CN104810902A - 移动充电装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种移动充电装置和方法。该方法主要包括：AC-DC采集电网中传输的交流电，转换为直流电后传输给电池箱；电池箱在电池管理单元的控制下，将AC-DC传输过来的直流电分配到电池箱内部的各个储能电池中进行存储；在给电气设备进行充电时，电池箱在电池管理单元的控制下将各个储能电池中存储的直流电传输给所述DC-DC；DC-DC对直流电的电压进行转换后，传输给电气设备。本发明实施例的移动充电设备不仅可以从电网取电，对自身进行充电，还可以电能输出设备，对电动车等电气设备进行快速充电，以增加电动车的续时里程。以解决车载电池过重、续时里程不足、充电不便等问题。

Description

移动充电装置和方法

技术领域

本发明涉及电气设备充电技术领域，尤其涉及一种移动充电装置和方法。

背景技术

目前，电动汽车作为一种新能源汽车在我国处于发展中阶段，而纯电动汽车的续时里程短是其明显劣于传统汽车的一个致命的弱点。第一，在现阶段，动力电池的技术不能在短时间内实现突破，电动车的续时里程不能得以明显提高；第二，受限于政策控制及场地控制，充电设施不完善，也是限制电动车发展的一个重要原因。

因此，开发一种对电动汽车进行方便、有效地充电的装置是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种移动充电装置和方法，以实现对电气设备进行有效地移动充电。

根据本发明的一方面提供了一种移动充电装置，包括：AC-DC、电池箱、DC-DC和电池管理单元，所述电池管理单元和所述电池箱电气连接，所述电池箱和所述AC-DC、DC-DC电气连接；

所述的AC-DC，用于采集电网中传输的交流电，将所述交流电转换为直流电，将所述直流电传输给电池箱；

所述的电池箱，用于包括多个储能电池，将所述AC-DC传输过来的直流电分配到各个储能电池中进行存储；在给电气设备进行充电时，将各个储能电池中存储的直流电传输给所述DC-DC；

所述的DC-DC，用于根据电气设备的充电要求，对所述电池箱传输过来的直流电的电压进行转换，将电压转换后的直流电传输给所述电气设备；

所述的电池管理单元，用于控制所述电池箱中的各个储能电池启动或停止电流输入和输出处理。

优选地，采电口，用于和所述AC-DC电气连接，采集电网中传输的交流电，将所述交流电传输给所述AC-DC。

优选地，所述的装置还包括：

充电口，用于和所述DC-DC电气连接，充电口和DC-DC一一对应，将所述DC-DC传输过来的直流电传输给所述电气设备。

优选地，所述的电池箱中的各个储能电池互相并列连接。

优选地，所述的装置集成在可移动的箱体结构中。

优选地，所述的电池管理单元，用于分别和所述电池箱中的各个储能电池电气连接，检测各个储能电池的剩余电量；

在所述电池箱进行充电处理时，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时进行电流输入，将所述AC-DC传输过来的直流电均衡传输到各个储能电池；否则，则控制剩余电量低于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输入，使所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时进行电流输入。

在所述电池箱进行放电处理时，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC；否则，控制剩余电量高于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输出，使所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC；

检测各个储能电池的工作状态，当检测到某个储能电池的工作状态为故障后，则控制停止所述某个储能电池的电流输入和电流输出。

优选地，所述的箱体结构的外表面上设置有控制面板，所述的控制面板上设置有显示屏，以及各个储能电池的电流输入和输出开关。

根据本发明的另一方面，提供了一种移动充电方法，包括：

AC-DC采集电网中传输的交流电，将所述交流电转换为直流电，将所述直流电传输给电池箱；

所述电池箱在电池管理单元的控制下，将所述AC-DC传输过来的直流电分配到所述电池箱内部的各个储能电池中进行存储；在给电气设备进行充电时，所述电池箱在电池管理单元的控制下将各个储能电池中存储的直流电传输给所述DC-DC；

