專利名稱：光伏鋰電池戶用直流儲能設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種儲能設備，尤其涉及一種光伏鋰電池戶用直流儲能設備。
背景技術：
戶外用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)功率小、靈活多樣、安裝方便，是解決無電偏遠地區(qū)供電問題的一種有效方式。由于太陽能的應用受天氣、光照強度等因素的影響，直接導致光電轉(zhuǎn)換輸出的電能極不穩(wěn)定，因此一般太陽能儲能系統(tǒng)先將光電轉(zhuǎn)換的電能儲存于蓄電池中，再由蓄電池對用電設備進行供電?，F(xiàn)有的太陽能戶用系統(tǒng)大都采用鉛酸電池作為儲能單元，鉛酸蓄電池與鋰離子電池相比存在著循環(huán)壽命短、能量密度比較低、更換和維護麻煩的問題，而且鉛還是一種極易造成環(huán)境污染的重金屬。鉛酸電池面臨著逐步被鋰離子電池替代的趨勢。目前標準鉛酸電池系統(tǒng)都是由12V的電池模塊串聯(lián)而成，其工作電壓為12V的N倍，N為串聯(lián)鉛酸電池的模塊的數(shù)量。用鋰離子電池替代鉛酸電池需要串聯(lián)一定數(shù)量的鋰離子電池單體組成鋰離子電池組，使其達到工作電壓的要求。由于鋰離子電池充放電特性決定了，每個電池的充放電電壓需要控制在一定的使用范圍內(nèi)，如果充電電壓過高，電池會有爆炸的危險。當電池放電電壓過低時，會影響電池的循環(huán)壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的以上問題，提供一種光伏鋰電池戶用直流儲能設備。為實現(xiàn)本實用新型的目的，光伏鋰電池戶用直流儲能設備，包括有太陽能電池組件，其中:所述的太陽能電池組件的能源輸出端頭上連接有控制裝置，所述控制裝置的能源儲備端口上連接有鋰離子電池組，`所述的控制裝置上設置有相互獨立的輸出控制開關、輸出接口。進一步地，上述的光伏鋰電池戶用直流儲能設備，其中，所述的控制裝置內(nèi)設置有充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件，所述充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件的輸出端與太陽能電池組件的能源輸出端頭相連，所述充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件的輸出端通過BMS保護組件，連接輸出控制開關與輸出接口。更進一步地，上述的光伏鋰電池戶用直流儲能設備，其中，所述的控制裝置上設置有顯示組件。更進一步地，上述的光伏鋰電池戶用直流儲能設備，其中，所述的離子電池組采用單體鋰離子電池串聯(lián)組成，或是由單體鋰離子電池并聯(lián)組成，或是由單體鋰離子電池串并聯(lián)組成。更進一步地，上述的光伏鋰電池戶用直流儲能設備，其中，所述的輸出接口之間設置有輔助轉(zhuǎn)換模塊。再進一步地，上述的光伏鋰電池戶用直流儲能設備，其中，所述的輸出接口包括有12V/5A輸出端子與5V/1A輸出端子。采用本實用新型技術方案，通過控制裝置中的充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件，將鋰離子電池存儲的電能轉(zhuǎn)換成用電電壓，供用戶使用?？刂蒲b置還包含鋰離子電池BMS功能，即過充過放保護、充放電均衡、電量指示、溫度保護等功能。由于采用了能量密度高、循環(huán)壽命長的鋰離子電池，有效的減小了整個系統(tǒng)的體積和重量。使其使用更加靈活和方便。本實用新型的目的、優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)先實施例的非限制性說明進行圖示和解釋，這些實施例是參照附圖僅作為例子給出的。

