一種多模塊并聯(lián)充電的電池限流控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多模塊并聯(lián)充電的電池限流控制方法，通過監(jiān)控單元實時采樣電池的充電電流，若充電電流超過第一閾值則監(jiān)控單元發(fā)出減指令，若充電電流小于第二閾值則監(jiān)控單元發(fā)出加指令，各模塊根據(jù)指令調(diào)整輸出電流。本發(fā)明使得電池充電電流穩(wěn)定在設(shè)定的范圍內(nèi)而不發(fā)生電池過充的現(xiàn)象，避免其長時間過充，從而對電池進行保護，延長電池使用壽命。
【專利說明】
一種多模塊并聯(lián)充電的電池限流控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及多模塊光伏充電器控制技術(shù)，特別是一種多模塊并聯(lián)充電的電池限流控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能在新能源中，被視為最有前途的可再生能源之一。太陽能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心是光伏控制器。與傳統(tǒng)集中式光伏控制器相比，模塊化光伏控制器擁有維護方便、可靠性高和可在線擴容等優(yōu)點，是一種較有發(fā)展前景的光伏控制器。在多模塊光伏控制器同時獨立運行過程，當(dāng)負載變化時，對額定容量較小的蓄電池，存在過充現(xiàn)象，不利延長蓄電池使用壽命。
[0003]多模塊光伏充電器應(yīng)用上，一般根據(jù)負載使用的最大功率和光伏極板功率，選擇合適額定容量的電池。多模塊光伏充電器對鉛酸電池充電方式一般采用三段法，即帶有最大功率點跟蹤的快充、恒壓均充和恒壓浮充?？斐潆A段，N個模塊工作在最大功率點，以最大電流對電池充電，同時供給負載使用，鉛酸電池充電最大電流一般不能超過額定容量的
0.25倍。當(dāng)負載變化時，由重載變?yōu)檩p載或空載情況下，多模塊同時以最大電流供電時，存在使電池長時間工作在過充狀態(tài)的問題，使得電池使用壽命大大減少。
[0004]多模塊光伏充電器系統(tǒng)實際運行過程，若負載大功率使用，多模塊光伏充電器以最大功率輸出供負載使用和電池充電，不會使電池過充;若負載小功率使用，多模塊光伏充電器最大功率輸出除了小部分供給負載，會將其余能量都給電池，使電池充電過流。輕載或空載工況下，電池未到均充點而出現(xiàn)過充的現(xiàn)象往往被忽略，從而使電池在長時間工作時縮短使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種多模塊并聯(lián)充電的電池限流控制方法，使得電池充電電流穩(wěn)定在設(shè)定的范圍內(nèi)而不發(fā)生電池過充的現(xiàn)象，避免其長時間過充，從而對電池進行保護，延長電池使用壽命。
[0006]本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn):一種多模塊并聯(lián)充電的電池限流控制方法，用于N個充電模塊并聯(lián)的系統(tǒng)中，N個充電模塊的輸出并聯(lián)并連接到電池;各個充電模塊均獨立運行并采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)進行控制，所述電壓外環(huán)的PI調(diào)節(jié)器輸出的電流值I。取反后經(jīng)一限流單元得出的輸出值Irrf作為所述電流內(nèi)環(huán)的給定值;其中，所述電池限流控制方法包括以下步驟:
[0007]步驟S1:采用一監(jiān)控單元實時采樣所述電池的充電電流Ibat;
[0008]步驟S2:所述監(jiān)控單元判斷所述電池充電電流Ibat是否大于預(yù)設(shè)的第一電流閾值Iset-max，若是，則進入步驟S3;若否，則進入步驟S4;
[0009]步驟S3:所述監(jiān)控單元發(fā)出減指令，各個充電模塊根據(jù)收到的減指令，調(diào)整各自的限流單元系數(shù)K，令:
[0010]K=KXRl;
[0011]Rl=A;
[0012]進入步驟S7;
[0013]步驟S4:所述監(jiān)控單元判斷所述電池的充電電流Ibat是否小于等于預(yù)設(shè)的第二電流閾值IsetIin，若是，則進入步驟S5 ；否則，進入步驟S6 ；
[0014]步驟S5:所述監(jiān)控單元發(fā)出增指令，各個充電模塊根據(jù)收到的增指令，調(diào)整各自的限流單元系數(shù)K，令:
[0015]K=KXR2；
[0016]R2 = 2-A；
[0017]進入步驟S7;
[0018]步驟S6:所述監(jiān)控單元發(fā)出保持指令，各個充電模塊根據(jù)指令調(diào)整各自的限流單元系數(shù)K，令:
[0019]K=KXRO;
[0020]R0 = 1；
[0021]進入步驟S7;
[0022]步驟S7:各個充電模塊根據(jù)接收的指令，利用限流單元系數(shù)K，對電壓環(huán)輸出值I。進行調(diào)整，得到各自的電流環(huán)給定Irrf，進而控制電池的充電電1^為:
[0023]Iset-min^ Ibat^ I set-max;
[0024]其中，N為大于等于2的整數(shù)，0<4<1，1^-^?<1^-_\，1?1為增指令系數(shù)，1?2為減指令系數(shù)，RO為保持指令系數(shù)，Iref = K X I。，K初始值為I。
[0025]進一步地，所述第一電流閾值與第二電流閾值滿足:
[0026]Iset-min+Iset-max — 2 X Iset ；
