CN211296292U - 一种多功能可扩展移动充电电源及光伏电源箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多功能可扩展移动充电电源及光伏电源箱，多功能可扩展移动充电电源，充电电源包括壳体；壳体上设有电池腔和多种型号的接口；多种型号的接口和电池腔内的导电体均与电池管理模块连接；电池管理模块设有防瞬间大电流模块；防瞬间大电流模块用于防止具有不同电压的充电电源导通时出现瞬间大电流。本实用新型提供的多功能可扩展移动充电电源，解决了若干充电电源并联系统中由于各个充电电源电压不一致，导致的插入瞬间电路电流过大问题。本实用新型提供的光伏电源箱，通过光伏板将光能转换为电能给充电模块充电，节能环保。特别适用于多队员的团体组织以及工程作业、野外勘探、抢险救灾、影视拍摄和军事保障的使用需求。

Description

一种多功能可扩展移动充电电源及光伏电源箱

技术领域

本实用新型涉及移动电源领域，特别涉及一种多功能可扩展移动充电电源及光伏电源箱。

背景技术

在一些小型应用场景中如施工照明、应急抢险、应急供电场所，通常采用小型供电电源装置进行供电，而在工程作业、野外勘探、突发事件、抢险救灾、建筑施工、突发事件、影视拍摄和军事保障等大型的应用场景中，则需要大型的供电电源进行供电。

使用者通常根据应用场景的不同选择相应的供电电源装置。一般小型应用场景中的电源无法适用于大型的用电场景中，这是由于要连接的各个拼接的电源的电压不一致，导致的插入瞬间电路电流过大，容易烧毁电路。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提到的一般小型应用场景中的电源无法适用于大型的用电场景中，这是由于要连接的各个拼接的电源的电压不一致，导致的插入瞬间电路电流过大，容易烧毁电路问题，本实用新型提供一种多功能可扩展移动充电电源及光伏电源箱，其中，多功能可扩展移动充电电源，充电电源包括壳体；所述壳体上设有电池腔和多种型号的接口；多种型号的接口和电池腔内的导电体均与电池管理模块连接；

所述电池管理模块设有防瞬间大电流模块；所述防瞬间大电流模块用于防止具有不同电压的充电电源导通时出现瞬间大电流。

进一步地，所述多种型号包括数据采集接口、USB接口和第一DC接口。

进一步地，所述导电体为电池卡扣。

进一步地，所述壳体侧壁上设有LED灯。

进一步地，所述电池管理模块包括控制器、第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的栅极分别与控制器的OD端和OC端连接；所述第一场效应管的漏极与所述第二场效应管的源极连接；所述第一场效应管的源极与所述电池腔内的电池的负极连接。

本实用新型提供的多功能可扩展移动充电电源，多种型号的接口的结构设计，实现了充电电源的多功能扩展效果；通过防瞬间大电流模块的结构设计，解决了若干充电电源并联系统中由于各个充电电源电压不一致，导致的插入瞬间电路电流过大问题。

本实用新型另外提供的一种光伏电源箱，采用如上任意所述的多功能可扩展移动充电电源，还包括电源箱体，其中：

若干充电电源之间通过汇流底板连接；所述电池管理模块、充电电源和汇流底板均设于所述电源箱体内；所述电源箱体外壁设有光伏板；

若干所述电源箱体之间可并联或串联。

进一步地，所述充电电源与汇流底板通过公母插头、极柱、接触片、磁吸、快速插拔头、弹簧片、互锁中的一种或多种结构连接。

进一步地，所述电源箱体一侧设有输入输出界面；所述输入输出界面设有与所述电池管理模块连接的正负极串并接口、显示屏、输出航空插座、输入快插连接器接口、多路USB输出接口、第二DC接口和大容量串并开关。

进一步地，所述电源箱体顶部设置开口结构，开口结构设有抽拉板或翻盖。

进一步地，所述电源箱体还设有便携式智能充电器；所述便携式智能充电器设有220V电源接口、USB输入接口、USB输出接口、DC输出接口和快插型连接器接口。

本实施例提供的光伏电源箱，通过光伏板将光能转换为电能给充电模块充电，节能环保，且适用于户外等没有或不方便使用市电充电的场所使用。能够满足单用户、团体用户的用电需求。特别适用于多队员的团体组织、队班团以及工程作业、野外勘探、突发事件、抢险救灾、建筑施工、突发事件、影视拍摄和军事保障的使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的光伏电源箱的立体示意图；