圖1是光伏鋰電池戶用直流儲能設備的構(gòu)造示意圖。圖中各附圖標記的含義如下:I太陽能電池組件2控制裝置3鋰離子電池組4輸出控制開關5充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件 6BMS保護組件7顯示組件8輔助轉(zhuǎn)換模塊912V/5A輸出端子105V/1A輸出端子
具體實施方式
如圖1所示的光伏鋰電池戶用直流儲能設備，包括有太陽能電池組件1，其與眾不同之處在于:本實用新型所采用的太陽能電池組件I的能源輸出端頭上連接有控制裝置2。具體來說，在控制裝置2的能源儲備端口上連接有鋰離子電池組3，且控制裝置2上設置有相互獨立的輸出控制開關4、輸出接口。這樣，輸出電壓為直流電壓，驅(qū)動直流負載，能夠?qū)崿F(xiàn)直流輸出DC-DC轉(zhuǎn)換功能。結(jié)合本實用新型一較佳的實施方式來看，本實用新型所采用的控制裝置2內(nèi)設置有充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件5，充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件5的輸出端與太陽能電池組件I的能源輸出端頭相連。并且，從實際使用的安全出發(fā)，本實用新型的充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件5的輸出端通過BMS保護組件6連接輸出控制開關4與輸出接口。由此，實現(xiàn)最佳的控制。進一步來看，為了便于使用者及時知曉目前的使用狀態(tài)，在控制裝置2上設置有顯示組件7。這樣,通過顯示組件7連接各個相關的組件,實現(xiàn)電量顯示與工作狀態(tài)的顯示。再進一步來看，考慮到儲能需要與后續(xù)實際應用的領域不同，離子電池組采用單體鋰離子電池串聯(lián)組成。同時，也可以采用單體鋰離子電池并聯(lián)組成。當然，考慮到一些特殊領域，亦可以由單體鋰離子電池串并聯(lián)組成。當然，為了提高各個輸出接口在外連用電器件過程中的使用穩(wěn)定性，輸出接口之間設置有輔助轉(zhuǎn)換模塊8。同時，考慮到常用的用電器件需要，輸出接口包括有12V/5A輸出端子9與5V/1A輸出端子10。從本實用新型的實施過程來看，太陽能電池組件I采用光伏硅板，鋰離子電池組3采用Li(NiCoMn)02為正極材料，單體容量為2000mAh的圓柱18650型鋰離子電池串聯(lián)和并聯(lián)組成。光伏硅板將照射在上面的太陽能轉(zhuǎn)化成電能，輸出的電壓接入控制裝置2的光伏輸入端，控制裝置2先對光伏娃板的輸入電壓進行偵測,光伏板的輸出電壓與日照環(huán)境相關，具有不穩(wěn)定性，當光伏輸入電壓設定電壓范圍內(nèi)時，控制裝置2對光伏輸入電壓進行DC-DC直流轉(zhuǎn)換，將光伏輸入的電能進行恒功率轉(zhuǎn)換，光伏輸入電壓轉(zhuǎn)換為鋰離子電池組3的充電電壓，對鋰離子電池組3進行恒電壓充電。在充電過程中，控制裝置2電路分析監(jiān)測電池組每一串的電壓，當任兩串電壓值差值大于設定值時，對每串的充電電流進行平衡；當充電電池組的電壓達到充電設定值時或其中一串電池組達到充電設定值時，切斷充電電流停止充電。本實施例中，在控制裝置2上設置了輸出開關，用于控制輸出電流。當打開輸出開關時，電池組的電壓可以直接連接直流的用電裝置，如直流LED燈。也可以通過另一個輔助轉(zhuǎn)換模塊8將鋰離子電池組3的電壓經(jīng)過恒壓轉(zhuǎn)換變成用電器需要的電壓，再連接用電裝置，如轉(zhuǎn)換成5V電壓，對手機等小型電子設備充電，或輸出12V電壓，對直流電視等負載設備充電。放電過程中，控制裝置2電路同樣分析監(jiān)測電池組每一串的電壓，當充電電池組的電壓低于充電設定值時或其中一串電池組低于放電設定值時，切斷放電電流停止放電。本實施例中，太陽能板對鋰離子電池組3充電，以及鋰離子電池組3放電的過程中，控制裝置2對充電和放電電流也進行監(jiān)測，當充電及放點電流超過設定值時，及時切斷電流。監(jiān)測鋰離子電池組3的電壓，根據(jù)電池組電壓的充放電曲線特性，找出不同電池組電量時的電壓值，用于指示電池組的電量。
