CN219204107U - 一种储能电源 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种储能电源，该储能电源至少包括：电池模组，用以储存电能；逆变模组，用以将直流电和交流电进行转化；放电模组，用以给第一用电装置提供电能；和充电模组，用以给电池模组充电；其中，放电模组至少具备第一放电模组，第一放电模组用以给电池包充电，电池包适于用以给第二用电装置提供电能；当储能电源给电池包充电时，电池包上给第二用电装置提供电能的输出接口被禁用。本申请电池包在储能电源中充电时，电池包上给用电装置提供电能的输出接口被禁用，具体地，可采用控制器控制断开放电电路，也可采用物理性地方式遮挡输出接口，以使用户无法自由地使用该输出接口，让用户优先选择储能电源上的其他放电接口，以给用电装置提供电能。

Description

一种储能电源

技术领域

本申请涉及一种储能电源。

背景技术

目前，随着社会与科技的不断进步，电力的运用越来越普及，但是在实际使用过程中，由于电源在进行使用时需要使用电源线进行传输，因此很多户外设备在利用电源进行工作时，就需要用到移动式储能电源，以保证户外设备的供电。现有的储能电源可供可拆卸式电池包充电，即该电池包充好电后，可取下耦接至用电装置的仓体内，以给电池包放电，该电池包还可以给其他用电设备供电，比如3C类电子设备，当电池包装入储能电源仓体进行充电时，电池包上设置的放电口给用电装置放电，此时电池包边充边放，造成电池包的电池造成损耗，还有可能存在“入不敷出”的情形，对电池包中的电池造成严重的损坏，严重影响电池包的使用寿命；而且此时，用电装置通过电池包给用电装置供电时，使得储能电源内的电池损耗更大，造成能量浪费。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本申请所要解决的技术问题在于，提出一种储能电源。

本申请解决其技术问题的技术方案为，提出一种储能电源，用以给第一用电装置供电，该储能电源至少包括：

电池模组，用以储存电能；

逆变模组，用以将直流电和交流电进行转化；

放电模组，用以给第一用电装置提供电能；和

充电模组，用以给电池模组充电；

其中，放电模组至少具备第一放电模组，第一放电模组用以给电池包充电，电池包适于用以给第二用电装置提供电能；

当储能电源给电池包充电时，电池包上给第二用电装置提供电能的输出接口被禁用。

进一步地，电池包具备第一控制器，控制电池包上给第二用电装置供电的输出电路连通或断开；

当储能电源给电池包充电时，在第一控制器的控制下断开输出电路。

进一步地，第一控制器至少包括开关。

进一步地，储能电源的壳体上设置有供电池包安装的仓体。

进一步地，仓体内设置有放电插头，电池包上设置有与放电插头相适配的输入接口。

进一步地，电池包上至少具备第一输出接口，第一输出接口与第二用电装置电连接；

储能电源给电池包充电时，第一输出接口至少部分被遮蔽。

进一步地，第一输出接口至少部分被仓体遮蔽。

进一步地，第一输出接口部分被仓体遮蔽。

进一步地，第一输出接口完全被仓体遮蔽。

进一步地，第一输出接口至少部分被盖板遮蔽，盖板设置于仓体的仓口处。

进一步地，盖板铰接式地安装于储能电源的壳体上。

进一步地，盖板滑动式地安装于储能电源的壳体上。

进一步地，盖板与储能电源的壳体之间设置有复位件，盖板在复位件的作用下至少部分遮蔽第一输出接口。

进一步地，盖板为软盖，软盖封闭仓体的仓口或第一输出接口。

进一步地，盖板由第二控制器控制，当储能电源给电池包充电时，第二控制器始终控制盖板至少部分遮蔽第一输出接口。

进一步地，第二控制器为电动推杆。

进一步地，盖板部分遮蔽第一输出接口。

进一步地，盖板完全遮蔽第一输出接口。

与现有设计相比，本申请具有如下有益效果：本申请电池包在储能电源中充电时，电池包上给第二用电装置提供电能的输出接口被禁用，具体地，可以采用控制器控制连通或断开放电电路，也可以采用物理性地方式遮挡输出接口，以使用户无法自由地使用该输出接口，让用户优先选择储能电源上的其他放电接口，以给用电装置提供电能。

