CN213879315U - 一种适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，包括便携箱(1)和安装于便携箱(1)内的直流输入配电单元(2)、逆变器(3)、市电逆变切换单元(4)、空气开关(5)和充电器(6)，直流输入配电单元(2)具有接线端子以与磷酸铁锂电池连接，逆变器(3)与直流输入配电单元(2)连接；市电逆变切换单元(4)具有两个输入端和一个输出端，输出端连接负载，一个输入端与逆变器(3)连接，另一个输入端通过空气开关(5)与市电供电连接；空气开关(5)与充电器(6)连接，充电器(6)将市电转换为直流电后与直流输入配电单元(2)联通。本实用新型提供的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置具有体积小、重量轻、便于移动及携带、发电功率高、远程查询装置状态等诸多优点。

Description

一种适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种充发电装置，具体涉及一种适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，属于供电设备领域。

背景技术

传统应急供电中使用油机发电时引起的噪音大、废气排放多、部分场景搬运难等的问题。针对油机发电的缺点，已有技术研究出电池充发电装置。

但现有的电池充发电装置往往受限于电池容量及自身的逆变器功率限值，在一些负载较大的场合，不能实现大功率的发电。

现有的电池充发电装置，体积大、质量重，不便于移动和携带，使用起来较为笨重，搬运费时费力。

同时，现有的电池充发电装置往往配备的充电器功率较小，效率低，不能实现给电池组快速充电的要求。

因此，亟代提出一种体积小、重量轻、便于移动携带的，支持大功率发电的充发电装置。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，其特征在于，包括便携箱1和安装于便携箱内的直流输入配电单元2、逆变器3、市电逆变切换单元4、空气开关5和充电器6；

所述直流输入配电单元2具有接线端子以与磷酸铁锂电池连接；

所述逆变器3与直流输入配电单元2连接，将磷酸铁锂电池输出的直流转换为交流；

所述市电逆变切换单元4具有两个输入端和一个输出端，所述输出端连接负载，市电逆变切换单元4的一个输入端与逆变器3连接，另一个输入端通过空气开关5与市电供电连接；

空气开关5与充电器6连接，通过充电器6将市电转换为直流电后与直流输入配电单元2联通；

所述充电器6采用PFC+LLC+同步整流拓扑结构，PFC为BOOST电路的变换器，LLC采用变频控制；

在便携箱1上还设置有2个并机接口7，多台便携式充发电装置并机输出时，通过并机排线连接多台便携箱1以进行多台装置之间的通讯。

优选地，在所述便携箱1的底部，设置有万向轮11。

更优选地所述万向轮11为带刹车功能的万向轮，

根据本实用新型，在便携箱1上设置有冷却风扇13。

在一个优选的实施方式中，所述便携箱1的顶部设置有提手12。

在一个优选的实施方式中，所述直流输入配电单元2的接线端子为具有防反向连接功能的快速端子。

根据本实用新型，所述直流输入配电单元2上的接线端子具有多个，与多个磷酸铁锂电池同时连接。

在一个优选的实施方式中，所述空气开关5与市电的连接端采用交流贯通式连接端子。

优选地，该装置还包括数据采集处理单元，所述数据采集处理单元与直流输入配电单元2、逆变器3、市电逆变切换单元4连接，通过电压电流采集电路采集市电电压、逆变电压、输出功率、输出电流和电池电压，并通过显示屏显示。

更优选地，所述数据采集处理单元还具有存储器及通讯接口。

优选地，所述并机接口7为DB9接口，所述并机排线为9芯并机排线。

本实用新型所提供的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置具有以下有益效果：

(1)根据本实用新型提供的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，集充电、发电为一体，一机多用；

(2)根据本实用新型提供的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，装置体积小、重量轻、便于移动及携带；

(3)根据本实用新型提供的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，支持多电池同时接入，发电功率高；

(4)根据本实用新型提供的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，具有通讯功能，可远程查询装置状态。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的便携箱结构示意图；

