CN215344001U - 双向储能移动电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双向储能移动电源，包括：主机模组，包括箱体，以及设于所述箱体的控制终端；电池管理模组；DC/AC变流模组；DC/DC变流模组；以及多个电池模组，每个所述电池模组均包括壳体和设于所述壳体内的电池模块，所述箱体和多个所述电池模组依次地层叠设置，前一个所述电池模组的第二支架与后一个所述电池模组的第一支架可拆卸连接。本实用新型中设置多个电池模组用于储存和提供电能，通过设置DC/AC变流模组和DC/DC变流模组，在控制终端与电池管理模组的控制下能够实现多种电压等级的交、直流供电功能，满足不同场景的使用需求；多个电池模组采用可拆卸连接的安装方式，单个电池模组体积小、质量轻，便于搬运，组装或维修更换均方便。

Description

双向储能移动电源

技术领域

本实用新型属于移动电源技术领域，具体涉及一种双向储能移动电源。

背景技术

目前变电站交直流设备主要包括：站用交流电源设备、站用UPS电源设备、站用直流操作电源设备、站用通信电源设备及后备蓄电池组等，是变电站普遍应用的常规设备，应用范围广，设备数量庞大。在变电站交直流电源设备检修时经常需要AC220V、AC380V交流电源，同时也会用到DC48V、DC110V或DC220V直流电源，这些电源的电压等级繁杂，因此在变电站交直流设备检修和调试过程中往往需要同时携带到几个不同电压等级的移动电源到现场，现有的移动电源体积大、重量大，操作人员搬运不便，运输到现场较为困难。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种双向储能移动电源，旨在解决移动电源体积大、重量大，操作人员搬运不便的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：双向储能移动电源，包括：主机模组，包括箱体，以及设于所述箱体的控制终端；电池管理模组，设于所述箱体，且与所述控制终端电连接；DC/AC变流模组，设于所述箱体，且与所述电池管理模组电连接；DC/DC变流模组，设于所述箱体，且与所述电池管理模组电连接；以及多个电池模组，每个所述电池模组均包括壳体和设于所述壳体内的电池模块，每个所述电池模块均与所述电池管理模组、所述DC/AC变流模组、所述DC/DC变流模组电连接，每个所述壳体相对的两个表面分别设有第一支架和第二支架，所述箱体和多个所述电池模组依次地层叠设置，前一个所述电池模组的第二支架与后一个所述电池模组的第一支架可拆卸连接。

在一种可能的实现方式中，所述第一支架和所述第二支架在垂直于层叠方向的方向上，均呈L形设置，且所述第一支架和所述第二支架彼此贴合并通过紧固件可拆卸连接。

在一种可能的实现方式中，所述箱体邻近其所相邻的所述电池模组的表面设有第三支架，所述第三支架与相邻的所述电池模组的第一支架可拆卸连接。

在一种可能的实现方式中，每个所述电池模块均包括：安装底座，设于所述壳体内；多个侧挡块，间隔设于所述安装底座，且所述侧挡块远离所述安装底座的一端与所述壳体的内壁抵接；以及至少一个电池包，放置于所述安装底座，且每个所述电池包卡设于两个所述侧挡块之间。

在一种可能的实现方式中，在每个所述电池模组中，所述壳体开设有进风孔区和出风孔区，所述进风孔区与所述电池包的数量和位置一一对应，每个所述侧挡块均开设有与所述进风孔区连通的第一散热通道，所述安装底座开设有与多个所述第一散热通道均连通的第二散热通道，所述第二散热通道与所述出风孔区相连通，所述第二散热通道内设有与所述出风孔区位置相对应的散热风扇。

