CN213585259U - 基于废旧动力电池的独立供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于废旧动力电池的独立供电系统，该独立供电系统包括：发电装置，该发电装置用于生成电能；电能过渡装置，该电能过渡装置分别与所述发电装置和负载电连接；控制器，该控制器与所述发电装置和所述电能过渡装置分别电连接，用于监控和控制所述发电装置和所述电能过渡装置的工作状态；所述电能过渡装置包括废旧动力电池，用于接收所述发电装置生成的电能，并对所述负载供电。根据本申请的技术方案，提供了一种汽车废旧动力电池直接且充分的回收利用方式。

Description

基于废旧动力电池的独立供电系统

技术领域

本申请涉及资源再生利用领域，更具体地说，涉及一种基于废旧动力电池的独立供电系统。

背景技术

汽车电池尤其是电动车辆的动力电池，在经过一定的使用年限后，即使没有发生物理损坏，依然会被淘汰。淘汰掉的废旧动力电池如果随意丢弃会对环境造成严重污染，但由于其容量或储电性能已经无法保障新能源汽车正常行驶，重复利用的难度较大。

传统上对于废旧动力电池的回收利用方式，通常是将废旧动力电池拆解，回收其中可重复利用的材料。这种回收方式不仅工作量较大，而且对于仅仅是电池容量或充放电性能下降的动力电池来说，直接拆解回收也造成了较大的资源浪费。

因此，如何提供一种较为直接且能够充分利用废旧汽车动力电池的技术方案成为本领域需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提出了一种基于废旧动力电池的独立供电系统，以实现对汽车废旧动力电池直接且充分的回收利用方式。

根据本申请，提出了一种基于废旧动力电池的独立供电系统，该独立供电系统包括：发电装置，该发电装置用于生成电能；电能过渡装置，该电能过渡装置分别与所述发电装置和负载电连接；控制器，该控制器与所述发电装置和所述电能过渡装置分别电连接，用于监控和控制所述发电装置和所述电能过渡装置的工作状态；所述电能过渡装置包括废旧动力电池，用于接收所述发电装置生成的电能，并对所述负载供电。

优选地，所述发电装置与所述电能过渡装置之间设置有第一开关，和/或所述电能过渡装置与所述负载之间设置有第二开关；所述第一开关和/或所述第二开关与所述控制器电连接，用于接收所述控制器的指令以接通或断开电路。

优选地，所述电能过渡装置与所述负载之间设置有直流电路和交流电路，该交流电路上设置有逆变器；所述第二开关用于接通所述直流电路或所述交流电路中的任意一者，或者均不接通。

优选地，所述电能过渡装置包括多个所述废旧动力电池，该多个所述废旧动力电池彼此并联连接。

优选地，任一所述废旧动力电池串联有第三开关和电传感器；所述电传感器与所述控制器电连接，用于测量其所在电路的电压值和/或电流值并反馈至所述控制器；和/或所述第三开关与所述控制器电连接，用于接收所述控制器的指令以接通或断开电路。

优选地，所述发电装置为将光能转换为电能的光伏发电装置，或所述发电装置为将水能或风能转换为电能的动能发电装置，或所述发电装置为将化石燃料燃烧转换为电能的热能发电装置。

优选地，所述发电装置为光伏发电装置，该光伏发电装置包括：光伏组件，该光伏组件用于将光能转换为电能；直流配电柜，该直流配电柜与所述光伏组件和所述电能过渡装置分别电连接，用于将所述光伏组件产生的电能分配给所述电能过渡装置。

优选地，所述发电装置包括汇流箱，该汇流箱一侧连接有多个彼此并联的所述光伏组件，另一侧连接至所述直流配电柜；所述汇流箱与所述控制器电连接，用于接收所述控制器发出的指令以控制任意所述光伏组件与所述汇流箱之间的电路接通或断开。

