一种新型储能装置电池充电方法与流程

1.本发明涉及电池充电技术领域，特别涉及一种新型储能装置电池充电方法。


背景技术：

2.随着电子科技的快速发展，可重复充电的电池已被广泛地应用在人们的生活当中。
3.目前，广泛应用于储能领域的电池充电方案如图1所示，如市电，发电机等ac电源通过ac-dc变换器对电池充电，另外是通过太阳能帆板提供的dc电源，由mppt模块对电池充电。由于ac-dc变换器的输入是ac，而mppt模块的输入是dc，所以，传统的方案是ac-dc变换器和mppt模块是2个独立的单元，这就使得，系统要满足既能由ac电源充电，又能利用太阳能帆板充电，只能在系统中配备ac-dc变换器充电模块，又要配备mppt充电模块，成本高同时器件数量多，系统可靠性较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种新型储能装置电池充电方法，其具有可以高度集成化，有利于提高功率密度的优点。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种新型储能装置电池充电方法，该方法基于的储能装置包括输入采样模块、控制模块、pwm模块和功率变换主电路，具体包括如下步骤：
7.s1、通过输入采样模块对输入端的电压进行采样检测得到采样数据并发送至控制模块；
8.s2、控制模块根据采样数据判断电源输入为ac输入或dc输入，并根据判断结果输出对应的控制信号至pwm模块；
9.s3、pwm模块根据接收到的控制信号输出pwm开关信号，以控制功率变换主电路开关工作。
10.进一步设置：所述输入采样模块包括输入端口电压测量电路，所述采样数据具体为输入端电压的直流分量和交流分量。
11.进一步设置：所述控制模块包括电压分辨判断单元、开关控制单元，其中步骤s2具体包括：
12.电压分辨判断单元根据采样数据判断ac输入或是dc输入；
13.若电压分辨判断单元判断输入为ac输入，且交流分量的幅值在预设的交流电压低限和高限之间时，所述开关控制单元采用pfc算法输出对应的控制信号至pwm模块；
14.若电压分辨判断单元判断输入为dc输入，且直流分量的幅值在预设的直流电压低限和高限之间时，所述开关控制单元采用mppt算法输出对应的控制信号至pwm模块。
15.进一步设置：所述采样模块还包括输出电压采样单元、输入电流采样单元，所述输出电压采样单元、输入电流采样单元分别用于对功率变换主电路的输出电压和输入电流进
行采样检测。
16.进一步设置：所述开关控制单元包括控制子单元、计算子单元和修正子单元，
17.所述控制子单元根据所述输入电流、所述输入电压和所述输出电压计算载波频率和占空比，并根据所述载波频率和占空比通过pfc算法或mppt算法生成控制信号；
18.所述计算子单元根据采样数据生成对应的预期输出电压，通过输出电压采样单元获取获取多个采集周期的功率变换主电路的输出电压，将多个所述功率变换主电路的输出电压与预期输出电压进行比较得到第一偏差值和第二偏差值；将第一偏差值和第二偏差值进行比较得到第三偏差值，根据所述第三偏差值生成对应的修正参数；
19.所述修正子单元根据所述修正参数对控制信号进行修正得到新的控制信号并输出。
20.进一步设置：所述将多个所述功率变换主电路的输出电压与预期输出电压进行比较得到第一偏差值和第二偏差值具体包括：
21.比较多个输出电压得到最大输出电压及最小输出电压；
22.将最大输出电压与预期输出电压进行比较得到第一偏差值；
23.将最小输出电压与预期输出电压进行比较得到第二偏差值。
24.进一步设置：将所述第一偏差值和所述第二偏差值进行比较得到第三偏差值具体包括：
25.通过第一偏差值和预设第一权重调节参数计算得到第一调节值，通过第二偏差值和预设的第二权重调节参数计算得到第二调节值，第一调节值与所述第二调节值的平均值得到第三偏差值。
26.综上所述，本发明具有以下有益效果：把ac-dc变换器，通过调整测量方法和控制方法实现ac-dc和dc-dc兼顾的变换器，在ac-dc功能之外，还能实现光伏发电mppt功能，并不增加功率变换主电路及其器件，不增加主电路成本，同时满足既可以由ac电源供电给电池充电，又可以由太阳能帆板提供dc电源供电给电池充电。
27.1、可以高度集成化，有利于提高功率密度。该发明把变换器和mppt模块集成在一起，提高电源空间利用率；
28.2、降低成本，ac-dc变换器和光伏发电mppt集成在一起，相比传统ac-dc变换器，是在不增加功率变换主电路成本的条件下增加了光伏发电mppt功能。
29.3、简化系统设计，减少器件数量，提高系统可靠性。
附图说明
30.图1是现有技术中电池充电方案结构框图；
31.图2是本实施例中电池充电方案结构框图。
具体实施方式
32.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
33.实施例1：
34.一种新型储能装置电池充电方法，该方法基于的储能装置包括输入采样模块、控制模块、pwm模块和功率变换主电路，具体包括如下步骤：
