CN216699528U - 一种标准化电池充换电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种标准化电池充换电系统，包括充换电柜、移动备电箱和标准化电池包，充换电柜用于提供可更换的标准化电池包，充换电柜内设有多个独立的充电仓，充电仓用于可拆卸式放置标准化电池包；充换电柜内设有与充电仓一一对应的多个充电装置；移动备电箱包括备电箱本体，备电箱本体内设有电池包容置腔和直流转交流转换器，标准化电池包可拆卸设置在电池包容置腔内，并与直流转交流转换器电性连接，备电箱本体上设有输出端口，输出端口与所述直流转交流转换器电性连接。本实用新型提供的移动备电箱内的电池包可更换，能够实现不停电状态下继续供电；且采用标准化电池包，与电瓶设备上的电池包通用，实现了电池包的共享，减少设备投入。

Description

一种标准化电池充换电系统

技术领域

本实用新型属于电池充放电技术领域，尤其涉及一种标准化电池充换电系统。

背景技术

随着国家大力支持新能源可持续发展，换电业务应运而生，2019年和2020年在铁塔等企业的导向下，市场出现大量面向美团、饿了么等B端骑手客户群提供换电业务而产生的换电柜和标准化电池，所谓标准化电池即为能够在电瓶车上通用安装的电池，如4812型号(代表能够提供48V电压、12Ah的电流)、6020型号(代表能够提供60V电压、20Ah的电流)的标准化电池，标准化电池的产生，使得使用者能够较佳的拆卸标准化电池并能够快速更换以增加电瓶车的续航里程；另外对于一些还没有安装标准化电池的电瓶设备来说，同样也存在电量用尽的情况，尤其对于在市电无法正常供应的极端情况，势必给人们的生活带来不便。

随着科技的进步，随身携带的电子产品越来越多，例如IPAD、笔记本电脑、平板电脑、移动电话、数码相机、摄像机、便携式DVD、MP3、MP4、GPS导航设备等。针对目前便携式数码产品日益多样化，使用更加频繁，如何提高数码产品以及相应电子产品的使用时间、方便用户的生活和发挥数码产品或电子产品的相应功用成为一大问题。

移动电源就是针对这一问题的产物，随身携带一个移动电源，就可以不受空间的限制，随时随地为数码产品充电。移动电源集供电与充电为一体，可以为手机或相机等数码产品随时随地的充电或待机充电，其一般采用锂离子铁锂电池作为存储单元。中国实用新型专利CN207039221U公开了一种便携式电源，设有有多种电流输出方式，可以满足用户多种需要，但是其电池电量用尽后无法续航，仍然会给人们带来不便。

因此，亟需一种标准化电池充换电系统，既能够提高电瓶设备续航历程，又能够提高便携式移动电源的续航历程，以备不时之需。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种标准化电池充换电系统，既能够提高电瓶设备续航历程，又能够提高便携式移动电源的续航历程，以备不时之需。

本实用新型提供一种标准化电池充换电系统，包括充换电柜、移动备电箱和标准化电池包，所述充换电柜用于提供可更换的标准化电池包，所述充换电柜包括充换电柜体主体，所述充换电柜体主体内设有多个独立的充电仓，所述充电仓用于可拆卸式放置标准化电池包；所述充换电柜体主体内设有与充电仓一一对应的多个充电装置，所述充电装置用于对标准化电池包充电；

所述移动备电箱包括备电箱本体，所述备电箱本体内设有电池包容置腔和直流转交流转换器，所述标准化电池包可拆卸设置在电池包容置腔内，并与直流转交流转换器电性连接，所述备电箱本体上设有输出端口，所述输出端口与所述直流转交流转换器电性连接。

作为上述方案进一步的改进，所述标准化电池包上设置有通用转接口，用于与充电装置或与直流转交流转换器电性连接，具体的，标准化电池包放置在充电仓内充电时，标准化电池包上的通用转接口与其对应都充电装置电性连接以存储电量；标准化电池包设置在电池包容置腔内时，标准化电池包上的通用转接口与直流转交流转换器电性连接以转换成交流电输出。

