【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏发电系统运维，尤其是一种光伏清扫机器人的电池充放电管理装置以及管理方法。
技术介绍
1、光伏发电的效率与光伏组件表面的清洁度关系非常密切。光伏清扫机器人的出现很好地提高了光伏组件表面的清洁度，从而保证光伏组件的发电效率。目前大部分光伏清扫机器人采用的是自供电方式，即自带太阳能板和电池(二次电池)，通过太阳能板对电池进行充电，利用电池进行储能并维持机器人的正常运行。
2、由于电池的充放电过程对电池的寿命有非常大的影响，因此，需要一种电池充放电管理模块，对电池的充放电过程进行管理，以最大程度发挥电池的特性，增加电池的使用寿命。
3、目前使用的光伏机器人电池充放电管理模块通常是由太阳能板提供输入，通过dc-dc模块、恒流恒压控制模块对负载进行供电，同时对电池进行充电。这种模块普遍存在的问题是当太阳能板提供的电流无法满足当前电池的充电要求时，电池无法以最优的状态进行充电，从而影响电池的寿命。例如，在对电池充电的时候，当太阳能提供的功率输出无法满足电池最佳的充电电流、电压需求时，如果频繁的功率输出变化，电池无法以最优的状态进行充电，对电池的寿命产生严重的影响。
4、另外，传统的供电管理模块中，当太阳能提供的功率输出无法满足负载(电机驱动和清扫工作)要求时，如果仍然由太阳能提供动力的话，则会出现频繁的开机、关机，影响工作效率和机器寿命。
技术实现思路
1、本专利技术目的旨在解决上述问题，本专利技术第一方面提出一种技术方案，一种光伏清扫机器人
2、与蓄电池电连接的第一电压采集模块，用于采集蓄电池的输出电压；
3、与太阳能板电连接的第二电压采集模块，用于采集太阳能板的输出电压；
4、电池放电控制模块，与所述蓄电池和主负载电连接；
5、电池充电控制模块，经由dc-dc模块连接到太阳能板，太阳能板输出的功率通过dc-dc模块后，经由电池充电控制模块对蓄电池进行充电；
6、启动控制模块，与所述太阳能板电连接，用以控制太阳能板对外输出的功率；
7、其中，还包括一主控芯片，分别电连接到所述第一电压采集模块、第二压采集模块、电池放电控制模块、电池充电控制模块以及启动控制模块，所述主控芯片内置有太阳能板功率-电压匹配单元以及蓄电池充放功率-电压电匹配单元，并且通过一计算单元根据蓄电池的输出电压确定当前最佳的充电功率以及根据太阳能板的输出电压确定太阳能板当前输出功率，并且在太阳能板当前输出功率大于当前最佳的充电功率时控制启动控制模块使太阳能板向外输出功率并向所述蓄电池充电，否则切断对所述蓄电池充电的功率输出。
8、优选的，所述太阳能板功率-电压匹配单元根据太阳能板在不同电压下对应输出的功率特征生成特定的第一电压-功率曲线，每一个电压值对应一个输出功率阈值；所述蓄电池充放功率-电压电匹配单元根据蓄电池在不同电压下对应的最佳充电功率、放电功率特征生成特定的第二电压-功率曲线，每一个电压值对应一个充电功率阈值以及放电功率阈值。
9、优选的，当所述太阳能板在某一电压下的输出功率的最低值大于所述蓄电池在当前电压下的充电功率的最低值时，太阳能板向外输出功率，对所述蓄电池充电。
10、优选的，所述蓄电池包括第一电压区间、第二电压区间和第三电压区间，其中，第二电压区间内的充电功率阈值范围大于第一电压区间和第三电压区间的充电功率阈值范围。
11、优选的，所述第一电压区间内，所述电池充电控制模块保持第一电流值向所述蓄电池充电，在第二电压区间内，所述电池充电控制模块保持第二电流值向所述蓄电池充电，在第三电压区间内，所述电池充电控制模块保持第一电压值向所述蓄电池充电。
12、优选的，当所述主负载的额定功率大于蓄电池在当前电压放电功率的最大值时，所述主控芯片控制电池放电控制模块断开蓄电池的放电回路。
13、优选的，所述电池放电控制模块用于检测蓄电池放电回路的电流值，当所述蓄电池放电回路的电流值超出预设值后，所述电池放电控制模块断开蓄电池的放电回路。
14、优选的，当所述蓄电池的放电回路被断开后，所述主控芯片记录当前主负载的运行功率为第一功率，所述第二电压采集模块采集太阳能板在当前电压下的输出功率，若大于第一功率，则在下一次启动时，由太阳能板经dc-dc模块向主负载供电，否则，在下一次启动时，控制主负载的运行功率小于第一功率，继续由蓄电池向主负载供电。
15、本专利技术第二方面提出了一种技术方案，一种光伏清扫机器人的电池充放电管理方法，其特征在于，使用上述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，包括充电方法和放电方法：
16、其中，充电方法包括以下步骤：
17、步骤a1、持续采集太阳能板和蓄电池的输出电压；
18、步骤a2、根据蓄电池的输出电压确定当前最佳的充电功率以及根据太阳能板的输出电压确定太阳能板当前输出功率；
19、步骤a3、当太阳能板当前输出功率大于当前蓄电池的最佳充电功率时控制太阳能板向外输出功率并向所述蓄电池充电，否则切断对所述蓄电池充电的功率输出；
20、其中，放电方法包括以下步骤：
21、步骤b1、持续采集太阳能板和蓄电池的输出电压；
22、步骤b2、当太阳能板所产生的电功率不满足主负载或用电模块的用电需求后，蓄电池向各用电模块供电，且当蓄电池的电压降低到设定值或放电电流高于设定值后自动断开放电回路。
23、优选的，在充电过程和放电过程中，检测蓄电池的充/放电电流和充电功率，当电流或充电功率大于蓄电池当前电压所对应的电流值或功率值，则断开充电回路或放电回路。
24、与现有技术相比，本申请的有益效果是：
