儲(chǔ)能供電系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供電領(lǐng)域，特別是涉及一種儲(chǔ)能供電系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源技術(shù)的發(fā)展以及環(huán)保、低碳等生活理念的普及，太陽能系統(tǒng)及新能源應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注，目前已廣泛應(yīng)用于交通、通信、海洋、氣象、等領(lǐng)域，具有很大的應(yīng)用前景。
[0003]據(jù)了解，目前太陽能電池板的壽命已能做到25年左右，而作為其儲(chǔ)能裝置一一電池組的平均壽命僅約為2-3年，從而制約著太陽能系統(tǒng)及新能源應(yīng)用的發(fā)展。然而，以太陽能電池為例的電池式儲(chǔ)能供電系統(tǒng)在工業(yè)與生活領(lǐng)域中應(yīng)用越來越廣泛，如在交通領(lǐng)域中，路燈、交通燈上的太陽能電池供電系統(tǒng)因其環(huán)保、光轉(zhuǎn)換效率高而被大面積采用，路燈和交通燈的供電系統(tǒng)不可能2-3年就更換一次，該更換工程巨大，不僅更換成本高，浪費(fèi)人力物力財(cái)力，而且更換時(shí)需要停電檢修，無法正常投入工作，還可能造成危險(xiǎn)。所以，如何解決電池組的壽命問題，以提高電池儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的壽命已迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對(duì)如何解決電池組的壽命問題，提供一種儲(chǔ)能供電系統(tǒng)，包括:
[0005]主電池模塊，包括至少一單體電池。
[0006]備用電池模塊，包括與主電池模塊的至少一單體電池并聯(lián)的至少一單體電池。
[0007]采樣模塊，與主電池模塊和備用電池模塊連接，用于采集每個(gè)在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值和實(shí)時(shí)電流值。
[0008]控制模塊，包括:
[0009]接收單元，與采樣模塊連接，用于接收實(shí)時(shí)電壓值和實(shí)時(shí)電流值。
[0010]計(jì)時(shí)單元，用于將實(shí)時(shí)電壓值分別與第一閾值和第二閾值比較，并計(jì)算實(shí)時(shí)電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間。
[0011]電池容量計(jì)算單元，用于根據(jù)實(shí)時(shí)電流值和轉(zhuǎn)換時(shí)間計(jì)算對(duì)應(yīng)的在用單體電池的實(shí)際容量值。
[0012]信號(hào)輸出單元，用于將實(shí)際容量值與容量預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果分別輸出第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)。
[0013]開關(guān)模塊，與控制模塊連接，包括與主電池模塊連接的第一開關(guān)和與備用電池模塊連接的第二開關(guān)，開關(guān)模塊用于接收第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，并根據(jù)第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)控制第一開關(guān)和第二開關(guān)處于導(dǎo)通或者斷開的狀態(tài)，以控制主電池模塊和備用電池模塊的供電狀態(tài)。
[0014]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的儲(chǔ)能供電方法，儲(chǔ)能供電系統(tǒng)包括主電池模塊和備用電池模塊，主電池模塊包括至少一單體電池。備用電池模塊包括與主電池模塊的至少一單體電池并聯(lián)的至少一單體電池，該方法包括:
[0015]采集每個(gè)在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值和實(shí)時(shí)電流值。
[0016]將實(shí)時(shí)電壓值分別與第一閾值和第二閾值比較，并計(jì)算實(shí)時(shí)電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間。
[0017]根據(jù)實(shí)時(shí)電流值和轉(zhuǎn)換時(shí)間計(jì)算對(duì)應(yīng)的在用單體電池的實(shí)際容量值。
[0018]將實(shí)際容量值與容量預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果分別輸出第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)。
[0019]根據(jù)第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)控制主電池模塊和備用電池模塊的供電狀態(tài)。
[0020]本發(fā)明的儲(chǔ)能供電系統(tǒng)和方法，可獲得在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值、實(shí)時(shí)電流值以及實(shí)時(shí)電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間，據(jù)此計(jì)算每個(gè)在用單體電池的實(shí)際容量值，比較該實(shí)際容量值與容量預(yù)設(shè)值的大小，從而判斷該在用單體電池的容量是否下降，不能達(dá)到工作標(biāo)準(zhǔn)，在該在用單體電池已損壞的情況下，可通過控制模塊控制開關(guān)模塊將該在用單體電池退出工作，選通與其并聯(lián)的備用單體電池代替其投入工作，保證原有電壓參數(shù)不受改變，無需整體更換電池或替換整個(gè)供電系統(tǒng)，能有效延長(zhǎng)整個(gè)電池組的工作壽命。