CN214176974U - 一种便携式风光互补应急电源 - Google Patents

一种便携式风光互补应急电源 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种便携式风光互补应急电源，包括电池模块、应急电源控制模块、风力发电模块、光伏发电模块、市电充电模块；电池模块与应急电源控制模块电连接，应急电源控制模块用于提供输入端口和输出端口，风力发电模块、光伏发电模块、市电充电模块均用于与应急电源控制模块的输入端口连接并为电池模块供电。有市电时可利用市电对其进行充电；无市电但太阳能充足时，可通过光伏发电模块太阳能转换为电能进行充电；风能充足时，可通过风力发电模块将风能转换为电能进行充电。具有节能环保、可靠、稳定、便携等优点，同时保障在抗震救灾或疫情防控以及单兵作战时，为交通不便、停电和未通电地区提供便携、稳定的电能。

Description

一种便携式风光互补应急电源
技术领域
本实用新型涉及储能装置领域，尤其涉及一种便携式风光互补应急电源。
背景技术
用于储存电能的储能装置也叫储能蓄电池，但是随着日益增长的储能需求和科学技术的飞速发展，储能蓄电池逐渐成为一些设备的动力来源。在户外或一些偏远地区电力设施仍不完备，甚至一些地方仍未通电，这就为人们旅游、探险、科学考查以及电力检修带来了一定的不便，尤其是在抗震救灾、疫情防控以及单兵作战时提供便携、稳定的应急电源极其重要。发明专利CN111969702公开了一种太阳能移动电源，是一种利用太阳能一体化的移动电源，获取电能方式单一，供电性能较差，只能给一些简单小功率直流设备供电，满足不了功率较大的设备用电需求，因此需要一种便携式的应急电源设备以便为多种用电设备供电，保障在野外通信及相关设备的正常运行。虽然近些年移动电源得到了快速发展，但是目前市场上的大多数移动电源电池容量较低，主要用来为一些轻便的电子产品供电，无法满足一些功率较大或需220V交流电供电的设备用电需求，尽管为了能够实现扩大电池容量以及为更多类型设备供电，人们研制了移动电源箱，但这种电源箱只能由市电充电，且充电花费时间长，体积较大，重量较重，携带不便。当发生地震或疫情等情况需要紧急供电以及单兵作战时，会因携带不便而满足不了用电需求。
实用新型内容
本实用新型提供了一种便携式风光互补应急电源，以解决现有的应急电源获取电能方式单一的问题。
一种便携式风光互补应急电源，包括电池模块、应急电源控制模块、风力发电模块、光伏发电模块、市电充电模块；
所述电池模块与所述应急电源控制模块电连接，所述应急电源控制模块用于提供输入端口和输出端口，所述风力发电模块、光伏发电模块、市电充电模块均用于与所述应急电源控制模块的输入端口连接并为所述电池模块供电。
使用时，在有市电时可以利用市电对其进行充电；无市电但太阳能充足时，可通过光伏发电模块接收太阳能，将太阳能转换为电能进行充电；风能充足时，可通过风力发电模块将风能转换为电能进行充电；当负载需要电能时，将负载接入应急电源控制模块的输出端口，为负载供电。具有节能环保、可靠、稳定、便携等优点，同时保障在抗震救灾或疫情防控以及单兵作战时，为交通不便、停电和未通电地区提供便携、稳定的电能。
进一步地，所述电池模块为可拆卸组合式电池模块；所述应急电源控制模块的一侧设置有用于与所述电池模块电连接的电池正极接入端和电池负极接入端。采用可拆卸组合式电池模块，一方面可单独作为一个供电模块，也可以可多个电池模块进行连接组合，为大功率用电设备供电；另一方面可拆卸，根据实际需要携带相应数量的电池模块，携带方便。
进一步地，所述电池模块的一侧设置有正极输出端和负极输出端，所述电池模块的另一侧设置有正极输入端和负极输入端。
进一步地，所述风力发电模块包括发电机与齿轮箱一体化装置、风轮叶片、支架、底座、第一输出端口；所述支架的两端分别与所述底座、发电机与齿轮箱一体化装置连接，所述风轮叶片安装于所述发电机与齿轮箱一体化装置上，所述第一输出端口与所述发电机与齿轮箱一体化装置电连接。发电机与齿轮箱一体化装置包括相互连接的发电机和齿轮箱，风轮叶片安装于齿轮箱上，风轮叶片转动后通过齿轮箱带动发电机工作，进而将风能转换为电能通过第一输出端口输出。