作为上述方案进一步的改进，所述电池包容置腔内至少能容纳一个标准化电池包。

作为上述方案进一步的改进，所述电池包容置腔内容纳两个及两个以上标准化电池包时，各个标准化电池包并联连接，并与直流转交流转换器电性连接。

作为上述方案进一步的改进，所述输出端口为面板式插座，所述面板式插座的数量大于等于1个，用于为多个用电设备同时供电。

作为上述方案进一步的改进，所述标准化电池包为三元锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、锰锡电池或铅酸电池中的一种。

作为上述方案进一步的改进，所述备电箱本体上还设有显示屏和提醒模块，所述显示屏用于显示当前剩余电量和电压；所述提醒模块用于提醒用户及时更换电池包。

作为上述方案进一步的改进，所述提醒模块包括但不限于提示灯、语言播报提醒、显示屏上文字或图案提醒。

作为上述方案进一步的改进，所述直流转交流转换器为逆变器。

作为上述方案进一步的改进，所述标准化电池包上设有提手，方便提携更换。

作为上述方案进一步的改进，所述充换电柜还包括AC/DC整流电源、柜控电源和逆变电源，所述AC/DC整流电源和柜控电源的输入端与市电连接，每个充电装置的输入端与所述AC/DC整流电源和柜控电源的输出端连接，所述充电装置的输出端与所述逆变电源连接，用于将标准化电池包内直流电逆变为交流电。

作为上述方案进一步的改进，所述充电装置为双向DC/DC充电电源。

作为上述方案进一步的改进，所述逆变电源与交流220V输出端口相连，交流220V输出端口用于给市政工程设备、办公设备或家用设备等进行供电。

作为上述方案进一步的改进，所述双向DC/DC充电电源的输出端与直流48V输出端口相连，直流48V输出端口用于为通信设备提供电源。

作为上述方案进一步的改进，所述充换电柜还包括柜控系统，所述柜控系统包括主控模块、检测模块和仓控模块，所述检测模块和仓控模块分别与所述主控模块相连，主控模块负责系统的逻辑运算、数据上传，是整个柜控系统的核心；检测模块负责柜内消防、安全等状态检测、信息采集，执行散热系统的开闭；仓控模块负责充电仓内消防、安全、与电池的BMS通讯等功能。

由于本实用新型采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

1、本实用新型的一种标准化电池充换电系统，包括充换电柜、移动备电箱和标准化电池包，所述充换电柜用于提供可更换的标准化电池包，所述充换电柜包括充换电柜体主体，所述充换电柜体主体内设有多个独立的充电仓，所述充电仓用于可拆卸式放置标准化电池包；所述充换电柜体主体内设有与充电仓一一对应的多个充电装置，所述充电装置用于对标准化电池包充电；

所述移动备电箱包括备电箱本体，所述备电箱本体内设有电池包容置腔和直流转交流转换器，所述标准化电池包可拆卸设置在电池包容置腔内，并与直流转交流转换器电性连接，所述备电箱本体上设有输出端口，所述输出端口与所述直流转交流转换器电性连接；本实用新型的移动备电箱内设置有标准化电池包，且标准化电池可拆卸设置在电池包容置腔内，如此的设置，一方面使得移动备电箱内的电池包可更换，在电源电量较低时可以直接更换电池包，继续为外用设备供电，为提高其续航里程提供保障，另一方面使用标准化电池包，能够与电瓶设备上的电池包通用，实现了电池包的共享，减少设备投入；另外本移动备电箱内设有直流转交流转换器，因此本实用新型提供的移动备电箱可以为外部用电设备，例如办公电脑、暖风设备等供电，为人们应对突发状况或出行提供一种较佳的选择。

2、本实用新型的一种标准化电池充换电系统，所述标准化电池包上设置有通用转接口，用于与充电装置或与直流转交流转换器电性连接，具体的，标准化电池包放置在充电仓内充电时，标准化电池包上的通用转接口与其对应都充电装置电性连接以存储电量；标准化电池包设置在电池包容置腔内时，标准化电池包上的通用转接口与直流转交流转换器电性连接以转换成交流电输出，通用转接口的设置一方面便于实现电池包的共享，另一方面便于与对接设备连接，实现快速连接更换。

3、本实用新型的一种标准化电池充换电系统，所述电池包容置腔内至少能容纳一个标准化电池包；所述电池包容置腔内容纳两个及两个以上标准化电池包时，各个标准化电池包并联连接，并与直流转交流转换器电性连接，如此的设置，尤其是两个以及两个以上标准化电池包的设置，能够实现移动备电箱的在不断电的情况下更改电池包，为使用者带来便利；另外本备电箱本体上还设有显示屏和提醒模块，所述显示屏用于显示当前剩余电量和电压；所述提醒模块用于提醒用户及时更换电池包，以防止与其连接外用设备由于断电而造成不可预估的损失。

