户外电源组件、户外电源及其太阳能板控制方法和装置与流程

1.本发明涉及户外电源技术领域，特别涉及一种户外电源组件、户外电源及其太阳能板控制方法和装置。


背景技术：

2.随着科技水平的发展，人们的日常生活越来越离不开电能的供应，当用户在野外无市电情况，或者是在市电暂时断电时，则需要使用户外电源来作为应急电源以带动部分用电设备，且为了增加户外电源在户外的实用性，通常会采用太阳能板与户外电源配套使用。
3.但现有户外电源采用太阳能板功率追踪技术，使得产品成本以及售价过高，不利于大规模推广应用。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种户外电源太阳能板控制方法，旨在解决太阳能板功率追踪技术不利于户外电源大规模推广应用的问题。
5.为实现上述目的，本发明提出的户外电源太阳能板控制方法，应用于户外电源，所述户外电源包括太阳能充电接口、电压检测组件、充电管理组件和储能器件，所述太阳能充电接口用于接入太阳能板，所述电压检测组件用于检测所述太阳能充电接口接入的充电电压，充电管理组件用于设置太阳能充电接口接入的充电电流，所述户外电源太阳能板控制方法包括：
6.检测所述太阳能充电接口的接入状态，并生成状态检测信息；
7.根据所述状态检测信息，确定所述太阳能板接入所述太阳能充电接口时，控制所述充电管理组件将输出至所述太阳能充电接口接入的充电电流设置为预设启动电流值；以及，
8.控制所述电压检测组件检测所述太阳能充电接口接入的充电电压，并根据检测到的充电电压控制所述充电管理组件设置所述太阳能充电接口接入的充电电流，以使所述充电电压可在设置后充电电流的作用下为太阳能板的预设开路电压与预设比例系数的乘积值；
9.所述预设比例系数从0.75至0.85的范围中进行选取。
10.可选地，所述预设比例系数为0.8。
11.可选地，所述根据所述状态检测信息，确定所述太阳能板接入所述太阳能充电接口时，控制所述充电管理组件将输出至所述太阳能充电接口接入的充电电流设置为预设启动电流值的步骤，还包括：
12.获取太阳能板的数量信息，并根据太阳能板的数量确定太阳能板的实际开路电压；
13.根据所述实际开路电压校正太阳能板的预设开路电压。
14.可选地，所述根据检测到的充电电压控制所述充电管理组件设置所述太阳能充电接口接入的充电电流，具体为：
15.将检测到的充电电压与太阳能板的预设开路电压与预设比例系数的乘积值进行比较，当比较结果为充电电压大于预设开路电压与预设比例系数的乘积值时，控制所述充电管理组件调大所述太阳能充电接口接入的充电电流；当比较结果为充电电压小于预设开路电压与预设比例系数的乘积值时，控制所述充电管理组件调小所述太阳能充电接口接入的充电电流。
16.可选地，所述户外电源还包括电流检测组件，用于检测所述太阳能充电接口接入的充电电流，所述户外电源太阳能板控制方法还包括：
17.控制所述电流检测组件检测太阳能充电接口接入的充电电流；
18.所述控制所述电压检测组件检测所述太阳能充电接口接入的充电电压，并根据检测到的充电电压控制所述充电管理组件设置所述太阳能充电接口接入的充电电流，具体为：
19.根据所述充电电流和充电电压，确定对应的充电电流-充电电压变化特性曲线，并根据确定的充电电流-充电电压变化特性曲线，控制所述充电管理组件设置所述太阳能充电接口接入的充电电流。
20.可选地，所述户外电源还包括旋转放置组件，用于供所述太阳能板放置并用于带动所放置的太阳能板旋转，所述户外电源太阳能板控制方法还包括：
21.根据检测到的充电电压控制所述旋转放置组件旋转。
22.可选地，所述根据检测到的充电电压控制所述旋转放置组件以预设旋转速度旋转的步骤，具体为：
23.将检测到的充电电压与预设电压阈值进行比较，当比较结果为充电电压大于预设电压阈值时，控制所述旋转放置组件停止旋转；当比较结果为充电电压小于预设电压阈值时，控制所述旋转放置组件以预设旋转速度旋转，直至比较结果为充电电压大于预设电压阈值。
24.本发明还提出一种户外电源太阳能板控制装置，应用于户外电源，所述户外电源包括太阳能充电接口、电压检测组件、充电管理组件和储能器件，所述太阳能充电接口用于接入太阳能板，所述电压检测组件用于检测所述太阳能充电接口接入的充电电压，充电管理组件用于设置太阳能充电接口接入的充电电流，所述户外电源太阳能板控制装置包括：
25.存储器；
26.处理器；以及