进一步地，所述支架的两端与所述底座、发电机与齿轮箱一体化装置之间可拆卸式连接，所述风轮叶片与所述发电机与齿轮箱一体化装置之间可拆卸式连接。通过可拆卸式的设计，在不使用时可拆卸存放，占用空间小，携带方便。
进一步地，所述光伏发电模块为可折叠式光伏发电板。采用可折叠式光伏发电板可在不使用时折叠存放，占用空间小，携带方便。
进一步地，所述光伏发电模块包括若干光伏组件、第二输出端口和连接辅料，所述若干光伏组件通过所述连接辅料相连接，所述第二输出端口与所述若干光伏组件电连接。
进一步地，所述市电充电模块包括依次电连接的插头、适配器及第三输出端口。
进一步地，所述应急电源控制模块包括壳体，设置于所述壳体上的输入端口、输出端口、显示面板，以及设置于所述壳体内部的控制电路及控制器，所述输入端口、输出端口通过控制电路与所述电池模块电连接，所述输入端口、输出端口、显示面板、电池模块均与所述控制器电连接。控制器用于获取输入端口、输出端口的接入状态，以及获取电池模块的电量转态，并通过显示面板进行显示。
进一步地，所述输出端口包括至少一个直流输出端口和至少一个交流输出端口。
有益效果
本实用新型提出了一种便携式风光互补应急电源，方便在抗震救灾、疫情防控和单兵作战时使用，有市电时可以利用市电对其进行充电；无市电但太阳能充足时，可通过光伏发电模块接收太阳能，将太阳能转换为电能进行充电；风能充足时，可通过风力发电模块将风能转换为电能进行充电。具有节能环保、可靠、稳定、便携等优点，同时保障在抗震救灾或疫情防控以及单兵作战时，为交通不便、停电和未通电地区提供便携、稳定的电能。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。其中DC为直流，USB为通用串行总线，AC为交流，ADC为模/数转换器，PWM为脉冲宽度调制，DSP为数字信号处理。
图1是本实用新型实施例提供的一种便携式风光互补应急电源结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的风力发电模块结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的光伏发电模块结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的市电充电模块结构示意图；
图5是本实用新型实施例提供的电池模块结构示意图；
图6是本实用新型实施例提供的电池模块组合示意图；
图7是本实用新型实施例提供的控制电路原理示意图；
图8是本实用新型实施例提供的便携式风光互补应急电源工作示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中心”、“纵向”、“横向”、“竖直”、“水平”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。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或顺序。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
如图1至8所示，本实施例提供了一种便携式风光互补应急电源，包括电池模块8、应急电源控制模块1、风力发电模块、光伏发电模块、市电充电模块；
所述电池模块8与所述应急电源控制模块1电连接，所述应急电源控制模块1用于提供输入端口和输出端口，所述风力发电模块、光伏发电模块、市电充电模块均用于与所述应急电源控制模块1的输入端口连接并为所述电池模块8供电。
使用时，在有市电时可以利用市电对其进行充电；无市电但太阳能充足时，可通过光伏发电模块接收太阳能，将太阳能转换为电能进行充电；风能充足时，可通过风力发电模块将风能转换为电能进行充电；当负载需要电能时，将负载接入应急电源控制模块1的输出端口，为负载供电。具有节能环保、可靠、稳定、便携等优点，同时保障在抗震救灾或疫情防控以及单兵作战时，为交通不便、停电和未通电地区提供便携、稳定的电能。