4、本实用新型的一种标准化电池充换电系统的充换电柜，包括充换电柜体主体、AC/DC整流电源、柜控电源和逆变电源，且充换电柜体主体内设置有多个独立的充电仓，所述充电仓用于可拆卸式放置标准化电池包；所述充换电柜体主体内设有与充电仓一一对应的多个充电装置，所述充电装置用于对标准化电池包充电；正常工作状态下利用市电，通过充电装置向标准化电池包充电，实现储能；在市电停电时，通过充电装置将标准化电池包的直流电反向供电给AC/DC整流电源和柜控电源，使柜控电源供电后让整个系统继续运行，实现停电状态下的继续换电操作，不间断提供换电功能。

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；

图1为本实用新型的一种标准化电池充换电系统立体示意图；

图2为本实用新型的移动备电箱的立体示意图；

图3为本实用新型的移动备电箱电路连接图；

图4为本实用新型的标准化电池包的立体示意图；

图5为本实用新型的充换电柜的立体示意图；

图6为本实用新型的充换电柜的结构框图；

附图标记：

1、充换电柜；11、充换电柜体主体；12、充电仓；2、移动备电箱；21、备电箱本体；22、电池包容置腔；23、输出端口；3、标准化电池包；31、通用转接口。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示诸如第一、第二、上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

以下面结合附图以对本实用新型作进一步描述:

参照图1-图6，本实用新型提供一种标准化电池充换电系统，包括充换电柜1、移动备电箱2和标准化电池包3，所述充换电柜1用于提供可更换的标准化电池包3，所述充换电柜1包括充换电柜体主体11，所述充换电柜体主体11内设有多个独立的充电仓12，所述充电仓12用于可拆卸式放置标准化电池包3；所述充换电柜体主体11内设有与充电仓12一一对应的多个充电装置，所述充电装置用于对标准化电池包3充电；

所述移动备电箱2包括备电箱本体21，所述备电箱本体21内设有电池包容置腔22和直流转交流转换器，所述标准化电池包3可拆卸设置在电池包容置腔22内，并与直流转交流转换器电性连接，所述备电箱本体21上设有输出端口23，所述输出端口23与所述直流转交流转换器电性连接；

在具体实施过程中，从充换电柜1的任意充电仓12中取出电量充足的标准化电池包3，安装入移动备电箱2的电池包容置腔22内，在实际安装中可根据电池包容置腔22空间的大小安装对应数量的标准化电池包3，并将标准化电池包3与并与直流转交流转换器电性连接，由于直流转交流转换器的输出端与输出端口23相连，工作过程中直流转交流转换器将标准化电池包3内的电压，一般为48V、60V或者72V，转换成220V市电通过输出端口23后供给其他用电设备，例如办公电脑、取暖设备等。

移动备电箱2的电路连接如图3所示，由控制电路、逆变电路、滤波电路(输入/输出电路)和保护电路四大部分组成。控制电路控制整个系统的运行，逆变电路完成由直流电转换为交流电的功能，滤波电路用于滤除不需要的信号，保护电路对输入输出回路进行过压、过流、短路、欠压等保护，辅助电路用于将信号反馈至控制电路，主要包括输入接口、电压启动回路、MOS开关管、PWM控制器、直流变换回路、反馈回路、LC振荡及输出回路、保护回路、负载等部分。

本实用新型的移动备电箱2内设置有标准化电池包3，且标准化电池可拆卸设置在电池包容置腔22内，如此的设置，一方面使得移动备电箱2内的电池包可更换，在电源电量较低时可以直接更换电池包，继续为外用设备供电，为提高其续航里程提供保障，另一方面使用标准化电池包3，能够与电瓶设备上的电池包通用，实现了电池包的共享，减少设备投入；另外本移动备电箱2内设有直流转交流转换器，因此本实用新型提供的移动备电箱2可以为外部用电设备，例如办公电脑、暖风设备等供电，为人们应对突发状况或出行提供一种较佳的选择。