图2为光伏电源箱的封盖的开状态图；

图3为光伏电源箱中的光伏板一打开状态图；

图4为光伏电源箱中的光伏板另一打开状态图；

图5为矩形充电电源结构示意图；

图6为图5的左视图；

图7为图5的右视图；

图8为圆柱形充电电源结构示意图；

图9为圆柱形充电电源爆炸图；

图10为光伏电源箱侧视图；

图11为电池管理模块示意图；

图12为充电电源与汇流底板装配示意图；

图13为图12中汇流底板的电路示意图；

图14为电池管理模块逻辑图；

图15为便携式智能充电器示意图。

附图标记：

10 充电电源	11 壳体	12 电池
			13 正负极端口	14 数据采集端口	15 电池卡扣
16 充电电源控制模块	17 LED灯	18 USB接口
			19 第一DC接口	20 电源箱体	21 汇流底板
23 光伏板	24 输入输出界面	25 翻盖
			27 手提柄	28 抽拉板	29 侧盖板
30 便携式智能充电器	31 220V电源接口	32 USB输入接口
			33 USB输出接口	34 DC输出接口	35 快插型连接器接口
241 正负极串并接口	242显示屏	243输出航空插座
			244输入快插连接器接口	245 多路USB输出接口	246 第二DC接口
247 大容量串并开关

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“连接”或者“相连”等类似词语并非限定与物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接、光连接等，不管是直接的还是间接的。

本实用新型实施例提供一种多功能可扩展移动充电电源及光伏电源箱，其中，多功能可扩展移动充电电源，充电电源10包括壳体11；所述壳体11上设有电池腔和多种型号的接口；多种型号的接口和电池腔内的导电体均与电池管理模块连接；

所述电池管理模块设有防瞬间大电流模块；所述防瞬间大电流模块用于防止具有不同电压的充电电源10导通时出现瞬间大电流。

具体实施时，如图1-图10所示，多功能可扩展移动充电电源，充电电源10包括壳体11；壳体11上设有电池腔和多种型号的接口；电池腔用于容纳若干电池12；若干电池12之间的通过串联或并联连接；多种型号的电源输入输出接口和电池腔内的导电体均与电池管理模块连接；壳体11上设有正负极端口13，用于输出电能；

电池管理模块设有防瞬间大电流模块；防瞬间大电流模块用于防止具有不同电压的充电电源10导通时出现瞬间大电流。

所述充电电源10设计能量在15wh-100wh。优选电量35wh-55w。

较佳地，电池12的形状为方形、圆柱或其他形状。优选圆柱18650电池。

较佳地，所述电池12为锂电池。

较佳地，所述正负极端口13同侧设置，正负极端口13与其他装置的接触结构包括但不限于公母插头、极柱、接触片、磁吸、快速插拔头、弹簧片、互锁等。优选接为极柱和磁吸，且所有电源模块采用统一规格型号正负极接触方式。

本实用新型实施例提供的多功能可扩展移动充电电源，多种型号的接口的结构设计，实现了充电电源的多功能扩展效果；通过防瞬间大电流模块的结构设计，解决了若干充电电源并联系统中由于各个充电电源电压不一致，导致的插入瞬间电路电流过大问题。

较佳地，所述壳体11的横截面为矩形或圆形。

优选地，所述多种型号包括数据采集接口14、USB接口118和第一DC接口19。

具体实施时，所述数据采集接口14与其他部件的接触结构为磁吸、弹簧片、接触片等。优选为磁吸方式。

较佳地，所述正负极端口13与数据采集接口14可集成到同一部件上，以节约空间。

优选地，所述导电体为电池卡扣15。

具体实施时，电池卡扣15包括但不限于弹簧、支架、磁吸、互锁等连。优选为弹簧和互锁结构。

优选地，所述壳体11侧壁上设有LED灯17。

具体实施时，壳体11侧壁上设有LED灯17，LED灯17与电池管理模块通讯或电性连接，用于照明和/或故障指示。

优选地，所述电池管理模块包括控制器、第一场效应管和第二场效应管，其中，第一场效应管和第二场效应管组成防瞬间大电流模块，所述第一场效应管的栅极分别与控制器的OD端和OC端连接；所述第一场效应管的漏极与所述第二场效应管的源极连接；所述第一场效应管的源极与所述电池腔内的电池12的负极连接。

具体实施时，如图11所示，由于单独的充电电源10本身就可以作为一个单独的电源使用，因为单独使用状态不同，造成每个充电电源10带电量不同，当使用后插入（或归还）到电源箱时，现有的电源管理器并不会注意到各个充电电源10的电压差，因此，在插入时，容易导致电路的瞬间电流过大，易对电路造成损坏，降低电路和充电模块10的使用寿命。并且，本实施例中充电电源10采用并联结构，因为充电电源10内阻仅10-20毫欧，当充电电源10间电压差仅4V时，电流即可达到200-300A。

因此，本实施例中除了在控制器上实现对充放电的过流控制外，在底座采用二极管和MOS开关双重保护来控制瞬间的大电流，同时MOS开关与主控制板具备通讯能力，能够主动识别后选择是否放行电流。所述主动识别指的是电源箱BMS带通讯功能可以和每个单元模块的BMS管理中通讯功能进行交互，通过通讯来控制MOS开关的通断。

