[发明专利]一种离网光伏发电系统中蓄电池电量监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池电量监测的领域，尤其是一种离网光伏发电系统中蓄电池电量监测装置。

背景技术

在离网光伏发电系统中，蓄电池是储能部件的优先选择。蓄电池当前电量的多少直接影响着可带负载的工作时长，也是提醒用户及时切断负载的重要依据，因此蓄电池电量是光伏系统运行状态的重要参数，设计一种监测蓄电池电量的装置就显得十分必要。

监测蓄电池电量和很多办法，其中基于电流对时间积分即安时计的办法是很直观、具有可操作性。但是蓄电池的本身的容量就随着使用年限的增加、温度变化、放电率大小等因素的影响而发生改变，即蓄电池满电时的电量是时刻在发生变化的。又因温度、放电率（放电电流的大小）等条件的不同，蓄电池放电电压低至规定的截止电压时其剩余电量是不一致的。因此，这种基于安时计的方法如何指示蓄电池当前电量，给用户提供蓄电池当前电量的有效信息成为众多科技工作者关注的事情。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供一种离网光伏发电系统中蓄电池电量监测装置，能够有效地控制蓄电池蓄电容量的易变性和剩余电量的不确定性，为使用含有浮充或者恒压充电方式的用户提供有效的蓄电池电量信息，在蓄电池电量累计达到上次修正容量的80%以上时，如果PV电压存在，蓄电池充电电压没有大的变化，并且蓄电池的充电电流以一个数值很小的电流维持了一段时间，就认为蓄电池已经充满电，电量为100%，此时将蓄电池的满电容量（程序初始化时蓄电池的额定安时）修正为当前电量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种离网光伏发电系统中蓄电池电量监测装置，包括电源电路、与电源电路相连接的单片机MCU、蓄电池电压采集电路、蓄电池电流采集电路、太阳能电池组件电压采集电路、掉电电量数据存储电路和电量信息指示，电源电路的输入端连接蓄电池，为其它所有电路提供能量，所述的单片机MCU内设置有第一模数转换器、第二模数转换器、第三模数转换器和乘法器，所述的蓄电池电压采集电路与第一模数转换器相连接，太阳能电池组件电压采集电路与第二模数转换器相连接，蓄电池电流采集电路与第三模数转换器相连接，掉电电量数据存储电路与单片机MCU双向连接，电量信息指示与单片机MCU输出端相连接，在蓄电池放电至规定的截止电压时，给用户显示的不再是蓄电池当前电量的大小，而是到截止电压时蓄电池的放电电流的大小和放电至截止电压的信息，放电电流越大，剩余电量越大，当用户获得信息是大电流放电时，可以选择以小负载放电或者及时充电，而释放的信息是以小电流放电时，即是提醒用户必须及时充电。

所述的蓄电池电压采集电路包括电阻分压、第一隔离跟随电路和与第一模数转换器相连接的第一滤波电路，电阻分压输出端与第一隔离跟随电路相连接，第一隔离跟随电路与第一滤波电路相连接。

所述的太阳能电池组件电压采集电路包括光耦电压转换电路、第二隔离跟随电路和与第二模数转换器相连接的第二滤波电路，光耦电压转换电路输出端与第二隔离跟随电路相连接，第二隔离跟随电路与第二滤波电路相连接。

所述的蓄电池电流采集电路包括I/V转换电路、加法电路和与第三模数转换器相连接的第三滤波电路，I/V转换电路与加法电路相连接，加法电路与第三滤波电路相连接。

所述的电量信息指示包括LED指示灯和与LED指示灯串联的电阻，LED指示灯通过电阻与单片机MCU的I/O口相连接，LED指示灯的个数代表剩余电量的范围，放电至截止电压时，以LED指示灯闪烁的个数代表放电率的情况。

本发明的有益效果是，本发明的一种离网光伏发电系统中蓄电池电量监测装置，采用此种设计，能够有效地解决了蓄电池电量易变性的问题，准确判断了蓄电池的满电状态,放电至截止电压时，LED指示灯的闪烁情况显示了放电率，用户可以根据LED指示灯闪烁的个数估测蓄电池剩余电量的大小。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的蓄电池电量监测硬件的电路原理图；

图3是本发明的单片机主程序流程示意图；

图4是本发明的蓄电池电量监测装置应用示意图；

图5是本发明的蓄电池充电曲线示意图；

图6是本发明的蓄电池放电曲线示意图。