作为优选的实施例，参照图4，所述标准化电池包3上设置有通用转接口31，用于与充电装置或与直流转交流转换器电性连接，具体的，标准化电池包3放置在充电仓12内充电时，标准化电池包3上的通用转接口31与其对应都充电装置电性连接以存储电量；标准化电池包3设置在电池包容置腔22内时，标准化电池包3上的通用转接口31与直流转交流转换器电性连接以转换成交流电输出；通用转接口31的设置一方面便于实现电池包的共享，另一方面便于与对接设备连接，实现快速连接更换；

在本实施例中，标准化电池包3的表面设置一个转接口，备电箱本体21设有一端与直流转交流转换器连接的转接线，所述转接线的另一端设有与转接口对应的转接座，这样便于在更换标准化电池包3时，可以直接将转接座从标准化电池包3上拔掉，取出标准化电池包3进行更换电池，如此就实现了换电功能。

在某些实施例中，所述通用转接口31采用插拔的连接方式，插拔的连接方式一方面方便拆卸，便于与对应设备进行连接，另一方面便于通用设计，结构简单。

作为优选的实施例，所述电池包容置腔22内至少能容纳一个标准化电池包3，所述电池包容置腔22内容纳两个及两个以上标准化电池包3时，各个标准化电池包3并联连接，并与直流转交流转换器电性连接。如此的设置，尤其是两个以及两个以上标准化电池包3的设置，能够实现移动备电箱2的在不断电的情况下更改电池包，为使用者带来便利；另外本备电箱本体21上还设有显示屏和提醒模块，所述显示屏用于显示当前剩余电量和电压；所述提醒模块用于提醒用户及时更换电池包，以防止与其连接外用设备由于断电而造成不可预估的损失。

作为优选的实施例，所述输出端口23为面板式插座，所述面板式插座的数量大于等于1个，用于为多个用电设备同时供电。

在具体实施过程中，输出端口23可以有多种设置，在本实施例中，输出端口23设置为面板式插座，且面板式插座的数量可以设置为1个或多个，便于同时为多个用电设备提供电源。

作为优选的实施例，所述标准化电池包3为三元锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、锰锡电池或铅酸电池中的一种。

在具体实施过程中，标准化电池包3可以为市面上的各种标准化电池包3，例如三元锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、锰锡电池或铅酸电池，为了匹配不同的电池包的转接口，转接线可以设置多种转接座，便于根据实际使用而更换。

作为优选的实施例，所述备电箱本体21上还设有显示屏和提醒模块，所述显示屏用于显示当前剩余电量和电压；所述提醒模块用于提醒用户及时更换电池包。为了更加清楚的显示电压，剩余电量等信息，设置了显示屏，在本实施例中，显示屏为LED显示屏。

作为优选的实施例，所述提醒模块包括但不限于提示灯、语言播报提醒、显示屏上文字或图案提醒，在本实施例中，所述提醒模块采用提示灯闪烁的方式提醒使用者及时更换电池包，以防止电池包中的电量用尽。

作为优选的实施例，所述直流转交流转换器为逆变器。

作为优选的实施例，所述标准化电池包3上设有提手，方便提携更换，尤其对于大容量的标准化电池包3，例如6020规格的电池包，重量多大几公斤，从充换电柜1中取出以及转运到移动备电箱2存放处，通常具有一定的距离，提手的设置方便提携从充换电柜1中取放、转运以及便于安装到移动备电箱2中。

作为优选的实施例，现有的充换电柜1停电状态下无法换电，对使用形成限制，储能电池包也无法逆变为交流电公公给外部使用，使用方式较为单一，利用率小。为此，本实用新型提供的充换电柜1还包括AC/DC整流电源、柜控电源和逆变电源，所述AC/DC整流电源和柜控电源的输入端与市电连接，每个充电装置的输入端与所述AC/DC整流电源和柜控电源的输出端连接，所述充电装置的输出端与所述逆变电源连接，用于将标准化电池包3内直流电逆变为交流电。