35.s1、通过输入采样模块对输入端的电压进行采样检测得到采样数据并发送至控制模块；
36.s2、控制模块根据采样数据判断电源输入为ac输入或dc输入，并根据判断结果输出对应的控制信号至pwm模块；
37.s3、pwm模块根据接收到的控制信号输出pwm开关信号，以控制功率变换主电路开关工作。
38.所述输入采样模块包括输入端口电压测量电路，所述采样数据具体为输入端电压的直流分量和交流分量。
39.所述控制模块包括电压分辨判断单元、开关控制单元，其中步骤s2具体包括：
40.电压分辨判断单元根据采样数据判断ac输入或是dc输入；
41.若电压分辨判断单元判断输入为ac输入，且交流分量的幅值在预设的交流电压低限和高限之间时，所述开关控制单元采用pfc算法输出对应的控制信号至pwm模块；
42.若电压分辨判断单元判断输入为dc输入，且直流分量的幅值在预设的直流电压低限和高限之间时，所述开关控制单元采用mppt算法输出对应的控制信号至pwm模块。
43.此变换器可以是功率流为单方向的，由ac和太阳能帆板输入向电池侧流动，实现电池充电功能，但不仅限于此。还可以是可以实现功率流是双向流动的双向变换器，即，可以实现由ac和太阳能帆板输入向电池侧流动，实现电池充电功能，也可以由电池提供能量，变换器工作在dc-ac模式，实现电池放电功能。
44.把ac-dc变换器，通过调整控制实现ac-dc和dc-dc兼顾的变换器，dc-dc工作模式下，还能实现mppt功能，但并不增加任何器件，不增加成本，同时满足既可以有ac电源供电给电池充电，又可以满足由太阳能帆板提供dc电源供电给电池充电。第一点有益效果：可以高度集成化，有利于提高功率密度。该发明把变换器和mppt模块集成在一起，提高电源空间利用率；第二点有益效果：降低成本，变换器和mppt集成在一起，是在不增加成本的条件下完成的。第三点有益效果：简化系统设计，减少器件数量，提高系统可靠性。
45.实施例2：
46.一种新型储能装置电池充电方法，该方法基于的储能装置包括输入采样模块、控制模块、pwm模块和功率变换主电路，具体包括如下步骤：
47.s1、通过输入采样模块对输入端的电压进行采样检测得到采样数据并发送至控制模块；
48.s2、控制模块根据采样数据判断电源输入为ac输入或dc输入，并根据判断结果输出对应的控制信号至pwm模块；
49.s3、pwm模块根据接收到的控制信号输出pwm开关信号，以控制功率变换主电路开关工作。
50.所述输入采样模块包括输入端口电压测量电路，所述采样数据具体为输入端电压的直流分量和交流分量。
51.所述控制模块包括电压分辨判断单元、开关控制单元，其中步骤s2具体包括：
52.电压分辨判断单元根据采样数据判断ac输入或是dc输入；
53.若电压分辨判断单元判断输入为ac输入，且交流分量的幅值在预设的交流电压低限和高限之间时，所述开关控制单元采用pfc算法输出对应的控制信号至pwm模块；
54.若电压分辨判断单元判断输入为dc输入，且直流分量的幅值在预设的直流电压低限和高限之间时，所述开关控制单元采用mppt算法输出对应的控制信号至pwm模块。
55.所述采样模块还包括输出电压采样单元、输入电流采样单元，所述输出电压采样单元、输入电流采样单元分别用于对功率变换主电路的输出电压和输入电流进行采样检测。
56.所述开关控制单元包括控制子单元、计算子单元和修正子单元，
57.所述控制子单元根据所述输入电流、所述输入电压和所述输出电压计算载波频率和占空比，并根据所述载波频率和占空比通过pfc算法或mppt算法生成控制信号；
58.所述计算子单元根据采样数据生成对应的预期输出电压，通过输出电压采样单元获取获取多个采集周期的功率变换主电路的输出电压，将多个所述功率变换主电路的输出电压与预期输出电压进行比较得到第一偏差值和第二偏差值；将第一偏差值和第二偏差值进行比较得到第三偏差值，根据所述第三偏差值生成对应的修正参数；
59.所述修正子单元根据所述修正参数对控制信号进行修正得到新的控制信号并输出。
60.进一步设置：所述将多个所述功率变换主电路的输出电压与预期输出电压进行比较得到第一偏差值和第二偏差值具体包括：
61.比较多个输出电压得到最大输出电压及最小输出电压；
62.将最大输出电压与预期输出电压进行比较得到第一偏差值；
63.将最小输出电压与预期输出电压进行比较得到第二偏差值。
64.进一步设置：将所述第一偏差值和所述第二偏差值进行比较得到第三偏差值具体包括：
65.通过第一偏差值和预设第一权重调节参数计算得到第一调节值，通过第二偏差值和预设的第二权重调节参数计算得到第二调节值，第一调节值与所述第二调节值的平均值得到第三偏差值。
66.通过对采样到的功率变换主电路的输出电压及预期输出电压进行比较计算得到修正参数对控制信号进行修正，包含对占空比的控制的修正，使输出的电压更加接近预期输出电压，达到更好的充电效果。
67.以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。