27.存储在存储器上并可在处理器上运行的户外电源太阳能板控制程序，所述处理器执行所述户外电源太阳能板控制程序时实现如上述的户外电源太阳能板控制方法。
28.本发明还提出一种户外电源，所述户外电源包括：
29.储能器件；
30.太阳能充电接口，用于接入太阳能板；
31.电压检测组件，用于检测所述太阳能充电接口接入的充电电压；
32.充电管理组件，用于设置太阳能充电接口接入的充电电流；以及，
33.如上述的户外电源太阳能板控制装置，所述户外电源太阳能板控制装置分别与所
述太阳能充电接口、所述电压检测组件以及所述充电管理组件连接。
34.本发明还提出一种户外电源组件，所述户外电源组件包括：
35.太阳能板；以及，
36.如上述的户外电源，所述户外电源与所述太阳能板可拆卸电连接。
37.本发明技术方案通过检测所述太阳能充电接口的接入状态，并生成状态检测信息；根据所述状态检测信息，确定所述太阳能板接入所述太阳能充电接口时，控制所述充电管理组件将输出至所述太阳能充电接口接入的充电电流设置为预设启动电流值；以及，控制所述电压检测组件检测所述太阳能充电接口接入的充电电压，并根据检测到的充电电压控制所述充电管理组件设置所述太阳能充电接口接入的充电电流，以使所述充电电压可在设置后充电电流的作用下为太阳能板的预设开路电压与预设比例系数的乘积值。本技术技术方案通过将太阳能板的充电功率调节至充电功率优选范围，能够大幅降低控制装置的计算量，简化其程序算法并提高充电功率的调节速率，进而降低了运行程序算法的硬件成本，同时，还有利于设备前期大规模批量生产及后期售卖。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
39.图1为本发明户外电源太阳能板控制方法一实施例的流程示意图；
40.图2为本发明户外电源太阳能板控制装置一实施例的硬件运行环境的结构示意图；
41.图3本发明户外电源组件一实施例的功能模块示意图。
42.附图标号说明：
[0043][0044]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0045]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0046]
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0047]
本发明提出一种户外电源太阳能板控制方法，应用于户外电源。
[0048]
户外电源可包括太阳能充电接口、电压检测组件、充电管理组件和储能器件，所述太阳能充电接口用于接入太阳能板，所述电压检测组件用于检测所述太阳能充电接口接入的充电电压(即储能器件的充电电压)，充电管理组件用于设置太阳能充电接口接入的充电电流(即储能器件的充电电流)。可以理解的是，由于太阳能板的电能输出依赖于阳光的光照强度，而在户外使用时，阳光的光照强度会收到环境和时间等诸多因素变化的影响，而导致太阳能板为户外电源的充电功率发生变化。现有户外电源通常采用太阳能板功率追踪技术，即通过不断细微的电流和电压调节来追踪当前太阳能板可输出的最大功率，这种追踪技术由于需求较高的实效性，即便在光照强度变化程度较大时，也需要较快的最追踪到太阳能板可输出的最大功率。如此，以导致太阳能板功率追踪技术的程序算法过于复杂，以及对运行程序算法的硬件要求较高，使得产品整体成本和售价均显著增加，既不利于前期大规模批量生产，也不利于后期销售，十分不利于户外电源的大规模推广应用。
[0049]
针对上述问题，参照图1，在一实施例中，所述户外电源太阳能板控制方法包括：
[0050]
步骤s100、检测所述太阳能充电接口的接入状态，并生成状态检测信息。
[0051]
本发明户外电源太阳能板控制方法的执行主体可为户外电源太阳能板控制装置。具体地，当太阳能板接入太阳能充电接口后，太阳能板接收光照产生充电电压及充电电流，并通过太阳能充电接口输出至储能器件，也即此时太阳能充电接口具有一定的电压值。因此，在一实施例中，能够利用电压检测组件检测太阳能充电接口的电压值，并输出对应的检测信号至控制装置。可以理解的是，太阳能板未接入时太阳能充电接口处的电压值为零，当太阳能板接入太阳能充电接口时，太阳能充电接口处具有一定的电压值，控制装置可以根据电压检测组件输出的检测信号确定此时的太阳能充电接口处的电压值，并根据电压值判断太阳能板是否接入太阳能充电接口，从而生成状态检测信息。控制装置可以通过显示屏等显示组件状态检测信息显示给用户查看，也可以通过状态指示灯将状态检测信息显示给用户查看。
