一种模块化电池安装结构及控制方法与流程

1.本发明属于移动储能技术领域，特别涉及一种模块化电池安装结构及控制方法。


背景技术：

2.随着经济的发展，电源技术的不断进步，便携式移动电源越来越受到市场的青睐，便携式储能电源一般集成了电池、dc-ac逆变电源、dc-dc开关电源以及主控单元等模组，可以应用在诸多场景，比如户外野营、应急电源、备用电源、家庭储能等场合。现有的集成方案一般是以固定容量、固定功率为主，一般称之为电池pack，电池包在出厂之初即固定在电源内部，与电源系统形成一体，不可拆卸，不可移动。
3.现有的移动储能系统中，电池pack与电源系统集成在一起，此类方案虽然通用，但是存在通用的毛病，一方面电池比较笨重，与电源系统集成在一起之后，更加沉重，稍大一点的移动储能系统需要2-3人才能搬动。另一方面，电池出现故障之后，维修特别不方便，需要整机拆卸维修，这严重影响了客户体验。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供了一种模块化电池安装结构，包括：电池仓；连接在所述电池仓中的主控模块和电池模块，所述主控模块和电池模块相连接，所述电池模块安装于外壳中；及连接在所述电池仓和所述外壳之间的控制组件。
5.所述控制组件包括可控磁铁和超强磁铁；其中，所述可控磁铁安装在所述电池仓中并与主控模块相连接，所述超强磁铁安装在外壳的表面并可与所述可控磁铁相吸附；所述主控模块控制所述可控磁铁可对所述超强磁铁进行吸附和分离，控制所述电池模块固定或弹出所述电池仓。
6.优选的，所述电池模块包括：电芯、从控模块及指示灯；其中，所述指示灯与所述从控模块连接；所述从控模块包括控制电路、充放电回路、通讯电路及连接端子一，所述连接端子一用于与所述电池仓相连接；所述电芯设置多组并通过串并联组成电池组，所述电池组与所述从控模块相连接连接。所述控制电路、连接端子及指示灯安装在外壳上。
7.优选的，所述指示灯由用于指示所述电池模块的工作状态、充电状态、连接状态以及故障信息的多组信号灯组合而成。所述外壳由金属或者塑料制成，其表面设有用于安装超强磁铁的卡槽结构。
8.优选的，所述主控模块包括：pcb；连接在所述pcb上的主控电路及连接端子二；其中，所述连接端子二与所述电池模块一一对应，所述主控电路与所述可控磁铁相连接，用于控制所述可控磁铁与所述超强磁铁进行吸附和分离。
9.优选的，所述可控磁铁上连接有外部按钮，所述外部按钮安装在所述电池仓外部或电池模块的外部。所述主控电路与所述控制电路相连接，用于控制电池模块的通讯与充、放电。所述连接端子二至少有八组触点，分别用于电池正负极连接和通讯口连接。
10.另一方面，本发明提出一种模块化电池安装结构的控制方法，包括如下：(1)安装
电池模块时，将外壳外部的超强磁铁对应可控磁铁的位置放入到电池仓中，然后通过主控模块控制可控磁铁进行吸附超强磁铁，从而将电池模块固定在电池仓中；(2)拆卸电池模块时，通过主控模块控制可控磁铁与超强磁铁分离，从而将电池模块弹出在电池仓。
11.本发明的有益效果是：
12.本发明中将传统的便携储能电源系统内部的电池pack进行拆分，用多电池模块实现电池pack的完美替代，电池与移动储能电源可分开搬运，大幅降低传统储能电源系统的整体重量，更加方便携带、搬运，可以实现对电池模块单独维修更换，大幅降低维修成本，并提高便携储能电源系统的用户体验，电池模块安装在电池仓内部的固定结构，采用可控磁铁和超强磁铁方式实现电池模块的固定和弹出，方便了电池的拆装。
附图说明
13.为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
14.图1示出了本发明实施例一种模块化电池安装结构的模块图；
15.图2示出了本发明实施例外壳的结构示意图；
16.图3示出了本发明实施例中多组电池模块的组装状态示意图。
具体实施方式
17.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
18.本发明实施例中提供了一种模块化电池安装结构，示例性的如图1-图3所示的，包括电池仓1、电池仓1内的主控模块2、电池模块3组成。其中主控模块2集成的控制电路、连接端子二等，电池模块3包括了电芯、从控模块、外壳4、指示灯8等组成。其中，主控模块2和电池模块3相连接，电池模块3安装于外壳4中。