[0027]其中，Iset為電池的充電限流設(shè)定值。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下有益效果:本發(fā)明通過調(diào)整多模塊并聯(lián)的光伏充電器的輸出電流，使得在外部負載盡量多地使用光伏能量的同時，在出現(xiàn)電池容量和外部負載的變化情況下，電池充電電流穩(wěn)定在設(shè)定的范圍內(nèi)而不發(fā)生電池過充的現(xiàn)象，避免其長時間過充，從而對電池進行保護，延長電池使用壽命。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明原理流程示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0031]如圖1所示，本實施例提供了一種多模塊并聯(lián)充電的電池限流控制方法，用于N個充電模塊并聯(lián)的系統(tǒng)中，N個充電模塊的輸出并聯(lián)并連接到電池;各個充電模塊均獨立運行并采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)進行控制，所述電壓外環(huán)的PI調(diào)節(jié)器輸出的電流值I。取反后經(jīng)一限流單元得出的輸出值Irrf作為所述電流內(nèi)環(huán)的給定值;其中，所述電池限流控制方法包括以下步驟:
[0032]步驟S1:采用一監(jiān)控單元實時采樣所述電池的充電電流Ibat;
[0033]步驟S2:所述監(jiān)控單元判斷所述電池充電電流1^是否大于預(yù)設(shè)的第一電流閾值Iset-max，若是，則進入步驟S3;若否，則進入步驟S4;
[0034]步驟S3:所述監(jiān)控單元發(fā)出減指令，各個充電模塊根據(jù)收到的減指令，調(diào)整各自的限流單元系數(shù)K，令:
[0035]K=KXRl;
[0036]Rl =0.999;
[0037]進入步驟S7;
[0038]步驟S4:所述監(jiān)控單元判斷所述電池的充電電流Ibat是否小于等于預(yù)設(shè)的第二電流閾值IsetIin，若是，則進入步驟S5 ；否則，進入步驟S6 ；
[0039]步驟S5:所述監(jiān)控單元發(fā)出增指令，各個充電模塊根據(jù)收到的增指令，調(diào)整各自的限流單元系數(shù)K，令:
[0040]K=K X R2;
[0041 ] R2 = 1.001；
[0042]進入步驟S7;
[0043]步驟S6:所述監(jiān)控單元發(fā)出保持指令，各個充電模塊根據(jù)指令調(diào)整各自的限流單元系數(shù)K，令:
[0044]K=KXRO;
[0045]R0 = 1；
[0046]進入步驟S7;
[0047]步驟S7:各個充電模塊根據(jù)接收的指令，利用限流單元系數(shù)K，對電壓環(huán)輸出值I。進行調(diào)整，得到各自的電流環(huán)給定Irrf，進而控制電池的充電電1^為:
[0048]Iset-min^； Ibat^i I set-max;
[0049]其中，N為大于等于2的整數(shù)，0<4<1，1^-^?<1^-_\，1?1為增指令系數(shù)，1?2為減指令系數(shù)，RO為保持指令系數(shù)，Iref = K X I。，K初始值為I。
[0050]進一步地，所述第一電流閾值與第二電流閾值滿足:
[0051 ] Iset-min+Iset-max — 2 X Iset;
[0052]其中，Iset為電池的充電限流設(shè)定值。
[0053]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1.一種多模塊并聯(lián)充電的電池限流控制方法，用于N個充電模塊并聯(lián)的系統(tǒng)中，N個充電模塊的輸出并聯(lián)并連接到電池;各個充電模塊均獨立運行并采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)進行控制，所述電壓外環(huán)的PI調(diào)節(jié)器輸出的電流值I。取反后經(jīng)一限流單元得出的輸出值Iref作為所述電流內(nèi)環(huán)的給定值;其特征在于，所述電池限流控制方法包括以下步驟: 步驟S1:采用一監(jiān)控單元實時采樣所述電池的充電電流Ibat; 步驟S2:所述監(jiān)控單元判斷所述電池充電電流1^*是否大于預(yù)設(shè)的第一電流閾值Iset-max，若是，則進入步驟S3;若否，則進入步驟S4; 步驟S3:所述監(jiān)控單元發(fā)出減指令，各個充電模塊根據(jù)收到的減指令，調(diào)整各自的限流單元系數(shù)K，令: K = KXRl; Rl=A; 進入步驟S7; 步驟S4:所述監(jiān)控單元判斷所述電池的充電電流Ibat是否小于等于預(yù)設(shè)的第二電流閾值Iset-Mn，若是，則進入步驟S5 ；否則，進入步驟S6 ； 步驟S5:所述監(jiān)控單元發(fā)出增指令，各個充電模塊根據(jù)收到的增指令，調(diào)整各自的限流單元系數(shù)K，令: K = KXR2；R2 = 2-A； 進入步驟S7; 步驟S6:所述監(jiān)控單元發(fā)出保持指令，各個充電模塊根據(jù)指令調(diào)整各自的限流單元系數(shù)K，令: K = KXRO;R0 = 1； 進入步驟S7; 步驟S7:各個充電模塊根據(jù)接收的指令，利用限流單元系數(shù)K，對電壓環(huán)輸出值I。進行調(diào)整，得到各自的電流環(huán)給定Irrf，進而控制電池的充電電IbatS:1set-min^ Ibat^ I set-max ; 其中，N為大于等于2的整數(shù)，0<A<l，Iset—minCIset—max，Rl為增指令系數(shù)，R2為減指令系數(shù)，RO為保持指令系數(shù)，Iref = KX I。，K初始值為I。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多模塊并聯(lián)充電的電池限流控制方法，其特征在于: 所述第一電流閾值與第二電流閾值滿足: Iset-min+1 set-max— 2 X Iset ； 其中，Iset為電池的充電限流設(shè)定值。
【文檔編號】H02J7/00GK105932745SQ201610437364
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】張蓬勃, 黃偉平, 焦保帥
【申請人】廈門科華恒盛股份有限公司