一种带故障检测的储能电池装置的制作方法

本实用新型实施例涉及储能电池技术领域，尤其涉及一种带故障检测的储能电池装置。

背景技术：

太阳能和风能属于清洁能源，具有环保和可再生的特点，得到了人们的广泛青睐。但是，这些能源的产生都有明显的周期性，以太阳能为例，在自然环境条件下，太阳能发电装置往往在白天产生较多的电能，而在晚上却几乎不能产生电能。为了满足人们全天候的供电需求，常常将太阳能等发电装置与储能电池装置联用，在这些发电装置的发电高峰时段，在满足人们用电需求的同时，还可以将多余的电能存储在储能电池装置中；在这些发电装置的发电低谷时段，利用储能电池装置中存储的电能可以向外供电，从而满足人们在任意时段的用电需求。

通常，储能电池装置在充电时，往往需要接受外界提供的参数稳定的电能，否则容易发生充电异常等故障。但是，这些发电装置的发电效率受到外界环境的影响，其产生的电能往往存在较大的波动，在充电过程中，容易损坏储能电池装置。

技术实现要素：

本实用新型提供一种带故障检测的储能电池装置，以实现对储能电池装置充电和放电过程的检测。

本实施例提供的带故障检测的储能电池装置包括：储能电池组、充电检测模块、放电检测模块、第一处理器、第二处理器和环境参数检测模块；

所述储能电池组的充电端口通过充电线路与外界供电装置连接，所述充电线路上串联有充电控制开关；所述充电检测模块包括充电电压检测单元和充电电流检测单元；所述充电电压检测单元和所述充电电流检测单元均与所述充电线路连接，且所述充电电压检测单元以及所述充电电流检测单元与所述充电线路之间的连接点，均位于所述充电控制开关远离所述储能电池组的一端；所述第一处理器分别与所述充电电压检测单元、所述充电电流检测单元、所述充电控制开关的控制端以及所述环境参数检测模块连接，用于根据所述充电电压检测单元、所述充电电流检测单元以及所述环境参数检测模块提供的信息，确定所述储能电池组的充电状态，并在所述储能电池组的充电状态异常时，控制所述储能电池组与所述外界供电装置断开连接；

所述储能电池组的放电端口通过放电线路与外界用电装置连接，所述放电线路上串联有放电控制开关；所述放电检测模块包括放电电压检测单元和放电电流检测单元；所述放电电压检测单元和所述放电电流检测单元均与所述放电线路连接，且所述放电电压检测单元以及所述放电电流检测单元与所述放电线路之间的连接点，均位于所述放电控制开关远离所述储能电池组的一端；所述第二处理器分别与所述放电电压检测单元、所述放电电流检测单元、所述放电控制开关的控制端以及所述环境参数检测模块连接，用于根据所述放电电压检测单元、所述放电电流检测单元以及所述环境参数检测模块提供的信息，确定所述储能电池组的放电状态，并在所述储能电池组的放电状态异常时，控制所述储能电池组与所述外界用电装置断开连接。

进一步地，还包括无线通信模块；

所述无线通信模块分别与所述第一处理器以及所述第二处理器连接。

进一步地，所述环境参数检测模块包括风力检测单元和温度检测单元。

进一步地，所述环境参数检测模块包括光强检测单元和温度检测单元。

进一步地，所述第一处理器包括单片机或微控制单元；

所述第二处理器包括单片机或微控制单元。

本实用新型实施例提供的带故障检测的储能电池装置，通过设置充电检测模块和第一处理器，利用充电检测模块获取储能电池组的充电信息，并在第一处理器判断储能电池组充电异常时，控制充电线路上的充电控制开关断开，进而起到充电保护的技术效果；通过设置放电检测模块和第二处理器，利用放电检测模块获取储能电池组的放电信息，并在第二处理器判断储能电池组放电异常时，控制放电线路上的放电控制开关断开，进而起到放电保护的技术效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的带故障检测的储能电池装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一带故障检测的储能电池装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的带故障检测的储能电池装置的结构示意图。具体地，请参考图1，该带故障检测的储能电池装置包括储能电池组11、充电检测模块12、放电检测模块13、第一处理器14、第二处理器15和环境参数检测模块10。

