CN112583099A - 一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置及医用车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置及医用车，所述面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置包括光伏组件、单相充电机、锂电池模块、能量管理模块、充电器接口和三相逆变器；所述光伏组件用于为锂电池模块充电；所述单相充电机与所述锂电池模块相连；以适配单相电为锂电池模块充电；所述充电器接口与所述锂电池模块相连，以适配家用电为锂电池模块充电；所述能量管理模块分别与单相冲电机、充电器接口、三相逆变器和锂电池模块相连，并实时监控锂电池模块的充放电状态；所述三相逆变器与所述锂电池模块相连。能量管理模块集中监控储能系统的状态，实现对各个部件的集中监控，可靠性强。

Description

一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置及医用车
技术领域
本发明属于医疗技术领域，尤其涉及一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置及医用车。
背景技术
医药行业是我国国民经济的重要组成部分,在整个消费市场中有着举足轻重的地位，移动式医疗是解决我国医疗资源不足的一种重要手段，移动式医疗设备将成为未来医疗体系中不可缺少的一部分。
但是，高端的移动医疗设备、救援设备等需要稳定的高功率三相供电系统。在移动车辆内体积有限的情况下，无法为设备提供足够大功率的电源装置。而普通市区区域中，受限于送电容量，市电的供电功率也通常小于5kW，无法直接为一些高端装置直接供电。
近年来，电动汽车行业的高速发展，锂电池技术迅速成熟，诞生了一些高功率密度的储能产品。另外，光伏发电技术的成熟，也为电能的获取提供了更多的技术手段。
通过将外部供电系统与锂电池模块结合，可以为关键医疗设备等系统提供短时的可靠高功率电源供应。
通过文献检索，有一些相关的专利，但无法针对性的解决移动式医疗设备关键电源的相关问题。
专利201721674648.2公开了《一种移动式光储电源箱》，通过柜体底部的万向轮实现移动，通过多个光伏组件实现发电，由储能系统接收光伏组件输出的电能，并通过供电接口向外部供电；
但是，上述公开的系统在夜间等没有光照的时候，若蓄电池内部的电能用尽以后，无法再为外部提供电源供给。且系统中采用的电池为蓄电池，无法满足高功率的输出要求。
专利201721090013.8公开了《一种移动式储能充电装置》，该装置通过补电系统可对自身的蓄电池进行补电，然后可以通过DCDC装置等为电动汽车供电。
但是，上述公开的装置中为提出使用高功率锂电池，且负荷单一；是一种为单一设备供电的设备，而不是一种系统性提供电能的系统，应用场景受到限制。
因此，一种面向医疗的基于高功率锂电池的移动式高功率供电系统是未来高端移动医疗装备必须开发的一种系统。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置及医用车。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置，其包括光伏组件、单相充电机、锂电池模块、能量管理模块、充电器接口和三相逆变器；
所述光伏组件用于为锂电池模块充电；
所述单相充电机与所述锂电池模块相连；以适配单相电为锂电池模块充电；
所述充电器接口与所述锂电池模块相连，以适配家用电为锂电池模块充电；
所述能量管理模块分别与单相冲电机、充电器接口、三相逆变器和锂电池模块相连，并实时监控锂电池模块的充放电状态；
所述三相逆变器与所述锂电池模块相连。
优选地，还包括功率优化器，所述光伏组件通过功率优化器与所述锂电池模块相连。
优选地，所述能量管理模块还与所述功率优化器相连，以实时监测所述光伏组件为锂电池模块充电的状态。
优选地，所述锂电池模块包括多个相并联的锂电池簇，当其中一路锂电池簇出现故障时，所述能量管理单元切断出现故障的锂电池簇参与充放电。
优选地，所述光伏组件内置最大功率跟踪算法单元。
优选地，在光伏组件为锂电池模块充电时，所述能量管理模块根据锂电池模块的SOC状态、最大功率跟踪算法单元控制光伏组件以实时可输出最大功率为锂电池模块充电。
优选地，当锂电池簇中的锂电池SOC超过98％时，所述管理能量单元控制关闭功率优化器的运行，所述功率优化器内置有电压检测保护单元，若锂电池模块的电压超过预设值，电压检测保护单元关闭所述功率优化器的运行。
优选地，当锂电池模块充放电同时进行且输出电能大于输入电能时，所述能量管理单元根据锂电池模块中储存电能情况为外接耗电设备供电，若锂电池模块储存和实时充入的电能无法持续为外接耗电设备输出额定功率的电能，所述锂电池模块间歇式为所述外接耗电输出额定功率的电能。
一种医用车，其包括：
车厢；
面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置；
设置于车厢中并由面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置供电的医疗仪器设备；
所述三相逆变器设置于车厢中并与所述医疗仪器设备相连；
所述光伏组件设置于车厢顶部。
优选地，还包括接入盒，所述功率优化器、单相充电机和充电器接口设置于接入盒中。
