一种应急电源装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种应急电源装置，包括：锂电池组，与所述锂电池组相连的保护电路，插头，连接在所述保护电路和所述插头之间的断路器；本实用新型中，锂电池组的功率密度和能量密度较大，与发动机-发电机组相比，体积和质量较小，且通过保护电路对锂电池组的充电和放电过程进行保护，提高了使用应急电源装置的安全性。
【专利说明】一种应急电源装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电气【技术领域】，更具体的说是涉及一种应急电源装置。
【背景技术】
[0002]在电气【技术领域】中，很多应用场合都需要使用应急电源装置，例如，在高压输电线路抢修过程中，通常需要进行电弧焊接、线材压接、塔材切割、钻孔等操作，在夜间进行抢修时，还需要使用大功率照明设备；而超高压、特高压输电线路一般位于人烟稀少的地区，因此，需要使用应急电源装置为上述操作提供电能。
[0003]一般来说，在现有技术中，发动机-发电机组是野外应用应急电源装置的唯一选择，而发动机-发电机组的体积和重量较大，不便于携带，且在潮湿环境中使用时，很容易导致发动机组的绝缘性能下降，安全性变差。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型提供一种应急电源装置，以解决现有技术中，发动机-发电机组的体积和重量较大，不便于携带，且在潮湿环境中使用时，很容易导致发动机组的绝缘性能下降，安全性变差的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]一种应急电源装置,包括:
[0007]锂电池组；
[0008]与所述锂电池组相连的保护电路；
[0009]插头；
[0010]连接在所述保护电路和所述插头之间的断路器。
[0011]优选的，还包括:连接在所述断路器和所述插头之间的电量计。
[0012]优选的，所述锂电池组包括N个串联的锂电池单元，其中，N≥1 ；
[0013]所述锂电池单元包括多个并联的锂电池。
[0014]优选的，还包括:
[0015]N+1个能耗电阻；其中，所述N+1个能耗电阻的第一端均与所述保护电路相连，第N+1个所述能耗电阻的第二端连接在第N个所述锂电池单元的正极，所述N个锂电池单元的负极分别与一个能耗电阻的第二端相连；
[0016]与所述保护电路相连的电流采样器件，所述电流采样器件的第一端与所述锂电池组的负极相连；
[0017]源极与所述电流采样器件的第二端相连，栅极与所述保护电路相连的放电开关管；
[0018]漏极与所述放电开关管的漏极相连，栅极与所述保护电路相连的充电开关管；
[0019]其中，所述断路器的第一端与第N+1个能耗电阻的第二端相连，所述断路器的第二端与所述充电开关管的源极相连。[0020]优选的，所述电流采样器件为采样电阻或者电流传感器。
[0021]优选的，还包括保护板，其中:
[0022]所述保护电路、所述N+1个能耗电阻、所述电流采样器件、所述放电开关管以及所述充电开关管均设置在所述保护板上。
[0023]优选的，所述电量计包括:微控制器、显示电路、存储器、数模转换器、放大器、第一电阻、第二电阻和电源电路，其中:
[0024]所述微控制器分别与所述显示电路、所述存储器和所述数模转换器相连；
[0025]所述放大器的第一输入端与所述电流采样器件的第一端相连，第二输入端与所述电流采样器件的第二端相连，输出端与所述数模转换器相连；
[0026]所述第一电阻的一端与所述数模转换器相连，另一端与所述电源电路的第一端相连；
[0027]所述第二电阻的一端与所述数模转换器相连，另一端与所述电源电路的第二端相连；
[0028]其中，所述断路器的第三端与所述电源电路的第一端相连，所述断路器的第四端与所述电源电路的第二端相连。
[0029]优选的，所述电量计还包括与所述微控制器的串行接口相连的电平转换器，所述电平转换器用于与计算机相连。
[0030]优选的，所述电量计还包括与所述微控制器相连的蜂鸣器。
[0031]优选的，还包括箱体，其中:
[0032]所述锂电池组和所述保护电路设置在所述箱体内部，所述断路器和所述插头设置在所述箱体的外部。