优选地，所述电能过渡装置中设置有与所述控制器电连接的温度传感器，该温度传感器用于实时监控所述电能过渡装置中的工作温度并反馈至所述控制器。

优选地，所述电能过渡装置中设置有温控设备，该温控设备用于调节所述电能过渡装置的工作温度，所述温控设备为布置于所述电能过渡装置中的冷却液流路，或所述温控设备为向所述电能过渡装置中输送冷气或暖气的气源。

优选地，所述控制器包括：监控模块，用于实时接收所述发电装置和所述电能过渡装置反馈的电流信息和/或电压信息和/或温度信息；计算中心，用于根据所述监控模块接收的所述电流信息和/或电压信息和/或温度信息，计算得出需要发送至所述发电装置和所述电能过渡装置的工作指令；指令模块，用于将所述工作指令发送至所述发电装置和/或所述电能过渡装置，以控制所述发电装置和/或所述电能过渡装置的工作状态。

根据本申请的技术方案，提供了一种利用汽车废旧动力电池的独立供电系统。汽车动力电池在经过一定的使用年限后，虽然电池容量以及储电性能无法保障汽车使用，但作为电池的充电及放电功能依然存在。本申请利用汽车废旧动力电池形成用于独立供电系统的电能过渡装置，以将发电装置生成的不稳定的电压电流经过电池的过渡，从而形成稳定的电压和电流以供用电器直接使用。通过本申请的独立供电系统，为一部分达到使用年限但未受到物理损坏的汽车废旧电池提供了一种直接且充分的回收利用方式。

本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：

图1为根据本申请优选实施方式的基于废旧动力电池的独立供电系统的原理图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请的技术方案。

随着环境保护意识的增强，生活中对于新能源的需求也不断提高。目前，电能作为一种高位清洁能源已经在各个领域得到广泛应用，例如电动力汽车。然而，作为电能的存储单元，当电池因使用年限较长从而无法满足常规工作需求后，传统的电池回收方式通常是直接拆解回收以防止造成环境污染，但实际上造成了较大的资源浪费，因此如何对废旧电池充分地回收利用成为本领域需要解决的技术问题。另外，本申请发明人发现，太阳能作为一种可再生能源，其利用方式通常是通过光伏发电装置将太阳能转化为电能，但由于光伏发电装置的输出电压以及功率等不稳定，无法直接应用于负载，需要将生成的电能并入到电网中，对于偏远地区尤其是电网铺设不完善的地区，难以大规模地利用太阳能。

结合上述问题，如图1所示，本申请提供了一种基于废旧动力电池的独立供电系统，该独立供电系统包括：发电装置10，该发电装置10用于生成电能；电能过渡装置20，该电能过渡装置20分别与发电装置10和负载40电连接；控制器30，该控制器30与发电装置10和电能过渡装置20分别电连接，用于监控和控制发电装置10和电能过渡装置20的工作状态；电能过渡装置20包括废旧动力电池23，用于接收发电装置10生成的电能，并对负载40供电。

根据本申请的技术方案，通过在发电装置10和负载40之间连接电能过渡装置20，通过电能过渡装置20先将发电装置10生成的电能暂时存储，再由电能过渡装置20将暂存的电能稳定地提供给负载40，即使发电装置10生成的电能的电压、电流等不稳定，也能够使该独立供电系统无需连接电网就能够独立应用于生活供电。其中，电能过渡装置20作为电能的暂存单元，对储能能力的要求较低，只需充电与放电功能正常的废旧动力电池23就可满足工作要求，从而对如电动汽车或混合动力汽车中因使用年限到期或储能功能下降而导致废气的动力电池提供了一种新的回收利用手段。本方案中所述的废旧动力电池23优选为上述电动汽车或混合动力汽车的废旧动力电池，也可以为其他电动工业设备中因年限到期或储能功能下降而废气的电池。