在一种可能的实现方式中，所述电池包与所述安装底座之间设有导热硅脂层。

在一种可能的实现方式中，所述电池包为锂电池。

在一种可能的实现方式中，所述壳体包括由外向内依次设置的第一保护层、波纹板层和第二保护层。

在一种可能的实现方式中，所述壳体在所述第一支架和所述第二支架以外的一个或多个表面设有便携把手。

在一种可能的实现方式中，所述控制终端包括设于所述箱体的控制器，以及设于所述箱体且与所述控制器电连接的人机交互界面。

本实用新型提供的双向储能移动电源的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型中设置多个电池模组用于储存和提供电能，通过设置DC/AC变流模组和DC/DC变流模组，在控制终端与电池管理模组的控制下，能够实现多种电压等级的交、直流供电功能，满足不同场景的使用需求；多个电池模组采用可拆卸连接的安装方式，单个电池模组体积小、质量轻，便于搬运，将多个电池模组搬运至现场后，再将多个电池模组之间通过第一支架和第二支架连接组装在一起，组装或维修更换均方便，如此设置，也使得本实用新型能够根据不同应用场景调整电池模组的使用数量，进而对电池的容量进行扩容。

附图说明

图1是本实用新型一实施例双向储能移动电源的立体图；

图2为本实用新型一实施例中电池模组的立体图；

图3为本实用新型一实施例中电池模组的剖视示意图；

图4为图3中A部的局部放大图；

图5为本实用新型一实施例双向储能移动电源的控制示意图。

附图标记说明：

1、双向储能移动电源 100、主机模组

110、箱体 111、第三支架 120、控制终端

200、电池管理模组 300、DC/AC变流模组 400、DC/DC变流模组

500、电池模组 510、壳体 511、便携把手

512、进风孔区 513、出风孔区 514、第一保护层

515、波纹板层 516、第二保护层 520、电池模块

521、安装底座 522、侧挡块 523、电池包

524、第一散热通道 525、第二散热通道 526、散热风扇

530、第一支架 540、第二支架 550、紧固件

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“固定”、“固设”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。当一个元件被认为是“连接于”、“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当元件被称为“设置于”、“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中元件。“多个”指两个及以上数量。“至少一个”指一个及以上数量。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

请参阅图1至图5，本实用新型实施例提供一种双向储能移动电源1，包括：主机模组100，包括箱体110，以及设于箱体110的控制终端120；电池管理模组200，设于箱体110，且与控制终端120电连接；DC/AC变流模组300，设于箱体110，且与电池管理模组200电连接；DC/DC变流模组400，设于箱体110，且与电池管理模组200电连接；以及多个电池模组500，每个电池模组500均包括壳体510和设于壳体510内的电池模块520，每个电池模块520均与电池管理模组200、DC/AC变流模组300、DC/DC变流模组400电连接，每个壳体510相对的两个表面分别设有第一支架530和第二支架540，箱体110和多个电池模组500依次地层叠设置，前一个电池模组500的第二支架540与后一个电池模组500的第一支架530可拆卸连接。

变电站交直流电源设备在调试、检修、维护和更换的过程中，根据现场情况，对于输出功率和后备电源时间要求各有不同。本实用新型实施例中多个电池模组500之间并联，在使用时能够根据不同应用场景调整电池模组500的使用数量，进而对电池模组500的容量进行调整，具备储能电池模组500在线扩容的功能。即在不改变电池管理模组200原有构架的前提下，可以方便地通过并联电池模组500提高双向储能移动电源1的电池容量。

本实用新型实施例中电池管理模组200采用主从构架、并联扩充储能容量的结构形式，分为两层架构，分别为BCU(Battery Computer Unit)电池的计算机单元和BMU(Battery Monitoring Unit)电池监测装置，每个电池模组500均包含一块BMU，负责测量单体电池的电压和温度，并负责与主控BCU的通信，同时管理电池模组500的电压均衡功能，BCU具备扩容管理功能，可以方便的对电池进行扩容和监控，有效的保证电池组运行的安全、可靠性。本实用新型实施例中设置多个电池模组500用于储存和提供电能，通过设置DC/AC变流模组300和DC/DC变流模组400，在控制终端120与电池管理模组200的控制下，能够实现多种电压等级的交、直流供电功能，满足不同场景的使用需求。

具体的，本实用新型实施例中DC/AC变流模组300包括DC/AC变流器，与控制终端120电连接，能够控制电池模组500的充电和放电过程，并进行交、直流的变换，在无电网的情况下可以直接为交流负载供电。在工作时，通过通讯接收后台控制指令，控制对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。例如，可以通过CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息，实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。本实用新型实施例中的DC/AC变流器具有采用高频开关隔离技术、直流侧电压范围需要满足90VDC～256VDC宽范围输入、采用碳化硅作为功率器件，保证高频隔离宽范围双向DC/AC变流器效率大于96％等特点。

