1、直充保护点电压:
直充也叫急充,属于**充电,一般都是在蓄电池电压较低的时候用大电流和相对高电压对蓄电池充电,但是,有个控制点,也叫保护点,就是上表中的数值,当充电时蓄电池端电压高于这些保护值时,应停止直充。直充保护点电压一般也是“过充保护点”电压,充电时蓄电池端电压不能高于这个保护点,否则会造成过充电,对蓄电池是有损害的。
2、均充控制点电压:
直充结束后,蓄电池一般会被充放电控制器静置一段时间,让其电压自然下落,当下落到“恢复电压”值时,会进入均充状态。为什么要设计均充?就是当直充完毕之后,可能会有个别电池“落后”(端电压相对偏低),为了将这些个别分子拉回来,使所有的电池端电压具有均匀一致性,所以就要以高电压配以适中的电流再充那么一小会,可见所谓均充,也就是“均衡充电”。均充时间不宜过长,一般为几分钟~十几分钟,时间设定太长反而有害。对配备一块两块蓄电池的小型系统而言,均充意义不大。所以,路灯控制器一般不设均充,只有两个阶段。
3、浮充控制点电压:
一般是均充完毕后,蓄电池也被静置一段时间,使其端电压自然下落,当下落至“维护电压”点时,就进入浮充状态,目前均采用PWM(既脉宽调制)方式,类似于“涓流充电”(即小电流充电),电池电压一低就充上一点,一低就充上一点,一股一股地来,以免电池温度持续升高,这对蓄电池来说是很有好处的,因为电池内部温度对充放电的影响很大。其实PWM方式主要是为了稳定蓄电池端电压而设计的,通过调节脉冲宽度来减小蓄电池充电电流。这是非常科学的充电管理制度。具体来说就是在充电后期、蓄电池的剩余电容量(SOC)>80%时,就必须减小充电电流,以防止因过充电而过多释气(氧气、氢气和酸气)。
4、过放保护终止电压:
这比较好理解。蓄电池放电不能低于这个值,这是国标的规定。蓄电池厂家虽然也有自己的保护参数(企标或行标),但**终还是要向国标靠拢的。需要注意的是,为了安全起见,一般将12V电池过放保护点电压人为加上0.3v作为温度补偿或控制电路的零点漂移校正,这样12V电池的过放保护点电压即为:11.10v,那么24V系统的过放保护点电压就为22.20V 。目前很多生产充放电控制器的厂家都采用22.2v(24v系统)标准。
太阳能光伏控制器的充放电案例设计
本文介绍的控制器采用A/D转换的方式测量蓄电池的电压,即先把蓄电池的电压转换成数据,然后将测试数据和已储存的过充电电压、过放电电压、恢复供电电压数据进行比较,根据比较结果作出相应的控制。电路中R11、R12和R15、R16分别组成蓄电池和太阳能电池的电压取样电路,太阳能电池的电压取样电路在增加夜灯控制功能时使用。PIC12F675的GP0、GP1分别作两个通道A/D转换器的模拟信号输入端。
A/D转换器的参考电压选择单片机内部的VDD,即5V作为参考电压。
R10、VD5、C1、C2等组成单片机5V稳压电源。
VD7、保险丝FUSE组成防蓄电池反接电路,当蓄电池接反时VD7导通,通过保险丝FUSE使蓄电池短路,烧断保险丝,从而蓄电池断路,起到保护电路和负载的作用。保险丝FUSE同时也起到过载保护作用。
VD9能防止太阳能电池板接反。
接上太阳能电池板和蓄电池后,电路的工作情况如下(设蓄电池的电压为U):
充电工作情况:
当U≤14.8V时GP2输出低电平,太阳能电池对蓄电池充电;
当U>14.8V时GP2输出高电平,蓄电池停止充电。
放电工作情况:
1.当U由大于12.3V下降到10.8V前,GP4、GP5输出低电平,蓄电池对负载放电。
2.当U≤10.8V时,GP4、GP5输出高电平,蓄电池停止对负载放电。 .
