CN209748251U - 一种用于客运列车上的光伏充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于客运列车上的光伏充电器，包括敷设在列车车厢外顶的薄膜太阳能电池组件模块、蓄电池组、DC‑DC稳压恒流电源模块、负载接口；蓄电池组输入端与薄膜太阳能电池组件模块输出端电连接；DC‑DC稳压恒流电源模块输入端与蓄电池组的输出端电连接；负载接口输入端与DC‑DC稳压恒流电源模块输出端连接；本实用新型通过铺设在敷设在列车车厢外顶的薄膜太阳能电池组件模块在列车在白天8‑14小时的运行时间中，吸收太阳能，将太阳能转换成电能，电能储存到蓄电池组中，再通过DC‑DC稳压恒流电源模输出，供客运列车上的乘客使用，本实用新型易于布设，具有成本低廉、安全性高的特点，既方便乘客出行，又能很好地实现节能减排。

Description

一种用于客运列车上的光伏充电器

技术领域

本实用新型涉及光伏发电领域，尤其涉及一种用于客运列车上的光伏充电器。

背景技术

将绿色太阳能抓换成生活所需的电能，可以有效的解决能源危机和环境污染的两大难题，因此，近年来我国光伏发电发展迅速。

在列车高速发展的今天，列车上设置充电装置已经成为当下的一种趋势。

现有的火车车顶无任何遮拦，白天有8-14小时穿梭于中国各个城市，火车顶部的资源造成了浪费，而且火车上配备充电装置，需要将高压电转换为200v电源，成本高昂且容易造成火灾等问题安全性能低，而且还浪费电量。

所以亟需本领域技术人员研发及一种用于客运列车上的光伏充电器以解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型通过下述技术方案实现技术目标。一种用于客运列车上的光伏充电器，包括

敷设在列车车厢外顶的薄膜太阳能电池组件模块；

蓄电池组，所述蓄电池组输入端与薄膜太阳能电池组件模块输出端电连接；

DC-DC稳压恒流电源模块，所述DC-DC稳压恒流电源模块输入端与所述蓄电池组的输出端电连接；

负载接口，所述负载接口输入端与所述DC-DC稳压恒流电源模块输出端连接。

本实用新型涉及一种用于客运列车上的光伏充电器，包括敷设在列车车厢外顶的薄膜太阳能电池组件模块、蓄电池组、充放电控制器、DC-DC稳压恒流电源模块。本实用新型通过铺设在敷设在列车车厢外顶的薄膜太阳能电池组件模块在列车在白天8-14小时的运行时间中，吸收太阳能，将太阳能转换成电能，电能储存到蓄电池组中，再通过DC-DC稳压恒流电源模输出，供客运列车上的乘客使用。本实用新型易于布设，具有成本低廉、安全性高的特点，既方便乘客出行，又能很好地实现节能减排。

进一步的，所述薄膜太阳能电池组件模块包括上封装炫彩层、柔性薄膜太阳能电池组件层和下封装炫彩底层，所述柔性薄膜太阳能电池组件层通过封装胶膜设置在所述上封装炫彩层和下封装炫彩底层之间。

上封装炫彩层和下封装炫彩底层均为强度大于430Mpa，不影响透光的材料制成，比如：炫彩塑料层既能美观客车火车，还能够保证客车火车电池组件层能够更好的敷设于客车车顶。

进一步的，所述柔性薄膜太阳能电池组件层包括多个串连的柔性薄膜太阳能电池和与每个柔性薄膜太阳能电池相对应的柔性底层，每个柔性薄膜太阳能电池均由4个柔性薄膜太阳能电池片串联组成，多个串连的柔性薄膜太阳能电池设置在柔性底层上，所述柔性底层与所述下封装炫彩底层通过封装胶膜相连接，每个柔性薄膜太阳能电池上均设有透明防水层，所述透明防水层与所述上封装炫彩层通过封装胶膜相连接。

进一步的，DC-DC转换模块、电压采样模块和电流采样模块，电压采样模块和电流采样模块均连接至DC-DC转换模块的反馈输入端；所述DC-DC转换模块的输入端连接所述蓄电池组连接，输出端与所述负载接口连接；所述DC-DC转换模块的输入端连接所述蓄电池组连接，输出端与所述负载接口连接。

