CN109066867A - 一种新能源汽车便携式储能应急充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种新能源汽车便携式储能应急充电装置，包括壳体和便携基座，壳体上设有充电插头、放电输出端座和显示屏，放电输出端座上设有充电枪，壳体内设有充放电模组和计量通信模组，计量通信模组包括电能计量模块、微处理器和无线通信模块，电能计量模块分别与逆变器输出端和微处理器电连接，微处理器与无线通信模块电连接，电能计量模块实时计量电流与电压，微处理器将信息发送至显示屏和无线通信模块，无线通信模块分别与主控电池管理系统和远端服务器无线连接，本发明体积小易携带，可实现线下充电，具备自动计量功能且可无线传送数据，实现支付终端实时收费。

Description

一种新能源汽车便携式储能应急充电装置

技术领域

本发明涉及新能源电动汽车充电领域，尤其涉及一种新能源汽车便携式储能应急充电装置。

背景技术

电动汽车充电装置主要分为并网固定桩式与离线储能便携式，目前市面上投入应用的均为固定充电桩，而离线便携式充电机则尚未普及。由于近年来电动汽车保有量以较快的速度增长，固有充电桩的数量远不能满足电动汽车用户的充电需求，因此离线便携式充电机作为一种补充充电方式，具有较广阔的市场前景。

CN201420392771.5公开了一种固定桩式的电动汽车充电站和电动汽车充电群，该方案在现有的箱式变电站和多个充电桩之间增设多个分支充电装置，由每个分支充电装置带动多个充电终端，以解决现有技术中当充电主站距离充电终端距离过远时引起的电缆压降损失和电能浪费的技术问题，该方案通过增设分支充电端的方式解决充电距离的问题，以及车辆同时充电台数的容量问题，但与可移动的离线便携式相比占用更多场地与设备资源，其投入成本存在较大劣势。

CN201620203994.1 公开了一种电动汽车移动便携型快速直流非车载充电机，该装置采用与普通固定式充电桩相似的电路拓扑结构，将充电机主体放置于轮式基座上，可通过移动小车来调整充电机与不同交流电源输出口的相对位置，以及车辆充电口与充电机之间的相对位置，实现了灵活便捷的在线充电，但是该方案在交流电源口被挤占的条件下无法使用，因此仍不能满足用户即时快速充电的需求。

CN201710160348.0公开了一种便携式电动汽车应急电源装置，该装置在内部设置了用于离线储能的电池模组，并在电池模组中安装了温度传感器、电压传感器并设置了电池管理系统，以保障储能系统充放电时的安全性，可实现移动应急充电，但该设备并未配置电能计量计费与费用收缴功能，不利于充电站大规模推广使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源汽车便携式储能应急充电装置，体积小易携带，可实现线下充电，具备自动计量功能且可无线远程传送数据，实现支付终端实时收费。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新能源汽车便携式储能应急充电装置，包括壳体和便携基座，所述壳体上设有充电插头、放电输出端座和显示屏，所述放电输出端座上设有充电枪，所述壳体内设有充放电模组和计量通信模组，所述充放电模组包括充电模块、储能电池组、逆变器和主控电池管理系统，所述充电模块输入端与充电插头电连接，其输出端与储能电池组输入端电连接，所述逆变器输入端与储能电池组输出端电连接，其输出端与放电输出端座电连接，所述充电模块、储能电池组和逆变器均与主控电池管理系统电连接，所述计量通信模组包括电能计量模块、微处理器和无线通信模块，所述电能计量模块分别与逆变器输出端和微处理器电连接，所述微处理器与无线通信模块电连接，所述电能计量模块实时计量电流与电压，所述微处理器将信息发送至显示屏和无线通信模块，所述无线通信模块分别与主控电池管理系统和远端服务器无线连接。

作为进一步的优化，所述电能计量模块为单相互感式大电流计量模块HLW8032，所述微处理器为基于RS485通讯接口的STM32芯片，所述无线通信模块为无线通讯模块SIM900A。

作为进一步的优化，所述主控电池管理系统包括传感器信号检测模块、主控制器以及开关控制单元，所述传感器信号检测模块与主控制器电连接，所述主控制器与开关控制单元电连接，并与无线通信模块无线连接。

