CN217010384U - 一种充换电装置及充换电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种充换电装置及充换电系统，充换电装置包括：逆变器和多个电池存储柜，每个电池存储柜中设置有电池；每个电池均与逆变器连接；充换电装置用于通过逆变器将电池输出的直流电转化为交流电，并通过交流电为第一用电设备供电；充换电装置还用于通过电池输出的直流电为第二用电设备供电。该方式中，第一用电设备为已经接入市电的设备，充换电装置设置在第一用电设备附近，取第一用电设备已有的市电输入为充换电装置供电，解决了充换电装置取电难的问题，节约了资源；同时，在市电输入异常的情况下，充换电装置作为备用电源为第一用电设备供电，解决了现有设备在市电异常时无法工作的问题，降低了成本，节约了资源。

Description

一种充换电装置及充换电系统

技术领域

本实用新型涉及电池换电以及不间断电源技术领域，尤其是涉及一种充换电装置及充换电系统。

背景技术

随着社会的发展，车辆越来越多，交通压力越来越大，出行是也会常常遭遇堵车等情况。为了便于短途出行，很多人会选择电动车，电动车相对于汽车更为灵活，但是电动车也有续航较短的问题。为此，电动车换电行业蓬勃发展，越来越多的换电池装置出现。与此同时带来了新的问题：现有装置主要部署在路边，每个装置都比较小，路边装置电力线部署困难且成本很高，造成取电困难的问题；现有装置安装困难，很难均匀地部署在一个城市；由于电动车厂商不同，运营商不同，各装置之间不兼容，重复建设会造成资源的浪费。

现有路口及路边有很多已接电设备，比如交通信号机、通讯基站等，这些设备已经完成了部署，并且可以正常取电，但是一旦市电发生异常情况，比如停电，会造成路口信号灯停电或者通讯基站停电，同时安装UPS安装维护成本太高，利用率也比较低，停电造成的危害及损失也很大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种换电装置及充换电系统，解决了换电池装置取电难的问题，同时作为不间断电源可以为现有设备供电。

第一方面，本实用新型实施例提供一种充换电装置，充换电装置包括：逆变器和多个电池存储柜，每个电池存储柜中设置有电池；每个电池均与逆变器连接；充换电装置用于通过逆变器将电池输出的直流电转化为交流电，并通过交流电为第一用电设备供电；充换电装置还用于通过电池输出的直流电为第二用电设备供电。

进一步的，充换电装置还包括：充电模块；每个电池均与充电模块连接；充电模块用于通过外部的市电输入的交流电为电池充电。

进一步的，充换电装置还包括：处理模块；处理模块用于采集充换电装置的运行状态信息。

进一步的，充换电装置还包括：显示模块；显示模块与处理模块连接；显示模块用于显示运行状态信息。

进一步的，显示模块包括：显示屏；所述显示屏用于显示充换电装置的状态信息。

进一步的，充换电装置还包括：通信模块；通信模块与处理模块连接；通信模块用于将运行状态信息发送到后台服务器。

进一步的，充换电装置还包括：识别模块；识别模块用于被终端设备扫描。

进一步的，第一用电设备包括：通讯基站、交通信号机、路灯、智能公交站台；第二用电设备包括：电动车辆。

第二方面，本实用新型实施例提供一种充换电系统，充换电系统包括：第一用电设备供电、第二用电设备供电和至少一个第一方面的充换电装置；第一用电设备与充换电装置连接，第二用电设备与充换电装置连接。

进一步的，充换电系统还包括：市电、终端设备和后台服务器，充换电装置与市电连接，还与终端设备和后台服务器连接。

本实用新型实施例带来以下有益效果：

本实用新型实施例提供一种充换电装置，充换电装置包括：逆变器和多个电池存储柜，每个电池存储柜中设置有电池；每个电池均与逆变器连接；充换电装置用于通过逆变器将电池输出的直流电转化为交流电，并通过交流电为第一用电设备供电；充换电装置还用于通过电池输出的直流电为第二用电设备供电。该方式中，第一用电设备为已经接入市电的设备，包括：通讯基站、交通信号机等，充换电装置设置在第一用电设备附近，取第一用电设备已有的市电输入为充换电装置供电，解决了充换电装置取电难的问题，节约了资源；同时，在市电输入异常的情况下，充换电装置作为备用电源为第一用电设备供电，解决了现有设备在市电异常时无法工作的问题，降低了成本，节约了资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的一种充换电装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种充换电装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的再一种充换电装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种充换电系统的结构示意图。