[0052]
步骤s200、根据所述状态检测信息，确定所述太阳能板接入所述太阳能充电接口时，控制所述充电管理组件将输出至所述太阳能充电接口接入的充电电流设置为预设启动电流值。
[0053]
具体地，当太阳能板所接受的光照强度不同时，其对储能器件充电时的充电电流-充电电压变化特性曲线也不相同，在其对应的变化特性曲线上，存在有一点使得其充电功率最大。可以理解的是，能够通过多次实验测试得出太阳能板在各种常用环境下的充电功率优选范围，并根据这一充电功率优选范围确定预设启动电流值，使得太阳能板的充电电流值被调整为预设启动电流值时，能够在常用环境下保持较大的充电功率，从而使得太阳能板能够保持较大的充电功率对储能器件持续进行充电。如此，当太阳能板接入太阳能充
电接口后，控制装置控制充电管理组件将太阳能板输出至太阳能充电接口接入的充电电流设置为预设启动电流值，使得太阳能板能够保持较大的充电功率对储能器件持续进行充电。
[0054]
步骤s300、控制所述电压检测组件检测所述太阳能充电接口接入的充电电压，并根据检测到的充电电压控制所述充电管理组件设置所述太阳能充电接口接入的充电电流，以使所述充电电压可在设置后充电电流的作用下为太阳能板的预设开路电压与预设比例系数的乘积值。
[0055]
具体地，预设开路电压，即太阳能板的最大充电电压。可以理解的是，当太阳能板对储能器件进行充电时，调节其充电电流，其充电电压也会随充电电流相应变化，因此，可以通过调节充电电流，改变其充电电压，进而使得太阳能板达到最大的充电功率。与最大充电功率对应的，还存在有充电功率优选范围，也即充电功率较大的功率范围，充电功率优选范围能够通过多次实验测试得出，在此充电功率优选范围内，太阳能板处于大多数常见光照环境下均能输出较大的充电功率。进一步地，能够通过多次实验测试得出充电功率优选范围对应的充电电压，以及充电电压与预设开路电压的比例系数，并将这一比例系数设为预设比例系数。由此，可以使充电管理组件调节输出至太阳能充电接口接入的充电电流，使得充电电压变化为预设开路电压与预设比例系数的乘积值，也即使得充电电压值落在充电功率优选范围内，使得太阳能板能够保持较大的充电功率对储能器件持续进行充电。
[0056]
所述预设比例系数从0.75至0.85的范围中进行选取。
[0057]
具体地，在一实施例中，预设比例系数的优选范围为0.75-0.85，当调节后的充电电压与预设开路电压的比例系数落在此预设比例系数优选范围内时，太阳能板能够保持较大的充电功率对储能器件持续进行充电。
[0058]
现有户外电源通常采用太阳能板功率追踪技术，例如mttp控制器等，即通过不断细微的电流和电压调节来追踪当前太阳能板可输出的最大功率。如此，以导致太阳能板功率追踪技术的程序算法过于复杂，以及对运行程序算法的硬件要求较高，使得产品整体成本和售价均显著增加。与现有技术相比，本实施例将太阳能板的充电功率调节至充电功率优选范围，能够大幅降低控制装置的计算量，简化其程序算法并提高充电功率的调节速率，进而降低了运行程序算法的硬件成本，同时，还有利于设备前期大规模批量生产及后期售卖。
[0059]
参照图1至图3，在一实施例中，所述预设比例系数为0.8。
[0060]
在一实施例中，预设比例系数优选为0.8，即调节后的充电电压与预设开路电压的比例系数为0.8，例如，当预设开路电压为30v时，充电管理组件应当调节充电电流的大小，使得充电电压调整为24v，此时，太阳能板处于大多数常见光照环境下均能输出较大的充电功率。
[0061]
参照图1至图3，在一实施例中，所述根据所述状态检测信息，确定所述太阳能板接入所述太阳能充电接口时，控制所述充电管理组件将输出至所述太阳能充电接口接入的充电电流设置为预设启动电流值的步骤s200，还包括：
[0062]
步骤s210、获取太阳能板的数量信息，并根据太阳能板的数量确定太阳能板的实际开路电压；
[0063]
具体地，可以是太阳能充电接口能够同时接入多个太阳能板，多个太阳能板能够
通过太阳能充电接口与控制装置建立通讯连接，使得控制装置能够获取所接入的太阳能板的数量信息。可以理解的是，接入的太阳能板数量越多，其同时能够接收的光照也就越多，即输出至太阳能充电接口接入的充电电压也会越高。如此，控制装置可以根据获取的数量信息，确定接入的太阳能板的实际最大充电电压，也即实际开路电压。