附图说明

图1为本申请储能电源的功能模块示意图。

图2为本申请储能电源的结构示意图。

图3为本申请储能电源的充电模组的功能模块示意图。

图4为本申请储能电源的放电模组的功能模块示意图。

图5为本申请储能电源的外形结构示意图。

图6为本申请电池包的功能模块的示意图。

图7为本申请储能电源与电池包耦接时的模块示意图。

图8a为本申请电池包通过连接线给手机充电的结构示意图。

图8b为本申请电池包耦接于吸尘器仓体内，给吸尘器放电的结构示意图。

图9a为本申请电池包的第一输出接口完全设置于外露面上的结构示意图。

图9b为本申请电池包的第一输出接口部分设置于外露面上的结构示意图。

图10a为本申请盖板部分遮挡第一输出接口的结构示意图。

图10b为本申请盖板完全遮挡第一输出接口的结构示意图。

图10c为本申请盖板铰接于储能电源壳体上的结构示意图。

图10d为本申请盖板沿上、下方向滑动的结构示意图。

图10e为本申请软盖完全封闭仓体仓口的结构示意图。

图10f为本申请软盖完全封闭第一输出接口的结构示意图。

图10g为本申请盖板由第二控制器控制的结构示意图。

图11为本申请控制第一输出接口禁用的控制系统的功能模块示意图。

图12为本申请储能电源给电池包充电的充电方法的流程图。

具体实施方式

以下是本申请的具体实施例并结合附图，对本申请的技术方案作进一步的描述，但本申请并不限于这些实施例。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所述)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，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，本申请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，也不在本申请要求的保护范围之内。

如图1所示，储能电源100包括：

电池模组，用以存储电能；

逆变模组，用以将电池模组输出的直流电转化为交流电；

放电模组，用以给第一用电装置提供电能；和

充电模组，用以给电池模组充电。

上述电池模组至少具备一组，该电池模组由多节电池10相互串联或并联构成，如图2所示，电池10可以为21700电池，也可以为18650电池。

上述第一用电装置可以为3C电子产品、机动型用电装置，该机动型用电装置为由马达驱动的用电装置，以满足不同户外产品的适用，比如，该储能电源可以给手机等3C电子产品供电，也可以给电热水壶等工具供电，也可以同时给两者供电；该储能电源还可以给割草机、修枝机等由马达驱动的用电装置供电。