如图5、图6所示，本实施例中，所述电池模块8为可拆卸组合式电池模块；所述应急电源控制模块1的一侧设置有用于与所述电池模块8电连接的电池正极接入端和电池负极接入端。更具体的，所述电池模块8的一侧设置有正极输出端19和负极输出端20，所述电池模块8的另一侧设置有正极输入端22和负极输入端21。采用可拆卸组合式电池模块，一方面可单独作为一个供电模块，也可以可多个电池模块8进行连接组合，如图6所示，通过叠加组合，提高功率，为大功率用电设备供电；另一方面可拆卸，根据实际需要携带相应数量的电池模块8，携带方便。
如图2所示，所述风力发电模块包括发电机与齿轮箱一体化装置10、风轮叶片11、支架12、底座13、第一输出端口161；所述支架12的两端分别与所述底座13、发电机与齿轮箱一体化装置10连接，所述风轮叶片11安装于所述发电机与齿轮箱一体化装置10上，所述第一输出端口161与所述发电机与齿轮箱一体化装置10电连接。发电机与齿轮箱一体化装置10包括相互连接的发电机和齿轮箱，风轮叶片11安装于齿轮箱上，第一输出端口161与发电机电连接，风轮叶片11转动后通过齿轮箱带动发电机工作，进而将风能转换为电能通过第一输出端口161输出，为电池模块8充电提供电能。优选地，本实施例中，所述支架12的两端与所述底座13、发电机与齿轮箱一体化装置10之间可拆卸式连接，所述风轮叶片11与所述发电机与齿轮箱一体化装置10之间可拆卸式连接。通过可拆卸式的设计，在不使用时可拆卸存放，占用空间小，携带方便。
如图3所示，所述光伏发电模块为可折叠式光伏发电板。优选地，本实施例中，所述光伏发电模块包括若干光伏组件15、第二输出端口162和连接辅料14，所述若干光伏组件15通过所述连接辅料14相连接，所述第二输出端口162与所述若干光伏组件15电连接。实施时，若干光伏组件15可采用柔性光伏组件。采用可折叠式光伏发电板可在不使用时折叠存放，占用空间小，携带方便，工作时，展开光伏发电模块，将太阳能转化为电能，通过第二输出端口162输出，为电池模块8充电提供电能。
如图4所示，所述市电充电模块包括依次电连接的插头18、适配器17及第三输出端口163。工作时，插头18与市电连接，适配器17对市电进行适配，然后通过第三输出端口163输出电能，为电池模块8充电提供电能。
如图1及图8所示，本实施例中，所述应急电源控制模块1包括壳体，设置于所述壳体上的输入端口2、输出端口、显示面板3，以及设置于所述壳体内部的控制电路及控制器，所述输入端口2、输出端口通过控制电路与所述电池模块8电连接，所述输入端口2、输出端口、显示面板3、电池模块8均与所述控制器电连接。控制器用于获取输入端口2、输出端口的接入状态，以及获取电池模块8的电量转态，并通过显示面板3进行显示。其中，所述输出端口包括至少一个直流输出端口和至少一个交流输出端口。
更具体的，本实施例中，输出端口包括DC 12V输出端口5、USB 5V 2A/1A输出端口6、AC 220V输出端口7，且每个输出端口配置有用于控制其通断的输出端口控制单开关4。控制电路包括输入控制电路、输出控制电路和逆变控制电路，输入控制电路接于输入端口与电池模块8之间，输出控制电路接于电池模块8与DC 12V输出端口5及USB 5V 2A/1A输出端口6之间，逆变控制电路接于电池模块8与AC 220V输出端口7之间，具体的控制电路实现原理图参见图7。控制器可采用DSP芯片、可编程控制器PLC或其他现有的单片机实现，显示面板3可显示充电情况、电量情况、输入端口和输出端口使用情况及剩余可使用时间。实施时，还可在应急电源控制模块1的顶部设置把手9，便于提取携带。
为进一步理解本方案，下面结合图8对该应急电源的工作原理做进一步的阐述。
该应急电源工作时如图8所示，应急电源可以分别由风力发电模块、光伏发电模块、或市电充电模块通过连接输入端口2单独进行充电，而输出端口5、6、7可同时给负载供电。