25、本申请将清扫机器人清扫任务的优先级放到保障蓄电池的使用寿命之后，首先保证蓄电池以最优的充电功率以及最优的放电功率放电，使蓄电池的使用寿命更长，同时主负载可以由蓄电池或满足负载功率状态的太阳能板供电，避免不稳定发电的太阳能板造成主负载的频繁启停，可以让系统运行的成本更低，维修成本更低。
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1.一种光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，所述太阳能板功率-电压匹配单元根据太阳能板(100)在不同电压下对应输出的功率特征生成特定的第一电压-功率曲线，每一个电压值对应一个输出功率阈值；所述蓄电池充放功率-电压电匹配单元根据蓄电池(300)在不同电压下对应的最佳充电功率、放电功率特征生成特定的第二电压-功率曲线，每一个电压值对应一个充电功率阈值以及放电功率阈值。
3.根据权利要求2所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，当所述太阳能板(100)在某一电压下的输出功率的最低值大于所述蓄电池(300)在当前电压下的充电功率的最低值时，太阳能板(100)向外输出功率，对所述蓄电池(300)充电。
4.根据权利要求2所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，所述蓄电池(300)包括第一电压区间、第二电压区间和第三电压区间，其中，第二电压区间内的充电功率阈值范围大于第一电压区间和第三电压区间的充电功率阈值范围。
5.根据权
6.根据权利要求2所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，当所述主负载(200)的额定功率大于蓄电池(300)在当前电压放电功率的最大值时，所述主控芯片(40)控制电池放电控制模块(30)断开蓄电池(300)的放电回路。
7.根据权利要求1所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，所述电池放电控制模块(30)用于检测蓄电池(300)放电回路的电流值，当所述蓄电池(300)放电回路的电流值超出预设值后，所述电池放电控制模块(30)断开蓄电池(300)的放电回路。
8.根据权利要求6或7所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，当所述蓄电池(300)的放电回路被断开后，所述主控芯片(40)记录当前主负载(200)的运行功率为第一功率，所述第二电压采集模块(50)采集太阳能板(100)在当前电压下的输出功率，若大于第一功率，则在下一次启动时，由太阳能板(100)经DC-DC模块(10)向主负载(200)供电，否则，在下一次启动时，控制主负载(200)的运行功率小于第一功率，继续由蓄电池(300)向主负载(200)供电。
9.一种光伏清扫机器人的电池充放电管理方法，其特征在于，使用权利要求1-8中的任意一项所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，包括充电方法和放电方法：
10.根据权利要求9所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理方法，其特征在于，在充电过程和放电过程中，检测蓄电池(300)的充/放电电流和充电功率，当电流或充电功率大于蓄电池(300)当前电压所对应的电流值或功率值，则断开充电回路或放电回路。
...【技术特征摘要】
1.一种光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，所述太阳能板功率-电压匹配单元根据太阳能板(100)在不同电压下对应输出的功率特征生成特定的第一电压-功率曲线，每一个电压值对应一个输出功率阈值；所述蓄电池充放功率-电压电匹配单元根据蓄电池(300)在不同电压下对应的最佳充电功率、放电功率特征生成特定的第二电压-功率曲线，每一个电压值对应一个充电功率阈值以及放电功率阈值。
3.根据权利要求2所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，当所述太阳能板(100)在某一电压下的输出功率的最低值大于所述蓄电池(300)在当前电压下的充电功率的最低值时，太阳能板(100)向外输出功率，对所述蓄电池(300)充电。
4.根据权利要求2所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，所述蓄电池(300)包括第一电压区间、第二电压区间和第三电压区间，其中，第二电压区间内的充电功率阈值范围大于第一电压区间和第三电压区间的充电功率阈值范围。
5.根据权利要求4所述的光伏清扫机器人的电池充放电管理装置，其特征在于，所述第一电压区间内，所述电池充电控制模块(20)保持第一电流值向所述蓄电池(300)充电，在第二电压区间内，所述电池充电控制模块(20)保持第二电流值向所述蓄电池(300)充电，在第三电压区间内，所述电池充电控制模块(20)保持第一电压值向所述蓄电池(300)充电。
6.根据权利要求2所述的光伏清扫机器...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘轶，肖遥，王永升，范伟岑，
申请(专利权)人：国能龙源环保南京有限公司，
类型：发明
国别省市：
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