本發(fā)明涉及太陽能系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能系統(tǒng)的電池加熱裝置及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有應(yīng)用在光伏上的鋰電池系統(tǒng)，在低溫環(huán)境時，鋰電池的放電容量受到限制，同時，低溫下充電會產(chǎn)生安全性的問題，如鋰電池會損壞，甚至嚴重會爆炸。

現(xiàn)有的保溫方案基本是采用隔溫材料覆蓋鋰電池，在溫度過低時，使鋰電池隔絕電池箱和環(huán)境溫度，但是上述方案還是具有以下幾點缺點：

1、只依靠充電時電池內(nèi)阻發(fā)熱，加熱效果差；

2、同時電池必須有充電才能使電池溫度上升，但是低溫電池充電會增加危險性；

3、簡單依靠隔溫材料使得鋰電池溫度達到一定值速度也非常緩慢；

4、用電池儲存的電加熱電池，使的電池能量利用率降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種太陽能系統(tǒng)的電池加熱裝置，解決低溫環(huán)境下鋰電池充電的問題。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種太陽能系統(tǒng)的電池加熱方法，解決低溫環(huán)境下鋰電池充電的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種太陽能系統(tǒng)的電池加熱裝置，該太陽能系統(tǒng)包括電池板和蓄電池，該電池加熱裝置包括加熱設(shè)備和dc變化器，該加熱設(shè)備包裹蓄電池或貼近蓄電池設(shè)置，該dc變化器的輸入端與電池板連接，其輸出端分別與蓄電池和加熱設(shè)備連接，該dc變化器將電池板的電能分配到加熱設(shè)備進行加熱，或者分配到蓄電池進行充電。

其中，較佳方案是：該加熱設(shè)備為加熱電阻套或加熱電阻膜。

其中，較佳方案是：該電池加熱裝置還包括一處理單元，以及設(shè)置在蓄電池或加熱設(shè)備上的溫度傳感器，該溫度傳感器與處理單元連接，獲取蓄電池或加熱設(shè)備的溫度值并發(fā)送至處理單元；該處理單元與dc變化器連接，并根據(jù)溫度值調(diào)節(jié)dc變化器輸出至加熱設(shè)備的功率。

其中，較佳方案是：該處理單元包括一存儲模塊，該存儲模塊包括一預(yù)設(shè)溫度值，該處理單元將接收到的溫度值與預(yù)設(shè)溫度值比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制調(diào)節(jié)dc變化器輸出至加熱設(shè)備的功率。

其中，較佳方案是：該dc變化器包括分別與兩輸出端串聯(lián)的可變電阻器，該dc變化器分別控制可變電阻器的阻抗變化，調(diào)節(jié)輸出到加熱設(shè)備和蓄電池的功率。

其中，較佳方案是：該dc變化器包括信號輸入接口和驅(qū)動電路，該信號輸入接口與處理單元連接，該驅(qū)動電路與分別與電池板、加熱設(shè)備和蓄電池連接；當處理單元通過信號輸入接口輸入第一電平信號，該驅(qū)動電路將電池板的電能為加熱設(shè)備供電，當處理單元通過信號輸入接口輸入第二電平信號，該驅(qū)動電路將電池板的電能為蓄電池供電。

其中，較佳方案是：該處理單元包括若干溫度等級，該處理單元根據(jù)不同的溫度等級進行功率分配，當溫度越低溫度等級越低，該dc變換器為加熱設(shè)備供電的功率越大，為蓄電池供電的功率越小。

其中，較佳方案是：該蓄電池為鋰電池。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種太陽能系統(tǒng)的電池加熱方法，該太陽能系統(tǒng)包括電池板和蓄電池，該蓄電池上設(shè)置有一加熱設(shè)備，該電池加熱方法包括步驟：

獲取蓄電池或加熱設(shè)備的溫度值；

若溫度值低于預(yù)設(shè)溫度值時，將電池板的電能分配至加熱設(shè)備，使加熱設(shè)備加熱；

若溫度不低于預(yù)設(shè)溫度值時，減少或關(guān)閉分配至加熱設(shè)備的電能，并將電池板的電能分配至蓄電池中。

其中，較佳方案是，該電池加熱方法還包括步驟：

若溫度值低于預(yù)設(shè)溫度值時，將電池板的全部電能分配至加熱設(shè)備，并控制加熱設(shè)備加熱。

本發(fā)明的有益效果在于，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過設(shè)計一種太陽能系統(tǒng)的電池加熱裝置及方法，采用加熱設(shè)備為蓄電池加熱，加熱設(shè)備的電能為電池板提供的電能，并通過dc變化器分配電池板的電能分配；將光伏電池領(lǐng)域中的溫度控制從簡單的保溫到智能溫度控制進行轉(zhuǎn)變；進一步地，提高加熱效率，避免由于蓄電池自身充電問題導(dǎo)致的損壞。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明電池加熱裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明基于處理單元的電池加熱裝置的第一結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是本發(fā)明基于處理單元的電池加熱裝置的第二結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是本發(fā)明基于存儲模塊的電池加熱裝置的第二結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是本發(fā)明基于可變電阻器的電池加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明dc變化器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明充電控制電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明電池加熱方法的流程示意圖；