根據(jù)實際的系統(tǒng)配置需要，控制裝置上可以增加溫度保護功能，在控制裝置上增加溫度傳感器端口，溫度傳感器檢測鋰離子電池組的溫度變化，當電池組的溫度超過設定的安全使用溫度時，切斷充放電電流。通過上述的文字表述并結(jié)合附圖可以看出，采用本實用新型后，通過控制裝置中的充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件，將鋰離子電池存儲的電能轉(zhuǎn)換成用電電壓，供用戶使用?？刂蒲b置還包含鋰離子電池BMS功能，即過充過放保護、充放電均衡、電量指示、溫度保護等功能。由于采用了能量密度高、循環(huán)壽命長的鋰離子電池，有效的減小了整個系統(tǒng)的體積和重量。使其使用更加靈活和方便。當然，以上僅是本實用新型的具體應用范例，對本實用新型的保護范圍不構(gòu)成任何限制。除上述實施例外，本實用新型還可以有其它實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型所要求保護的范圍之內(nèi)。
權利要求1.光伏鋰電池戶用直流儲能設備，包括有太陽能電池組件，其特征在于:所述的太陽能電池組件的能源輸出端頭上連接有控制裝置，所述控制裝置的能源儲備端口上連接有鋰離子電池組，所述的控制裝置上設置有相互獨立的輸出控制開關、輸出接口。
2.根據(jù)權利要求1所述的光伏鋰電池戶用直流儲能設備，其特征在于:所述的控制裝置內(nèi)設置有充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件，所述充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件的輸出端與太陽能電池組件的能源輸出端頭相連，所述充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件的輸出端通過BMS保護組件，連接輸出控制開關與輸出接口。
3.根據(jù)權利要求1所述的光伏鋰電池戶用直流儲能設備，其特征在于:所述的控制裝置上設置有顯示組件。
4.根據(jù)權利要求1所述的光伏鋰電池戶用直流儲能設備，其特征在于:所述的離子電池組采用單體鋰離子電池串聯(lián)組成，或是由單體鋰離子電池并聯(lián)組成，或是由單體鋰離子電池串并聯(lián)組成。
5.根據(jù)權利要求1所述的光伏鋰電池戶用直流儲能設備，其特征在于:所述的輸出接口之間設置有輔助轉(zhuǎn)換模塊。
6.根據(jù)權利要求1所述的光伏鋰電池戶用直流儲能設備，其特征在于:所述的輸出接口包括有12V/5A輸出端子 與5V/1A輸出端子。
專利摘要本實用新型涉及一種光伏鋰電池戶用直流儲能設備，包括有太陽能電池組件，其特點是太陽能電池組件的能源輸出端頭上連接有控制裝置，所述控制裝置的能源儲備端口上連接有鋰離子電池組，控制裝置上設置有相互獨立的輸出控制開關、輸出接口。由此，通過控制裝置中的充放電DC-DC轉(zhuǎn)換組件，將鋰離子電池存儲的電能轉(zhuǎn)換成用電電壓，供用戶使用?？刂蒲b置還包含鋰離子電池BMS功能，即過充過放保護、充放電均衡、電量指示、溫度保護等功能。由于采用了能量密度高、循環(huán)壽命長的鋰離子電池，有效的減小了整個系統(tǒng)的體積和重量。使其使用更加靈活和方便。
文檔編號H02J7/00GK203119563SQ20132013154
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權日2013年3月22日
發(fā)明者張慧娟, 董永站, 高立軍 申請人:蘇州能斯特新能源有限公司