CN114465324A - 可充电的供电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可充电的供电装置，包括充电逆变器、电池组，所述充电逆变器与所述电池组电连接，所述电池组由多个单体电池并联构成，所述单体电池设有上行接口和下行接口，所述多个单体电池中的上一单体电池的下行接口连接下一单体电池的上行接口，其中，第一单体电池的上行接口连接充电逆变器，本发明通过调整电池组的数量即可满足不同功率需求的场景；每一个单体电池的容量均低于航空等运输方式的限额，便于运输或者携带；另外采用的是多个电池并联的方式为逆变器供电，当某个电池发生故障时可以很方便的将其拆除维修，不会因为某节电池单元的故障导致整个系统都不能工作。

Description

可充电的供电装置

技术领域

本申请涉及充电逆变器技术领域，具体而言，涉及一种可充电的供电装置。

背景技术

当前的充电逆变器系统使用的是单一的电池，即整个系统由充电逆变器加一个电池构成。但使用单一的电池有很多弊端，在小容量电器充电时，只需要小容量的电池即可，但在某些场合需要为大功率的电器供电或者需要长时间供电时，就需要使用大容量的电池，因此，现有的充电逆变器技术中存在使用场景不灵活的问题。而且由于使用单一的电池必然会造成电池容量太大的电池不方便运输，比如航空公司会限制旅客携带的电池容量。另外使用单一的电池组，如果电池内部任意一节电池单元故障将导致整个系统无法工作，维修和更换成本也会很高。

因此，亟需一种能够满足不同场景的功率使用需求，并且方便携带，易拆卸维修的可充电的供电装置。

发明内容

本发明实施例提供一种可充电的供电装置，用以解决现有技术中所存在的无法适应多种场景的不同功率使用需求、携带不方便，维修成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例的第一方面，提供一种可充电的供电装置，包括：

充电逆变器、电池组，所述充电逆变器与所述电池组电连接，所述电池组由多个单体电池并联构成，所述单体电池设有上行接口和下行接口，所述多个单体电池中的上一单体电池的下行接口连接下一单体电池的上行接口，其中，第一单体电池的上行接口连接充电逆变器。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，包括：

所述电池组中的每个单体电池的电池容量均低于运输限制的最大电池容量。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，包括：

所述单体电池内部设有功率均衡电路，用于实时监测所述单体电池的电池信息，并根据所述电池信息实时调整所述单体电池的双向升压或者降压电路，所述电池信息包括电压、剩余电量以及内阻。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述电池信息实时调整所述单体电池的双向升压或者降压电路，包括：

如果所述单体电池的电压值小于或者等于过放保护阈值，则自动关闭该单体电池的输出，并将与该单体电池的上行接口和下行接口连接的两个单体电池通过旁路电路进行连接，保证装置能够正常对外供电；

如果所述单体电池的电压值大于或者等于过充保护阈值，则自动关闭对该单体电池的充电，并将与该单体电池的上行接口和下行接口连接的两个单体电池通过旁路电路进行连接，保证装置能够正常对其他单体电池进行充电。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，包括：

所述单体电池内部设有通信电路，用于充电逆变器与各个单体电池之间进行信息和控制指令的交互。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述充电逆变器与各个单体电池之间进行信息和控制指令的交互，包括：

充电逆变器根据单体电池的通信地址实时读取各个电池的参数信息，并将每个单体电池需要输出的电压值和功率值发送给对应的单体电池；

单体电池根据接收到电压值和功率值，调整自身的输出电压和功率限制。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，包括：

所述单体电池内部设有供电链路切换电路，用于检测到所述单体电池的下行接口是否有单体电池接入。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述检测到所述单体电池的下行接口是否有单体电池接入，包括：