圖9是本發(fā)明電池加熱方法的具體加熱方式的流程示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較佳實施例作詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種太陽能系統(tǒng)的電池加熱裝置的優(yōu)選實施例。

一種太陽能系統(tǒng)的電池加熱裝置，該太陽能系統(tǒng)包括電池板和蓄電池，該電池加熱裝置包括加熱設(shè)備和dc變化器，該加熱設(shè)備包裹蓄電池或貼近蓄電池設(shè)置，該dc變化器的輸入端與電池板連接，其輸出端分別與蓄電池和加熱設(shè)備連接，該dc變化器將電池板的電能分配到加熱設(shè)備進行加熱，或者分配到蓄電池進行充電。

優(yōu)選地，該加熱設(shè)備為加熱電阻套或加熱電阻膜。加熱電阻套或加熱電阻膜是將特種金屬箔制成各種電阻線路，然后封在兩層絕緣薄片之間形成的電熱元件，絕緣薄片也能是其他絕緣材質(zhì)，如耐高溫布料，形成加熱電阻套。以及，加熱電阻套或加熱電阻膜是面狀發(fā)熱，熱效率高，節(jié)能省電，升溫快，熱慣小。以及，材質(zhì)柔軟，能使非平面的物體均勻受熱，使用溫度高，可達100度。以及，使用壽命長，無明火，安全可靠。以及，溫度控制精確，熱慣性小，抗腐蝕性能強，熱分布隨意，可根據(jù)要求開發(fā)設(shè)計各種形狀、規(guī)格、電壓及發(fā)熱溫度的電熱膜，不受使用電壓和溫度的限制。

優(yōu)選地，該蓄電池為鋰電池。

在本實施例中，太陽能系統(tǒng)包括太陽能控制器，以及分別與太陽能控制器練級的太陽能板、蓄電池和外部負載，太陽能控制器包括四個端口，分別是電能輸入端口、儲能端口、放電端口和電能輸出端口，太陽能控制器通過電能輸入端口與太陽能板連接，且分別通過儲能端口和放電端口與蓄電池連接，且通過電能輸出端口與外部負載連接。

其中，太陽能板產(chǎn)生電能并通過電能輸入端口傳輸?shù)教柲芸刂破髦?，太陽能控制器將接收的電能通過儲能端口為蓄電池充電，此為充電階段；蓄電池根據(jù)太陽能控制器的控制進行放電操作，并通過放電端口將電能傳輸?shù)教柲芸刂破髦?，太陽能控制器將接收的電能通過電能輸出端口為外部負載供電，此為放電階段。

如圖2和圖3所示，本發(fā)明提供基于處理單元的電池加熱裝置的較佳實施例。

該電池加熱裝置還包括一處理單元，以及設(shè)置在蓄電池或加熱設(shè)備上的溫度傳感器，該溫度傳感器與處理單元連接，獲取蓄電池或加熱設(shè)備的溫度值并發(fā)送至處理單元；該處理單元與dc變化器連接，并根據(jù)溫度值調(diào)節(jié)dc變化器輸出至加熱設(shè)備的功率。

溫度傳感器優(yōu)選設(shè)置在蓄電池的外表面，或者設(shè)置在蓄電池與加熱設(shè)備之間，也可以設(shè)置在加熱設(shè)備上。

處理單元優(yōu)選為設(shè)置在太陽能控制器的控制電路板上的處理芯片，以及外部元器件，太陽能控制器接收太陽能板的電能，并通過dc變化器分配電能，處理單元對電能分配進行干預(yù)。

如圖4所示，本發(fā)明提供基于存儲模塊的電池加熱裝置的較佳實施例。

該處理單元包括一存儲模塊，該存儲模塊包括一預(yù)設(shè)溫度值，該處理單元將接收到的溫度值與預(yù)設(shè)溫度值比較，并根據(jù)比較結(jié)果控制調(diào)節(jié)dc變化器輸出至加熱設(shè)備的功率。