19.具体的，主控模块2安装在电池仓1内部，主控模块2上集成了连接端子二(用于与电池模块3连接)，该端子至少有8个触点以上(含8个)，分别用于电池正负极连接(至少4个)、通讯口连接(至少2个)、其余备用。
20.另外，主控模块2上另外集成了控制电路，用于控制电池模块3的通讯与充、放电。电池仓1内部集成了吸盘或卡扣式固定结构，用于固定电池模块，该固定结构受主控模块控制。
21.电池模块3包括了电芯、从控模块、外壳4、指示灯等。其中从控模块集成了控制电路、充放电回路、通讯电路。其中电池组由电芯串并联组成整体，与从控模块连接在一起，从控模块集成了控制电路与连接端子一，指示灯8也与从控模块连接，它们一起安装在外壳中。连接端子一用于与其他设备进行连接，其他设备可以是电池仓，也可以是充电器，也可以是充电仓等。
22.具体的，指示灯8由多种灯组合而成，主要指示电池模块的工作状态、充电状态、连接状态以及故障信息灯。
23.外壳4由金属或者塑料制成，内置具有可与磁铁吸附的超强磁铁，其表面设有用于安装超强磁铁7的卡槽结构，主要用于电池模块在电池仓内的固定和弹出。
24.主控模块2由pcb、主控电路、连接端子二、可控磁铁6等组成。其中连接端子二与电池模块一一对应，每个电池模块可与一个连接端子二对插，其中连接端子二的数量至少2个以上，即主控模块可以连接2个及以上的电池模块。连接之后，主控电路控制可控磁铁6，控制可控磁铁6与电池模块3进行吸附与脱离，实现电池模块的固定与弹出。
25.在一些实施例中，可控磁铁6的控制也可实现外部控制，通过电池仓外部按钮或者电池模块的外部按钮实现可控磁铁的控制与脱离。
26.主控模块2包括：pcb；连接在pcb上的主控电路及连接端子二；其中，连接端子二与电池模块3一一对应，主控电路与可控磁铁6相连接，用于控制可控磁铁6与超强磁铁7进行吸附和分离。
27.示例性的，为了方便电池模块3的拆装，在电池仓1和外壳4之间安装控制组件5，其包括可控磁铁6和超强磁铁7。其中，可控磁铁6安装在电池仓1中并与主控模块2相连接，超强磁铁7安装在外壳4的表面并可与可控磁铁6相吸附；主控模块2控制可控磁铁6可对超强磁铁7进行吸附和分离，控制电池模块3固定或弹出电池仓1。
28.由上述可知本发明中电池与移动储能电源可分开搬运，大幅降低传统储能电源系统的整体重量，更加方便携带、搬运，可以实现对电池模块单独维修更换，大幅降低维修成本，并提高便携储能电源系统的用户体验，电池模块安装在电池仓内部的固定结构，采用可控磁铁和超强磁铁方式实现电池模块的固定和弹出，方便了电池的拆装。
29.本实施例中提出了一种模块化电池安装结构的控制方法，包括如下步骤：
30.安装电池模块3时，将外壳4外部的超强磁铁7对应可控磁铁6的位置放入到电池仓1中，然后通过主控模块2控制可控磁铁6进行吸附超强磁铁7，从而将电池模块3固定在电池仓1中；
31.拆卸电池模块3时，通过主控模块2控制可控磁铁6与超强磁铁7分离，从而将电池模块3弹出在电池仓1。
32.经由上述可知本发明中将传统的便携储能电源系统内部的电池pack进行拆分，用多电池模块实现电池pack的完美替代。与传统的集成式安装结构具有以下明显效果及优点：
33.1)电池与移动储能电源可分开搬运，大幅降低传统储能电源系统的整体重量，更加方便携带、搬运。
34.2)传统便携储能电源系统电池出现故障之后，需要整机维修，而本实施例可以实现对电池模块单独维修更换，大幅降低维修成本，并提高便携储能电源系统的用户体验。
35.3)将传统的大容量电池pack拆分为小容量的电池模块之后，其安全系数也得到明显提升，实现了将传统的电池pack拆分出来，以模块化的形式安装在便携储能电源系统内部。
36.4)传统便携储能电源充电时需要整机充电，而本实施例可以实现只需将电池模块单独充电、补电即可，轻松实现不停机、不挪机充电功能,可以同时充电，也可以同时放电，
提高电池放电容量，也可以取出单独充电。
37.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。