图标：100-逆变器；200-第一用电设备；300-充电模块；400-处理模块；500-显示模块；600-通讯模块；

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

随着社会的发展，车辆越来越多，交通压力越来越大，出行是也会常常遭遇堵车等情况。为了便于短途出行，很多人会选择电动车，电动车相对于汽车更为灵活，但是电动车也有续航较短的问题。为此，电动车换电行业蓬勃发展，越来越多的换电池装置出现。与此同时带来了新的问题：现有装置主要部署在路边，每个装置都比较小，路边装置电力线部署困难且成本很高，造成取电困难的问题；现有装置安装困难，很难均匀地部署在一个城市；由于电动车厂商不同，运营商不同，各装置之间不兼容，重复建设会造成资源的浪费。

现有路口及路边有很多已接电设备，比如交通信号机、通讯基站等，这些设备已经完成了部署，并且可以正常取电，但是一旦停电后，会造成路口信号灯停电或者通讯基站停电，同时安装不间断电源安装维护成本太高，利用率也比较低，停电造成的危害及损失也很大。

为了解决充换电装置取电难得问题，可以将充换电装置设置在已接入市电的街边设备附近，使充换电装置可以利用已有街边设备的市电进行供电，从而解决了充换电装置取电难的问题；同时，现有街边设备因为安装不间断电源所需安装、维护成本高，费效比不合理等因素，多不安装有不间断电源，当市电异常时，现有街边设备无法工作，为了解决上述问题，可以在充换电装置中设置逆变模块，在市电异常时，充换电装置中的电池可以通过逆变模块为设备供电，解决了市电异常情况下，现有街边设备无法工作的问题。

基于上述问题，本实用新型提供了一种充换电装置和系统。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种充换电装置，参见图1本实用新型实施例提供的一种充换电装置的结构示意图所示，充换电装置包括：多个电池存储柜和逆变器100，每个电池存储柜中设置有电池；每个电池均与逆变器连接；逆变器与第一用电设备200连接。

第一用电设备是已经接入市电的现有路边设备，充换电装置设置在第一用电设备附近，方便取用已第一用电设备的市电电源；充换电装置包括有若干个电池存储柜，电池存储柜用于放置电池，电池存储柜内置有与电池连接的充放电接口，电池接入充放电接口进行电能传输，每个电池存储柜都包括可以自动开关的柜门，柜门可以由充换电装置控制打开或锁定。

每个电池都与逆变器相连接，逆变器又与第一用电设备连接；当市电异常时，比如突然停电的时候，第一用电设备失去供电无法工作，此时，充换电装置起不间断电源的功能，电池存储柜中的电池输出直流电，直流电通过逆变器逆变为交流电，为第一用电设备提供能源。

第二用电设备包括电动车，电池存储柜中的电池可以取出来，暂时安装在电动车上，并与电动车连接，电池输出直流电为电动车提供能源。

本实用新型实施例提供一种充换电装置，充换电装置包括：逆变器和多个电池存储柜，每个电池存储柜中设置有电池；每个电池均与逆变器连接；充换电装置用于通过逆变器将电池输出的直流电转化为交流电，并通过交流电为第一用电设备供电；充换电装置还用于通过电池输出的直流电为第二用电设备供电。该方式中，第一用电设备为已经接入市电的设备，包括：通讯基站、交通信号机等，充换电装置设置在第一用电设备附近，取第一用电设备已有的市电输入为充换电装置供电，解决了充换电装置取电难的问题，节约了资源；同时，在市电输入异常的情况下，充换电装置作为备用电源为第一用电设备供电，解决了现有设备在市电异常时无法工作的问题，降低了成本，节约了资源。

实施例二

一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了另一种充换电装置，参见图2本实用新型实施例提供的另一种充换电装置的结构示意图所示，充换电装置还包括：稳压器。

市电电压有时会产生波动，电压产生波动的原因有很多，包括：负载产生较大变化、线路损伤、发电侧电压波动等；稳压器用于稳定市电输入的交流电的电压，将稳压后的交流电输送给第一用电设备，保证第一用电设备正常用电，经过稳压器的交流电电压稳定，可以减少用电设备因为电压波动产生的故障，节约了设备维护成本。

一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了另一种充换电装置，继续参图2本实用新型实施例提供的另一种充换电装置的结构示意图所示，充换电装置还包括：充电模块300。

上述电池在给第一用电设备或第二用电设备供电后，均处于亏电状态，此时，将它们放置在电池存储柜内，并将电池接入柜内充放电接口，连接充电模块，充电模块将市电交流电转换为直流电传输至电池处，对电池进行充电。