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置电气连接结构示意图；

图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的市电逆变切换单元结构示意图；

图4示出根据本实用新型一种优选实施方式的多台便携式充发电装置并机连接示意图。

附图标号说明：

1-便携箱；

2-直流输入配电单元；

21-接线端子；

3-逆变器；

4-市电逆变切换单元；

5-空气开关；

6-充电器；

7-并机接口；

11-万向轮；

12-提手；

13-风扇。

具体实施方式

下面通过附图和实施方式对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

其中，尽管在附图中示出了实施方式的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本实用新型公开了一种适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，包括便携箱1和安装于便携箱内的直流输入配电单元2、逆变器3、市电逆变切换单元4、空气开关5和充电器6。

在一个优选的实施方式中，所述直流输入配电单元2、空气开关5安装在便携箱的后部，方便接线；逆变器3、市电逆变切换单元4和充电器6安装在机箱内部，其中充电器6与逆变器3、市电逆变切换单元4背对背安装，以节约空间。

根据本实用新型所述的便携箱，结构紧凑，使得其体积小于等于0.04立方米，重量小于等于15千克，从而具有更好的便携性能。

在所述便携箱1的底部，设置有万向轮11，如图1所示，以方便运输。

进一步地，所述万向轮11具有多个，以实现便携箱1在移动过程中稳定滑动。

在一个优选的实施方式中，所述万向轮11为带刹车功能的万向轮，使得便携箱1在无需移动时能够稳定的固定在地面上。

根据本实用新型，所述便携箱1的顶部，设置有提手12，优选地，所述提手12至少具有两个，方便多人对便携箱进行提拽。

在便携箱1上，还设置有冷却风扇13，优选为静音风扇，以减少装置工作噪音。

所述直流输入配电单元2具有接线端子21，在本发明中，对所述接线端子不做特别限定，可以是任意一种电缆连接常用端子，通过电缆将直流输入配电单元2的接线端子与磷酸铁锂电池连接。

优选地，所述接线端子为具有防反向连接功能的快速端子，既能方便快速插拔，又能防止正负极反接造成的电池短路现象。

更优选地，所述接线端子为支持250A及以上电流的接线端子，以提高充发电装置的功率。

进一步地，所述直流输入配电单元2上的接线端子具有多个，优选为3个，使其能够支撑多个磷酸铁锂电池同时接入，从而提高充发电装置的功率限值，每台装置的发电功率可达5kW以上。

更进一步地，所述直流输入配电单元2上接线端子通流量至少120A。

所述直流输入配电单元2与逆变器3连接，如图2所示，通过逆变器3将磷酸铁锂电池输出的直流转换为交流。

在本实用新型中，对所述逆变器3的型号不做特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要自由选择，本申请中，将逆变器集成到便携箱中，可随便携箱灵活移动，相比于传统逆变器为嵌入式结构的使用模式，无需应急发电的基站单独配置逆变器和电池组，节约了资源，且无需占用配电柜空间，一台逆变设备可用于多个基站不同时段应急发电，节约成本。

在一个优选的实施方式中，所述逆变器为LB1106PB，逆变器的额定容量为6kVA,采用移相全桥+H桥逆变拓扑结构，进一步地，在DC-DC变换中，功率管开通时工作在软开关状态，损耗小，效率高，逆变效率高于92％。

所述市电逆变切换单元4具有两个输入端和一个输出端，如图3所示，所述输出端连接负载，进一步地，所述市电逆变切换单元4包含一个L线开关和一个N线开关，优选地，所述L线开关和N线开关为具有逻辑控制的电磁开关，能够根据预设条件从两个输入端选择一个与输出端连通，以对输出端进行供电。

进一步地，所述逆变器3与市电逆变切换单元4的一个输入端连接，在市电逆变切换单元4还设置有滤波组件，以对交流电进行滤波后输出给负载供电。

在本实用新型中对所述滤波组件不做特别限定，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。

所述市电逆变切换单元4的另一个输入端通过空气开关5与市电供电连接，当市电正常供电时，所述市电逆变切换单元4将市电连接端与输出端连通，使用市电向负载供电；当市电供电异常时，市电逆变切换单元4将逆变器连接端与输出端连通，使用逆变器输出的交流电向负载供电。

在一个优选的实施方式中，所述空气开关5与市电的连接端采用交流贯通式连接端子，提高连接安全性和可靠性。

根据本实用新型，市电输出电流经过空气开关5与充电器6连接，充电器6将市电转换为直流电后与直流输入配电单元2联通，从而给接入的磷酸铁锂电池充电。

进一步地，所述充电器6采用PFC+LLC+同步整流拓扑结构，其中，PFC采用BOOST电路的变换器，可实现功率管的零电压开通；LLC采用变频控制，通过LLC谐振变换器实现功率器件零电压开通和零电流关断。相对于传统工作在硬开关状态的充电器，本实用新型中的充电器6损耗小、效率高，充电效率可大于96％。