作为进一步的优化，所述充电模块中设有开关充电电路的交流接触器控制端，所述交流接触器控制端与所述开关控制单元电连接。

作为进一步的优化，所述逆变器中设有开关放电电路的逆变输出控制开关，所述逆变输出控制开关与所述开关控制单元电连接。

作为进一步的优化，还包括低压输出模块，所述低压输出模块与储能电池组通过控制开关电连接。

作为进一步的优化，所述低压输出模块包括DC12V模块和DC5V模块，分别与第一输出口和第二输出口电连接。

作为进一步的优化，所述便携基座上设有限位结构，所述限位结构将壳体锁定于便携基座上端。

作为进一步的优化，所述便携基座底端铰接有滚轮，顶端设有可伸缩手柄，侧壁上设有散热孔。

作为进一步的优化，所述显示屏为LCD液晶屏。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

1.可灵活扩充台套数，与固定充电桩相比具有较高的成本优势；

2.体积小易携带，充电场合不受交流电源充电口被占用的限制；

3.可实现线下充电，如在生活用电实行峰谷机制的区域对储能电池进行夜间充电，有效降低运行费用；

4.具备自动计量与计费功能，可在移动支付端实时支付。

附图说明

图1为本发明的结构图。

图2为本发明的示意图。

图3为本发明主控电池管理系统的示意图。

图4位本发明计量通信模组的示意图。

图中，1.壳体；2.便携基座；3.充电插头；4.放电输出端座；5.显示屏；6.充电枪；7.滚轮；8.伸缩手柄；9.散热孔；10.低压输出模块；11.充电模块；12.储能电池组；13.逆变器；14.主控电池管理系统；15.计量通信模组；141.传感器信号检测模块；142.主控制器；143.开关控制单元；151.电能计量模块；152.微处理器；153.无线通信模块。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，一种新能源汽车便携式储能应急充电装置，包括壳体1和便携基座2，壳体1上设有充电插头3、放电输出端座4和显示屏5，放电输出端座4上设有充电枪6，便携基座2上设有限位结构，限位结构将壳体1锁定于便携基座2上端，便携基座2底端铰接有滚轮7，顶端设有可伸缩手柄8，便于人工移动该装置，侧壁上设有散热孔9，显示屏5为LCD液晶屏。

如图2至图4所示，壳体1内设有充放电模组和计量通信模组，充放电模组包括充电模块11、储能电池组12、逆变器13和主控电池管理系统14，充电模块11输入端与充电插头3电连接，其输出端与储能电池组12输入端电连接，逆变器13输入端与储能电池组12输出端电连接，其输出端与放电输出端座4电连接，充电模块11、储能电池组12和逆变器13均与主控电池管理系统14电连接，计量通信模组15包括电能计量模块151、微处理器152和无线通信模块153，电能计量模块151分别与逆变器13输出端和微处理器152电连接，微处理器152与无线通信模块153电连接，电能计量模块151实时计量电流与电压，微处理器152将信息发送至显示屏5和无线通信模块153，无线通信模块153与主控电池管理系统14和远端服务器无线连接，无线通信模块153将信息传输至远端服务器，电能计量模块151为单相互感式大电流计量模块HLW8032，微处理器152为基于RS485通讯接口的STM32芯片，无线通信模块153为无线通讯模块SIM900A。

主控电池管理系统14包括传感器信号检测模块141、主控制器142以及开关控制单元143，传感器信号检测模块141与主控制器142电连接，主控制器142与开关控制单元143电连接，并与无线通信模块153无线连接。

本装置的实施主要分为充电过程和放电过程，其中充电过程在电价处于低谷的夜间对储能电池组12进行补电操作，充电插头3从电网端获得电能，经动力电缆传输至充电模块11，充电模块11将交流电整流为直流电，对储能电池组12进行充电。

充电模块11中设有开关充电电路的交流接触器控制端，交流接触器控制端与开关控制单元143电连接，充电过程中，传感器信号检测模块141将电池状态传输至主控制器142，由主控制器142逻辑运算出结果并发出控制指令至开关控制单元143，再由开关控制单元143驱动充电模块11中的交流接触器，若主控制器142发出充电开始信号且电池未满，则吸合交流接触器，若检测到电池充满或发生过流、过压、过热情况，则自动切断交流接触器。