控制器30作为本申请的基于废旧动力电池的独立供电系统的控制单元该控制器30可以为可编程的逻辑控制单元，通过预先编程的指令控制该独立供电系统的各个部分，和/或该控制器30优选包括控制终端，使其能够通过人工操控发送指令。为保证该独立供电系统的自动化工作性能，所述控制器30优选至少包括：监控模块，用于实时接收发电装置10和电能过渡装置20反馈的电流信息和/或电压信息和/或温度信息；计算中心，用于根据监控模块接收的电流信息和/或电压信息和/或温度信息，计算得出需要发送至发电装置10和电能过渡装置20的工作指令；指令模块，用于将工作指令发送至发电装置10和/或电能过渡装置20，以控制发电装置10和/或电能过渡装置20的工作状态。

在该基于废旧动力电池的独立供电系统中，通过控制器30对发电装置10和电能过渡装置20的监控，分别控制发电装置10和电能过渡装置20的开启或关闭或调整运行功率等。所述控制器30可以为能够人为操控的控制终端，或者为预先写入自动操控程序的可编程逻辑控制器，或者为以上两者的结合。其中，优选如图1所示，发电装置10与电能过渡装置20之间设置有第一开关31，和/或电能过渡装置20与负载40之间设置有第二开关32；第一开关31和/或第二开关32与控制器30电连接，从而使该第一开关31和/或第二开关32能够接收控制器30的指令以接通或断开发电装置10和电能过渡装置20之间的电路和/或电能过渡装置20与负载40之间的电路。优选情况下，第一开关31和/或第二开关32设置有如空气开关或熔断器的过载保护机构，以在电流过载时如控制器30无法有效控制开关关闭，则通过过载保护机构对所在电路提供断开保护。

根据上述独立供电系统，包括废旧动力电池23的电能过渡装置20可以输出直流电以应用于直流负载，或者可以将输出的电能转换为交流电以应用于交流负载。优选如图1所示，电能过渡装置20与负载40之间设置有直流电路11和交流电路12，该交流电路12上设置有逆变器121，通过该逆变器121将直流电转换为交流电以供交流负载使用。在该供电系统实际应用时，第二开关32可以用于接通直流电路11或交流电路12中的任意一者，或者均不接通，从而本申请的基于废旧动力电池的独立供电系统通过控制第二开关32的切换，能够分别实现对工作电流为直流的负载40供电，或对工作电流为交流的负载40供电，或者与负载40断开的操作，进而提高该供电系统的适用性，使其灵活应用于不同的用电设备。

根据工作需求的不同，电能过渡装置20中的废旧动力电池23可以为1个，也可以为多个。优选如图1所示，电能过渡装置20包括多个废旧动力电池23，该多个废旧动力电池23彼此并联连接，从而提高电能过渡装置20的充放电效率，在某一并联电路中的废旧动力电池23出现故障时，可以通过切断该并联电路以保障电能过渡装置20正常使用。优选情况下，任一废旧动力电池23串联有第三开关33和电传感器34。其中，电传感器34与控制器30电连接，用于测量其所在电路的电压值和/或电流值并反馈至控制器30，当所述电传感器34检测到的电压值和/或电流值出现异常时，电传感器34将异常信息发送给控制器30。第三开关33优选与控制器30电连接，控制器30收到电传感器34发出的电压值和/或电流值的异常信息后，向第三开关33发出断开电路指令，使第三开关33接收控制器30的指令以断开电路；或者也可通过人工操控控制器30向第三开关33发送指令以使第三开关33接通或断开电路，以调节电能过渡装置的工作状态。