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明中一種儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖2為本發(fā)明中一種儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的主電池模塊和備用電池模塊的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3為本發(fā)明中一種儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的采樣模塊的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖4為本發(fā)明中一種儲(chǔ)能供電系統(tǒng)的開關(guān)模塊的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖5為本發(fā)明中一種儲(chǔ)能供電方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1所示，顯示了本發(fā)明一實(shí)施例，一種儲(chǔ)能供電系統(tǒng)，包括:
[0027]主電池模塊100，包括至少一單體電池。
[0028]備用電池模塊200，包括與主電池模塊100的至少一單體電池并聯(lián)的至少一單體電池。
[0029]采樣模塊300，與主電池模塊100和備用電池模塊200連接，用于采集每個(gè)在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值和實(shí)時(shí)電流值。
[0030]控制模塊400，包括:
[0031]接收單元410，與采樣模塊300連接，用于接收實(shí)時(shí)電壓值和實(shí)時(shí)電流值。
[0032]計(jì)時(shí)單元420，用于將實(shí)時(shí)電壓值分別與第一閾值和第二閾值比較，并計(jì)算實(shí)時(shí)電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間。
[0033]電池容量計(jì)算單元430，用于根據(jù)實(shí)時(shí)電流值和轉(zhuǎn)換時(shí)間計(jì)算對(duì)應(yīng)的在用單體電池的實(shí)際容量值。
[0034]信號(hào)輸出單元440，用于將實(shí)際容量值與容量預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果分別輸出第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)。
[0035]開關(guān)模塊500，與控制模塊400連接，包括與主電池模塊100連接的第一開關(guān)510和與備用電池模塊200連接的第二開關(guān)520，開關(guān)模塊500用于接收第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，并根據(jù)第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)控制第一開關(guān)510和第二開關(guān)520處于導(dǎo)通或者斷開的狀態(tài)，以控制主電池模塊100和備用電池模塊200的供電狀態(tài)。
[0036]在該實(shí)施例中，采樣模塊300采樣每個(gè)在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值和實(shí)時(shí)電流值，輸入至控制模塊400的接收單元410。計(jì)時(shí)單元420，將實(shí)時(shí)電壓值分別與第一閾值和第二閾值比較，在實(shí)時(shí)電壓值等于第一閾值時(shí)，記錄第一時(shí)間，在實(shí)時(shí)電壓值等于第二閾值時(shí)，記錄第二時(shí)間，根據(jù)第一時(shí)間和第二時(shí)間，計(jì)算實(shí)時(shí)電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間。電池容量計(jì)算單元430，則根據(jù)實(shí)時(shí)電流值和轉(zhuǎn)換時(shí)間計(jì)算對(duì)應(yīng)的在用單體電池的實(shí)際容量值。信號(hào)輸出單元440，將該實(shí)時(shí)容量值與預(yù)先設(shè)定的容量預(yù)設(shè)值比較，判斷每個(gè)在用單體電池是否出現(xiàn)嚴(yán)重容量下降現(xiàn)象，從而判斷每個(gè)在用單體電池是否已嚴(yán)重老化，根據(jù)判斷結(jié)果輸出第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)分別控制開關(guān)模塊500的第一開關(guān)510和第二開關(guān)520的導(dǎo)通與關(guān)斷狀態(tài)，以決定哪個(gè)單體電池退出工作，哪個(gè)單體電池投入工作。在一個(gè)實(shí)施例中，若電池容量計(jì)算單元430計(jì)算的在用單體電池的實(shí)際容量值不低于容量預(yù)設(shè)值，則認(rèn)為該在用單體電池仍可用，無需退出工作，控制模塊400的信號(hào)輸出單元440則發(fā)出第一控制信號(hào)，使第一開關(guān)510維持導(dǎo)通狀態(tài)，第二開關(guān)520維持?jǐn)嚅_狀態(tài)，繼續(xù)使用在用單體電池；若電池容量計(jì)算單元430計(jì)算的在用單體電池的實(shí)際容量值低于容量預(yù)設(shè)值，則認(rèn)為該在用單體電池已嚴(yán)重老化，無使用價(jià)值，需退出工作，控制模塊400的信號(hào)輸出單元440則發(fā)出第二控制信號(hào)，使第一開關(guān)510切換至斷開狀態(tài)，第二開關(guān)520切換至導(dǎo)通狀態(tài)，將在用單體電池退出，選用備用單體電池代替其工作。
[0037]在該實(shí)施例的儲(chǔ)能供電系統(tǒng)中，可獲得在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值、實(shí)時(shí)電流值以及實(shí)時(shí)電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時(shí)間，據(jù)此計(jì)算每個(gè)在用單體電池的實(shí)際容量值，比較該實(shí)際容量值與容量預(yù)