充电模组可以为直流充电模组、交流充电模组中的一种或多种，如图3所示。

交流充电模组可以为通过电源连接线直接连接市电进行充电，其包括：

第一充电组件，具备整流电路和充电电路，用以给电池模组充电；和

第一充电接口，用以与电源连接线相连接，以给电池模组充电。

上述第一充电接口可以为采用交流充电接口。

直流充电模组可以为通过电源适配器连接市电进行充电，也可以通过车载充电线对电池模组进行充电，还可以采用光伏板对电池模组进行充电，该直流充电模组包括：

第二充电组件，具备充电电路，用以给电池模组充电；和

第二充电接口，用以与电源适配器、车载或光伏板相连接，以给电池模组充电。

上述第二接口可采用DC接口或xt接口。

如图4所示，放电模组至少具备第一放电模组，用以给电池包200提供电能，电池包可拆卸式地耦接于第三用电装置上，该第一放电模组至少包括：

第一放电组件，具备放电电路，用以给电池包充电；和

放电插头106，用于与电池包电连接。

上述储能电源的外表面上设置有仓体101，该仓体的形状与电池包的外形互补，如图5所示，以供电池包200安装；

比如，充电时，用户可以将电池包装入储能电源的仓体内，电池包与储能电源通信，进行握手识别，识别成功后，储能电源的电池模组给电池包大功率放电，以给电池包充电。

当电池包200装入仓体101内时，电池包200上设置于仓体内的外表面为非外露面，外露于仓体外的外表面为外露面。

如图6所示，上述电池包包括：

电池组件，用于存储电能；

输入组件，用以将电能输入至电池组件内；和

输出组件，用以将电能从电池组件中输出。

上述输入组件至少具备输入电路，以将电能输入至电池组件；还具备输入接口202，用于与上述放电插头电连接，该输入接口至少包括第一正极电源端子2021，电池包端通信端子2022和第一负极电源端子2023，上述放电插头106包括与第一正极电源端子2021电连接的第二正极电源端子1061，与电池包通信端子2022通信连接的储能电源通信端子1062，以及与第一负极电源端子2023电连接的第二负极电源端子1063，如图7所示。

上述输入接口设置于上述非外露面上。

如图6所示，上述输出组件包括：

第一输出组件，用以将电能从电池组件中输出给第二用电装置；和

第二输出组件，用以将电能从电池组件中输出给第三用电装置。

给第二用电装置充电时，电池包通过电源线与第二用电装置电连接，比如，电池包通过连接线与手机300a电连接，此时，第一输出组件与手机电连接，以给手机充电，如图8a所示；给第三用电装置充电时，电池包直接耦接于第三用电装置上，比如，电池包直接耦接于吸尘器300b内，如图8b所示，此时第二输出组件与吸尘器300b电连接，以给吸尘器提供电能。

上述第一输出组件上至少设置有第一输出电路和与该第一输出电路电连接的第一输出接口201，用户可以通过该第一输出接口201给第二用电装置供电，当电池包装入储能电源的仓体内进行充电时，上述第一输出接口201被禁用。

上述第一输出接口201可以为usb接口或Tybe-C接口。

在一些实施例中，上述第一输出组件中还设置有第一控制器，以开启或关闭该第一输出电路，当检测到储能电源给电池包充电时，即储能电源以大功率电流输入至电池包时，断开第一输出电路，此时，该第一输出接口201被禁用。该第一控制器至少包括开关，以通过闭合或断开开关，而使第一输出电路连通或断开；具体地，电池包的电池管理系统监测到储能电源给电池包大功率输入电流时，就断开上述开关，以断开第一输出电路，使第一输出接口被禁用。

在一些实施例中，上述第一输出接口201至少部分被遮蔽，即至少部分不外露于上述仓体外，使第一输出接口物理性地不被允许使用。

上述第一输出接口201可以设置于非外露面上，即当电池包装入仓体内时，该第一输出接口201完全被仓体遮蔽，如图9a所示；在一些实施例中，该第一输出接口201可以仅部分设置于非外露面上，即，当电池包装入仓体内时，该第一输出接口部分外露于仓体101外，如图9b所示，此时，连接线的端部也无法插入该第一输出接口内。

上述第一输出接口201设置于外露面上，该仓体101的仓口处设置有盖板107，当电池包200装入仓体内时，第一输出接口201至少部分被该盖板遮挡；具体地，该盖板107可以部分遮挡第一输出接口，如图10a所示，图中，上方的电池包的第一输出接口201被盖板107部分遮挡，下方盖板107在外力作用下，打开该仓体的仓口，可供电池包装入或拔出；该盖板107也可以完全遮档该第一输出接口201，如图10b所示，图中，下方的盖板仅将第一输出接口201遮挡；而上方的盖板将整个仓口完全封闭。

如图10c所示，上述盖板107可铰接于储能电源的壳体上，该盖板107与壳体的铰接处设置有复位件，在无外力作用下时，盖板在复位件的作用下至少部分封闭该仓口，电池包装于仓体内时，第一输出接口至少部分被遮挡，当需要将电池包装入仓体内时，翻转盖板，使仓口外露，以供电池包装入仓体内。在一些实施例中，该复位件为扭簧。

