CN211266507U - 一种基于退役动力电池模组的便携式电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于退役动力电池模组的便携式电源，包括用于储能的退役后的动力电池以及用于充放电控制的控制系统，控制系统包括充电电路、放电回路、电池管理系统、显示器，充电电路输入端连接交流电，其输出端连接动力电池为动力电池储能充电，动力电池的供电输出端连接放电回路，通过放电回路连接用电器；电池管理系统包括电池管理单元、充放电电压电流监测单元、SOC检测单元，充放电电压电流监测单元监测动力电池在充电和放电时的电压、电流数据，其输出端连接电池管理单元；SOC检测单元用于检测动力电池的SOC数据，其输出端连接电池管理单元，电池管理单元的输出端与显示器连接。本电源通过利用退役动力电池减少了资源的浪费。
Description
技术领域
本实用新型涉及便携式电源领域，特别涉及一种基于退役动力电池模组的便携式电源。
背景技术
新能源电动汽车用动力电池在使用一定时间或循环一定次数之后，其容量或功率特性衰退较为明显，无法满足车用要求，需要从汽车上退役。但是，退役的动力电池仍然潜藏巨大的剩余价值，其容量和功率仍然可以满足其他对动力性要求不高的储能场合的需求，便携式电源就是退役动力电池模组的一种应用场景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于退役动力电池模组的便携式电源，将退役的动力电池进行利用实现便携式电源。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于退役动力电池模组的便携式电源，包括用于储能的退役后的动力电池以及用于充放电控制的控制系统，所述控制系统包括充电电路、放电回路、电池管理系统、显示器，所述充电电路输入端连接交流电，其输出端连接动力电池为动力电池储能充电，所述动力电池的供电输出端连接放电回路，通过放电回路连接用电器；所述电池管理系统包括电池管理单元、充放电电压电流监测单元、SOC检测单元，所述充放电电压电流监测单元监测动力电池在充电和放电时的电压、电流数据，其输出端连接电池管理单元；所述SOC检测单元用于检测动力电池的SOC数据，其输出端连接电池管理单元，所述电池管理单元的输出端与显示器连接。
所述充电电路包括AC/DC转换器、降压单元，交流电依次经过AC/DC转换器、降压单元后送入到动力电池中，所述电池管理单元的输出端分别连接AC/DC 转换器、降压单元。
所述放电回路包括交流放电回路、直流放电回路。
所述交流放电回路包括逆变电路，所述动力电池供电输出端经逆变电路后输出交流供电，所述电池管理单元的输出端连接逆变电路。
所述直流放电回路包括第一稳压输出电路、第二稳压输出电路，所述第一稳压输出电路输出12V供电电压，所述第二稳压输出电路输出5V供电电压；所述电池管理单元的输出端分别连接第一稳压输出电路、第二稳压输出电路。
所述第二稳压输出电路通过多个USB接口连接用电器。
所述放电回路上设置用于控制放电回路通断的控制开关。
所述控制开关设置在电源壳体上，所述电源壳体内设置动力电池及控制系统。
所述壳体上设置充电接口、放电接口，交流电通过充电接口连接充电电路以为动力电池储能充电；用电器通过放电接口连接放电回路用于通过放电接口取电。
所述电源壳体上设置散热孔。
本发明的优点在于：实现了退役动力电池的梯次利用，减少了资源的浪费；设置的充放电的监控，实现了动力电池的安全可靠利用；集成了交直流两种供电输出，适应性更强，应用范围更广；采用汽车动力电池回收利用，容量更大，更加适合户外应急供电；采用回收的锂电动力电池，成本低而且做到了资源回收利用；采用动力电池进行供电，相比普通电池，能量密度更高，使得体积更小重量更轻，适于户外作业随身携带使用。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型便携式电源的电控原理示意图；
图2为本实用新型便携式电源的壳体示意图。
图3为本实用新型壳体的后视图。
图中的附图标记分别为：1、电池箱体；2、把手；3、显示器；4、放电控制开关；5、USB接口；6、直流放电接口；7、充电接口；8、交流放电接口；9、风扇；10、充电控制开关。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本申请利用退役动力电池进行回收利用，实现对动力电池的梯次回收利用。车用动力电池系统是由电芯、电池模组、电池包三级部件组成。退役拆解时只需对电池包进行一级拆解，即由电池包拆解到模组，然后对模组进行筛选做为便携式电源的储能部件。