進一步地，存儲模塊的預(yù)設(shè)溫度值可根據(jù)環(huán)境溫度進行調(diào)整，即外部溫度高時，降低預(yù)設(shè)溫度，外部溫度低時，提高預(yù)設(shè)溫度，防止蓄電池的溫度過度下降。

進一步地，該處理單元包括若干溫度等級，該處理單元根據(jù)不同的溫度等級進行功率分配，當溫度越低溫度等級越低，該dc變換器為加熱設(shè)備供電的功率越大，為蓄電池供電的功率越小。

如圖5所示，本發(fā)明提供基于可變電阻器的電池加熱裝置的較佳實施例。

該dc變化器包括分別與兩輸出端串聯(lián)的可變電阻器，該dc變化器分別控制可變電阻器的阻抗變化，調(diào)節(jié)輸出到加熱設(shè)備和蓄電池的功率。

如圖6和圖7所示，本發(fā)明提供電池加熱裝置的電路較佳實施例。

該dc變化器包括信號輸入接口和驅(qū)動電路，該信號輸入接口與處理單元連接，該驅(qū)動電路與分別與電池板、加熱設(shè)備和蓄電池連接；當處理單元通過信號輸入接口輸入第一電平信號，該驅(qū)動電路將電池板的電能為加熱設(shè)備供電，當處理單元通過信號輸入接口輸入第二電平信號，該驅(qū)動電路將電池板的電能為蓄電池供電。

具體地，參考圖6，若溫度值低于預(yù)設(shè)溫度值時，處理單元控制ctr_temp為高電平，三極管q3導(dǎo)通，三極管q1導(dǎo)通，從而驅(qū)動mosfetq2導(dǎo)通，太陽能電池的能量給加熱裝置加熱，當處理單元采集到加熱裝置或電池溫度大于預(yù)設(shè)溫度值時，處理單元控制ctr_temp為低電平，三極管q3截止，三極管q1截止，從而驅(qū)動mosfetq2截止，太陽能電池的全部能量供給電池供電。

進一步地，參考圖7，圖7為充電控制電路，充電控制電路為具有最大功率追蹤的buck降壓變換器，其原理為：若加熱裝置或電池溫度值低于預(yù)設(shè)溫度值時，dc變換器充電電路停止工作，太陽能電池停止對電池進行充電，太陽能電池的能量全部給加熱裝置加熱；若加熱裝置或電池溫度值高于預(yù)設(shè)溫度值，加熱電路停止工作，太陽能電池的能量通過dc變換器充電電路供給電池充電。

若加熱裝置或電池溫度值低于預(yù)設(shè)溫度值時，處理單元通過控制器加熱控制電路和dc變換器充電電路的阻抗，自動分配加熱功率和充電功率，具體地是減少充電功率，使大部分太陽能電池的功率進行對加熱裝置或電池加熱，具體地，處理單元還可以根據(jù)不同的溫度等級進行功率分配，及溫度越低，dc變換器充電功率越小，加熱功率越大。

如圖8和圖9所示，本發(fā)明提供一種太陽能系統(tǒng)的電池加熱方法的優(yōu)選實施例。

一種太陽能系統(tǒng)的電池加熱方法，該太陽能系統(tǒng)包括電池板和蓄電池，該蓄電池上設(shè)置有一加熱設(shè)備，該電池加熱方法包括步驟：

s11、獲取蓄電池或加熱設(shè)備的溫度值；

s12、若溫度值低于預(yù)設(shè)溫度值時，將電池板的電能分配至加熱設(shè)備，使加熱設(shè)備加熱；

s13、若溫度不低于預(yù)設(shè)溫度值時，減少或關(guān)閉分配至加熱設(shè)備的電能，并將電池板的電能分配至蓄電池中。

具體地，該太陽能系統(tǒng)包括電池板和蓄電池，該電池加熱裝置包括加熱設(shè)備和dc變化器，該加熱設(shè)備包裹蓄電池或貼近蓄電池設(shè)置，該dc變化器的輸入端與電池板連接，其輸出端分別與蓄電池和加熱設(shè)備連接，該dc變化器將電池板的電能分配到加熱設(shè)備進行加熱，或者分配到蓄電池進行充電。

進一步地，該電池加熱方法還包括步驟：

s122、若溫度值低于預(yù)設(shè)溫度值時，將電池板的全部電能分配至加熱設(shè)備，并控制加熱設(shè)備加熱。

以上所述者，僅為本發(fā)明最佳實施例而已，并非用于限制本發(fā)明的范圍，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的等效變化或修飾，皆為本發(fā)明所涵蓋。