CN108695938A - 一种用于电动设备的动力电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动力电源装置技术领域，特别是涉及一种用于电动设备的动力电源装置，其包括电性连接的受电结构、充电控制器、超级电容模组、大功率耗电装置、传统电源模块、小功率耗电装置、内部供电模块、协作处理器、数据监控模块和数据传输模块；其超级电容模组作为主要电源，用于大功率耗电装置，传统电源模块作为备用电源，用于系统运作。该用于电动设备的动力电源装置，具有能实现动力电源快速充放电，能大幅度提高该动力电源装置的充放电次数，并可过充和过放，不会造成损伤，并且绿色环保，环境适合性好，在高低温环境下充放电性能良好，并且电源安全性高，不易受外力、短路等原因造成安全问题或引发爆炸的优点。

Description

一种用于电动设备的动力电源装置
技术领域
本发明涉及动力电源装置技术领域，特别是涉及一种用于电动设备的动力电源装置。
背景技术
电能作为清洁能源已经得到了广泛应用，目前我们获得电能的方式主要通过电网和电源类储电装置获得。电源类储电装置的可移动性特点成为许多电子产品的动力电源。传统的电源类储电装置存在以下的缺陷：(1)传统电源充电时间长，一般要数个小时才能充电完成；(2)传统电源在使用后会有记忆效应，储电效率随着充电次数的增加电源容量逐渐减少；(3)传统电源过冲和过放都会使电源内部电化学发生不可逆的反应，造成发热等问题，从而产生永久性损害；(4)传统电源内部含有重金属等成分，在生产过程中和电源报废后容易造成环境污染；(5)传统电源温度特性差，环境温度范围一般在-20℃～60℃，温度过低，电源充电速度和放电电流降低；温度过高，会破坏电源内的化学平衡，导致副反应；(6)传统电源安全性差，除电源内部热失控之外，外部因素，如过充，火源、挤压、穿刺、短路等问题也会导致安全问题，甚至导致爆炸。
而超级电容作为近年来发展起来的一种快速充放电器件，有“黄金电源”之誉，过充和过放基本不对其寿命造成影响，可以作为大容量储能的新型器件，已受到人们的重视。
超级电容相对于传统电源，具有如下优点：(1)超级电容电源充电速度快，一般充电数数秒～几分钟就可以完成其额定电量的95％以上；(2)超级电容电源循环寿命长，由于冲放电循环没有“记忆效应”，超级电容电源深度充放电循环可达数十万次；(3)超级电容电源对过充电和过放电有较强的承受能力，可稳定反复充放电，不会对超级电容电源寿命造成影响；(4)超级电容电源在产品材料构成、生产、使用、储存和拆解过程中均没有污染，绿色环保；(5)超级电容电源温度特性优异，温度范围可达-40℃～70℃，相对于传统电容环境适应性更强；(6)超级电容电源安全性高，传统电源的安全性问题在超级电容上基本不存在，即使电源短路也不会发生爆炸。基于超级电容电源的特殊优点，超级电容电源在问世不久就已在许多领域获得应用，未来在新能源领域前景广阔。然而，由于超级电容能量密度低，相对于传统电源，存在体积大，储电量小的缺陷，因此在许多领域作为辅助电源还得不到应用。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处而提供一种用于电动设备的动力电源装置，该用于电动设备的动力电源装置具有充放电快、寿命长的优点。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
提供一种用于电动设备的动力电源装置，包括电性连接的受电结构、充电控制器、超级电容模组、大功率耗电装置、传统电源模块、小功率耗电装置、内部供电模块、协作处理器、数据监控模块和数据传输模块；
所述受电结构从充电设备获取电能，然后通过所述充电控制器对所述超级电容模组进行充电；
所述超级电容模组的第一输出端与所述大功率耗电装置连接，所述超级电容模组作为主动力电源，为所述大功率耗电装置供电；