储能电池组11的充电端口通过充电线路16与外界供电装置连接，充电线路16上串联有充电控制开关17；充电检测模块12包括充电电压检测单元121和充电电流检测单元122；充电电压检测单元121和充电电流检测单元122均与充电线路16连接，且充电电压检测单元121以及充电电流检测单元122与充电线路16之间的连接点，均位于充电控制开关17远离储能电池组11的一端；第一处理器14分别与充电电压检测单元121、充电电流检测单元122、充电控制开关17的控制端以及环境参数检测模块10连接，用于根据充电电压检测单元121、充电电流检测单元122以及环境参数检测模块10提供的信息，确定储能电池组11的充电状态，并在储能电池组11的充电状态异常时，控制储能电池组11与外界供电装置断开连接。

储能电池组11的放电端口通过放电线路18与外界用电装置连接，放电线路18上串联有放电控制开关19；放电检测模块13包括放电电压检测单元131和放电电流检测单元132；放电电压检测单元131和放电电流检测单元132均与放电线路18连接，且放电电压检测单元131以及放电电流检测单元132与放电线路18之间的连接点，均位于放电控制开关19远离储能电池组11的一端；第二处理器15分别与放电电压检测单元131、放电电流检测单元132、放电控制开关19的控制端以及环境参数检测模块10连接，用于根据放电电压检测单元131、放电电流检测单元132以及环境参数检测模块10提供的信息，确定储能电池组11的放电状态，并在储能电池组11的放电状态异常时，控制储能电池组11与外界用电装置断开连接。

具体地，本实施例提供的带故障检测的储能电池装置在正常充电时，充电控制开关17闭合，外界供电装置可以通过充电线路16为储能电池组11充电。通过设置与充电线路16连接的充电检测模块12，利用充电检测模块12中的充电电压检测单元121和充电电流检测单元122，可以获得储能电池组11在充电过程中的实际充电电压和实际充电电流。第一处理器14与充电检测模块12连接，可以分别获得充电电压检测单元121提供的实际充电电压信息和充电电流检测单元122提供的实际充电电压电流信息。第一处理器14中可以预存标准充电电压信息和标准充电电流信息，当充电电压检测单元121提供的实际充电电压信息超出标准电压的范围后，第一处理器14可以控制充电控制开关17的控制端，以使充电控制开关17断开，进而使储能电池组11停止充电。

需要说明的是，储能电池装置可以用于存储太阳能发电装置和风能发电装置等新型发电装置产生的电能。以太阳能发电装置为例，其发电量严重受限于所在环境的光强，在一天中光强最大的中午时段，太阳能发电装置产生的电能较多，此时，太阳能电池发电装置产生的电压和电流都可能比较大，过大的电压或电流容易将储能电池组11烧毁。或者，在阴天或早晚等光强较弱的时段，太阳能发电装置产生的实际充电电压或实际充电电流太小，可能导致储能电池组11的充电效率较低，甚至无法进行充电。为避免此类现象发生，本实施例提供的带故障检测的储能电池装置可以利用充电电压检测单元121和充电电流检测单元122检测实际充电电压和实际充电电流的大小，并在实际充电电压或实际充电电流偏离正常充值范围时，控制充电控制开关17断开，使储能电池组11暂停充电，进而起到了保护储能电池组11的效果。为了尽可能细化的故障的类型，本实施例还设置了环境参数检测模块10，示例性地，当充电电流检测单元122检测到充电电流过大时，很可能是由于环境中的光强较大，太阳能发电装置的发电效率较高导致的。但是，如果环境参数检测模块10检测到的环境光强强度一般，那么，基本上可以排除是由于太阳能发电装置的发电效率高导致的电流过大，此时，第一处理器14结合环境参数模块10提供的信息，可以对故障的类型做出其他合理的判断。

类似地，本实施例提供的带故障检测的储能电池装置在正常放电时，放电控制开关19闭合，外界供电装置可以通过放电线路18使储能电池组11放电。通过设置与放电线路18连接的放电检测模块13，利用放电检测模块13中的放电电压检测单元131和放电电流检测单元132，可以获得储能电池组11在放电过程中的实际放电电压和实际放电电流。第二处理器15与放电检测模块13连接，可以分别获得放电电压检测单元131提供的实际放电电压信息和放电电流检测单元132提供的实际放电电压电流信息。第二处理器15中可以预存标准放电电压信息和标准放电电流信息，当放电电压检测单元131提供的实际放电电压信息超出标准电压的范围后，第二处理器15可以控制放电控制开关19的控制端，以使放电控制开关19断开，进而使储能电池组11停止放电。