[0064]
步骤s220、根据所述实际开路电压校正太阳能板的预设开路电压。
[0065]
具体地，控制装置可以根据实际开路电压校正太阳能板的预设开路电压，也即根据接入的太阳能板数量，确定太阳能板的预设开路电压，从而使得充电管理组件调节太阳能板通过太阳能充电接口输出至太阳能充电接口接入的充电电流，使得充电电压变化为预设开路电压与预设比例系数的乘积值，也即使得充电电压值落在充电功率优选范围内，使得用户在接入多个太阳能板的情况下，依旧能够保持较大的充电功率对储能器件持续进行充电。
[0066]
参照图1至图3，在一实施例中，所述根据检测到的充电电压控制所述充电管理组件设置所述太阳能充电接口接入的充电电流，具体为：
[0067]
将检测到的充电电压与太阳能板的预设开路电压与预设比例系数的乘积值进行比较，当比较结果为充电电压大于预设开路电压与预设比例系数的乘积值时，控制所述充电管理组件调大所述太阳能充电接口接入的充电电流；当比较结果为充电电压小于预设开路电压与预设比例系数的乘积值时，控制所述充电管理组件调小所述太阳能充电接口接入的充电电流。
[0068]
具体地，控制装置控制充电管理组件调节太阳能板通过太阳能充电接口输出至太阳能充电接口接入的充电电流后，会根据电压检测组件检测的充电电压，将充电电压与预设开路电压与预设比例系数的乘积值进行比较，并根据比较结果控制充电管理组件调节充电电流，直至充电电压达到预设开路电压与预设比例系数的乘积值为止。例如，控制装置将充电电压达到预设开路电压与预设比例系数的乘积值设为目标值，当充电管理组件调节充电电流后，若控制装置确定充电电压大于目标值时，则控制充电管理组件调大充电电流，直至充电电压达到目标值为止。若控制装置确定充电电压小于目标值时，则控制充电管理组件调小充电电流，直至充电电压达到目标值为止。如此，通过多次调节充电电流，最终使得充电电压达到预设开路电压与预设比例系数的乘积值，从而使得太阳能板处于大多数常见光照环境下能够保持较大的充电功率对储能器件持续进行充电。
[0069]
参照图1至图3，在一实施例中，所述户外电源还包括电流检测组件，用于检测所述太阳能充电接口接入的充电电流，其特征在于，所述户外电源太阳能板控制方法还包括：
[0070]
步骤s400、控制所述电流检测组件检测太阳能充电接口接入的充电电流；
[0071]
所述控制所述电压检测组件检测所述太阳能充电接口接入的充电电压，并根据检测到的充电电压控制所述充电管理组件设置所述太阳能充电接口接入的充电电流，具体为：
[0072]
根据所述充电电流和充电电压，确定对应的充电电流-充电电压变化特性曲线，并根据确定的充电电流-充电电压变化特性曲线，控制所述充电管理组件设置所述太阳能充电接口接入的充电电流。
[0073]
本实施例中，电流检测组件可为由电阻器件组成的分流电路；或者，还可为电流型霍尔传感器等专用的电流检测器件，用以检测太阳能板接口的充电电流，并可输出充电电
流检测信号至户外电源太阳能板控制装置，以供充电电流的识别。
[0074]
户外电源太阳能板控制装置中还可预存储有多个充电电流-充电电压变化特性曲线(为简化表述，以下用“变化特性曲线”来进行表述)，每一变化特性曲线可表征在一预设太阳光强度子区间中充电电压和充电电流的对应变化关系，而多个预设太阳光强度子区间所组成预设太阳光强度区间，可覆盖实际中大部分天气的户外太阳光强度，每一变化特性曲线可由多次预先实验得到，在此不做限定。可以理解的是，当太阳能板面积一定的情况下，充电电流和冲电电压的大小与太阳光照强度呈正比关系，因而户外电源太阳能板控制装置可根据充电电流和充电电压确定对应此时的太阳光照强度，并可将此时的太阳光照强度与多个预设太阳光强度子区间进行匹配，以确定与之匹配的预设太阳光强度子区间和对应的变化特性曲线。如此，当太阳光照强度变化时，户外电源太阳能板控制装置可根据重新匹配的变化特性曲线对充电电流进行调节，由于变化特性曲线为预先存储的，相较于仅根据充电电压调节而言，反应更为迅速，可有效缩短充电电压的调节时间。
[0075]
参照图1至图3，在一实施例中，所述户外电源还包括旋转放置组件，用于供所述太阳能板放置并用于带动所放置的太阳能板旋转，所述户外电源太阳能板控制方法还包括：
[0076]
步骤500、根据检测到的充电电压控制所述旋转放置组件旋转。
[0077]