[0033]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种应急电源装置，包括:锂电池组，与所述锂电池组相连的保护电路，插头，连接在所述保护电路和所述插头之间的断路器；本实用新型中，锂电池组的功率密度和能量密度较大，与发动机-发电机组相比，体积和质量较小，且通过保护电路对锂电池组的充电和放电过程进行保护，提高了使用应急电源装置的可靠性和安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0035]图1为本实用新型实施例提供的一种应急电源装置的结构示意图；
[0036]图2为本实用新型实施例提供的锂电池组的结构示意图；
[0037]图3为本实用新型实施例提供的一种应急电源装置的结构示意图；
[0038]图4为本实用新型实施例提供的一种应急电源装置的结构示意图；
[0039]图5为本实用新型实施例提供的电量计的结构示意图。
【具体实施方式】[0040]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。
[0041]本实用新型实施例公开了一种应急电源装置，如图1所示，该应急电源装置可以包括:锂电池组100、保护电路200、断路器300以及插头400，具体的:
[0042]锂电池组100包括多个锂电池，其中所述多个锂电池通过并联和/或串联的方式构成锂电池组；
[0043]锂电池组100的具体结构可以如图2所示，具体的:
[0044]锂电池组100包括N个锂电池单元BI~BN，每一个锂电池单元均包括多个并联的锂电池，其中，N≥I ；
[0045]需要说明的是，锂电池单元的数量以及锂电池单元中锂电池的个数均可以根据实际需求进行设定，在此不做限定。
[0046]其中，每一个锂电池单元的正极和负极均与保护电路相连。
[0047]保护电路200与锂电池组100相连；
[0048]其中，保护电路能够对锂电池组的充电和放电进行保护,具体的,保护电路可以对锂电池组的充电过程进 行均衡充电和过压保护、对其放电过程欠压保护以及对放电过流、过负荷和放电短路进行保护；通过保护电路对锂电池组的充电和放电进行保护，保证了应急电源的可靠性和安全性。
[0049]其中，该应急电源装置还可以包括保护板；其中，保护电路可以设置在保护板上；
[0050]其中，保护电路可以具体为现有技术中针对锂电池组的保护电路，具体的实现形式在此不再详细赘述。
[0051]断路器300连接在保护电路200和插头400之间。
[0052]其中，断路器为应急电源装置的总开关，插头为应急电源装置与外部设备相连的连接部件；
[0053]当需要为负载提供电能时，应急电源装置可以通过插头400与负载相连；当需要为锂电池组充电时，应急电源装置可以通过插头400与充电设备相连，如与充电器或者插座相连。
[0054]本实施例中，锂电池组的功率密度和能量密度较大，与发动机-发电机组相比，体积和质量较小，且通过保护电路对锂电池组的充电和放电过程进行保护，提高了使用应急电源装置的安全性。
[0055]本实用新型实施例还提供了一种应急电源装置，如图3所示，与上述实施例的不同在于，该应急电源装置还可以包括电量计500，其中:
[0056]电量计500连接在断路器300和插头400之间，可以实时测量锂电池组的充放电，并显示锂电池组的电量，保证了用户可以随时掌握锂电池组存储电量的情况。
[0057]本实用新型还公开了一种应急电源装置，如图4所示，该应急电源装置可以包括:锂电池组100、保护电路200、断路器300、插头400以及电量计500，其中:
[0058]保护电路200与锂电池组100相连；
[0059]断路器300连接在保护电路200和插头400之间；[0060]电量计500连接在断路器300和插头400之间；
[0061]该应急电源装置还包括N+1个能耗电阻、电流采样器件600、放电开关管Ql以及充电开关管Q2，其中:
[0062]N+1个能耗电阻包括能耗电阻R1、能耗电阻R2、…、能耗电阻Rn+1 ；
[0063]其中，N+1个能耗电阻的第一端均与所述保护电路相连，即能耗电阻R1的第一端、能耗电阻R2的第一端、…、能耗电阻Rn+1的第一端均与保护电路相连；
[0064]第N+1个所述能耗电阻的第二端连接在第N个所述锂电池单元的正极，所述N个锂电池单元的负极分别与一个能耗电阻的第二端相连；
[0065]也就是说，能耗电阻R1的第二端连接在第一个锂电池单元的负极，能耗电阻R2的第二端连接在第二个锂电池单元的负极，以此类推，能耗电阻Rn的第二端连接在第N个锂电池单元的负极，能耗电阻Rn+1的第二端连接在第N个锂电池单元的正极。
