一种多模块并联充电的电池限流控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种多模块并联充电的电池限流控制方法，通过监控单元实时采样电池的充电电流，若充电电流超过第一阈值则监控单元发出减指令，若充电电流小于第二阈值则监控单元发出加指令，各模块根据指令调整输出电流。本发明使得电池充电电流稳定在设定的范围内而不发生电池过充的现象，避免其长时间过充，从而对电池进行保护，延长电池使用寿命。
【专利说明】
一种多模块并联充电的电池限流控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及多模块光伏充电器控制技术，特别是一种多模块并联充电的电池限流控制方法。
【背景技术】
[0002]太阳能在新能源中，被视为最有前途的可再生能源之一。太阳能离网发电系统的核心是光伏控制器。与传统集中式光伏控制器相比，模块化光伏控制器拥有维护方便、可靠性高和可在线扩容等优点，是一种较有发展前景的光伏控制器。在多模块光伏控制器同时独立运行过程，当负载变化时，对额定容量较小的蓄电池，存在过充现象，不利延长蓄电池使用寿命。
[0003]多模块光伏充电器应用上，一般根据负载使用的最大功率和光伏极板功率，选择合适额定容量的电池。多模块光伏充电器对铅酸电池充电方式一般采用三段法，即带有最大功率点跟踪的快充、恒压均充和恒压浮充。快充阶段，N个模块工作在最大功率点，以最大电流对电池充电，同时供给负载使用，铅酸电池充电最大电流一般不能超过额定容量的
0.25倍。当负载变化时，由重载变为轻载或空载情况下，多模块同时以最大电流供电时，存在使电池长时间工作在过充状态的问题，使得电池使用寿命大大减少。
[0004]多模块光伏充电器系统实际运行过程，若负载大功率使用，多模块光伏充电器以最大功率输出供负载使用和电池充电，不会使电池过充;若负载小功率使用，多模块光伏充电器最大功率输出除了小部分供给负载，会将其余能量都给电池，使电池充电过流。轻载或空载工况下，电池未到均充点而出现过充的现象往往被忽略，从而使电池在长时间工作时缩短使用寿命。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的是提出一种多模块并联充电的电池限流控制方法，使得电池充电电流稳定在设定的范围内而不发生电池过充的现象，避免其长时间过充，从而对电池进行保护，延长电池使用寿命。
[0006]本发明采用以下方案实现:一种多模块并联充电的电池限流控制方法，用于N个充电模块并联的系统中，N个充电模块的输出并联并连接到电池;各个充电模块均独立运行并采用电压外环、电流内环进行控制，所述电压外环的PI调节器输出的电流值I。取反后经一限流单元得出的输出值Irrf作为所述电流内环的给定值;其中，所述电池限流控制方法包括以下步骤:
[0007]步骤S1:采用一监控单元实时采样所述电池的充电电流Ibat;
[0008]步骤S2:所述监控单元判断所述电池充电电流Ibat是否大于预设的第一电流阈值Iset-max，若是，则进入步骤S3;若否，则进入步骤S4;
[0009]步骤S3:所述监控单元发出减指令，各个充电模块根据收到的减指令，调整各自的限流单元系数K，令:
[0010]K=KXRl;
[0011]Rl=A;
[0012]进入步骤S7;
[0013]步骤S4:所述监控单元判断所述电池的充电电流Ibat是否小于等于预设的第二电流阈值IsetIin，若是，则进入步骤S5 ；否则，进入步骤S6 ；
[0014]步骤S5:所述监控单元发出增指令，各个充电模块根据收到的增指令，调整各自的限流单元系数K，令:
[0015]K=KXR2；
[0016]R2 = 2-A；
[0017]进入步骤S7;
[0018]步骤S6:所述监控单元发出保持指令，各个充电模块根据指令调整各自的限流单元系数K，令:
[0019]K=KXRO;
[0020]R0 = 1；
[0021]进入步骤S7;
[0022]步骤S7:各个充电模块根据接收的指令，利用限流单元系数K，对电压环输出值I。进行调整，得到各自的电流环给定Irrf，进而控制电池的充电电1^为:
[0023]Iset-min^ Ibat^ I set-max;
[0024]其中，N为大于等于2的整数，0<4<1，1^-^?<1^-_\，1?1为增指令系数，1?2为减指令系数，RO为保持指令系数，Iref = K X I。，K初始值为I。
[0025]进一步地，所述第一电流阈值与第二电流阈值满足:
[0026]Iset-min+Iset-max — 2 X Iset ；
[0027]其中，Iset为电池的充电限流设定值。
[0028]与现有技术相比，本发明有以下有益效果:本发明通过调整多模块并联的光伏充电器的输出电流，使得在外部负载尽量多地使用光伏能量的同时，在出现电池容量和外部负载的变化情况下，电池充电电流稳定在设定的范围内而不发生电池过充的现象，避免其长时间过充，从而对电池进行保护，延长电池使用寿命。