如图6所示，AC/DC整流电源和柜控电源的输入端与市电相连，在有电时，通过市电为AC/DC整流电源和柜控电源供电，AC/DC整流电源和柜控电源的输出端与多个充电装置连接，在本实施例中，所述充电装置为双向DC/DC充电电源，多个双向DC/DC充电电源一一对应的与标准化电池包3相连，其中双向DC/DC充电电源的数量与标准化电池包3的数量相对应。工作状态如下：市电有电时，通过双向DC/DC充电电源向标准化电池包3充电，实现储能。在市电停电时，标准化电池包3成为备用电源，通过双向DC/DC充电电源将标准化电池包3的直流电反向供电给AC/DC整流电源和柜控电源，使柜控电源供电后让整个系统继续运行，在停电状态下也能继续换电操作，不间断提供换电功能。

作为优选的实施例，所述逆变电源与交流220V输出端口23相连，交流220V输出端口23用于给市政工程设备、办公设备或家用设备等进行供电。

在具体实施过程中，市电可用时，双向DC/DC充电电源用于为标准化电池包3充电，市电不可用时，标准化电池包3作为备用电源，双向DC/DC充电电源将标准化电池包3的电方向供给其他元件使用，因此双向DC/DC充电电源的输入端和输出端是相对不同的工作状态而言的，在本实施例中，多个双向DC/DC充电电源还与逆变电源相连，作用在于将标准化电池包3中的直流电转变为220V交流电，输出后，供给其他用电设备使用，包括市政工程设备、例如红绿灯、路灯等，办公设备、例如电脑、打印机、取暖设备等或其他的家用设备。

作为优选的实施例，所述双向DC/DC充电电源的输出端与直流48V输出端口23相连，直流48V输出端口23用于为通信设备提供电源。

作为优选的实施例，所述充换电柜1还包括柜控系统，所述柜控系统包括主控模块、检测模块和仓控模块，所述检测模块和仓控模块分别与所述主控模块相连，主控模块负责系统的逻辑运算、数据上传，是整个柜控系统的核心；检测模块负责柜内消防、安全等状态检测、信息采集，执行散热系统的开闭；仓控模块负责充电仓12内消防、安全、与电池的BMS通讯等功能。

以上是本实用新型的详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法以及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种标准化电池充换电系统，其特征在于，包括充换电柜、移动备电箱和标准化电池包，所述充换电柜用于提供可更换的标准化电池包，所述充换电柜包括充换电柜体主体，所述充换电柜体主体内设有多个独立的充电仓，所述充电仓用于可拆卸式放置标准化电池包；所述充换电柜体主体内设有与充电仓一一对应的多个充电装置，所述充电装置用于对标准化电池包充电；

所述移动备电箱包括备电箱本体，所述备电箱本体内设有电池包容置腔和直流转交流转换器，所述标准化电池包可拆卸设置在电池包容置腔内，并与直流转交流转换器电性连接，所述备电箱本体上设有输出端口，所述输出端口与所述直流转交流转换器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种标准化电池充换电系统，其特征在于，所述标准化电池包上设置有通用转接口，用于与充电装置或与直流转交流转换器电性连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种标准化电池充换电系统，其特征在于，所述电池包容置腔内至少能容纳一个标准化电池包。

4.根据权利要求3所述的一种标准化电池充换电系统，其特征在于，所述电池包容置腔内容纳两个及两个以上标准化电池包时，各个标准化电池包并联连接，并与直流转交流转换器电性连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种标准化电池充换电系统，其特征在于，所述备电箱本体上还设有显示屏和提醒模块，所述显示屏用于显示当前剩余电量和电压；所述提醒模块用于提醒用户及时更换电池包。

6.根据权利要求1或2所述的一种标准化电池充换电系统，其特征在于，所述标准化电池包上设有便于提携的提手。

7.根据权利要求1或2所述的一种标准化电池充换电系统，其特征在于，所述充换电柜还包括AC/DC整流电源、柜控电源和逆变电源，所述AC/DC整流电源和柜控电源的输入端与市电连接，每个充电装置的输入端与所述AC/DC整流电源和柜控电源的输出端连接，所述充电装置的输出端与所述逆变电源连接，用于将标准化电池包内直流电逆变为交流电。

8.根据权利要求7所述的一种标准化电池充换电系统，其特征在于，所述充电装置为双向DC/DC充电电源。

9.根据权利要求8所述的一种标准化电池充换电系统，其特征在于，所述逆变电源与交流220V输出端口相连，所述双向DC/DC充电电源的输出端与直流48V输出端口相连。

10.根据权利要求1或2所述的一种标准化电池充换电系统，其特征在于，所述标准化电池包为三元锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、锰锡电池或铅酸电池中的一种。

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