本实施中，旋转放置组件可供太阳能板以预设倾斜角放置。户外电源太阳能板控制装置可响应于相应的信号，控制旋转放置组件旋转，以使倾斜放置的太阳能板可在用户的控制下，朝向不同的方向，便于用户可根据太阳实际的光照调节太阳能板朝向方向，无需挪动户外电源，极大的提高了太阳能板在户外的适用性。
[0078]
可选地，所述根据检测到的充电电压控制所述旋转放置组件以预设旋转速度旋转的步骤s500，具体为：
[0079]
将检测到的充电电压与预设电压阈值进行比较，当比较结果为充电电压大于预设电压阈值时，控制所述旋转放置组件停止旋转；当比较结果为充电电压小于预设电压阈值时，控制所述旋转放置组件以预设旋转速度旋转，直至比较结果为充电电压大于预设电压阈值。
[0080]
本实施例中，预设电压阈值可根据实际需要来确定，在此不做限定。当比较结果为充电电压大于预设电压阈值时，户外电源太阳能板控制装置可确定此时太阳能板朝向方向的光照满足了最低充电要求，充电速度较快，无需更换朝向方向。当比较结果为充电电压小于预设电压阈值时，户外电源太阳能板控制装置可确定此时太阳能板朝向方向的光照无法满足最低充电要求，充电速度较慢，急需更换朝向方向，此时可控制旋转组件旋转，直至太阳能板的朝向方向可重新使得比较结果恢复至大于预设电压阈值时停止旋转。如此设置，使得旋转放置组件可自动带动太阳能板自动追踪光照强度较大的方向，无需人力调节，有利于进一步提高太阳能板在户外的适用性。
[0081]
本发明还提出一种户外电源太阳能板50控制装置100，可以用于户外电源中。
[0082]
参照图2，在本发明一实施例中，所述户外电源包括太阳能充电接口20、电压检测组件30、充电管理组件40和储能器件10，所述太阳能充电接口20 用于接入太阳能板50，所述电压检测组件30用于检测所述太阳能充电接口 20接入的充电电压，充电管理组件40用于设置储能器件10的充电电流，所述户外电源太阳能板50控制装置100包括：
[0083]
存储器101；
[0084]
处理器102；以及
[0085]
存储在存储器101上并可在处理器上运行的户外电源太阳能板50控制程序，所述处理器102执行所述户外电源太阳能板50控制程序时实现如上所述的户外电源太阳能板50控制方法。
[0086]
本实施例中，存储器101可以为高速ram存储器，也可以是稳定的存储器 (non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器101可选的还可以是独立于前述控制装置100的存储装置；处理器102可以为cpu。存储器101和处理器102 之间以通信总线103连接，该通信总线103可以是uart总线或i2c总线。可以理解的是，控制装置100中还可设置有其他的相关程序，以驱动户外电源中其他的功能单元及模块工作。
[0087]
参照图3，在本发明一实施例中，本发明还提出一种户外电源，该户外电源包括储能器件10、太阳能充电接口20、电压检测组件30、充电管理组件 40和户外电源太阳能板50控制装置100，该户外电源太阳能板50控制装置 100的具体结构参照上述实施例，由于本户外电源采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，户外电源太阳能板50控制装置100分别与太阳能充电接口20、电压检测组件30以及充电管理组件40连接。
[0088]
本实施例中，储能器件10可为电池组。充电管理组件40可以采用多个开关器件、电感电容等组成的buck电路来实现，可以由充电管理芯片来实现，控制器可以控制充电管理组件40设置当前流到电池的充电电流值，即流过充电接口的电流值。太阳能充电接口20，用于接入太阳能板50。电压组件可为由电阻器件组成的分压电路；或者，还可为电压型霍尔传感器等专用的电压检测器件，用以检测太阳能板50接口的充电电流，并可输出充电电压信号。
[0089]
参照图3，在本发明一实施例中，本发明还提出一种户外电源组件，该户外电源组件包括太阳能板50和户外电源，该户外电源的具体结构参照上述实施例，由于本户外电源组件采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，户外电源与所述太阳能板50可拆卸电连接，太阳能板50用于将太阳能转换为电能后供给给户外电源，以为户外电源充电。
[0090]
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。