本实用新型实施例中DC/DC变流模组400包括DC/DC变流器，能够实现直流电能双向流动，按照《DL-T 5044-2014电力工程直流电源系统设计技术规程》的相关要求，采用升压供电结构，能够将电池模组500200的电压升高至90VDC-256VDC，确保直流母线电压可兼容直流110V系统和直流220V系统，同时也满足DC/AC变流器直流侧电压范围需要满足90VDC-256VDC范围输入的要求；具备MPPT功能，即在无市电接入情况下可有光伏系统为储能单元提供充电。需要说明的是，本实用新型实施例中所采用的DC/AC变流器、DC/DC变流器均为市场上的现有产品，其结构、工作原理以及与控制终端120的连接方式在此不再赘述。

本实用新型实施例的电池模组采用便携式可移动结构设计，多个电池模组500采用可拆卸连接的安装方式，单个电池模组500体积小、质量轻，大大减轻操作人员搬运设备的压力。将多个电池模组500搬运至现场后，再将多个电池模组500之间通过第一支架530和第二支架540连接组装在一起，采用积木式的安装方式，组装或维修更换均方便。值得说明的是，第一支架530和第二支架540层叠设置，可以是沿竖直方向设置，也可以是沿水平方向依次设置，当沿竖直方向设置时，占地面积小，当沿水平方向设置时，单个电池模组500取放方便，实际使用时可根据实际需要进行设置。

值得说明的是，第一支架530和第二支架540应当具有一定的连接范围或数量，以保证多个电池模组500之间连接的稳定性。例如，当第一支架530和第二支架540之间的连接范围较大时，第一支架530和第二支架540的数量可以较少甚至为一个；当第一支架530和第二支架540的连接范围较小时，可以通过增加数量来保证连接强度，例如，四个、六个、八个等数量。如图1和图2所示，可以将第一支架530和第二支架540分别设于壳体510侧边靠近边缘的四个方向上，以保证支撑或连接稳定。

此外，本实用新型实施例还包括输入、输出配电单元，通过控制终端120和电池管理模组200控制，保证工作时电流稳定输出；以及智能电池核容系统，能够对电池模组的输出特性进行监控、调整，各个模组单元采用串行总线通信构架，方便各功能模块间连接、通信和监控。可以理解的是，本实用新型实施例中所涉及的控制终端120、电池管理模组200、DC/AC变流模组300、DC/DC变流模组400、配电单元等还可以具有前述方式以外的交互关系，以实现更全面的控制方式。

本实用新型实施例能够适用于地域广阔、变电站布置分散、运维、检修、巡检、户外施工量较大的场景，对于二次设备和通信设备全电压等级覆盖的新型储能移动电源有着巨大的应用场景，无论是在各个地州局的设备部、检修公司、信通公司、配网部、电建公司都有巨大的使用需求；特别是还可满足应急抢险、紧急处突、野外勘探、无人机巡检、小型会议保障等众多需求。

请参阅图1和图2，在一些可能的实施例中，第一支架530和第二支架540在垂直于层叠方向的方向上，均呈L形设置，且第一支架530和第二支架540彼此贴合并通过紧固件550可拆卸连接。

在本实施例中，第一支架530和第二支架540的数量相同，可以是四个、六个等，对此不做限制。如图1和图2所示，第一支架530和第二支架540均为四个，以图1的放置姿态为例，四个第一支架530设于壳体510的顶部、且第一支架530的内侧朝向壳体510，使得四个第一支架530之间形成限位，四个第二支架540设于壳体510的底部，在组装时第二支架540贴合设于相对应的第一支架530的内侧，使得组装过程简单、方便，第二支架540与第一支架530之间不易发生相对移动，组装后支撑稳固。紧固件550可以是螺钉、铆钉、挂钩等，螺钉连接不易松动，牢固可靠，且螺钉的安装和拆卸均方便，便于后期对电池模组500进行维修或更换。

值得说明的是，本实施例中第一支架530和第二支架540均为L形，在实际使用时，还可以采用其他形式，如圆柱、圆筒形，第一支架530套设于相对应的第二支架540外，实现相邻电池模组500之间的连接配合。