在一个优选的实施方式中，所述适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置还包括数据采集处理单元，所述数据采集处理单元与直流输入配电单元2、逆变器3、市电逆变切换单元4连接，用于采集相关单元电流电压信息，所述电流电压信息包括市电电压、逆变电压、输出功率、输出电流和电池电压等，进一步地，对负载率进行计算及监控设备工作状态。

在本实用新型中，对所述数据采集处理单元具体的电压电流采集电路不做特别限制，只要能够完成电压和温度的采集即可，例如LTC2943芯片及驱动电路。

优选地，所述数据采集处理单元具有显示屏，以显示电流电压信息以及负载率、设备工作状态情况、故障警告信息等。

在一个优选的实施方式中，所述数据采集处理单元还具有存储器及通讯接口，以实现数据的本地存储和远程查询。

优选地，所述通讯接口为4G/5G模块，以实现远程无线查询功能。

根据本实用新型，在便携箱1上还设置有2个并机接口7，用于将多个充发电装置并连协同发电，如图1所示，所述并机接口7与数据采集单元处理连接，以进行多个充发电装置之间的通讯。

在一个优选的实施方式中，所述并机接口7为DB9接口，当负载功率较大需要多台便携式充发电装置并机输出时，通过9芯并机排线将多台便携式充发电装置进行连接，以相互传递信息，并将便携式充发电装置的负载输出线并接到负载输入端子排上，如图4所示。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，其特征在于，包括便携箱(1)和安装于便携箱内的直流输入配电单元(2)、逆变器(3)、市电逆变切换单元(4)、空气开关(5)和充电器(6)；

所述直流输入配电单元(2)具有接线端子以与磷酸铁锂电池连接；

所述逆变器(3)与直流输入配电单元(2)连接，将磷酸铁锂电池输出的直流转换为交流；

所述市电逆变切换单元(4)具有两个输入端和一个输出端，所述输出端连接负载，市电逆变切换单元(4)的一个输入端与逆变器(3)连接，另一个输入端通过空气开关(5)与市电供电连接；

空气开关(5)与充电器(6)连接，通过充电器(6)将市电转换为直流电后与直流输入配电单元(2)联通，

所述充电器(6)采用PFC+LLC+同步整流拓扑结构，PFC为BOOST电路的变换器，LLC采用变频控制；

在便携箱(1)上还设置有2个并机接口(7)，多台便携式充发电装置并机输出时，通过并机排线连接多台便携箱(1)以进行多台装置之间的通讯。

2.根据权利要求1所述的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，其特征在于，

在所述便携箱(1)的底部，设置有万向轮(11)。

3.根据权利要求2所述的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，其特征在于，

所述万向轮(11)为带刹车功能的万向轮。

4.根据权利要求1所述的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，其特征在于，

在便携箱(1)上设置有冷却风扇(13)。

5.根据权利要求1所述的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，其特征在于，

所述便携箱(1)的顶部设置有提手(12)。

6.根据权利要求1所述的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，其特征在于，

所述直流输入配电单元(2)的接线端子为具有防反向连接功能的快速端子。

7.根据权利要求1所述的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，其特征在于，

所述直流输入配电单元(2)上的接线端子具有多个，与多个磷酸铁锂电池同时连接。

8.根据权利要求1所述的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，其特征在于，

所述空气开关(5)与市电的连接端采用交流贯通式连接端子。

9.根据权利要求1所述的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，其特征在于，

该装置还包括数据采集处理单元，所述数据采集处理单元与直流输入配电单元(2)、逆变器(3)、市电逆变切换单元(4)连接，通过电压电流采集电路采集市电电压、逆变电压、输出功率、输出电流和电池电压，并通过显示屏显示。

10.根据权利要求9所述的适用于磷酸铁锂电池的便携式充发电装置，其特征在于，

所述数据采集处理单元还具有存储器及通讯接口；

所述并机接口(7)为DB9接口，所述并机排线为9芯并机排线。

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