如图1、2、3所示，便携式电源包括两部分，一部分为电源箱体部分和内部的电控部分，电控部分主要实现动力电池的充放电控制，箱体主要是将电器部分保护起来，安装设置在壳体内，同时在壳体上设置显示器、控制开关、充放电接口等。具体如下：
基于退役动力电池模组的便携式电源，包括用于储能的退役后的动力电池以及用于充放电控制的控制系统，控制系统包括充电电路、放电回路、电池管理系统、显示器，充电电路输入端连接交流电，其输出端连接动力电池为动力电池储能充电，动力电池的供电输出端连接放电回路，通过放电回路连接用电器；电池管理系统包括电池管理单元、充放电电压电流监测单元、SOC检测单元，充放电电压电流监测单元监测动力电池在充电和放电时的电压、电流数据，其输出端连接电池管理单元；SOC检测单元用于检测动力电池的SOC数据，其输出端连接电池管理单元，电池管理单元的输出端与显示器连接。
其中电池管理单元采用现有的电池管理系统来进行实现或者采用单片机等控制器来实现电池管理单元的控制功能，电池管理单元、SOC检测单元、充放电电压电流检测单元均设置在箱体内以PCB板的方式固定。充放电电压电流检测单元采用电压互感器、电流互感器来采集充电电路和放电回路在工作时的电压电流数据。显示器设置在箱体外侧壳体上用于实时显示检测的数据信息。
充电电路包括AC/DC转换器、降压单元、充电控制开关，交流电依次经过 AC/DC转换器、降压单元后送入到动力电池中，用于为动力电池进行储能充电，充电控制开关串联设置在交流电和动力电池之间的回路中，用于控制充电的回路的断开和闭合，该开关采用手动开关，用于手动控制便携式电源的充电是否开启外部交流电为该便携式电源充电。该充电控制开关设置在电池箱体外壳上。电池管理单元的输出端分别连接AC/DC转换器、降压单元，用于输出控制AC/DC 转换器、降压单元的工作，用于控制充电过程的充电电压电流数据，降压单元采用DC/DC降压转换器来实现。
放电回路包括交流放电回路、直流放电回路，动力电池的输出端经过放电控制开关后分别连接交流放电回路、直流放电回路，交流放电回路通过交流充电接口、直流放电回路通过直流放电接口分别连接响应的用电器，以为其供电，放电控制开关设置在箱体壳体上，交流放电接口、直流放电接口也设置在壳体上。
交流放电回路包括逆变电路，动力电池供电输出端经逆变电路后输出交流供电，电池管理单元的输出端连接逆变电路，用于控制逆变电路的工作输出状态以实现输出为220V的交流电，为交流用电器供电。
直流放电回路包括第一稳压输出电路、第二稳压输出电路，第一稳压输出电路输出12V供电电压，第二稳压输出电路输出5V供电电压；电池管理单元的输出端分别连接第一稳压输出电路、第二稳压输出电路，第一、第二稳压电路均采用7085稳压芯片来实现稳压输出，并与电池管理单元进行通信连接，接收控制信号。第二稳压输出电路通过多个USB接口连接用电器，为手机、ipad等电器设备供电，5V电压刚好满足这些用电器的需求。
壳体上设置充电接口、放电接口，交流电通过充电接口连接充电电路以为动力电池储能充电；用电器通过放电接口连接放电回路用于通过放电接口取电。充放电接口可以采用三孔插座式接口也可以采用UBS接口等多种现有技术常用的接口标准。
优选的为了避免可能存在的温度问题，在电源壳体上设置散热孔，用于防止箱体内温度过热，可以有利于散热。在箱体的壳体上内嵌设置风扇，风扇与电池管理单元连接，用于控制风扇的工作与否，电池管理单元与温度传感器连接用于采集电池的温度数据，根据温度控制风扇的工作。设置的温度是将散热孔与风扇相对设置，以使得风扇吹出的风经过箱体内部后通过散热孔吹出而实现降温，故而可以将散热孔设置在壳体正面，而背面设置风扇，从而实现风流动后从散热孔吹出。
与现有技术采用铅蓄电池等不同，铅酸蓄电池可以浮充，在充满电后可以继续施加电压(浮充电压)并一直保持，但锂电池不允许浮充，在充满电后须关断充电电压，若继续充电会损坏电池并有可能引发着火等事故。铅酸蓄电池过流特性好，有些铅酸蓄电池甚至可以10倍率放电，而锂电池的过流性能不如铅酸蓄电池，特别是退役后的动力电池，不再强调“动力”特性，需对充放电电流的倍率进行严格控制，所以在本产品中设有实时电压、电流和监测功能，电流电压和电量均需控制在限定值内。故而本申请电池管理单元通过电压电流监测以及控制可以避免出现这种事故的发生，从而更好的利用退役的动力电池。