请参阅图1，在一些可能的实施例中，箱体110邻近其所相邻的电池模组500的表面设有第三支架111，第三支架111与相邻的电池模组500的第一支架530可拆卸连接。

本实施例中，以图1的放置姿态为例，第三支架111设于箱体110的底部，箱体110安装在电池模组500的上方，方便查看主机模组100的参数或对其上的按钮进行调节，箱体110的安装方式与电池模组500的组装方式相同，使安装过程更简单，安装更迅速，且箱体110如此安装也减小了占地面积。

为了节省占地面积，多个电池模组500自下而上组装在一起，上方的电池模组500的第二支架540与下方的电池模组500的第一支架530配合连接，能够节省占地面积。

请参阅图3，在一些可能的实施例中，每个电池模块520均包括：安装底座521，设于壳体510内；多个侧挡块522，间隔设于安装底座521，且侧挡块522远离安装底座521的一端与壳体510的内壁抵接；以及至少一个电池包523，放置于安装底座521，且每个电池包523卡设于两个侧挡块522之间。本实施例中，安装底座521用于固定电池包523，安装底座521可滑动设于壳体510内，壳体510的一侧设置有开关盖，便于将安装底座521从壳体510内抽拉出。安装底座521与侧挡块522分别与壳体510内壁接触，侧挡块522靠近电池包523的一侧设有限位卡块，电池包523卡设于两个侧挡块522之间，在搬运时不会发生晃动。

具体的，本实施例中所采用的电池包523为锂电池，与铅酸电池相比，锂电池具有能量密度高、占地面积小、循环次数高、环保无污染等优点，在变电站交直流电源检修和调试过程中，可利用锂电池的上述优点，在检修和调试过程中使之成为便于携带、能量密度高、高可靠性的储能体。

本实施例设置安装底座521用于固定电池包523，电池包523设于安装底座521上并通过两个侧挡块522卡接固定，壳体510和安装底座521对电池起到保护作用，避免电池包523受到碰撞发生损坏。由于电池包523工作时会产生热量，若不及时将热量散出，会对电池包523的性能造成损坏。为了提高电池模组500的散热能力，本实施例中的壳体510与电池安装座均采用金属材料制作。例如，利用铝合金质量轻，导热性能好的特点，壳体510与安装底座521均为铝合金材料制作。

请参阅图3，在一些可能的实施例中，在每个电池模组500中，壳体510开设有进风孔区512和出风孔区512，进风孔区512与电池包523的数量和位置一一对应，每个侧挡块522均开设有与进风孔区512连通的第一散热通道524，安装底座521开设有与多个第一散热通道524均连通的第二散热通道525，第二散热通道525与出风孔区512相连通，第二散热通道525内设有与出风孔区512位置相对应的散热风扇526。

本实施例通过在壳体510开设多个进风孔区512，且进风孔区512的位置与电池包523相对应，使得外界空气由进风孔区512进入后与电池包523表面接触更充分，有利于带走电池包523的热量。具体的，侧挡块522上开设有抽风口，抽风口朝向电池包523的侧壁设置，用于连通第一散热通道524和进风孔区512，当侧挡块522位于两个电池包523中间时，开设两个抽风口均与第一散热通道524连通。

本实施例通过设置第一散热通道524和第二散热通道525，在散热风扇526的作用下，能够对电池包523进行风冷散热，第一散热通道524用于带走电池包523侧壁的热量，第二散热通道525与电池包523的底部接触，用于带走电池包523底部的热量。进一步的，还可以在壳体510外或者第一散热通道524和第二散热通道525内部设置散热翅片，加快与空气的热交换速度，提高散热效果。需要注意的是，当在第一散热通道524和第二散热通道525内设置散热翅片时，散热翅片的长度方向应当沿空气流动的方向设置，以免阻碍空气流动。

请参阅图3，图中箭头方向代表了散热风扇526工作时空气流动方向，外界空气由进风孔区512进入壳体510内部，沿电池包523上表面向电池包523的侧面移动，由电池包523侧面进入第一散热通道524，带走了电池包523顶部和电池包523侧面的热量，然后空气在第二散热通道525汇合，由第二散热风道流向出风孔区512，空气沿第一散热通道524流动时能够带走电池包523底部的热量，最后在散热风扇526的作用下从出风孔区512排出。