其中，所述的由利用风能、太阳能和市电充电或通过不同输出端口给负载供电时，相关简要信息均会在显示面板上显示，显示面板从左往右依次表示光伏充电图标、风能充电图标、市电充电图标、充电功率与充满还需时间、DC输出端口5情况与剩余可使用时间、USB输出端口6情况与剩余可使用时间及AC输出端口7情况与剩余可使用时间。
其中，当光伏充电模块与输入端口2连接时，如图8所示，第一个图标亮起，表示正在有太阳能模块进行充电，输入功率为200W，还需12小时完成充电；同理，风能充电则第二个图标亮，另两个熄灭；市电充电则只有第三个图标亮；无连接则三个图标都熄灭。
其中，当负载3与输出端口7连接时，如图7所示，“AC 06:00”亮，表示输出端口7正在供电，剩余可供电6小时；同理，其他输出端口与负载连接时面板显示对应的信息；与充电显示不同的是，供电相关信息是并列关系，互不影响，可同时工作。
实施时，该应急电源只有将如图8所示应急电源控制模块1与可拆卸组合式电池模块8组合，或如图6所示电池模块8先叠加组合再与应急电源控制模块1连接构成一个整体时，应急电源才能正常工作。
本实用新型中的便携式风光互补应急电源，方便在抗震救灾、疫情防控和单兵作战时使用，有市电时可以利用市电对其进行充电；无市电以及太阳能充足时，打开可折叠太阳能电池板接收太阳能，将太阳能转换为电能进行充电，风能充足时，打开组装可拆卸式风力发电机将风能转换为电能进行充电，保障在抗震救灾或疫情防控以及单兵作战时，为交通不便、停电和未通电地区提供便携、稳定的电能。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种便携式风光互补应急电源，其特征在于，包括电池模块、应急电源控制模块、风力发电模块、光伏发电模块、市电充电模块；
所述电池模块与所述应急电源控制模块电连接，所述应急电源控制模块用于提供输入端口和输出端口，所述风力发电模块、光伏发电模块、市电充电模块均用于与所述应急电源控制模块的输入端口连接并为所述电池模块供电。
2.根据权利要求1所述的便携式风光互补应急电源，其特征在于，所述电池模块为可拆卸组合式电池模块；所述应急电源控制模块的一侧设置有用于与所述电池模块电连接的电池正极接入端和电池负极接入端。
3.根据权利要求2所述的便携式风光互补应急电源，其特征在于，所述电池模块的一侧设置有正极输出端和负极输出端，所述电池模块的另一侧设置有正极输入端和负极输入端。
4.根据权利要求1所述的便携式风光互补应急电源，其特征在于，所述风力发电模块包括发电机与齿轮箱一体化装置、风轮叶片、支架、底座、第一输出端口；所述支架的两端分别与所述底座、发电机与齿轮箱一体化装置连接，所述风轮叶片安装于所述发电机与齿轮箱一体化装置上，所述第一输出端口与所述发电机与齿轮箱一体化装置电连接。
5.根据权利要求4所述的便携式风光互补应急电源，其特征在于，所述支架的两端与所述底座、发电机与齿轮箱一体化装置之间可拆卸式连接，所述风轮叶片与所述发电机与齿轮箱一体化装置之间可拆卸式连接。
6.根据权利要求1所述的便携式风光互补应急电源，其特征在于，所述光伏发电模块为可折叠式光伏发电板。
7.根据权利要求6所述的便携式风光互补应急电源，其特征在于，所述光伏发电模块包括若干光伏组件、第二输出端口和连接辅料，所述若干光伏组件通过所述连接辅料相连接，所述第二输出端口与所述若干光伏组件电连接。
8.根据权利要求1所述的便携式风光互补应急电源，其特征在于，所述市电充电模块包括依次电连接的插头、适配器及第三输出端口。
9.根据权利要求1所述的便携式风光互补应急电源，其特征在于，所述应急电源控制模块包括壳体，设置于所述壳体上的输入端口、输出端口、显示面板，以及设置于所述壳体内部的控制电路及控制器，所述输入端口、输出端口通过控制电路与所述电池模块电连接，所述输入端口、输出端口、显示面板、电池模块均与所述控制器电连接。
10.根据权利要求1所述的便携式风光互补应急电源，其特征在于，所述输出端口包括至少一个直流输出端口和至少一个交流输出端口。
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