进一步的，所述负载接口为220V电源接口和/或USB充电接口。

DC-DC稳压恒流电源模块能够保证负载接口输出稳定的电压和电流，保证负载接口连接的电器的稳定安全运行。

进一步的，还包括充放电控制器，所述充放电控制器包括一个与所述薄膜太阳能电池组件模块串联的转换电路，一个与所述蓄电池组并联的用于控制所述转换电路的充放电控制电路；

所述转换电路包括放电开关和充电开关；

所述充放电控制电路包括控制电路，过量充电电流检测电路以及过量放电电流检测电路；

所述控制电路的输出端分别与所述放电开关和所述充电开关连接；

所述过量充电电流检测电路以及所述过量放电电流检测电路与所述控制电路的输入端连接。

转换电路是用于太阳能发电***中，控制多路太阳能电池方阵对蓄电池组充电以及蓄电池组给太阳能逆变器负载供电的自动控制设备。它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池组对负载的电能输出，是整个光伏供电***的核心控制部分。

本控制器除具备以上特别功能外，同时具备完善的控制和保护功能：

1.防止蓄电池过度充电；2.防止蓄电池过度放电；3.防止夜间蓄电池向太阳能板反向放电；4.过载保护；5.短路保护；6.电池防反。

本实用新型与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、本实用新型可以实现对太阳能的利用，减少了电能的消耗，能很好地实现节能减排；

2、本实用新型使用的蓄电池，直流电的使用增加了使用的安全性能；

3、本实用新型易于布设，具有成本低廉、安全性高的特点，方便乘客出行。

附图说明

图1为本实用新型模块连接结构示意图；

图2为本实用新型中DC-DC稳压恒流电源模块示连接结构意图；

图3为本实用新型中充放电控制器连接结构示意图；

图4为本实用新型薄膜太阳能电池组件模块结构示意图；

图中：1为薄膜太阳能电池组件模块；11为上封装炫彩层，12为太阳能电池组件；13为下封装炫彩底层；14为透明防水层；2为蓄电池组；3为DC-DC 稳压恒流电源模块；31为DC-DC转换模块；32为电压采样模块；33为电流采样模块33；4为负载接口；5为充放电控制器；51为转换电路；52为充放电放电控制电路。

具体实施方式

下面根据附图并结合实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1～4所示：

一种用于客运列车上的光伏充电器，包括薄膜太阳能电池组件模块1，蓄电池组2，DC-DC稳压恒流电源模块3，负载接口4，充放电控制器5。

薄膜太阳能电池组件模块1敷设在列车车厢外顶；

蓄电池组2输入端与薄膜太阳能电池组件模块1输出端电连接；

DC-DC稳压恒流电源模块3输入端与蓄电池组2的输出端电连接；

负载接口4输入端与DC-DC稳压恒流电源模块3输出端连接。

薄膜太阳能电池组件模块1包括上封装炫彩层11、柔性薄膜太阳能电池组件层12和下封装炫彩底层13，柔性薄膜太阳能电池组件层12通过封装胶膜设置在上封装炫彩层11和下封装炫彩底层13之间。

柔性薄膜太阳能电池组件层12包括多个串连的柔性薄膜太阳能电池和与每个柔性薄膜太阳能电池相对应的柔性底层，每个柔性薄膜太阳能电池均由4 个柔性薄膜太阳能电池片串联组成，多个串连的柔性薄膜太阳能电池设置在柔性底层上，柔性底层与下封装炫彩底层13通过封装胶膜相连接，每个柔性薄膜太阳能电池上均设有透明防水层，透明防水成层14与上封装炫彩层11 通过封装胶膜相连接。

DC-DC稳压恒流电源模块3包括：DC-DC转换模块31、电压采样模块32 和电流采样模块33，电压采样模块32和电流采样模块33均连接至DC-DC转换模块31的反馈输入端。所述DC-DC转换模块31的输入端连接所述蓄电池组2连接，输出端与所述负载接口4连接。

DC-DC转换模块31，用于将输入电源转换为预设的恒压恒流电源，输出给负载使用。

电压采样模块32，用于模拟采样DC-DC转换模块31的输出电压信号，将模拟采样值隔离输出到DC-DC转换模块31的反馈输入端，调节DC-DC转换模块31的输出电压。

电流采样模块33，用于模拟采样DC-DC转换模块31的输出电流信号，将模拟采样值放大后隔离输出到DC-DC转换模块31的反馈输入端，调节DC-DC 转换模块31的输出电流。

由于电压采样模块32和电流采样模块33模拟采样DC-DC转换模块31的电压和电流信号，并将得到的模拟采样值经隔离反馈给DC-DC转换模块31，不需要经过模拟量和数字量的转换，且隔离反馈也降低了反馈输入端阻值对采样电路的影响，使得电压电流采样更为准确，从而提供了DC-DC转换模块 31输出电源电压和电流的稳定性。