本发明公开的一种面向医疗应用的基于高功率锂电池的移动供电装置及医用车，面向医疗应用的基于高功率锂电池的移动供电装置可靠性高，锂电池簇之间相互独立，当一路出现故障时，可以通过热插拔进行关闭后退出，能量控制模块可继续可靠工作。能量管理模块集中监控储能系统的状态，实现对各个部件的集中监控，可靠性强。充电便利系统兼容多种充电方式，包括220V充电、光伏组件充电、以及充电枪充电，在城市中可以便利地实现对储能电池的充电，其功率密度高；设备中使用了高功率锂电池模块，可以实现低功率输入，高功率输出。因此减少了充电的体积以及储能的体积，提高了锂电池模块的功率密度，便于集成到医用车等移动装置中；无污染，噪声小：设备工作时，不需要柴油发电机等设备，系统噪声小，没有环境污染，有利于对患者进行诊断。
附图说明
图1是本发明实施例1中面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置的结构框图。
图2是本发明实施例2中医用车的结构示意图。
图3是本发明背景技术中一种移动式光储电源箱的附图。
图4是本发明背景技术中一种移动式储能充电装置的附图。
其中，10、光伏组件；20、功率优化器；30、单向充电机；40、充电器接口；50、锂电池模块；60、三相逆变器；70、能量管理模块；100、面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置；200、接入盒；300、医疗仪器设备。
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—图4所示，本发明公开了一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置100及医用车；图3、图4为背景技术中现有技术的附图。
实施例1
请参见图1，所述包括面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置100光伏组件10、单相充电机、锂电池模块50、能量管理模块70、充电器接口40和三相逆变器60；
所述光伏组件10用于为锂电池模块50充电；
所述单相充电机与所述锂电池模块50相连；以适配单相电为锂电池模块50充电；
所述充电器接口40与所述锂电池模块50相连，以适配家用电为锂电池模块50充电；
所述能量管理模块70分别与单相冲电机、充电器接口40、三相逆变器60和锂电池模块50相连，并实时监控锂电池模块50的充放电状态；
所述三相逆变器60与所述锂电池模块50相连。
所述光伏组件10用于将太阳能转化为电能。
本发明公开的面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置100可通过光伏组件10转化太阳能进行储存电能；可由外界输入电能进行充电。
在本实施例中，所述面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置100具有单相充电机和充电器接口40，所述单相充电机适配单相电为锂电池模块50充电；充电器接口40可适配二相电或三相电为所述锂电池模块50充电。
能量管理模块70提供运行控制信号。能量管理模块70的算法以锂电池模块50为核心，基于锂电池的SOC开展功率管理。充电模式可以为市电220V充电、光伏充电、或者电动汽车充电枪充电。所有的设备工作必须确保锂电池的BMS不出现报警状态。
所述面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置100还包括功率优化器20，所述光伏组件10通过功率优化器20与所述锂电池模块50相连。
所述功率优化器20用于根据光伏组件10转化太阳能的实时情况为锂电池模块50充电。
具体的，所述功率优化器20根据光伏组件10转化太阳能的速率控制为锂电池模块50充电的速率。
所述能量管理模块70还与所述功率优化器20相连，以实时监测所述光伏组件10为锂电池模块50充电的状态。
在本实施例中，所述能量管理模块70控制所述功率优化器20的运行。
所述锂电池模块50包括多个相并联的锂电池簇；单路锂电池簇的故障不影响整个锂电池模块50的运行，当其中一路锂电池簇出现故障时，能量管理模块70可切断出现故障的一路锂电池簇参与充放电，其它锂电池簇仍可参与充放电，确保锂电池模块50的供电可靠性。锂电池模块50中使用的锂电池为高功率电池，可以持续地为三相逆变器60提供高功率支持。
所述光伏组件10内置最大功率跟踪算法单元。
在光伏组件10为锂电池模块50充电时，所述能量管理模块70根据锂电池模块50的SOC状态、最大功率跟踪算法单元控制光伏组件10以实时可输出最大功率为锂电池模块50充电。
当锂电池簇中的锂电池SOC超过98％时，所述管理能量单元控制关闭功率优化器20的运行；所述功率优化器20内置有电压检测保护单元，若锂电池模块50的电压超过预设值，电压检测保护单元关闭所述功率优化器20的运行，以防止锂电池模块50过充。
当锂电池模块50充放电同时进行且输出电能大于输入电能时，所述能量管理单元根据锂电池模块50中储存电能情况为外接耗电设备供电，若锂电池模块50储存和实时充入的电能无法持续为外接耗电设备输出额定功率的电能，所述锂电池模块50间歇式为所述外接耗电输出额定功率的电能。
实施例2
参见图2，一种医用车，其包括：
车厢；
面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置100；