所述DC-DC根据电气设备的充电要求，对所述电池箱传输过来的直流电的电压进行转换，将电压转换后的直流电传输给所述电气设备。

优选地，所述的AC-DC采集电网中传输的交流电，将所述交流电转换为直流电，包括：

将采电口和所述AC-DC电气连接，所述采电口采集电网中传输的交流电，将所述交流电传输给所述AC-DC，所述AC-DC根据所述电池箱中的储能电池的电压规范要求，将所述交流电转换为直流电。

优选地，所述的所述电池箱在电池管理单元的控制下，将所述AC-DC传输过来的直流电分配到所述电池箱内部的各个储能电池中进行存储，包括：

将电池管理单元分别和所述电池箱中的各个储能电池电气连接，所述电池管理单元检测各个储能电池的剩余电量，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时进行电流输入，将所述AC-DC传输过来的直流电均衡传输到各个储能电池；否则，控制剩余电量低于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输入，使所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时进行电流输入。

优选地，所述的在给电气设备进行充电时，所述电池箱在电池管理单元的控制下将各个储能电池中存储的直流电传输给所述DC-DC，包括：

将电池管理单元分别和所述电池箱中的各个储能电池电气连接，所述电池管理单元检测各个储能电池的剩余电量，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC；否则，控制剩余电量高于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输出，使所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC。

优选地，所述的方法还包括：

将电池管理单元分别和所述电池箱中的各个储能电池电气连接，所述电池箱中的各个储能电池并列连接，所述电池管理单元检测各个储能电池的工作状态，当检测到某个储能电池的工作状态为故障后，则控制停止所述某个储能电池的电流输入和电流输出。

优选地，所述的DC-DC根据电气设备的充电要求，对所述电池箱传输过来的直流电的电压进行转换，将电压转换后的直流电传输给所述电气设备，包括：

将1个或者多个充电口和所述DC-DC电气连接，所述充电口和所述DC-DC一一对应，所述DC-DC根据电气设备的充电要求，对所述电池箱传输过来的直流电的电压进行转换，将电压转换后的直流电传输给和所述DC-DC连接的所述充电口，所述充电口将所述直流电传输给所述电气设备。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过将数码产品“移动电源”的开发理念应用到电气设备的移动充电技术领域，移动充电设备不仅可以从电网取电，对自身进行充电，还可以电能输出设备，对电动车等电气设备进行快速充电，以增加电动车的续时里程。以解决车载电池过重、续时里程不足、充电不便等问题。本发明实施例的移动充电装置不仅可以对电动汽车进行供电工作，而且可以对居民用电器设备进行供电工作。不仅可以移动救援充电，而且可以定点在较长一段时间内进行供电工作。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种移动充电装置的结构图，图中，AC-DC(交流到直流转换器)10、电池箱20、电池管理单元30、DC-DC(直流到直流转换器)40、充电口50和采点口60；

图2为本发明实施例二提供的一种移动充电方法的处理流程图。

具体实施方式

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

为了解决现有的电动车续时里程短，充电设施不足等问题，本发明实施例受启发于电子数码产品的“移动电源”设计开发思想，设计一种移动电源车作为一种储能电源，可以从电网取电对自身进行充电，然后在必要的时候可以对有需要救援的车辆进行充电，也可以代替固定充电桩对电动车进行快速充电。

该实施例提供的一种移动充电装置，其具体结构如图1所示，包括：AC-DC(交流到直流转换器)10、电池箱20、电池管理单元30、DC-DC(直流到直流转换器)40、充电口50和采点口60，所述的电池管理单元和所述电池箱电气连接，所述电池箱和所述AC-DC、DC-DC电气连接。

所述的AC-DC，用于采集电网中传输的高压的交流电(380V)，将所述交流电转换为直流电，该直流电可以为120V，将所述直流电传输给电池箱；

所述的电池箱，用于包括多个并联连接的储能电池，将所述AC-DC传输过来的直流电分配到各个储能电池中进行存储；在给电气设备进行充电时，将各个储能电池中存储的直流电传输给所述DC-DC；