逆变器13中设有开关放电电路的逆变输出控制开关，逆变输出控制开关与开关控制单元143电连接，放电过程中，主控制器142发出放电使能信号，控制逆变器13内部逆变输出控制开关导通，同时主控电池管理系统14监控电流、电压与温度状态，若状态正常则保持放电回路导通，反之则切断开关，并发送故障代码至显示屏5，或电动汽车发出车载电池充满信号，主控制器142切断开关并发送充满指示信号至显示屏，放电过程结束。

低压输出模块10与储能电池组12通过控制开关电连接，可控制低压输出，低压输出模块包括DC12V模块和DC5V模块，分别与第一输出口和第二输出口电连接，放电过程中，低压输出模块10将储能电池组12高压直流电转换为低压直流12V、5V，并电连接至箱体面板接口处。

放电过程中，电能计量模151块实时计量放电电流与电压，由微处理器152计算放电功率及累计电能，并将信息发送至显示屏5显示，同时将信息传送至无线通信模块153，通过无线方式将信息传输至远端服务器，电动汽车用户采用手机端APP扫码方式，实现在线支付，即手机扫描本装置表面的二维码，登陆APP应用并设置充电服务时间，云端服务器接收到用户充电确认信号后发送充电任务指令至无线通信模块153，,传输至主控电池管理系统14，再由主控制器142发出指令启动放电过程。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种新能源汽车便携式储能应急充电装置，其特征在于，包括壳体（1）和便携基座（2），所述壳体（1）上设有充电插头（3）、放电输出端座（4）和显示屏（5），所述放电输出端座（4）上设有充电枪（6），所述壳体（1）内设有充放电模组和计量通信模组，所述充放电模组包括充电模块（11）、储能电池组（12）、逆变器（13）和主控电池管理系统（14），所述充电模块（11）输入端与充电插头（3）电连接，其输出端与储能电池组（12）输入端电连接，所述逆变器（13）输入端与储能电池组（12）输出端电连接，其输出端与放电输出端座（4）电连接，所述充电模块（11）、储能电池组（12）和逆变器（13）均与主控电池管理系统（14）电连接，所述计量通信模组（15）包括电能计量模块（151）、微处理器（152）和无线通信模块（153），所述电能计量模块（151）分别与逆变器（13）输出端、微处理器（152）电连接，所述微处理器（152）与无线通信模块（153）电连接，所述电能计量模块（151）实时计量电流与电压，所述微处理器（152）将信息发送至显示屏（5）和无线通信模块（153），所述无线通信模块（153）分别与主控电池管理系统（14）和远端服务器无线连接。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车便携式储能应急充电装置，其特征在于，所述电能计量模块（151）为单相互感式大电流计量模块HLW8032，所述微处理器（152）为基于RS485通讯接口的STM32芯片，所述无线通信模块（153）为无线通讯模块SIM900A。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车便携式储能应急充电装置，其特征在于，所述主控电池管理系统（14）包括传感器信号检测模块（141）、主控制器（142）以及开关控制单元（143），所述传感器信号检测模块（141）与主控制器（142）电连接，所述主控制器（142）与开关控制单元（143）电连接，并与无线通信模块（153）无线连接。

4.根据权利要求3所述的新能源汽车便携式储能应急充电装置，其特征在于，所述充电模块（11）中设有开关充电电路的交流接触器控制端，所述交流接触器控制端与所述开关控制单元（143）电连接。

5.根据权利要求3所述的新能源汽车便携式储能应急充电装置，其特征在于，所述逆变器（13）中设有开关放电电路的逆变输出控制开关，所述逆变输出控制开关与所述开关控制单元（143）电连接。

6.根据权利要求1所述的新能源汽车便携式储能应急充电装置，其特征在于，还包括低压输出模块（10），所述低压输出模块（10）与储能电池组（12）通过控制开关电连接。

7.根据权利要求6所述的新能源汽车便携式储能应急充电装置，其特征在于，所述低压输出模块包括DC12V模块和DC5V模块，分别与第一输出口和第二输出口电连接。

8.根据权利要求1所述的新能源汽车便携式储能应急充电装置，其特征在于，所述便携基座（2）上设有限位结构，所述限位结构将壳体（1）锁定于便携基座（2）上端。

9.根据权利要求8所述的新能源汽车便携式储能应急充电装置，其特征在于，所述便携基座（2）底端铰接有滚轮（7），顶端设有可伸缩手柄（8），侧壁上设有散热孔（9）。

10.根据权利要求1所述的新能源汽车便携式储能应急充电装置，其特征在于，所述显示屏（5）为LCD液晶屏。