设置于车厢中并由面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置100供电的医疗仪器设备300；
所述三相逆变器60设置于车厢中并与所述医疗仪器设备300相连；
所述光伏组件10设置于车厢顶部。
所述医用车还包括接入盒200，所述功率优化器20、单相充电机和充电器接口40设置于接入盒200中。
所述的三相逆变器60为大功率电压输出型逆变器，可以为外部设备提供稳定的高功率交流电压。
所述锂电池模块50可边充电、边供电；即外部电源通过小功率对储能电池补电，三相逆变器60根据外部负载情况，间歇性地对外高功率输出电能。
当救援车辆进入小区或者街道的固定场所时，可以通过小区的220V交流系统对设备中的高功率锂电池进行充电，同时开启光伏系统，对锂电池充电。当使用车上的CT等高功率负载时，设备可以提供稳定可靠的电能，确保医疗救治过程顺利进行。
本发明公开的一种面向医疗应用的基于高功率锂电池的移动供电装置及医用车，面向医疗应用的基于高功率锂电池的移动供电装置可靠性高，锂电池簇之间相互独立，当一路出现故障时，可以通过热插拔进行关闭后退出，能量控制模块可继续可靠工作。能量管理模块集中监控储能系统的状态，实现对各个部件的集中监控，可靠性强。充电便利系统兼容多种充电方式，包括220V充电、光伏组件10充电、以及充电枪充电，在城市中可以便利地实现对储能电池的充电，其功率密度高；设备中使用了高功率锂电池模块，可以实现低功率输入，高功率输出。因此减少了充电的体积以及储能的体积，提高了锂电池模块50的功率密度，便于集成到医用车等移动装置中；无污染，噪声小：设备工作时，不需要柴油发电机等设备，系统噪声小，没有环境污染，有利于对患者进行诊断。
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)

1.一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置，其特征在于，包括光伏组件、单相充电机、锂电池模块、能量管理模块、充电器接口和三相逆变器；
所述光伏组件用于为锂电池模块充电；
所述单相充电机与所述锂电池模块相连；以适配单相电为锂电池模块充电；
所述充电器接口与所述锂电池模块相连，以适配家用电为锂电池模块充电；
所述能量管理模块分别与单相冲电机、充电器接口、三相逆变器和锂电池模块相连，并实时监控锂电池模块的充放电状态；
所述三相逆变器与所述锂电池模块相连。
2.如权利要求1所述的一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置，其特征在于：还包括功率优化器，所述光伏组件通过功率优化器与所述锂电池模块相连。
3.如权利要求2所述的一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置，其特征在于：所述能量管理模块还与所述功率优化器相连，以实时监测所述光伏组件为锂电池模块充电的状态。
4.如权利要求2所述的一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置，其特征在于：所述锂电池模块包括多个相并联的锂电池簇，当其中一路锂电池簇出现故障时，所述能量管理单元切断出现故障的锂电池簇参与充放电。
5.如权利要求1所述的一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置，其特征在于：所述光伏组件内置最大功率跟踪算法单元。
6.如权利要求5所述的一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置，其特征在于：在光伏组件为锂电池模块充电时，所述能量管理模块根据锂电池模块的SOC状态、最大功率跟踪算法单元控制光伏组件以实时可输出最大功率为锂电池模块充电。
7.如权利要求4所述的一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置，其特征在于：当锂电池簇中的锂电池SOC超过98％时，所述管理能量单元控制关闭功率优化器的运行，所述功率优化器内置有电压检测保护单元，若锂电池模块的电压超过预设值，电压检测保护单元关闭所述功率优化器的运行。
8.如权利要求1所述的一种面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置，其特征在于：当锂电池模块充放电同时进行且输出电能大于输入电能时，所述能量管理单元根据锂电池模块中储存电能情况为外接耗电设备供电，若锂电池模块储存和实时充入的电能无法持续为外接耗电设备输出额定功率的电能，所述锂电池模块间歇式为所述外接耗电输出额定功率的电能。
9.一种医用车，其特征在于，包括：
车厢；
如权利要求2-8任一项所述的面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置；
设置于车厢中并由面向医疗应用的基于锂电池的移动供电装置供电的医疗仪器设备；
所述三相逆变器设置于车厢中并与所述医疗仪器设备相连；
所述光伏组件设置于车厢顶部。
10.如权利要求9所述的一种医用车，其特征在于，还包括接入盒，所述功率优化器、单相充电机和充电器接口设置于接入盒中。
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