充电模块还用于采集电池的状态信息，充电时，充电模块与电池连接，采集电池状态数据，包括：电池故障、电池温度，充电进度等；电池需要充电时，连接充电模块，充电模块采集电池数据检测电池是否存在故障，是否满足充电条件；在充电过程中，充电模块监测电池状态，包括电池温度、充电进度等；当电池电量满足预设的阈值时，充电模块可以认为当前电池具备换电条件，预设的阈值可以是80％电量；当充电满后，充电模块停止对电池。

充电模块对电池充电的同时兼具检测电池的功能，减少了因为电池故障产生的事故，保障安全的同时节约了社会资源。

一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了另一种充换电装置，继续参图2本实用新型实施例提供的另一种充换电装置的结构示意图所示，充换电装置还包括：处理模块400。

上述处理模块可以是通用处理器，包括微控制单元(Microcontroller Unit，简称MCU)、中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件；处理模块与充电模块连接，充电模块将每块电池的状态信息发送至处理模块处。

处理模块还用控制充换电装置。市电正常时，处理模块控制充换电装置经稳压器对第一用电设备供电，处理模块控制充换电装置中的充电模块对亏电电池充电。

市电异常时，处理模块控制充换电装置中的充电模块停止工作，并发送信号控制电池输出直流电，直流电经过逆变器逆变为交流电为第一用电设备供电。

处理模块用于对整套充换电装置进行数据采集并控制充换电装置的运行状态，智能识别外接市电是否正常，对异常状况做出及时处理，保证了装置安全经济的运行。

一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了另一种充换电装置，继续参图2本实用新型实施例提供的另一种充换电装置的结构示意图所示，充换电装置还包括：显示模块500。

显示模块包括显示屏，显示屏安装在充换电装置上，可以嵌入在装置壳体上，显示模块与处理模块连接，处理模块将装置的运行状态信息发送至显示模块处，该信息包括：每个电池存储柜内是否置有电池，电池的状态，当前是否可以更换电池等，显示模块将上述信息展示在显示屏上。

当用户需要更换电池时，查看显示屏上的信息，就可以知道当前装置是否有已经达到换电条件的电池。

一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了另一种充换电装置，继续参图2本实用新型实施例提供的另一种充换电装置的结构示意图所示，充换电装置还包括：通讯模块600。

通讯模块可以是无线通讯模块，可以选用2G/3G/4G/5G(Generation mobilecommunication system，第二代移动通信系统/第三代移动通信系统/第四代移动通信系统/第五代移动通信系统)、NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)、LoRa(Long Range Radio，远距离无线电)、WiFi(无线通信技术)、BT(Bit Torrent，一种通信协议)、ZigBee(一种低速短距离传输的无线网上协议)其中一种模式。

通信模块与处理模块连接，处理模块将装置运行状态发送至通讯模块处，通讯模块把装置状态信息发送到后台服务器。

通讯模块将装置的运行信息发送至后台服务器处，服务器汇总多个装置信息，优化资源配比，当装置出现故障时，通讯模块可以将信息及时传输到服务器，减少故障带来的损失。

一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了另一种充换电装置，充换电装置还包括：识别模块。

识别模块可以是二维码或者其他带有信息的加密图标，用户可以用终端设备的扫描功能扫描识别模块，快速的获得装置的信息。

识别模块可以由显示屏展示出来，当用户使用充换电装置时，可以通过轻触显示屏的方式电量显示屏，当用户不使用充换电装置时，显示屏处于息屏状态，降低了装置本身的电能消耗，同时延长了显示屏的使用寿命，降低了成本。

一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了另一种充换电装置，充换电装置包括电池，电池用于给第一设备和第二设备供电，其中第一设备可包括：通讯基站、交通信号机、路灯、智能公交站等已经接入市电的路边设施；第二用电设备包括电动车辆等需要更换电池的设备。

本实施例提供的充换电装置既可以在市电异常的情况下作为不间断电源为第一用电设备供电，又可以在正常情况下为第二用电设备供电，减少了资源浪费，节约了成本，提高了装置费效比。

实施例三

本实用新型实施例提供了一种充换电装置，参见图3本实用新型实施例提供的另一种充换电装置的结构示意图所示，充换电装置包括：多个电池存储柜和识别模块；充换电装置外接有220V市电为其供电。