当检测到所述单体电池的下行接口有其他单体电池接入时，再次检测所述其他单体电池的输出电压是否与检测电路所在的单体电池的上行接口的电压一致；

如果电压一致，则将所述单体电池的下行接口与所述其他单体电池的上行接口连接，从而将下行接口接入的其他单体电池接入到电池组中；

如果电压不一致，则发出警告指示并在等待一定时间后重新进行检测。

可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，包括：

所述充电逆变器与所述电池组进行电连接的接口用于电池组为充电逆变器供电，或者通过该接口读取电池组的参数信息以及控制电池组的放电。

本发明公开了一种可充电的供电装置，包括充电逆变器、电池组，所述充电逆变器与所述电池组电连接，所述电池组由多个单体电池并联构成，所述单体电池设有上行接口和下行接口，所述多个单体电池中的上一单体电池的下行接口连接下一单体电池的上行接口，其中，第一单体电池的上行接口连接充电逆变器，本发明通过使用多个容量较小的单体电池组合起来再与充电逆变器连接为其他用电设备供电，通过调整电池组的数量即可满足不同功率需求的场景；每一个电池组的容量均低于航空等运输方式的限额，这样就可以很方便的进行运输或者携带；另外因为采用的是多个电池组并联的方式为逆变器供电，当某个电池发生故障时可以很方便的将其拆除维修，不会因为某节电池单元的故障导致整个系统都不能工作。

附图说明

图1为可充电的供电装置的第一种实施方式的结构图；

图2为单体电池内部电路示意图；

图3为单体电池发生过保护时的电路变化示意图；

图4为单体电池的内部结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含，“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一，“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。

应当理解，在本发明中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A相关联，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。A与B的匹配，是A与B的相似度大于或等于预设的阈值。

取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

本发明提供一种可充电的供电装置的技术方案：

如图1所示，包括充电逆变器，电池组，所述充电逆变器与所述电池组电连接。具体如图2所示，其中电池组是由多个单体电池以并联的方式构成的，以此为充电逆变器进行供电，其具体单体电池数量不做限定，在为小容量装置进行供电时可设置少量单体电池，在为大容量进行供电时可设置多组单体电池，可根据在不同功率需求的场景来对单体电池数量进行选择。也因为采取的是多个单体电池关联的方式为逆变器供电，当某个电池发生故障时可以很方便的将其拆除维修，不会因为某节电池单元的故障导致整个系统都不能工作。电池组中的每个单体电池都设有上行接口和下行接口，其中上行接口可与下行接口连接，或者与充电逆变器连接，如图1所示，电池1的上行接口与充电逆变器连接，电池2的上行接口与电池1的下行接口连接，电池3的上行接口与电池2的下行接口连接，依次排列，电池数量可根据外部供电需求确定。

在一个实施例中，所述电池组中的每个单体电池的电池容量均低于运输限制的最大电池容量，从而避免因为电池容量太大不方便运输和携带，例如航空公司会限制旅客携带的电池容量。

在一个实施例中，本发明中的电池组中的每个单体电池的内部都分别设置有功率均衡电路、通信电路以及供电链路切换电路，如图4所示。

在一个实施例中，所述单体电池内部设有功率均衡电路，用于实时监测所述单体电池的电池信息，并根据所述电池信息实时调整所述单体电池的双向升压或者降压电路，所述电池信息包括电压、剩余电量以及内阻。在该步骤中，所述双向升降压电路通过信号控制可支持电流从端口1输入，经过升压或者降压后从端口2输出；改变控制信号后就可以支持电流从端口2输入，经过升压或者降压后从端口1输出。在电池组中的每个单体电池内部都设有功率均衡电路，以保证不同的电池组合到一起也能正常工作。

在一个实施例中，所述根据所述电池信息实时调整所述单体电池的双向升压或者降压电路，包括：如果所述单体电池的电压值小于或者等于过放保护阈值，则自动关闭该单体电池的输出，并将与该单体电池的上行接口和下行接口连接的两个单体电池通过旁路电路进行连接，保证装置能够正常对外供电；如果所述单体电池的电压值大于或者等于过充保护阈值，则自动关闭对该单体电池的充电，并将与该单体电池的上行接口和下行接口连接的两个单体电池通过旁路电路进行连接，保证装置能够正常对其他单体电池进行充电。