所述超级电容模组的电池系统电量满足应用要求时，所述传统电源模块作为备用电源，一旦所述超级电容模组出现异常或电能严重不足时，所述传统电源模块立刻为所述小功率耗电装置和所述内部供电模块供电，并提示告警，同时通过数据传输模块向外网或后台发送告警信息，所述内部供电模块根据需要将电量供给所述协作处理器、所述数据监控模块和所述数据传输模块；
所述数据监控模块监测所述协作处理器和所述数据传输模块的数据处理；
所述数据传输模块将所述协作处理器的数据和所述数据监控模块的数据传送至外网或后台。
所述大功率耗电装置包括动力装置和照明装置。
所述超级电容模组的第二输出端与所述传统电源模块连接，所述超级电容模组作为所述传统电源模块的充电装置，为所述传统电源模块供电。
当超级电容模组的电池系统出现异常或电能严重不足时，传统电源模块作为备用电源，为小功率耗电装置供电，从而使系统正常运作，传统电源模块也可强制作为临时动力电源为所述大功率耗电装置供电以应急使用，并提示告警，同时通过数据传输模块向外网或后台发送告警信息。
所述协作处理器的输出端分别与所述内部供电模块、所述充电控制器、所述数据监控模块和所述数据传输模块连接。
所述传统电源模块设置为电能存储器件或电能存储装置。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的一种用于电动设备的动力电源装置，具有以下优点：A、能实现动力电源快速充放电，能大幅度提高该动力电源装置的充放电次数，并可过充和过放，不会造成损伤；B、电池成分绿色环保对环境无污染；C、使用环境适合性好，在高低温环境下充放电性能良好；D、电源安全性高，不易受外力、短路等原因造成安全问题或引发爆炸。
(2)本发明提供的一种用于电动设备的动力电源装置，其超级电容模组作为主要电源，用于大功率耗电装置，传统电源模块作为主电源出现异常或电能严重不足时的备用电源，用于系统运作。另外，超级电容模组始终作为传统电源模块的充电装置，保证传统电源模块的电量，从而使系统正常运作。
(3)本发明提供的一种用于电动设备的动力电源装置，在充电时，充电控制器只对超级电容模组进行充电，不对传统电源模块进行充电，进而能够提高充电效率。
(4)本发明提供的一种用于电动设备的动力电源装置，当超级电容模组的电量用尽而未得到及时补充时，系统切换传统电源模块作为临时动力电源，并提示用户和系统后台尽快充电，完成电源电量补充。
附图说明
图1是本发明的一种用于电动设备的动力电源装置的结构示意图。
附图标记：
受电结构1；
充电控制器2；
超级电容模组3；
大功率耗电装置4；
传统电源模块5；
小功率耗电装置6；
内部供电模块7；
协作处理器8；
数据监控模块9；
数据传输模块10；
充电设备11；
外网或后台12。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例的一种用于电动设备的动力电源装置，如图1所示，包括电性连接的受电结构1、充电控制器2、超级电容模组3、大功率耗电装置4、传统电源模块5、小功率耗电装置6、内部供电模块7、协作处理器8、数据监控模块9和数据传输模块10；其中，受电结构1从充电设备11获取电能，然后通过充电控制器2对超级电容模组3进行充电；其中，超级电容模组3的第一输出端与大功率耗电装置4连接，超级电容模组3作为主动力电源，为大功率耗电装置4供电；其中，超级电容模组3的电池系统电量满足应用要求时，通过该超级电容模组3的第二输出端的电路控制保持输出电压始终为传统电源模块5保持充电状态，传统电源模块5作为备用电源，一旦超级电容模组3出现异常或电能严重不足时，传统电源模块5立刻为小功率耗电装置6和内部供电模块7供电，并提示告警，同时通过数据传输模块10向外网或后台12发送告警信息，内部供电模块7根据需要将电量供给协作处理器8、数据监控模块9和数据传输模块10；其中，数据监控模块9监测协作处理器8和数据传输模块10的数据处理；数据传输模块10将协作处理器8的数据和数据监控模块9的数据传送至外网或后台12。
本实施例中，大功率耗电装置4包括动力装置和照明装置，但不限于动力装置和照明装置。