所述的DC-DC，用于根据电气设备的充电要求，对所述电池箱传输过来的直流电的电压进行转换，将电压转换后的直流电传输给所述电气设备。上述电气设备可以为电动汽车或者居民家庭用电设备，比如为电动汽车时，上述电压转换后的直流电可以为12V。

所述的电池管理单元，用于控制所述电池箱中的各个储能电池启动或停止电流输入和输出处理。

进一步地，采电口，用于和所述AC-DC电气连接，采集电网中传输的交流电，将所述交流电传输给所述AC-DC。

进一步地，充电口，用于和所述DC-DC电气连接，和所述DC-DC一一对应，将所述DC-DC传输过来的直流电传输给所述电气设备。所述充电口和所述DC-DC的数量可以为多个。

进一步地，所述的电池管理单元，用于分别和所述电池箱中的各个储能电池电气连接，检测各个储能电池的剩余电量和工作状态；

在所述电池箱进行充电处理时，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时进行电流输入，将所述AC-DC传输过来的直流电均衡传输到各个储能电池；否则，则控制剩余电量低于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输入，使所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时进行电流输入。

在所述电池箱进行放电处理时，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC；否则，则控制剩余电量高于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输出，使所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC。

检测各个储能电池的工作状态，当检测到某个储能电池的工作状态为故障后，则控制停止所述某个储能电池的电流输入和电流输出。

上述装置可以集成在可移动的箱体结构中，上述箱体结构的外表面上设置有控制面板，所述的控制面板上设置有显示屏，以及各个储能电池的电流输入和输出开关。移动充电装置可以具有人机交互界面、刷卡计费系统。

本发明实施例的移动充电装置的使用方式灵活，可以车载使用，也可以定点使用。

1、运输：该移动充电装置的结构参考集装箱进行设计，以方便运输及转运。箱体底部留有叉车作业空间，场地内或者短途运输可以利用叉车进行；箱体的四角安装有集装箱专用的角件，便于箱体的固定及吊装。

2、使用方式

车载使用：该移动充电装置可以使用运输货车承载，并行驶至指定地点进行工作

定点使用：该移动充电装置可以运输至指定地点后，卸载在地面上定点使用。使用地点包括居民小区、加油站附近、高速服务区等地。对车辆充电完毕后，再行运输至电网充电站进行充电。

实施例二

该实施例提供的一种移动充电方法的处理流程如图2所示，包括如下的处理步骤：

步骤S210、AC-DC采集电网中传输的交流电，将所述交流电转换为直流电，将所述直流电传输给电池箱。

将一个或者多个采电口和所述AC-DC电气连接，所述采电口采集电网中传输的高压的交流电，该交流电通常为380V。采电口将所述交流电传输给所述AC-DC。

所述AC-DC根据所述电池箱中的储能电池的电压规范要求，将所述交流电转换为直流电，该直流电可以为120V。

移动充电装置一般都是在夜间利用电网的谷电进行充电。充电时间一般为7个小时左右，充电电量为280kwh。

步骤S220、电池箱在电池管理单元的控制下，将所述AC-DC传输过来的直流电分配到所述电池箱内部的各个储能电池中进行存储。

将电池管理单元分别和所述电池箱中的各个储能电池电气连接，电池管理单元按照设定的时间间隔检测各个储能电池的剩余电量，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时进行电流输入，将所述AC-DC传输过来的直流电均衡传输到各个储能电池；否则，控制剩余电量低于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输入，可以将所述AC-DC传输过来的直流电先输入给这些低于所有储能电池的平均电量的储能电池，并实时检测所有储能电池的剩余电量，待检测到所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时进行电流输入，即所有储能电池同时接收AC-DC传输过来的直流电。

经过上述过程，可以将AC-DC传输过来的直流电平均分配到所述电池箱内部的各个储能电池中进行存储。

步骤S230、在给电气设备进行充电时，电池箱在电池管理单元的控制下将各个储能电池中存储的直流电传输给所述DC-DC。

将电池管理单元分别和所述电池箱中的各个储能电池电气连接，电池管理单元按照设定的时间间隔检测各个储能电池的剩余电量，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC；否则，控制剩余电量高于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输出，比如，剩余电量高于所有储能电池的平均电量的储能电池先将存储的直流电传输给所述DC-DC，并实时检测所有储能电池的剩余电量，待检测到所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC。