在一些实施例中，该盖板可滑动式安装于储能电源的壳体上，该储能电源的壳体上设置有供盖板容纳的容纳槽，如图10a所示，当需要装入电池包时，将盖板推入容纳槽内，使仓体的仓口外露，便于电池包装入仓体内，电池包沉入仓体内后，盖板再从容纳槽内滑出，以遮蔽该第一输出接口，此时，该盖板107沿左、右方向滑动；在容纳槽内设置有复位件，在无外力作用下，盖板在复位件的作用下至少部分封闭该仓口，电池包装于仓体内时，第一输出接口至少部分被遮挡，当需要将电池包装入仓体内时，滑动盖板，使仓口外露，以供电池包装入仓体内；该复位件为弹簧。

在一些实施例中，该盖板107沿上、下方向滑动，以至少部分遮挡上述第一输出接口201，如图10d所示。

在一些实施例中，该盖板107为软盖，该软盖可盖合在仓口处，其外轮廓与仓口相适配，以盖合于仓口处，封闭上述电池包，使第一输出接口不外露，如图10e所示。

在另一些实施例中，上述软盖仅盖合于第一输出接口，即其仅与第一输出接口相适配，以封闭上述第一输出接口，以使第一输出接口被禁用，如图10f所示；该软盖的一端部设置有连接件，该连接件的一端一体成型于该端盖上，另一端固定安装于储能电源上，以避免软盖拔下时出现掉落的情况。

在一些实施例中，上述盖板107由第二控制器400控制，如图10g所示，当电池包装入储能电源的仓体内时，第二控制器400控制盖板107至少部分封闭上述第一输出接口，当电池包在仓体内充电时，该盖板在较小地外力作用下无法打开，而当电池包充满电时，该盖板在第二控制器的控制下可自动打开；该第二控制器为电动推杆，具体地，储能电源的电池管理系统监测到电池包已经充满时，该电动推杆被激活，使其带动盖板运动，以打开盖板，使仓口外露使用户可以拔出电池包。

上述第二输出组件上至少设置有第二输出电路和与该第二输出电路电连接的第二输出接口，第三用电装置上设置有供上述电池包安装的安装部，例如电池包仓体，该电池包仓体上设置有与该第二输出接口相适配的插头，当电池包装入第三用电装置上时，第二输出接口与插头耦接，以给第三用电装置提供电能。

上述第二输出接口设置于所述电池包的非外露面上。

在一些实时例中，上述输入接口与第二输出接口为同一接口，即输入输出共用一个接口，根据预设的规则判定该接口为输入接口还是输出接口，该预设的规则为预先将识别到的储能电源的序列号认定为充电端，即储能电源与电池包耦接时，该接口认定为输入接口，同时将识别到的用电装置的序列号认定为放电端，即用电装置与电池包耦接时，认定该接口为输出接口，具体地，当电池包识别到储能电源的序列号后，判定该接口为输入接口，给电池包充电，而当电池包识别到用电装置的序列号后，判定该接口为输出接口，将电池包的电池组件的电能输出给用电装置。

更具体地：

当电池包插入与之对应的外接设备，电池包通过相互连接的通信端子2022和外接设备通信端子，发送身份信息识别码至对应的外接设备，外接设备接收身份信息识别码，并判断身份信息识别码的真或假，判断为假时，则结束本次处理，判断为真时，外接设备通信端子则回复“机型码”至电池包，电池包接收“机型码”以此可以判定外接设备是放电装置，如储能电源，还是用电装置，如吸尘器；当识别到外接设备是放电装置，如储能电源时，储能电源则通过第二输出接口给电池包充电，此时，第二输出接口等同于上述输入接口，当识别到外接设备是用电装置，如吸尘器，则通过第二输出接口给用电装置(吸尘器)供电。