需要说明的是，本实施例提供的带故障检测的储能电池装置可以用于为家用电器等外界用电装置供电。在为外界供电装置供电的过程中，外界用电装置可能会出现短路等电流突然增大的情况发生，通过第二处理器15利用放电电流检测单元132，就可以实时获取放电线路17中的电流，进而判断储能电池组11的实际放电电流是否正常，并在实际放电电流异常时，控制放电控制开关19断开，以避免储能电池组11由于电流过放而烧坏。同理，放电电压检测单元132也具有类似的在储能电池组11电压异常的时，避免储能电池组11损坏的技术效果，不再赘述。

还需要说明的是，在描述本实施例提供的带故障检测的储能电池装置时，本实施例借助了“外界供电装置”和“外界用电装置”的概念，但这仅仅是为了更好地解释带故障检测的储能电池装置的结构和功能。实际上，作为独立的器件，本实施例提供的带故障检测的储能电池装置可以进行单独产生，或者与外界供电装置等一起生产。此外，对于外界供电装置，本实施例主要列举了太阳能发电装置和风能发电装置，但读者们应该理解，本实施例提供的带故障检测的储能电池装置也可以与其他类型的发电装置联用。

本实施例提供的带故障检测的储能电池装置，通过设置充电检测模块和第一处理器，利用充电检测模块获取储能电池组的充电信息，并在第一处理器判断储能电池组充电异常时，控制充电线路上的充电控制开关断开，进而起到充电保护的技术效果；通过设置放电检测模块和第二处理器，利用放电检测模块获取储能电池组的放电信息，并在第二处理器判断储能电池组放电异常时，控制放电线路上的放电控制开关断开，进而起到放电保护的技术效果。

图2是本实用新型实施例提供的另一带故障检测的储能电池装置的结构示意图。可选地，请参考图2，本实施例提供的带故障检测的储能电池装置还可以包括无线通信模块20；无线通信模块20分别与第一处理器14以及第二处理器15连接。

具体地，储能电池装置往往与发电装置一起工作于野外，而储能电池装置的控制端往往位于室内的控制室内，考虑到野外环境与控制室之间的距离以及相对复杂的工况，采用无线通信模块20，可以最大程度地降低储能电池装置与控制室之间的通信成本。利用无线通信模块20，既可以将第一处理器14产生的故障信号发送给位于远程端的控制设备，也可以将第二处理器15产生的故障信号发送给位于远程端的控制设备。因此，在充电异常或放电异常的情况下，控制室都可以第一时间通过无线通信模块20获取这些异常信息，进而派工作人员根据异常信息进行及时的检查和维修，可以及大地提高检查和维修的效率，尽最大可能保证带故障检测的储能电池装置正常工作。

可选地，环境参数检测模块10可以包括风力检测单元和温度检测单元。

具体地，当本实施例提供的带故障检测的储能电池装置与风能发电装置配套使用时，环境参数检测模块10主要用于检测周围环境中影响风力发电效率的相关参数。通常，对风能发电装置影响较大的因素包括风力的大小和温度的高低，因此，本实施例提供的环境参数检测模块10设置了风力检测单元和温度检测单元。但实际上，影响风能发电装置发电效率的因素，不仅仅包括上述两项，因此，环境参数检测模块10还可以包括其他的参数检测单元。

可选地，环境参数检测模块10还可以包括光强检测单元和温度检测单元。

具体地，当本实施例提供的带故障检测的储能电池装置与太阳能发电装置配套使用时，环境参数检测模块10主要用于检测周围环境中影响太阳能发电效率的相关参数。通常，对太阳能发电装置影响较大的因素包括光强和温度，因此，本实施例提供的环境参数检测模块10设置了光强检测单元和温度检测单元。但实际上，影响风能发电装置发电效率的因素，不仅仅包括上述两项，因此，环境参数检测模块10还可以包括其他的参数检测单元。

可选地，第一处理器14可以包括单片机或微控制单元；第二处理器15也可以包括单片机或微控制单元。

具体地，单片机具有体积小、质量轻、性价比高以及便于开发和应用等优点。微控制单元(microcontrollerunit；mcu)是一种技术成熟的微处理器，具有功能强大、用途广泛、处理速度快以及功耗低等优点。因此，本实施例可以将微控制单元或单片机作为第一处理器14和/或第二处理器15的核心部件，以进行数据的分析处理。此外，本实施例提供的第一处理器14也可以包括微控制单元或单片机以外的其他器件，同理，第二处理器15也可以包括微控制单元或单片机以外的其他器件，本实施对此不做具体限制。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。