放电回路为为用电器供电的回路：
1)交流220V放电回路：设置有一路逆变输出AC220V回路，功率最大到600W， 50Hz正弦波，在充满电后可连续满功率放电3小时以上；
2)直流5V输出回路：该回路采用标准的7805稳压集成块实现。直流5V 是应用最普遍的一种电源，手机充电、iPad、等IT产品的供电电源，为此本产品配置了2个USB接口。直流12V输出回路，该回路与直流5V输出回路相同仅仅是输出电压不同以满足不同的支流用电器的充电需求。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于退役动力电池模组的便携式电源，其特征在于：包括用于储能的退役后的动力电池以及用于充放电控制的控制系统，所述控制系统包括充电电路、放电回路、电池管理系统、显示器，所述充电电路输入端连接交流电，其输出端连接动力电池为动力电池储能充电，所述动力电池的供电输出端连接放电回路，通过放电回路连接用电器；所述电池管理系统包括电池管理单元、充放电电压电流监测单元、SOC检测单元，所述充放电电压电流监测单元监测动力电池在充电和放电时的电压、电流数据，其输出端连接电池管理单元；所述SOC检测单元用于检测动力电池的SOC数据，其输出端连接电池管理单元，所述电池管理单元的输出端与显示器连接。
2.如权利要求1所述的一种基于退役动力电池模组的便携式电源，其特征在于：所述充电电路包括AC/DC转换器、降压单元，交流电依次经过AC/DC转换器、降压单元后送入到动力电池中，所述电池管理单元的输出端分别连接AC/DC转换器、降压单元。
3.如权利要求1或2所述的一种基于退役动力电池模组的便携式电源，其特征在于：所述放电回路包括交流放电回路、直流放电回路。
4.如权利要求3所述的一种基于退役动力电池模组的便携式电源，其特征在于：所述交流放电回路包括逆变电路，所述动力电池供电输出端经逆变电路后输出交流供电，所述电池管理单元的输出端连接逆变电路。
5.如权利要求3所述的一种基于退役动力电池模组的便携式电源，其特征在于：所述直流放电回路包括第一稳压输出电路、第二稳压输出电路，所述第一稳压输出电路输出12V供电电压，所述第二稳压输出电路输出5V供电电压；所述电池管理单元的输出端分别连接第一稳压输出电路、第二稳压输出电路。
6.如权利要求5所述的一种基于退役动力电池模组的便携式电源，其特征在于：所述第二稳压输出电路通过多个USB接口连接用电器。
7.如权利要求1或2所述的一种基于退役动力电池模组的便携式电源，其特征在于：所述放电回路上设置用于控制放电回路通断的控制开关。
8.如权利要求7所述的一种基于退役动力电池模组的便携式电源，其特征在于：所述控制开关设置在电源壳体上，所述电源壳体内设置动力电池及控制系统。
9.如权利要求8所述的一种基于退役动力电池模组的便携式电源，其特征在于：所述壳体上设置充电接口、放电接口，交流电通过充电接口连接充电电路以为动力电池储能充电；用电器通过放电接口连接放电回路用于通过放电接口取电。
10.如权利要求8所述的一种基于退役动力电池模组的便携式电源，其特征在于：所述电源壳体上设置散热孔。
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| CN113783274A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-10 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 基于梯次利用电池设计的电源 |
| CN114325428A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-04-12 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 一种退役蓄电池单体充放电测试装置 |
| CN117936965A (zh) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 深圳市杰成镍钴新能源科技有限公司 | 一种用于退役锂电池放电系统的能量控制方法及装置 |
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