[0066]电流采样器件600与保护电路200相连；
[0067]电流采样器件600的第一端还与锂电池组100的负极相连，电流采样器件600的第二端还与放电开关管Ql的源极相连；
[0068]其中，电流采样器件用于获取电路中电流的方向(充电或放电)以及电流的大小，具体可以为采样电阻或者电流传感器。
[0069]其中，能耗电阻、电流采样器件、放电开关管、充电开关管可以设置在保护板上。
[0070]放电开关管Ql的栅极与保护电路相连，放电开关管Ql的漏极与充电开关管Q2的漏极相连，充电开关管Q2的栅极与保护电路相连，
[0071]断路器300的第一端与第N+1个能耗电阻的第二端相连，断路器300的第二端与充电开关管Q2的源极相连。
[0072]其中，保护电路可以对锂电池组中每一个锂电池单元进行保护，具体的:
[0073]当锂电池组充电或者放电时，通过放电开关管可以控制放电过程，通过充电开关管可以控制充电过程。
[0074]在充电过程中，保护电路可以监测锂电池组的电压、各个锂电池单元的电压以及充电电流，当保护电路检测到锂电池组未充满，而某一锂电池单元已超过其允许电压时，该锂电池单元的放电开关管通过能耗电阻对该锂电池单元进行放电；当保护电路检测到所有锂电池单元均达到规定的电压时，可以通过控制充电开关管关断以停止充电；
[0075]在充电过程中，保护电路检测到锂电池组有过流现象发生时，保护电路可以控制充电开关管关断以停止充电；
[0076]在放电过程中，保护电路若检测到某一锂电池单元的电压低于其规定电压的下限，保护电路可以控制放电开关管关断以停止放电。
[0077]在本实施例中，通过设置能耗电阻、采用器件、以及充电开关管和放电开关管，使得保护电路可以对锂电池组以及锂电池单元进行多种保护，为应急电源装置提供了可靠的保障。 [0078]图5公开了本实用新型电量计的具体结构示意图，如图5所示，电量计可以包括:微控制器501、显不电路502、存储器503、数模转换器504、放大器505、第一电阻R1、第二电阻R2以及电源电路506，其中:
[0079]微控制器501分别与显示电路502、存储器503以及数模转换器504相连；[0080]放大器505的第一输入端(+ )与电流米样器件600的第一端相连,第二输入端(_)与所述电流采样器件的第二端相连，输出端与数模转换器504相连；
[0081]第一电阻Rl的一端与数模转换器504相连,另一端与电源电路506的第一端相连；
[0082]第二电阻R2的一端与数模转换器504相连,另一端与电源电路506的第二端相连；
[0083]其中，第一电阻和第二电阻用于采集电池组的端电压。
[0084]断路器的第三端与电源电路506的第一端相连，断路器的第四端与电源电路506
的第二端相连。
[0085]其中，微控制器可以通过显示电路来显示电池组的电量。
[0086]其中，存储器503为实时时钟及非易失性存储器，具体的型号可以为DS12C887 ；
[0087]微控制器可以通过存储器存储锂电池组的电量以及断路器的通断时刻，使得微控制器可以通过存储器提供的数据计算锂电池组充入或放出的电量，从而对锂电池组的电量进行修正。
[0088]微控制器可以通过电流采样器件、放大器以及数模转换器获取锂电池组处于充电状态还放电状态，并可以获取到充放电的电流值。
[0089]微控制器可以通过第一电阻、第二电阻以及数模转换器获取锂电池组的端电压。
[0090]其中，电源电路506为直流-直流电源电路；电源电路506包括二极管D1、电容器Cl以及用于将锂电池组电压转换为电量计工作电压的转换器5061 ；
[0091]其中，转换器5061为DC-DC转换器。
[0092]其中，当保护电路因欠压保护动作、过流保护动作、过负荷保护动作而终止充放电过程或关闭断路器时，电源电路的二极管Dl以及电容器Cl中存储的电能还能维持电量计工作一小段时间，因此，在这段时间内，微控制器可以根据获取到的电流数据和电压数据来判断锂电池组的状态。
[0093]电量计的具体工作过程为:
[0094]当关闭断路器，锂电池组进行充电时，微控制器将充入电量以及锂电池组的原有电量进行累计并存入到存储器中；锂电池组进行放电时，微控制器对放出的电量进行反向积分。
[0095]在充电过程中，微控制器检测到锂电池组的电压已接近规定的停止充电电压，且检测到充电电流逐渐下降时，则确定锂电池组的电量已充满，此时，微控制器将存储器中的电量置为锂电池组的额定容量。