3.U随着充电逐渐上升,当U>10.8V时,电路并不立刻恢复蓄电池的供电,否则会在很短的时间内因电压下降又停止供电,形成一种振荡的供电状态,即一会通一会断,为了解决这一问题,设置了一个电压的回差,当蓄电池充电恢复到U>12.3V时,GP4、GP5再输出低电平恢复供电。
其实,无论是Orison还是能量墙,其价位实在谈不上实惠。就能量墙而言,一个整合的系统包括太阳能面板、电池和换流器、智能控制器、建筑许可等,总成本大约在两万美元以上。即使是便宜将近一半的Orison,对美国普通中产阶级家庭来说,也依然是一笔不小的开支。正如Digital Trends评价说,“花上千刀换一盏重40磅、却仅能给电视机供电数小时的电灯,这对许多人来说是无稽之谈。”言下之意,Orison在技术上达不到消费者的期待,因此即使是在降低价格这一点上下了功夫,也可能很难以此作为卖点。
相比之下,能量墙虽然价格高,但就目前来看,需求还是相当可观。据新浪科技报道,马斯克曾表示,能量墙的需求“可谓疯狂”,预订量已经达到3.8万套,2016年上半年的产量已经预订一空。这也从侧面说明,至少在这一部分消费者看来,能量墙已经做到了“物有所值”。马斯克还表示,尽管使用能量墙来储存居民用电的成本仍然高于电网,但“并不意味着人们不会购买”。
这一说法不无道理。去年5月,《福布斯》的一位作者发表了题为《为什么特斯拉的能量墙只能是富人的又一件环保玩具?》的文章,基本观点就是,使用能量墙并没有任何经济意义。然而有趣的是,这位作者在“学习”了一段时间后,突然改变了看法,认为能量墙还是有一定市场的,他归纳出的可能购买能量墙的人群有:松下蓄电池
· 喜欢尝试新鲜事物的早期采用者
· 已装有太阳能电板的家庭(在美国,使用太阳能需向SolarCity这样的太阳能供应商缴费,经作者计算,这笔费用高于个人购买家用电池的费用)
· 利用能量墙在电价低的时段储电、并**终将电力贱买高卖的贪小便宜者(美国允许居民把多余的电卖给国家电网)
· 居住在夏威夷、非洲等高电价地区的人
· 马斯克的脑残粉
好吧,以上列表中多少还有些不太靠谱的条目,但是从第2、第4两条来看,能量墙至少已经可以给特定人群带去实实在在的经济利益,而不仅仅是打着环保的招牌吸引眼球。
另外,特斯拉斥资50亿美元在内华达州建电池工厂这种事绝不是无中生有。这家占地1000万平方英尺(约93万平方米)的工厂名叫Gigafactory,一听名字就觉得野心不小,有媒体评论说,这种产能的工厂不仅仅可以生产车载、家用电池,也可以生产笔记本电脑、手机等电子产品所用的电池,而这一切都只是开始。而据说由于能量墙需求旺盛,该电池工厂还有可能扩建。
此外,特斯拉还与松下合作,后者为特斯拉提供其在日本工厂生产的蓄电池单元,再由特斯拉用电池单元和其他元件来组装电池模块和电池组。目前,特斯拉已经是松下**的客户。可以说,特斯拉在电池上的投入有目共睹,也难怪Wired对此评论道:特斯拉已经不是汽车公司,而是电池公司了。
说回Orison,比起特斯拉的高需求、高投入,Orison还只是Kickstarter上刚刚起步的项目,况且Kickstarter上筹得重金、**后流产的项目也不在少数,**近的Zano**就是一例。Orison的即插即用或许是区别于能量墙的一个亮点,但是如果不能证明自己的核心技术(比如蓄电能力)比特斯拉强,仅靠这点小便利或价格上的小优势,恐怕还不足以赢得消费者的心。