请参阅图3，在一些可能的实施例中，电池包523与安装底座521之间设有导热硅脂层，能够提高导热效率，便于热量散发。

请参阅图3和图4，在一些可能的实施例中，壳体510包括由外向内依次设置的第一保护层514、波纹板层515和第二保护层516，波纹板层515在受到外界冲击时发生变形，能够吸收一部分能量，能够防止电池模组500发生碰撞时对电池包523造成损害。为了提高散热效果，第一保护层514、波纹板层515和第二保护层516均为铝合金材料制作。

请参阅图1和图2，在一些可能的实施例中，壳体510在第一支架530和第二支架540以外的一个或多个表面设有便携把手511，便于搬运电池模组500。

请参阅图1，在一些可能的实施例中，控制终端120包括设于箱体110的控制器，以及设于箱体110且与控制器电连接的人机交互界面，通过设置人机交互界面，方便操作人员对相关参数进行查看和调整，便于操作。

可以理解的是，上述实施例中的各部分可以进行自由地组合或删减以形成不同的组合实施例，在此不再赘述各个组合实施例的具体内容，在此说明之后，可以认为本实用新型说明书已经记载了各个组合实施例，能够支持不同的组合实施例。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.双向储能移动电源，其特征在于，包括：

主机模组，包括箱体，以及设于所述箱体的控制终端；

电池管理模组，设于所述箱体，且与所述控制终端电连接；

DC/AC变流模组，设于所述箱体，且与所述电池管理模组电连接；

DC/DC变流模组，设于所述箱体，且与所述电池管理模组电连接；以及

多个电池模组，每个所述电池模组均包括壳体和设于所述壳体内的电池模块，每个所述电池模块均与所述电池管理模组、所述DC/AC变流模组、所述DC/DC变流模组电连接，每个所述壳体相对的两个表面分别设有第一支架和第二支架，所述箱体和多个所述电池模组依次地层叠设置，前一个所述电池模组的第二支架与后一个所述电池模组的第一支架可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的双向储能移动电源，其特征在于，所述第一支架和所述第二支架在垂直于层叠方向的方向上，均呈L形设置，且所述第一支架和所述第二支架彼此贴合并通过紧固件可拆卸连接。

3.根据权利要求1或2所述的双向储能移动电源，其特征在于，所述箱体邻近其所相邻的所述电池模组的表面设有第三支架，所述第三支架与相邻的所述电池模组的第一支架可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的双向储能移动电源，其特征在于，每个所述电池模块均包括：

安装底座，设于所述壳体内；

多个侧挡块，间隔设于所述安装底座，且所述侧挡块远离所述安装底座的一端与所述壳体的内壁抵接；以及

至少一个电池包，放置于所述安装底座，且每个所述电池包卡设于两个所述侧挡块之间。

5.根据权利要求4所述的双向储能移动电源，其特征在于，在每个所述电池模组中，所述壳体开设有进风孔区和出风孔区，所述进风孔区与所述电池包的数量和位置一一对应，每个所述侧挡块均开设有与所述进风孔区连通的第一散热通道，所述安装底座开设有与多个所述第一散热通道均连通的第二散热通道，所述第二散热通道与所述出风孔区相连通，所述第二散热通道内设有与所述出风孔区位置相对应的散热风扇。

6.根据权利要求4所述的双向储能移动电源，其特征在于，所述电池包与所述安装底座之间设有导热硅脂层。

7.根据权利要求4所述的双向储能移动电源，其特征在于，所述电池包为锂电池。

8.根据权利要求1所述的双向储能移动电源，其特征在于，所述壳体包括由外向内依次设置的第一保护层、波纹板层和第二保护层。

9.根据权利要求1所述的双向储能移动电源，其特征在于，所述壳体在所述第一支架和所述第二支架以外的一个或多个表面设有便携把手。

10.根据权利要求1所述的双向储能移动电源，其特征在于，所述控制终端包括设于所述箱体的控制器，以及设于所述箱体且与所述控制器电连接的人机交互界面。

Images