特别地，当电池包识别到外接设备是储能电源时，则可以通过逻辑控制电路关闭第一输出组件，以禁止将电能从电池包中输出给第二用电装置，例如禁止USB,type-c输出。参照图11所示的电池包控制第一输出接口禁用的控制系统的功能模块示意图，该控制系统包括主控制电路逻辑单元501和PD电源模块502，该主控制电路逻辑单元根据输入接口和电池组件的通信信息，控制PD电源模块502，从而使第一输出接口被禁用或启用。

参照图12所示的储能电源给电池包充电方法的流程图，该电池包充电方法包括：

S20，电池包插入储能电源内；

S40，电池包与储能电源建立通信连接；

S60，电池包根据通信信息判断连接的设备是否为储能电源；

S80，若是，电池包通过预设的逻辑控制电路关闭PD输出模块，禁止第一输出接口输出；

S100，若否，按其他设备特性进行逻辑控制；

上述充电包充电方法还包括：

S120，电池包充电是否结束；

S140，若是，结束充电，显示充电满；

S160，若不是，电池包与储能电源持续通信交互，实时监控输入接口的充电状态数据，并显示充电状态，循环执行步骤S120。

如图4和图5所示，放电模组还具备第二放电模组，该第二放电模组为交流放电模组，适于给电动工具供电，其包括：

第二放电组件，具备放电电路和逆变电路，用以给交流用电装置提供交流电；和

第二放电接口102，用以与交流用电装置电连接。

储能电源上设置有连通或断开第二放电模组的放电电路的第一开关103，以便于用户控制第二放电模组给用电装置供电或关闭供电，该第一开关103的操作部设置于储能电源的外表面上，以便于用户操作第一开关。

上述第二放电接口102可以为交流输出接口，比如两插接口和/或三插接口。

上述放电模组还具备第三放电模组，第三放电模组为直流放电模组，适于给直流用电装置(比如3C类电子设备)供电，其包括：

第三放电组件，具备放电电路，用以给直流用电装置提供直流电；和

第三放电接口104，用以与直流用电装置电连接。

储能电源上设置有接通或关闭第三放电模组的放电电路的第二开关105，以便于用户控制第三放电模组给直流用电装置供电或关闭供电，该第二开关的操作部设置于储能电源的外表面上，以便于用户操作第二开关。

上述第三放电接口可以为USB接口、Tybe-C接口或安德森接口中的一种或多种。

上述放电接口与充电接口可以集中于储能电源的同一外表面上，也可以分布于储能电源的多个外表面上，比如将第二放电接口(即AC接口)设置于一外表面上，其他放电接口与充电接口设置于其他表面上；当然还可以是放电接口设置于一外表面上，而充电接口设置于另一外表面上。

如图1所示，该储能电源还包括：

监测模组，包括电流监测组件、电压监测组件和温度监测组件，用以监测电池模组的电流、电压、温度等参数，以实现温度保护、过放保护、过流保护、短路保护和过压保护；

显示模组，用以显示储能电源的电池电量、输出电压、充电时间、放电时间、高温警报、低温警报、无线连接状态、过载警报等参数信息；

通信模组，用以与移动通信设备实现有线或无线通信连接；

定位模组，用以获知储能电源所处的地理位置；

控制模组，用以根据监测模组采集的电流、电压、温度等参数，判断电流、放电电压、充电功率、温度信息是否超过预设阈值，比如，当温度超过预设的阈值时，启动散热模组，又比如，若充电功率超过预设的阈值时，控制充电模组断开充电电路，又比如，若放电电压超过预设的阈值时，控制放电模组断开放电电路；同时接收通信模组的指令，以执行指令；和