[0096]在放电过程中，若微控制器检测到锂电池组之前的电压较低，已接近电池组停止输出电压，且当前电压数据为零，说明锂电池组处于欠压保护状态，则微控制器将存储器中的电量置为零；若微控制器检测到锂电池组之前的电压较高，且当前电压数据为零，说明锂电池组处于过流、过负荷保护状态，微控制器不会将存储器中的电量置为零。
[0097]其中，电量计还可以包括与微控制器的串行接口相连的电平转换器；
[0098]该电平转换器可以用于与计算机相连，计算机通过串行接口将电池的标准容量、欠压、过压信息下载至电量计。
[0099]其中，电量计还可以包括与微控制器相连的蜂鸣器，微控制器可以控制蜂鸣器在电量计工作期间发出声音，以提示使用人员锂电池组处于工作状态。
[0100]在本实用新型公开的应急电源装置中，还可以包括箱体，其中:
[0101]锂电池组和保护电路设置在所述箱体内部；
[0102]断路器和插头设置在箱体的外部，具体可以设置在箱体的外表面上；
[0103]其中，该箱体由绝缘材质制作而成，具体可以为塑料箱体；
[0104]通过为应急电源装置设置箱体，便于使用人员携带，如手提、肩扛、背负等等，且箱体由绝缘材质制作，使用人员不会直接触碰到应急电源的带电部位，保护了使用人员的安全。
[0105]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0106]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种应急电源装置，其特征在于，包括: 锂电池组； 与所述锂电池组相连的保护电路； 插头; 连接在所述保护电路和所述插头之间的断路器； 所述锂电池组包括N个串联的锂电池单元，其中，N≥I ； 所述锂电池单元包括多个并联的锂电池， 所述应急电源装置还包括: N+1个能耗电阻；其中，所述N+1个能耗电阻的第一端均与所述保护电路相连，第N+1个所述能耗电阻的第二端连接在第N个所述锂电池单元的正极，所述N个锂电池单元的负极分别与一个能耗电阻的第二端相连； 与所述保护电路相连的电流采样器件，所述电流采样器件的第一端与所述锂电池组的负极相连； 源极与所述电流采样器件的第二端相连，栅极与所述保护电路相连的放电开关管； 漏极与所述放电开关管的漏极相连，栅极与所述保护电路相连的充电开关管； 其中，所述断路器的第一端与第N+1个能耗电阻的第二端相连，所述断路器的第二端与所述充电开关管的源极相连。
2.根据权利要求1所述的应急电源装置，其特征在于，还包括:连接在所述断路器和所述插头之间的电量计。
3.根据权利要求1所述的应急电源装置，其特征在于，所述电流采样器件为采样电阻或者电流传感器。
4.根据权利要求1所述的应急电源装置，其特征在于，还包括保护板，其中: 所述保护电路、所述N+1个能耗电阻、所述电流采样器件、所述放电开关管以及所述充电开关管均设置在所述保护板上。
5.根据权利要求2所述的应急电源装置，其特征在于，所述电量计包括:微控制器、显示电路、存储器、数模转换器、放大器、第一电阻、第二电阻和电源电路，其中: 所述微控制器分别与所述显示电路、所述存储器和所述数模转换器相连； 所述放大器的第一输入端与所述电流采样器件的第一端相连，第二输入端与所述电流采样器件的第二端相连，输出端与所述数模转换器相连； 所述第一电阻的一端与所述数模转换器相连，另一端与所述电源电路的第一端相连；所述第二电阻的一端与所述数模转换器相连，另一端与所述电源电路的第二端相连；其中，所述断路器的第三端与所述电源电路的第一端相连，所述断路器的第四端与所述电源电路的第二端相连。
6.根据权利要求5所述的应急电源装置，其特征在于，所述电量计还包括与所述微控制器的串行接口相连的电平转换器，所述电平转换器用于与计算机相连。
7.根据权利要求5所述的应急电源装置，其特征在于，所述电量计还包括与所述微控制器相连的蜂鸣器。
8.根据权利要求1所述的应急电源装置，其特征在于，还包括箱体，其中: 所述锂电池组和所述保护电路设置在所述箱体内部，所述断路器和所述插头设置在所.述箱体的外部。
【文档编号】H02J7/00GK203690973SQ201320821868
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】谢红五, 葛小军, 朱龙顺, 章超 申请人:国网山西省电力公司长治供电公司, 国家电网公司