在本步骤中，在本装置对外部设备进行供电或者通过外部对自身电池组进行供电的过程中，单体电路中的功率均衡电路会根据对外供电的功率以及所在单体电池的参数信息实时调整所在单体电池的双向升压/降压电路，以保证每个电池能正常工作。当充电逆变电源系统对外供电时，如果监控电路监测到所在的单体电池电压降低至过放保护的阈值时，监控电路会向双向降压电路发送控制信号，继而自动关闭双向降压电路，从而关闭所在的单体电池的输出；在关闭所在的单体电池输出时会保持所在单体电池的上行接口和下行接口是接通的，使得与该单体电池的上行接口和下行接口连接的两个单体电池能够通过旁路电路进行并联，从而保证本装置的其他单体电池能够正常对外供电；相反，当对充电逆变电源系统的电池组进行充电时，如果功率均衡电路中的监控电路监测到所在的单体电池电压升高至过充保护的阈值时，会自动关闭双向升压电路，从而关闭对所在单体电池的供电；闭关对所在的单体电池的输入的同时会保持所在单体电池的上行接口和下行接口是接通的，使得与该单体电池的上行接口和下行接口连接的两个单体电池能够通过旁路电路进行并联，从而保证能够正常对其他单体电池继续充电。具体如图3所示，图3中1、2、3分别代表连接单体的电路，但电路2中的单体电池的电压发生过充保护阈值或者过放保护阈值时，该电路2会自动断开，从而关闭电池的输出或者对电池的输入；断开电路2后的电池组电路如图3所示，电路1和3会通过旁路电路进行并联正常工作；当其他单体发生过保护或者故障时所在电路也同样会被断开，从而不影响其他电池的正常工作。其中，过放保护阈值是指为防止电池过放电而设置临界值，从而保护电池寿命。过放电是指电池在放电时电压达到额定电压后还继续放电，电池过放电可能会给电池带来灾难性的后果一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，电解液分解，负极锂沉积，电阻增大，即使充电也只能部分恢复，容量也会有明显衰减。过充保护阈值是指为防止电池充电达到充满状态后继续充电而设置的临界值，电池过充电会导致导致电池内压升高、电池变形、漏液等情况发生，电池的性能也会显著降低和损坏。

另外，由于本申请中电池组的单体电池是并联连接的，当某个电池出现故障时并不妨碍整个电池组的正常工作；但当某个单体电池出现短路时，会造成其他电池组也无法正常工作，为解决该问题，本发明中单体电池内部的监测电路会实时监测所在单体电池的在预设时间内的电流值，当某一单体电池的支路电流在预设时间内大于一个预设阈值时，则判定该单体电池出现短路情况，并发出控制信息，将与该单体电池上行接口和下行接口连接的两个单体电池通过旁路电路并联起来，保证其他单体电池的正常工作。

在一个实施例中，包括：所述单体电池内部设有通信电路，用于充电逆变器与各个单体电池之间进行信息和控制指令的交互，其中，通信电路采用CAN或者RS485之类的通信总线，各个电池的通信地址是通过软件算法进行自动分配的，充电逆变器会根据对应的通信地址对各个单体电池进行访问，实时读取各个单体电池的参数信息。

在一个实施例中，所述充电逆变器与各个单体电池之间进行信息和控制指令的交互，包括：充电逆变器根据单体电池的通信地址实时读取各个单体电池的参数信息，并将每个单体电池需要输出的电压值和功率值发送给对应的单体电池；单体电池根据接收到电压值和功率值，调整自身的输出电压和功率限制。

在一个实施例中，包括：所述单体电池内部设有供电链路切换电路，用于检测到所述单体电池的下行接口是否有单体电池接入，在检测到有新的单体电池接入时，会根据其输出电压判断是否允许该新的单体电池接入，从而避免了不同输出电压的电池混用会造成电池损害的情况。

在一个实施例中，所述检测到所述单体电池的下行接口是否有单体电池接入，包括：当检测到所述单体电池的下行接口有其他单体电池接入时，再次检测所述其他单体电池的输出电压是否与检测电路所在的单体电池的上行接口的电压一致；如果电压一致，则将所述单体电池的下行接口与所述其他单体电池的上行接口连接，从而将下行接口接入的其他单体电池接入到电池组中；如果电压不一致，则发出警告指示并在等待一定时间后重新进行检测。