散热模组，至少具备一个风扇，以起到散热作用，以供壳体内电器产生的热量排出。

控制模组将定位模组获取的地理位置，以及将监测模组采集的各参数通过通信模组发送给移动通信设备，以便于用户实时查看、了解储能电源的状态。

上述通信模组至少包括一组，该通信模组可以为蜂窝类(如：2G/3G/4G/5G/NB-IOT/LTE-M)或非蜂窝类(如：WiFi/蓝牙/ZigBee/Lora/Sigfox)，或者具备两组，即兼具蜂窝类通信模组和非蜂窝类模组。在一些实施例中，也可以同时具备两组非蜂窝类通信模组。

优选地，该通信模组为非蜂窝类，以降低成本；具体地，该通信模组可以为蓝牙。

最后应说明的是：虽然在功能性模块的背景下描述了本申请并且采用方块图的形式举例说明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本申请是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的系统中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本申请。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本申请的范围，本申请的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

Claims (18)

1.一种储能电源，用以给第一用电装置供电，其特征在于：所述储能电源至少包括：

电池模组，用以储存电能；

逆变模组，用以将直流电和交流电进行转化；

放电模组，用以给所述第一用电装置提供电能；和

充电模组，用以给所述电池模组充电；

其中，所述放电模组至少具备第一放电模组，所述第一放电模组用以给电池包充电，所述电池包适于用以给第二用电装置提供电能；

当所述储能电源给所述电池包充电时，所述电池包上给所述第二用电装置提供电能的输出接口被禁用。

2.根据权利要求1所述的储能电源，其特征在于：所述电池包具备第一控制器，以控制电池包上给所述第二用电装置供电的输出电路连通或断开；

当所述储能电源给所述电池包充电时，在所述第一控制器的控制下断开所述输出电路。

3.根据权利要求2所述的储能电源，其特征在于：所述第一控制器至少包括开关。

4.根据权利要求1所述的储能电源，其特征在于：储能电源的壳体上设置有供所述电池包安装的仓体。

5.根据权利要求4所述的储能电源，其特征在于：所述仓体内设置有放电插头，所述电池包上设置有与所述放电插头相适配的输入接口。

6.根据权利要求4所述的储能电源，其特征在于：所述电池包上至少具备第一输出接口，所述第一输出接口与所述第二用电装置电连接；

所述储能电源给所述电池包充电时，所述第一输出接口至少部分被遮蔽。

7.根据权利要求6所述的储能电源，其特征在于：所述第一输出接口至少部分被所述仓体遮蔽。

8.根据权利要求7所述的储能电源，其特征在于：所述第一输出接口部分被所述仓体遮蔽。

9.根据权利要求7所述的储能电源，其特征在于：所述第一输出接口完全被所述仓体遮蔽。

10.根据权利要求6所述的储能电源，其特征在于：所述第一输出接口至少部分被盖板遮蔽，所述盖板设置于所述仓体的仓口处。

11.根据权利要求10所述的储能电源，其特征在于：所述盖板铰接式地安装于所述储能电源的壳体上。

12.根据权利要求10所述的储能电源，其特征在于：所述盖板滑动式地安装于所述储能电源的壳体上。

13.根据权利要求11或12所述的储能电源，其特征在于：所述盖板与所述储能电源的壳体之间设置有复位件，所述盖板在复位件的作用下至少部分遮蔽所述第一输出接口。

14.根据权利要求10所述的储能电源，其特征在于：所述盖板为软盖，所述软盖封闭所述仓体的仓口或所述第一输出接口。

15.根据权利要求10所述的储能电源，其特征在于：所述盖板由第二控制器控制，当所述储能电源给所述电池包充电时，第二控制器始终控制所述盖板至少部分遮蔽所述第一输出接口。

16.根据权利要求15所述的储能电源，其特征在于：所述第二控制器为电动推杆。

17.根据权利要求10所述的储能电源，其特征在于：所述盖板部分遮蔽所述第一输出接口。

18.根据权利要求10所述的储能电源，其特征在于：所述盖板完全遮蔽所述第一输出接口。

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