其中每个充换电柜都包括指示灯，指示灯从左至右分别为绿色、黄色、红色，当该电池存储柜内电池在充电状态时，处理模块采集到充电信息，将信息发送到显示模块处，显示模块控制黄色灯工作；当该电池存储柜内电池达可以换电的状态时，处理模块采集到该信息，将信息发送到显示模块处，显示模块控制绿色灯工作；当该电池存储柜内电池异常，处理模块采集到该信息，将信息发送到显示模块处，显示模块控制红色灯工作。

一种可能的实施方式，用户的第二设备需要更换电池时，用户可以用带有扫描功能的终端设备扫描充换电装置的扫描模块，当该装置有达到更换条件的电池时，控制模块会控制充换电装置先打开一个空的电池存储柜，用户将亏电状态的电池放入空柜中，并把电池和柜内连接口连接，关闭该柜柜门后，控制模块控制充换电装置打开一个存放有达到可更换条件电池的柜门，用户可以拿出电池，关闭柜门即可。

实施例四

本实用新型实施例提供了一种充换电系统，参见图4本实用新型实施例提供的另一种充换电系统的结构示意图所示，充换电系统包括：多个充换电装置、后台服务器、用户和客户服务；其中各终端设备通过网络与后台服务器连接，后台服务器通过网络与用户终端设备连接，后台服务器同样通过网络与客户服务连接。

多个充换电装置的运行状态信息通过内置的通讯模块经过网络发送至后台服务器处，后台服务器汇总信息；后台服务器包括：应用服务，数据服务地图服务、视屏服务等；当用户使用终端设备调用其中任意功能时，后台服务器通过网络为用户提供服务。

一种可能的实施方式，继续参见图4本实用新型实施例提供的一种充换电系统的结构示意图所示，充换电系统还包括：客户服务；其中客户服务包括：人工坐席和后台显示；客户服务通过网络与后台服务器连接，当用户在终端设备上发出人工服务请求后，后台服务器将人工坐席与该用户终端设备通过网络连接，人工坐席可以在后台显示部分获取到充换电系统的运行状态信息，依据获取的信息对用户提出的问题进行解答。

本实用新型实施例提供的充换电系统，通过网络把充换电装置、后台服务器、用户终端设备、客户服务连接到一起，利用网络的便捷性和及时性，实时监控整个充换电系统，保证系统安全运行，为用户提供简单便捷的服务，提高了用户体验。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种充换电装置，其特征在于，所述充换电装置包括：逆变器和多个电池存储柜，每个所述电池存储柜中设置有电池；每个所述电池均与所述逆变器连接；

所述充换电装置用于通过所述逆变器将所述电池输出的直流电转化为交流电，并通过所述交流电为第一用电设备供电；

所述充换电装置还用于通过所述电池输出的直流电为第二用电设备供电。

2.根据权利要求1所述的充换电装置，其特征在于，所述充换电装置还包括：充电模块；每个所述电池均与所述充电模块连接；

所述充电模块用于通过外部的市电输入的交流电为所述电池充电。

3.根据权利要求1所述的充换电装置，其特征在于，所述充换电装置还包括：处理模块；

所述处理模块用于采集所述充换电装置的运行状态信息。

4.根据权利要求3所述的充换电装置，其特征在于，所述充换电装置还包括：显示模块；所述显示模块与所述处理模块连接；

所述显示模块用于显示所述运行状态信息。

5.根据权利要求4所述的充换电装置，其特征在于，所述显示模块包括：显示屏；

所述显示屏用于显示充换电装置的运行状态信息。

6.根据权利要求3所述的充换电装置，其特征在于，所述充换电装置还包括：通信模块；所述通信模块与所述处理模块连接；

所述通信模块用于将所述运行状态信息发送到后台服务器。

7.根据权利要求1所述的充换电装置，其特征在于，所述充换电装置还包括：识别模块；

所述识别模块用于被终端设备扫描。

8.根据权利要求1-7任一项所述的充换电装置，其特征在于，所述第一用电设备包括：通讯基站、交通信号机、路灯、智能公交站台；

所述第二用电设备包括：电动车辆。

9.一种充换电系统，其特征在于，所述充换电系统包括：第一用电设备供电、第二用电设备供电和权利要求1-8任一项所述的充换电装置；

所述第一用电设备与所述充换电装置连接，所述第二用电设备与所述充换电装置连接。

10.根据权利要求9所述的充换电系统，其特征在于，所述充换电系统还包括：市电、终端设备和后台服务器；

所述充换电装置与所述市电连接，还与所述终端设备和所述后台服务器连接。

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