本发明公开了一种可充电的供电装置，包括充电逆变器、电池组，所述电池组由多个单体电池并联构成，所述单体电池设有上行接口和下行接口，所述多个单体电池中的上一单体电池的下行接口连接下一单体电池的上行接口，其中，第一单体电池的上行接口连接充电逆变器，本发明通过使用多个容量较小的单体电池并联组合起来再与充电逆变器连接为其他用电设备供电，通过调整电池组的数量即可满足不同功率需求的场景；每一个电池组的容量均低于航空等运输方式的限额，这样就可以很方便的进行运输或者携带；另外因为采用的是多个电池组并联的方式为逆变器供电，当某个电池发生故障时可以很方便的将其拆除维修，不会因为某节电池单元的故障导致整个系统都不能工作。

其中，可读存储介质可以是计算机存储介质，也可以是通信介质。通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。计算机存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。例如，可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)中。另外，该ASIC可以位于用户设备中。当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。可读存储介质可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本发明还提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中。设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得设备实施上述的各种实施方式提供的方法。

在上述终端或者服务器的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，DSP)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种可充电的供电装置，包括充电逆变器、电池组，所述充电逆变器与所述电池组电连接，其特征在于：

所述电池组由多个单体电池并联构成，所述单体电池设有上行接口和下行接口，所述多个单体电池中的上一单体电池的下行接口连接下一单体电池的上行接口，其中，第一单体电池的上行接口连接充电逆变器。

2.根据权利要求1所述的可充电的供电装置，其特征在于：

所述电池组中的每个单体电池的电池容量均低于运输限制的最大电池容量。

3.根据权利要求1所述的可充电的供电装置，其特征在于：

所述单体电池内部设有功率均衡电路，用于实时监测所述单体电池的电池信息，并根据所述电池信息实时调整所述单体电池的双向升压或者降压电路，所述电池信息包括电压、剩余电量以及内阻。

4.根据权利要求3所述的可充电的供电装置，其特征在于，所述根据所述电池信息实时调整所述单体电池的双向升压或者降压电路，包括：

如果所述单体电池的电压值小于或者等于过放保护阈值，则自动关闭该单体电池的输出，并将与该单体电池的上行接口和下行接口连接的两个单体电池通过旁路电路进行连接，保证装置能够正常对外供电；

如果所述单体电池的电压值大于或者等于过充保护阈值，则自动关闭对该单体电池的充电，并将与该单体电池的上行接口和下行接口连接的两个单体电池通过旁路电路进行连接，保证装置能够正常对其他单体电池进行充电。

5.根据权利要求1所述的可充电的供电装置，其特征在于：

所述单体电池内部设有通信电路，用于充电逆变器与各个单体电池之间进行信息和控制指令的交互。

6.根据权利要求5所述的可充电的供电装置，其特征在于，所述充电逆变器与各个单体电池之间进行信息和控制指令的交互，包括：

充电逆变器根据单体电池的通信地址实时读取各个电池的参数信息，并将每个单体电池需要输出的电压值和功率值发送给对应的单体电池；

单体电池根据接收到电压值和功率值，调整自身的输出电压和功率限制。

7.根据权利要求1所述的可充电的供电装置，其特征在于：

所述单体电池内部设有供电链路切换电路，用于检测到所述单体电池的下行接口是否有单体电池接入。

8.根据权利要求7所述的可充电的供电装置，其特征在于：所述检测到所述单体电池的下行接口是否有单体电池接入，包括：

当检测到所述单体电池的下行接口有其他单体电池接入时，再次检测所述其他单体电池的输出电压是否与检测电路所在的单体电池的上行接口的电压一致；

如果电压一致，则将所述单体电池的下行接口与所述其他单体电池的上行接口连接，从而将下行接口接入的其他单体电池接入到电池组中；

如果电压不一致，则发出警告指示并在等待一定时间后重新进行检测。

9.根据权利要求1所述的可充电的供电装置，其特征在于：

所述充电逆变器与所述电池组进行电连接的接口用于电池组为充电逆变器供电，或者通过该接口读取电池组的参数信息以及控制电池组的放电。

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