经过上述过程，可以将电量均衡的各个储能电池中存储的直流电同时传输给DC-DC。

步骤S240、DC-DC根据电气设备的充电要求，对电池箱传输过来的直流电的电压进行转换，将电压转换后的直流电传输给所述电气设备。

将1个或者多个充电口和所述DC-DC电气连接，所述充电口和所述DC-DC一一对应，所述DC-DC根据电气设备的充电要求，对所述电池箱传输过来的直流电的电压进行转换，比如，转换为12V。DC-DC将电压转换后的直流电传输给和所述DC-DC连接的所述充电口，所述充电口将所述直流电传输给所述电气设备。为了提高充电效率，给电动车的充电方式一般为快充，时间为2个小时左右。

在实际的应用中，上述电池管理单元还按照设定的时间间隔检测各个储能电池的工作状态，当检测到某个储能电池的工作状态为故障后，则控制停止所述某个储能电池的电流输入和电流输出，将上述某个储能电池拆除。由于各个储能电池是并列连接的，拆除出现故障的储能电池不会对其它储能电池造成影响。

综上所述，本发明实施例通过将数码产品“移动电源”的开发理念应用到电气设备的移动充电技术领域，移动充电设备不仅可以从电网取电，对自身进行充电，还可以电能输出设备，对电动车等电气设备进行快速充电，以增加电动车的续时里程。以解决车载电池过重、续时里程不足、充电不便等问题。本发明实施例的移动充电装置不仅可以对电动汽车进行供电工作，而且可以对居民用电器设备进行供电工作。不仅可以移动救援充电，而且可以定点在较长一段时间内进行供电工作。

本发明实施例的移动充电装置可以同时为多辆电动车进行充电，进一步解决了充电桩数量不足的问题。本发明实施例的移动充电装置的电池不仅可以利用新电池进行开发，而且可以利用在电动车开发、使用过程中产生的废旧电池进行开发，达到电池的回收利用之目的，极大地提高了电池的利用率，降低了制造使用成本。

本发明实施例的移动充电装置结合电动车的市场产业化理念，加入了人机交互、刷卡计费功能。用户可以通过密码或者插卡的方式，定额、定量地对电动车进行充电，有利于加快电动汽车产业化、市场化的进程。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种移动充电装置，其特征在于，包括：AC-DC、电池箱、DC-DC和电池管理单元，所述电池管理单元和所述电池箱电气连接，所述电池箱和所述AC-DC、DC-DC电气连接；

所述的AC-DC，用于采集电网中传输的交流电，将所述交流电转换为直流电，将所述直流电传输给电池箱；

所述的电池箱，用于包括多个储能电池，将所述AC-DC传输过来的直流电分配到各个储能电池中进行存储；在给电气设备进行充电时，将各个储能电池中存储的直流电传输给所述DC-DC；

所述的DC-DC，用于根据电气设备的充电要求，对所述电池箱传输过来的直流电的电压进行转换，将电压转换后的直流电传输给所述电气设备；

所述的电池管理单元，用于控制所述电池箱中的各个储能电池启动或停止电流输入和输出处理。

2.根据权利要求1所述的移动充电装置，其特征在于，所述的装置还包括：

采电口，用于和所述AC-DC电气连接，采集电网中传输的交流电，将所述交流电传输给所述AC-DC。

3.根据权利要求2所述的移动充电装置，其特征在于，所述的装置还包括：

充电口，用于和所述DC-DC电气连接，充电口和DC-DC一一对应，将所述DC-DC传输过来的直流电传输给所述电气设备。

4.根据权利要求1所述的移动充电装置，其特征在于，所述的电池箱中的各个储能电池互相并列连接。

5.根据权利要求1所述的移动充电装置，其特征在于，所述的装置集成在可移动的箱体结构中。

6.根据权利要求1至5任一项所述的移动充电装置，其特征在于：

所述的电池管理单元，用于分别和所述电池箱中的各个储能电池电气连接，检测各个储能电池的剩余电量；

在所述电池箱进行充电处理时，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时进行电流输入，将所述AC-DC传输过来的直流电均衡传输到各个储能电池；否则，则控制剩余电量低于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输入，使所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时进行电流输入。