【附图说明】
[0029]图1为本发明原理流程示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0031]如图1所示，本实施例提供了一种多模块并联充电的电池限流控制方法，用于N个充电模块并联的系统中，N个充电模块的输出并联并连接到电池;各个充电模块均独立运行并采用电压外环、电流内环进行控制，所述电压外环的PI调节器输出的电流值I。取反后经一限流单元得出的输出值Irrf作为所述电流内环的给定值;其中，所述电池限流控制方法包括以下步骤:
[0032]步骤S1:采用一监控单元实时采样所述电池的充电电流Ibat;
[0033]步骤S2:所述监控单元判断所述电池充电电流1^是否大于预设的第一电流阈值Iset-max，若是，则进入步骤S3;若否，则进入步骤S4;
[0034]步骤S3:所述监控单元发出减指令，各个充电模块根据收到的减指令，调整各自的限流单元系数K，令:
[0035]K=KXRl;
[0036]Rl =0.999;
[0037]进入步骤S7;
[0038]步骤S4:所述监控单元判断所述电池的充电电流Ibat是否小于等于预设的第二电流阈值IsetIin，若是，则进入步骤S5 ；否则，进入步骤S6 ；
[0039]步骤S5:所述监控单元发出增指令，各个充电模块根据收到的增指令，调整各自的限流单元系数K，令:
[0040]K=K X R2;
[0041 ] R2 = 1.001；
[0042]进入步骤S7;
[0043]步骤S6:所述监控单元发出保持指令，各个充电模块根据指令调整各自的限流单元系数K，令:
[0044]K=KXRO;
[0045]R0 = 1；
[0046]进入步骤S7;
[0047]步骤S7:各个充电模块根据接收的指令，利用限流单元系数K，对电压环输出值I。进行调整，得到各自的电流环给定Irrf，进而控制电池的充电电1^为:
[0048]Iset-min^； Ibat^i I set-max;
[0049]其中，N为大于等于2的整数，0<4<1，1^-^?<1^-_\，1?1为增指令系数，1?2为减指令系数，RO为保持指令系数，Iref = K X I。，K初始值为I。
[0050]进一步地，所述第一电流阈值与第二电流阈值满足:
[0051 ] Iset-min+Iset-max — 2 X Iset;
[0052]其中，Iset为电池的充电限流设定值。
[0053]以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种多模块并联充电的电池限流控制方法，用于N个充电模块并联的系统中，N个充电模块的输出并联并连接到电池;各个充电模块均独立运行并采用电压外环、电流内环进行控制，所述电压外环的PI调节器输出的电流值I。取反后经一限流单元得出的输出值Iref作为所述电流内环的给定值;其特征在于，所述电池限流控制方法包括以下步骤: 步骤S1:采用一监控单元实时采样所述电池的充电电流Ibat; 步骤S2:所述监控单元判断所述电池充电电流1^*是否大于预设的第一电流阈值Iset-max，若是，则进入步骤S3;若否，则进入步骤S4; 步骤S3:所述监控单元发出减指令，各个充电模块根据收到的减指令，调整各自的限流单元系数K，令: K = KXRl; Rl=A; 进入步骤S7; 步骤S4:所述监控单元判断所述电池的充电电流Ibat是否小于等于预设的第二电流阈值Iset-Mn，若是，则进入步骤S5 ；否则，进入步骤S6 ； 步骤S5:所述监控单元发出增指令，各个充电模块根据收到的增指令，调整各自的限流单元系数K，令: K = KXR2；R2 = 2-A； 进入步骤S7; 步骤S6:所述监控单元发出保持指令，各个充电模块根据指令调整各自的限流单元系数K，令: K = KXRO;R0 = 1； 进入步骤S7; 步骤S7:各个充电模块根据接收的指令，利用限流单元系数K，对电压环输出值I。进行调整，得到各自的电流环给定Irrf，进而控制电池的充电电IbatS:1set-min^ Ibat^ I set-max ; 其中，N为大于等于2的整数，0<A<l，Iset—minCIset—max，Rl为增指令系数，R2为减指令系数，RO为保持指令系数，Iref = KX I。，K初始值为I。2.根据权利要求1所述的一种多模块并联充电的电池限流控制方法，其特征在于: 所述第一电流阈值与第二电流阈值满足: Iset-min+1 set-max— 2 X Iset ； 其中，Iset为电池的充电限流设定值。
【文档编号】H02J7/00GK105932745SQ201610437364
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】张蓬勃, 黄伟平, 焦保帅
【申请人】厦门科华恒盛股份有限公司