所述双电池组与所述太阳能模块连接，所述控制模块控制太阳能模块，为双电池组提供备用电源，双电池组总容量根据下述公式计算：
p＝Ns*Np*Wp (8)
其中，所述双电池组的总容量P，蓄池组的串联块数Ns，所述双电池组的并联数Np，单块蓄电池峰值功率Wp，***额定输入电压U0，单块蓄电池的峰值电流Io，负载日耗电量Pwh，在连续阴雨天期间，所述双电池组放电的总容量Cwh，日照最差季节每天的等效日照时间Td，所述双电池组发电量的修正系数η，η的数值为0.85，所述双电池组深度放电恢复周期以天计算D，所述双电池组放电回充等回路的损耗率Ka，Ka的数值为0.8；
所述双电池组的总容量P由蓄池组的串联块数Ns、所述双电池组的并联数Np和单块蓄电池峰值功率Wp三个变量来确定；其中，所述双电池组的并联数Np具体数值由所述额定输入电压U0、所述单块蓄电池的峰值电流Io、所述日照最差季节每天的等效日照时间Td、所述双电池组发电量的修正系数η，η的数值为0.85、所述双电池组深度放电恢复周期以天计算D和所述双电池组放电回充等回路的损耗率Ka，Ka的数值为0.8来确定；
所述太阳能模块包括：太阳能板、滑块槽、滑块、滑块转轴、底座、旋转座、电机槽、电机、蜗杆、蜗轮、蜗轮中心轴、开合支臂和角度转轴，太阳能板通过角度转轴连接在底座上，底座的下方连接一旋转座，在底座上开一个电机槽，将电机安装在电机槽中，电机输出轴保持水平，在电机输出轴上连接蜗杆，蜗杆与蜗轮耦合，用于将水平旋转运动转化为直线运动。
2.根据权利要求1所述的节能型交直流一体化充电桩，其特征在于，所述旋转座通过一旋转轴与底座连接，所述旋转轴用于带动太阳能模块旋转座以上的部分整体转动，所述旋转座的内部设有一控制主板和一控制电机，用于使所述太阳能板与太阳光线垂直，所述太阳能板上表面设置一光线感应器，与控制主板无线连接，用于测量太阳光线的入射角度，所述控制主板接收到光线感应器的信号，发出控制指令，控制电机控制调整太阳能模块方向，使得装置可以完全处在于太阳光垂直的方向上。
3.根据权利要求2所述的节能型交直流一体化充电桩，其特征在于，所述太阳能模块的旋转角度由下述公式计算
其中，ω表示太阳能模块的旋转角度，θ表示太阳光线的入射角度，L表示开合支臂的长度，R表示底座半径，γ表示太阳能板角度，D表示旋转角度修正系数，D的取值为0.98；
太阳能板与底座之间的角度根据下述公式计算：
所述太阳能板角度γ，光照强度A，年均光照强度Ao，***需求电量Q，***年均总电量Qo，日照平均时间T，日照最差季节每天的等效日照时间Td，初始角度γo，角度修正系数C，角度修正系数为0.93。
4.根据权利要求1所述的节能型交直流一体化充电桩，其特征在于，所述控制模块通过以太网同时与远程监控指挥端和远程数据中心连接，控制模块同时与直流用电设备、交流用电设备、电网电源和逆变模块连接。
5.根据权利要求1所述的节能型交直流一体化充电桩，其特征在于，所述电网电源同时与整流模块、交流用电设备、控制模块和逆变模块连接，电网电源通过整流模块，将将交流电变成直流电，为直流用电设备和双电池组提供电源；电网电源直接为交流用电设备和控制模块提供电源。
6.根据权利要求1所述的节能型交直流一体化充电桩，其特征在于，所述双电池组同时与直流用电设备、整流模块和逆变模块连接，双电池组为直流用电设备提供备用电源，所述电池组释放的电能，通过逆变模块变成交流电，传递到电网电源中，进行安全合理的利用。
7.根据权利要求1所述的节能型交直流一体化充电桩，其特征在于，所述双电池组与所述直流用电设备连接，用以提供备用电源；所述双电池组所述逆变模块连接，用以将直流电变成交流电。
8.根据权利要求1所述的节能型交直流一体化充电桩，其特征在于，所述旋转轴用于带动太阳能模块旋转座以上的部分整体转动。
9.根据权利要求1所述的节能型交直流一体化充电桩，其特征在于，所述逆变模块与所述交流用电设备连接；所述逆变模块与所述电网电源连接，用以提供定期放电。
10.根据权利要求1所述的节能型交直流一体化充电桩，其特征在于，开合支臂一端通过蜗轮中心轴连接在蜗轮上，开合支臂另一端通过滑块转轴连接在滑块上，输出曲线运动，在太阳能板上开设一滑块槽,以及在滑块槽内移动滑块，在开合支臂的带动下，滑块沿滑块槽做相对直线运动，滑块带动太阳能板做曲线运动，调整相对应的控制角度。
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2019
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