在所述电池箱进行放电处理时，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC；否则，控制剩余电量高于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输出，使所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC；

检测各个储能电池的工作状态，当检测到某个储能电池的工作状态为故障后，则控制停止所述某个储能电池的电流输入和电流输出。

7.根据权利要求6所述的移动充电装置，其特征在于，所述的箱体结构的外表面上设置有控制面板，所述的控制面板上设置有显示屏，以及各个储能电池的电流输入和输出开关。

8.一种移动充电方法，其特征在于，包括：

AC-DC采集电网中传输的交流电，将所述交流电转换为直流电，将所述直流电传输给电池箱；

所述电池箱在电池管理单元的控制下，将所述AC-DC传输过来的直流电分配到所述电池箱内部的各个储能电池中进行存储；在给电气设备进行充电时，所述电池箱在电池管理单元的控制下将各个储能电池中存储的直流电传输给所述DC-DC；

所述DC-DC根据电气设备的充电要求，对所述电池箱传输过来的直流电的电压进行转换，将电压转换后的直流电传输给所述电气设备。

9.根据权利要求8所述的移动充电方法，其特征在于，所述的AC-DC采集电网中传输的交流电，将所述交流电转换为直流电，包括：

将采电口和所述AC-DC电气连接，所述采电口采集电网中传输的交流电，将所述交流电传输给所述AC-DC，所述AC-DC根据所述电池箱中的储能电池的电压规范要求，将所述交流电转换为直流电。

10.根据权利要求9所述的移动充电方法，其特征在于，所述的所述电池箱在电池管理单元的控制下，将所述AC-DC传输过来的直流电分配到所述电池箱内部的各个储能电池中进行存储，包括：

将电池管理单元分别和所述电池箱中的各个储能电池电气连接，所述电池管理单元检测各个储能电池的剩余电量，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时进行电流输入，将所述AC-DC传输过来的直流电均衡传输到各个储能电池；否则，控制剩余电量低于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输入，使所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时进行电流输入。

11.根据权利要求9所述的移动充电方法，其特征在于，所述的在给电气设备进行充电时，所述电池箱在电池管理单元的控制下将各个储能电池中存储的直流电传输给所述DC-DC，包括：

将电池管理单元分别和所述电池箱中的各个储能电池电气连接，所述电池管理单元检测各个储能电池的剩余电量，判断各个储能电池的剩余电量是否均衡，如果是，则控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC；否则，控制剩余电量高于所有储能电池的平均电量的储能电池先进行电流输出，使所有储能电池的剩余电量均衡后，再控制各个储能电池同时将存储的直流电传输给所述DC-DC。

12.根据权利要求9所述的移动充电方法，其特征在于，所述的方法还包括：

将电池管理单元分别和所述电池箱中的各个储能电池电气连接，所述电池箱中的各个储能电池并列连接，所述电池管理单元检测各个储能电池的工作状态，当检测到某个储能电池的工作状态为故障后，则控制停止所述某个储能电池的电流输入和电流输出。

13.根据权利要求8-12任一项所述的移动充电方法，其特征在于，所述的DC-DC根据电气设备的充电要求，对所述电池箱传输过来的直流电的电压进行转换，将电压转换后的直流电传输给所述电气设备，包括：

将1个或者多个充电口和所述DC-DC电气连接，所述充电口和所述DC-DC一一对应，所述DC-DC根据电气设备的充电要求，对所述电池箱传输过来的直流电的电压进行转换，将电压转换后的直流电传输给和所述DC-DC连接的所述充电口，所述充电口将所述直流电传输给所述电气设备。