根据本申请的基于废旧动力电池的独立供电系统，发电装置10可以为将光能转换为电能的光伏发电装置，或发电装置10为将水能或风能转换为电能的动能发电装置，或发电装置10为将化石燃料燃烧转换为电能的热能发电装置。优选情况下，所述发电装置10为对环境因素限制较低且较为环保的光伏发电装置，如图1所示，该光伏发电装置包括：光伏组件13，该光伏组件13用于将光能转换为电能；直流配电柜14，该直流配电柜14与光伏组件13和电能过渡装置20分别电连接，用于将光伏组件13产生的电能分配给电能过渡装置20。其中，光伏组件13可以包括一个或多个光伏板，或者优选包括由多个光伏板串联形成的光伏串列。发电装置10中可以包括一个或多个直流配电柜14，该直流配电柜14除用于配电功能外开可以设置有与控制器30连接的电路开关，用于根据控制器30的指令接通或断开该直流配电柜14所连接的光伏组件13与电能过渡装置20之间的电路。其中每个直流配电柜14可以连接有一个或多个光伏组件13，优选如图1所示，发电装置10包括汇流箱131，该汇流箱131一侧连接有多个彼此并联的光伏组件13，另一侧连接至直流配电柜14，用于将所述多个光伏组件13转换出的电能汇流给直流配电柜14。该汇流箱131优选与控制器30电连接，用于接收控制器30发出的指令以控制任意光伏组件13与汇流箱131之间的电路接通或断开，从而便于对每个光伏组件13分别维护。

为提高独立供电系统的安全性，优选对电能过渡装置20的工作温度实时监控，以防止工作温度过高造成设备损坏。如图1所示，电能过渡装置20中优选设置有与控制器30电连接的温度传感器25，该温度传感器25用于实时监控电能过渡装置20中的工作温度并反馈至控制器30。该温度传感器25可以为一个，设置于电能过渡装置20中的废旧动力电池23周围，用于实时测量废旧动力电池23工作环境的温度；或者该温度传感器可以为多个，该多个温度传感器25分别设置于废旧动力电池23上，用于测量各个废旧动力电池23在工作时的自身温度，以起到实时监控电池温度及时排除安全隐患的目的。

根据上述基于废旧动力电池的独立供电系统，在监控电能过渡装置20的工作温度的基础上，电能过渡装置20中优选还设置有温控设备，该温控设备用于调节电能过渡装置20的工作温度，从而根据所述温度传感器25向所述控制器30反馈的温度值，当该温度值超过某一预设的安全温度时，控制器30控制温控设备对电能过渡装置20或其中的一个或多个废旧动力电池23进行降温。所述温控设备可以为布置于电能过渡装置20中的冷却液流路，或温控设备可以为向电能过渡装置20中输送冷气或暖气的气源，或者优选情况下该温控设备为上述方式的结合，并能够根据实际工况需要选择任一种或多种温度调节方式。

根据本申请优选实施方式的基于废旧动力电池的独立供电系统，如图1所示，发电装置10中的光伏组件13能够将光能(太阳能)转换为电流和/或电压不稳定的电能，该电能经由汇流箱131与直流配电柜14以充电的方式暂时充入到电能过渡装置20内的废旧动力电池23中，在再由电能过渡装置20内的废旧动力电池23向负载40提供较为稳定的直流电或交流电，从而形成稳定的电压和电流以供直流或交流用电器直接使用。根据本申请的方案，一方面解决了传统发电机发电不稳定难以直接使用的问题，另一方面为一部分达到使用年限但未受到物理损坏的汽车废旧电池提供了一种新的回收利用方式，充分挖掘了废旧动力电池的剩余价值，减小了资源浪费。

以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于上述实施方式中的具体细节，在本申请的技术构思范围内，可以对本申请的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本申请的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本申请的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本申请的思想，其同样应当视为本申请所公开的内容。

Claims (11)

1.基于废旧动力电池的独立供电系统，该独立供电系统包括：

发电装置(10)，该发电装置(10)用于生成电能；

电能过渡装置(20)，该电能过渡装置(20)分别与所述发电装置(10)和负载(40)电连接；

控制器(30)，该控制器(30)与所述发电装置(10)和所述电能过渡装置(20)分别电连接，用于监控和控制所述发电装置(10)和所述电能过渡装置(20)的工作状态；

其特征在于，所述电能过渡装置(20)包括废旧动力电池(23)，用于接收所述发电装置(10)生成的电能，并对所述负载(40)供电。

2.根据权利要求1所述的基于废旧动力电池的独立供电系统，其特征在于，所述发电装置(10)与所述电能过渡装置(20)之间设置有第一开关(31)，和/或所述电能过渡装置(20)与所述负载(40)之间设置有第二开关(32)；