本实施例中，超级电容模组3的第二输出端与传统电源模块5连接，超级电容模组3作为传统电源模块5的充电装置，为传统电源模块5供电。其中，该超级电容模组3的第二输出端通过电路控制保持输出电压始终为传统电源模块5的设计充电电压状态。
本实施例中，当超级电容模组3的电池系统出现异常或电能严重不足时，传统电源模块5作为备用电源，为小功率耗电装置6供电，从而使系统正常运作，传统电源模块5也可强制作为临时动力电源为所述大功率耗电装置4供电以应急使用，并提示告警，同时通过数据传输模块10向外网或后台12发送告警信息。。
本实施例中，协作处理器8的输出端分别与内部供电模块7、充电控制器2、数据监控模块9和数据传输模块10连接。
本实施例中，传统电源模块5设置为电能存储器件或电能存储装置，进而具有结构简单，生产成本低的优点。
其中，超级电容模组3作为主要电源，用于大功率耗电装置4，传统电源模块5作为备用电源，用于系统运作。另外，超级电容模组3始终作为传统电源模块5的充电装置，保证传统电源模块5的电量，从而使系统正常运作。该用于电动设备的动力电源装置，在充电时，充电控制器2只对超级电容模组3进行充电，不对传统电源模块5进行充电，进而能够提高充电效率。另外，当超级电容模组3的电量用尽而未得到及时补充时，系统切换传统电源模块5作为临时动力电源，并提示用户和系统后台尽快充电，完成电源电量补充。用于电动设备的动力电源装置，具有以下优点：A、能实现动力电源快速充放电，能大幅度提高该动力电源装置的充放电次数，并可过充和过放，不会造成损伤；B、电池成分绿色环保对环境无污染；C、使用环境适合性好，在高低温环境下充放电性能良好；D、电源安全性高，不易受外力、短路等原因造成安全问题或引发爆炸。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种用于电动设备的动力电源装置，其特征在于：包括电性连接的受电结构、充电控制器、超级电容模组、大功率耗电装置、传统电源模块、小功率耗电装置、内部供电模块、协作处理器、数据监控模块和数据传输模块；
所述受电结构从充电设备获取电能，然后通过所述充电控制器对所述超级电容模组进行充电；
所述超级电容模组的第一输出端与所述大功率耗电装置连接，所述超级电容模组作为主动力电源，为所述大功率耗电装置供电；
所述超级电容模组的电池系统电量满足应用要求时，所述传统电源模块作为备用电源，一旦所述超级电容模组出现异常或电能严重不足时，所述传统电源模块立刻为所述小功率耗电装置和所述内部供电模块供电，并提示告警，同时通过数据传输模块向外网或后台发送告警信息，所述内部供电模块根据需要将电量供给所述协作处理器、所述数据监控模块和所述数据传输模块；
所述数据监控模块监测所述协作处理器和所述数据传输模块的数据处理；
所述数据传输模块将所述协作处理器的数据和所述数据监控模块的数据传送至外网或后台。
2.根据权利要求1所述的一种用于电动设备的动力电源装置，其特征在于：所述大功率耗电装置包括动力装置和照明装置。
3.根据权利要求1所述的一种用于电动设备的动力电源装置，其特征在于：所述超级电容模组的第二输出端与所述传统电源模块连接，所述超级电容模组作为所述传统电源模块的充电装置，为所述传统电源模块供电。
4.根据权利要求1所述的一种用于电动设备的动力电源装置，其特征在于：当超级电容模组的电池系统出现异常或电能严重不足时，传统电源模块作为备用电源，为小功率耗电装置供电，从而使系统正常运作，传统电源模块也可强制作为临时动力电源为所述大功率耗电装置供电以应急使用，并提示告警，同时通过数据传输模块向外网或后台发送告警信息。
5.根据权利要求1所述的一种用于电动设备的动力电源装置，其特征在于：所述协作处理器的输出端分别与所述内部供电模块、所述充电控制器、所述数据监控模块和所述数据传输模块连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于电动设备的动力电源装置，其特征在于：所述传统电源模块设置为电能存储器件或电能存储装置。
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