儲能供電系統(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，浪費人力物力財力，而且更換時需要停電檢修，無法正常投入工作，還可能造成危險。所以，如何解決電池組的壽命問題，以提高電池儲能供電系統(tǒng)的壽命已迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對如何解決電池組的壽命問題，提供一種儲能供電系統(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，用于采集每個在用單體電池的實時電壓值和實時電流值。
[0008]控制模塊，包括:
[0009]接收單元，與采樣模塊連接，用于接收實時電壓值和實時電流值。
[0010]計時單元，用于將實時電壓值分別與第一閾值和第二閾值比較，并計算實時電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時間。
[0011]電池容量計算單元，用于根據(jù)實時電流值和轉(zhuǎn)換時間計算對應(yīng)的在用單體電池的實際容量值。
[0012]信號輸出單元，用于將實際容量值與容量預(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和第二控制信號。
[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和第二控制信號，并根據(jù)第一控制信號和第二控制信號控制第一開關(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)一步提供一種儲能供電系統(tǒng)的儲能供電方法，儲能供電系統(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]采集每個在用單體電池的實時電壓值和實時電流值。
[0016]將實時電壓值分別與第一閾值和第二閾值比較，并計算實時電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時間。
[0017]根據(jù)實時電流值和轉(zhuǎn)換時間計算對應(yīng)的在用單體電池的實際容量值。
[0018]將實際容量值與容量預(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和第二控制信號。
[0019]根據(jù)第一控制信號和第二控制信號控制主電池模塊和備用電池模塊的供電狀態(tài)。
[0020]本發(fā)明的儲能供電系統(tǒng)和方法，可獲得在用單體電池的實時電壓值、實時電流值以及實時電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時間，據(jù)此計算每個在用單體電池的實際容量值，比較該實際容量值與容量預(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供電系統(tǒng)，能有效延長整個電池組的工作壽命。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明中一種儲能供電系統(tǒng)的一個實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖2為本發(fā)明中一種儲能供電系統(tǒng)的主電池模塊和備用電池模塊的一個實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3為本發(fā)明中一種儲能供電系統(tǒng)的采樣模塊的一個實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖4為本發(fā)明中一種儲能供電系統(tǒng)的開關(guān)模塊的一個實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖5為本發(fā)明中一種儲能供電方法的一個實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，顯示了本發(fā)明一實施例，一種儲能供電系統(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，用于采集每個在用單體電池的實時電壓值和實時電流值。
[0030]控制模塊400，包括:
[0031]接收單元410，與采樣模塊300連接，用于接收實時電壓值和實時電流值。
[0032]計時單元420，用于將實時電壓值分別與第一閾值和第二閾值比較，并計算實時電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時間。
[0033]電池容量計算單元430，用于根據(jù)實時電流值和轉(zhuǎn)換時間計算對應(yīng)的在用單體電池的實際容量值。
[0034]信號輸出單元440，用于將實際容量值與容量預(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和第二控制信號。
[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和第二控制信號，并根據(jù)第一控制信號和第二控制信號控制第一開關(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]在該實施例中，采樣模塊300采樣每個在用單體電池的實時電壓值和實時電流值，輸入至控制模塊400的接收單元410。計時單元420，將實時電壓值分別與第一閾值和第二閾值比較，在實時電壓值等于第一閾值時，記錄第一時間，在實時電壓值等于第二閾值時，記錄第二時間，根據(jù)第一時間和第二時間，計算實時電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時間。電池容量計算單元430，則根據(jù)實時電流值和轉(zhuǎn)換時間計算對應(yīng)的在用單體電池的實際容量值。信號輸出單元440，將該實時容量值與預(yù)先設(shè)定的容量預(yù)設(shè)值比較，判斷每個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和第二控制信號分別控制開關(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)，以決定哪個單體電池退出工作，哪個單體電池投入工作。在一個實施例中，若電池容量計算單元430計算的在用單體電池的實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的信號輸出單元440則發(fā)出第一控制信號，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；若電池容量計算單元430計算的在用單體電池的實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，無使用價值，需退出工作，控制模塊400的信號輸出單元440則發(fā)出第二控制信號，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]在該實施例的儲能供電系統(tǒng)中，可獲得在用單體電池的實時電壓值、實時電流值以及實時電壓值從第一閾值到第二閾值之間的轉(zhuǎn)換時間，據(jù)此計算每個在用單體電池的實際容量值，比較該實際容量值與容量預(yù)