所述第一开关(31)和/或所述第二开关(32)与所述控制器(30)电连接，用于接收所述控制器(30)的指令以接通或断开电路。

3.根据权利要求2所述的基于废旧动力电池的独立供电系统，其特征在于，所述电能过渡装置(20)与所述负载(40)之间设置有直流电路(11)和交流电路(12)，该交流电路(12)上设置有逆变器(121)；

所述第二开关(32)用于接通所述直流电路(11)或所述交流电路(12)中的任意一者，或者均不接通。

4.根据权利要求1所述的基于废旧动力电池的独立供电系统，其特征在于，所述电能过渡装置(20)包括多个所述废旧动力电池(23)，该多个所述废旧动力电池(23)彼此并联连接。

5.根据权利要求4所述的基于废旧动力电池的独立供电系统，其特征在于，任一所述废旧动力电池(23)串联有第三开关(33)和电传感器(34)；

所述电传感器(34)与所述控制器(30)电连接，用于测量其所在电路的电压值和/或电流值并反馈至所述控制器(30)；和/或所述第三开关(33)与所述控制器(30)电连接，用于接收所述控制器(30)的指令以接通或断开电路。

6.根据权利要求1所述的基于废旧动力电池的独立供电系统，其特征在于，所述发电装置(10)为将光能转换为电能的光伏发电装置，或所述发电装置(10)为将水能或风能转换为电能的动能发电装置，或所述发电装置(10)为将化石燃料燃烧转换为电能的热能发电装置。

7.根据权利要求6所述的基于废旧动力电池的独立供电系统，其特征在于，所述发电装置(10)为光伏发电装置，该光伏发电装置包括：

光伏组件(13)，该光伏组件(13)用于将光能转换为电能；

直流配电柜(14)，该直流配电柜(14)与所述光伏组件(13)和所述电能过渡装置(20)分别电连接，用于将所述光伏组件(13)产生的电能分配给所述电能过渡装置(20)。

8.根据权利要求7所述的基于废旧动力电池的独立供电系统，其特征在于，所述发电装置(10)包括汇流箱(131)，该汇流箱(131)一侧连接有多个彼此并联的所述光伏组件(13)，另一侧连接至所述直流配电柜(14)；

所述汇流箱(131)与所述控制器(30)电连接，用于接收所述控制器(30)发出的指令以控制任意所述光伏组件(13)与所述汇流箱(131)之间的电路接通或断开。

9.根据权利要求1所述的基于废旧动力电池的独立供电系统，其特征在于，所述电能过渡装置(20)中设置有与所述控制器(30)电连接的温度传感器(25)，该温度传感器(25)用于实时监控所述电能过渡装置(20)中的工作温度并反馈至所述控制器(30)。

10.根据权利要求9所述的基于废旧动力电池的独立供电系统，其特征在于，所述电能过渡装置(20)中设置有温控设备，该温控设备用于调节所述电能过渡装置(20)的工作温度，

所述温控设备为布置于所述电能过渡装置(20)中的冷却液流路，或所述温控设备为向所述电能过渡装置(20)中输送冷气或暖气的气源。

11.根据权利要求1所述的基于废旧动力电池的独立供电系统，其特征在于，所述控制器(30)包括：

监控模块，用于实时接收所述发电装置(10)和所述电能过渡装置(20)反馈的电流信息和/或电压信息和/或温度信息；

计算中心，用于根据所述监控模块接收的所述电流信息和/或电压信息和/或温度信息，计算得出需要发送至所述发电装置(10)和所述电能过渡装置(20)的工作指令；

指令模块，用于将所述工作指令发送至所述发电装置(10)和/或所述电能过渡装置(20)，以控制所述发电装置(10)和/或所述电能过渡装置(20)的工作状态。

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