实施逻辑：

如图14所示，当多个充电电源10（子系统模块）具有压差且并联再一起，安装在电源底座上的MOS管可控开关断开与二极管实施双重保护。控制器对各个充电电源10电压状态后，选择闭合可控开关（包括但不限于继电器、MOS管），开始对各个充电电源10中电压较小的电源进行补电，直至所有各个充电电源10带电量一致。由于我们采用“一对一”（即充电电源10具有唯一编号且可与控制器通讯；而控制器与唯一编号充电电源10连接通讯，实现充电电源10在任意位置均可实现通讯连接且一对一）的控制，因此我们可以对单个子电源模块进行单一补电，也可以对全模块进行分阶段补电（例如最少电量的补齐到次少电量，再一起补电到次次少电量，以此类推直至全部补齐）。

较佳地，所述电池管理模块为BMS模块，具有对电池运行状态管理的能力，防止电池过充过放、具备与电源箱通信能力。

本实用新型另外提供的一种光伏电源箱，采用如上任意所述的多功能可扩展移动充电电源，还包括电源箱体20，其中：

若干充电电源10之间通过汇流底板21连接；所述电池管理模块、充电电源10和汇流底板21均设于所述电源箱体20内；所述电源箱体20外壁设有光伏板23；若干所述电源箱体20之间可并联或串联。

具体实施时，光伏电源箱采用如上任意的多功能可扩展移动充电电源，还包括中空的电源箱体20，其中：

如图13所示，电源箱体20底部设有汇流底板21；若干充电电源10与汇流底板21连接；电池管理模块、充电电源10和汇流底板21均设于电源箱体20内；电源箱体20外壁设有光伏板23，所述光伏板23通过电池管理模块给所述电源箱体20内的充电模块10充电。光伏板23通采用高功率单晶光伏板，其特点是发电功率和发电效率高。光伏板可以是与电源箱同边框大小的单片，也可以是同边框大小可折叠式的多片。

本实施例提供的光伏电源箱，通过光伏板23将光能转换为电能给充电模块充电，节能环保，且适用于户外等没有或不方便使用市电充电的场所使用。单个的充电模块10能够拆卸单独使用，满足单用户的用电需求，并且，用于外部使用的充电电源10可以和光伏电源箱体20内的充电模组任意替换，能够根据需要对单个光伏电源箱内的电量进行扩展，能过满足各种场合以及电量的使用需求。

同时，若干个光伏电源箱之间可串联，从而实现多个光伏电源箱之间的电能扩展，达到高电压、大容量储能效果，可以满足团体用电需求。

本实施例提供的光伏电源箱，突破传统移动电源的局限性，通过选型标准化电池和标准化电源模块最后成组为标转化电源箱体。做到了单电源箱体容量大、重量轻、功能多的特点。

并且，传统电源存在的串并联局限性，当某一充电电源10时缺失或故障时，会造成整个光伏电源箱不能使用的问题出现，本实施例提供的光伏电源箱，任意电源模块的缺失或故障都不影响整体电源箱的适用。电源箱BMS带通讯功能可以和每个单元模块的BMS管理中通讯功能进行交互，通过通讯来控制MOS开关的通断。电源箱内电源模块均采用并联模式，当缺失电源模块时只会对输出容量有影响并不会让整个电源箱失效或者不工作。特别适用于多队员的团体组织、队班团以及工程作业、野外勘探、突发事件、抢险救灾、建筑施工、突发事件、影视拍摄和军事保障的使用需求。

优选地，所述充电电源10与汇流底板21通过公母插头、极柱、接触片、磁吸、快速插拔头、弹簧片、互锁中的一种或多种结构连接。

具体实施时是，汇流底板21与充电电源10的接触/固定方式可以是公母插头、极柱、接触片、磁吸、快速插拔头、弹簧片、互锁等接线方式。优选接线方式为极柱和磁吸方式。且所有充电电源10采用统一接触方式充电电源10可安装在电源箱底座任意位置。

较佳地，所述汇流底板21采用包括但不限于铜板、铝板或镍铜合金材料制成，通过汇流底板21上设有正、负电路结构；所述正、负电路交错设置有若干横向电路；所述正的横向电路的左侧导通，所述负电路的右侧导通；相邻的正、负电路的横向电路之间设有若干充电电路10连接点。通过汇流底板21对充电电源10进行排列；所述充电电源10的排列方式可以是串联、并联或者串并结合。根据使用要求设计串并方式。