负载接口4为220V电源接口和/或USB充电接口。

采用DC-DC转换模块3为核心，能量转换效率高，芯片发热量少，有效防止电源电路过热，输入电压范围宽：DC8V～DC36V，输出电压范围可在 DC1.25V～DC32V之间线性可调，最高输出电流大于3A，可以满足大功率激光二极管的光强线性可调需求，本电路不存在复杂的数字量与模拟量转换，电路组成简单，仅需要电阻、电容、电感即可，进一步提高了输出电源的恒定性能。

充放电控制器5包括一个与薄膜太阳能电池组件模块1串联的转换电路 51，一个与蓄电池组2并联的用于控制转换电路51的充放电控制电路52；

转换电路51包括放电开关和充电开关；

充放电控制电路52包括控制电路，过量充电电流检测电路以及过量放电电流检测电路；

控制电路的输出端分别与放电开关和充电开关连接；

过量充电电流检测电路以及过量放电电流检测电路与控制电路的输入端连接。

当处于过量充电状态，蓄电池组2的电压变高，控制电路关断充电开关以至于随着一个薄膜太阳能电池组件模块1到蓄电池组2的充电电流被停止。一个过量的放电电流流过转换电路，过量放电电流检测电路检测过量放电电流状态以停止充放电控制电路；

当处于过量放电状态，蓄电池组2的电压变低。控制电路关断放电开关以至于随着一个从蓄电池组2到负载接口4的放电电流被停止，一个过量的充电电流流过转换电路，过量充电电流检测电路检测过量充电电流状态以停止充放电控制电路。

本实用新型可以实现对太阳能的利用，减少了电能的消耗，能很好地实现节能减排；直流电的使用增加了使用的安全性能；易于布设，具有成本低廉、安全性高的特点，方便乘客出行。

以上实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于客运列车上的光伏充电器，其特征在于，包括

敷设在列车车厢外顶的薄膜太阳能电池组件模块(1)；

蓄电池组(2)，所述蓄电池组(2)输入端与薄膜太阳能电池组件模块(1)输出端电连接；

DC-DC稳压恒流电源模块(3)，所述DC-DC稳压恒流电源模块(3)输入端与所述蓄电池组(2)的输出端电连接；

负载接口(4)，所述负载接口(4)输入端与所述DC-DC稳压恒流电源模块(3)输出端连接；还包括充放电控制器(5)，所述充放电控制器(5)包括一个与所述薄膜太阳能电池组件模块(1)串联的转换电路(51)，一个与所述蓄电池组(2)并联的用于控制所述转换电路(51)的充放电控制电路(52)；

所述转换电路(51)包括放电开关和充电开关；

所述充放电控制电路(52)包括控制电路，过量充电电流检测电路以及过量放电电流检测电路；

所述控制电路的输出端分别与所述放电开关和所述充电开关连接；

所述过量充电电流检测电路以及所述过量放电电流检测电路与所述控制电路的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于客运列车上的光伏充电器，其特征在于，所述薄膜太阳能电池组件模块(1)包括上封装炫彩层(11)、柔性薄膜太阳能电池组件层(12)和下封装炫彩底层(13)，所述柔性薄膜太阳能电池组件层(12)通过封装胶膜设置在所述上封装炫彩层(11)和下封装炫彩底层(13)之间。

3.根据权利要求2所述的一种用于客运列车上的光伏充电器，其特征在于，所述柔性薄膜太阳能电池组件层(12)包括多个串连的柔性薄膜太阳能电池和与每个柔性薄膜太阳能电池相对应的柔性底层，每个柔性薄膜太阳能电池均由4个柔性薄膜太阳能电池片串联组成，多个串连的柔性薄膜太阳能电池设置在柔性底层上，所述柔性底层与所述下封装炫彩底层(13)通过封装胶膜相连接，每个柔性薄膜太阳能电池上均设有透明防水层(14)，所述透明防水层(14)与所述上封装炫彩层(11)通过封装胶膜相连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于客运列车上的光伏充电器，其特征在于，所述DC-DC稳压恒流电源模块(3)包括：DC-DC转换模块(31)、电压采样模块(32)和电流采样模块(33)，电压采样模块(32)和电流采样模块(33)均连接至DC-DC转换模块(31)的反馈输入端；所述DC-DC转换模块(31)的输入端连接所述蓄电池组(2)连接，输出端与所述负载接口(4)连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于客运列车上的光伏充电器，其特征在于，所述负载接口(4)为220V电源接口和/或USB充电接口。