优选地，所述充电电源10内的电池12是串联的；若干所述光伏电源箱是并联的。

优选地，所述电源箱体20一侧设有输入输出界面24；所述输入输出界面24设有与所述电池管理模块连接的正负极串并接口241、显示屏242、输出航空插座243、输入快插连接器接口244、多路USB输出接口245、第二DC接口246和大容量串并开关247。

优选地，所述电源箱体20顶部设置开口结构，开口结构设有抽拉板28或翻盖25。

具体实施时，所述电源箱体20顶部设置开口结构，开口结构设有抽拉板28或翻盖25；采用翻盖式设计或者抽拉式设计，以便于更换锂离子电池和设备防水性能。设计方式优选为翻盖式

较佳地，电源箱体20侧壁设有手提柄27，方便使用时手提移动。

优选地，光伏板23可折叠。

优选地，如图15所示，所述电源箱体20还设有便携式智能充电器30；所述便携式智能充电器30设有220V电源接口31、USB输入接口32、USB输出接口33、DC输出接口34和快插型连接器接口35。可以通过连接电网220V-快插型连接器接口/DC接口给光伏电源箱充电，以及通过连接光伏电源箱USB-USB给充电电源模块10充电，以及将电源箱USB-USB与手机和照明设施连接为其充电。

较佳地， USB输入接口32、USB输出接口33均具有识别电源功能，USB输入接口32、USB输出接口33均配备2-4个端口，具备同时工作的能力。

较佳地，DC输出接口34为5525类型，具备两路同时工作的能力。

较佳地，快插型连接器接口35输出功率在200～250W。

较佳地，所述控制器为BMS，BMS具有对电源下系统及单体模块电源进行管理/通信的功能；可主动识别输出输入电压（5V 12V 24V 36V）；管理防止电池模块过充过放；温度及热管理；带NFC/蓝牙控制模块，可使用智能手机对电源箱进行控制、调整。

较佳地，所述充电电源10内设置有充电电源控制模块16，所述充电电源控制模块16包括但不限于BMS。

尽管本文中较多的使用了诸如充电电源、壳体、电源箱体、汇流底板、输入输出界面、翻盖、手提柄、抽拉盖板、侧盖板、便携式智能充电器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多功能可扩展移动充电电源，其特征在于：充电电源（10）包括壳体（11）；所述壳体（11）上设有电池腔和多种型号的接口；多种型号的接口和电池腔内的导电体均与电池管理模块连接；

所述电池管理模块设有防瞬间大电流模块；所述防瞬间大电流模块用于防止具有不同电压的充电电源（10）导通时出现瞬间大电流。

2.根据权利要求1所述的多功能可扩展移动充电电源，其特征在于：所述多种型号包括数据采集接口（14）、USB接口（118）和第一DC接口（19）。

3.根据权利要求1所述的多功能可扩展移动充电电源，其特征在于：所述导电体为电池卡扣（15）。

4.根据权利要求1所述的多功能可扩展移动充电电源，其特征在于：所述壳体（11）侧壁上设有LED灯（17）。

5.根据权利要求1所述的多功能可扩展移动充电电源，其特征在于：所述电池管理模块包括控制器、第一场效应管和第二场效应管，所述第一场效应管的栅极分别与控制器的OD端和OC端连接；所述第一场效应管的漏极与所述第二场效应管的源极连接；所述第一场效应管的源极与所述电池腔内的电池（12）的负极连接。

6.一种光伏电源箱，其特征在于：采用如权利要求1-5任一项所述的多功能可扩展移动充电电源，还包括电源箱体（20），其中：

若干充电电源（10）之间通过汇流底板（21）连接；所述电池管理模块、充电电源（10）和汇流底板（21）均设于所述电源箱体（20）内；所述电源箱体（20）外壁设有光伏板（23）；

若干所述电源箱体（20）之间可并联或串联。

7.根据权利要求6所述的光伏电源箱，其特征在于：所述充电电源（10）与汇流底板（21）通过公母插头、极柱、接触片、磁吸、快速插拔头、弹簧片、互锁中的一种或多种结构连接。

8.根据权利要求6所述的光伏电源箱，其特征在于：所述电源箱体（20）一侧设有输入输出界面（24）；所述输入输出界面（24）设有与所述电池管理模块连接的正负极串并接口（241）、显示屏（242）、输出航空插座（243）、输入快插连接器接口（244）、多路USB输出接口（245）、第二DC接口（246）和大容量串并开关（247）。

9.根据权利要求6所述的光伏电源箱，其特征在于：所述电源箱体（20）顶部设置开口结构，开口结构设有抽拉板（28）或翻盖（25）。

10.根据权利要求6-9任一项所述的光伏电源箱，其特征在于：所述电源箱体（20）还设有便携式智能充电器（30）；所述便携式智能充电器（30）设有220V电源接口（31）、USB输入接口（32）、USB输出接口（33）、DC输出接口（34）和快插型连接器接口（35）。

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