一种储能装置的制作方法

文档序号:15220586发布日期:2018-08-21 17:24阅读:190来源:国知局

本发明涉及移动电源技术,尤其涉及一种储能装置。



背景技术:

随着电气化水平的不断提高,人们使用的电器越来越多样,需要供电的场合也越来越多。但是目前的移动电源可用的充电电压单一,需要使用特制的外部电源,如电源适配器、光伏板等;而且可输出的电压单一不可调节,如12v,满足不了多场景的需求,尤其是在户外活动时使用较为不便。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种储能装置,其能解决现有的移动电源可用的充电电压单一,需要使用特制的外部电源,;而且可输出的电压单一不可调节,满足不了多场景的需求,尤其是在户外活动时使用较为不便的问题。

本发明的目的采用如下技术方案实现:

一种储能装置,包括充电模块、储能模块、放电模块和控制模块;所述充电模块、放电模块、控制模块均连接于所述储能模块,所述充电模块、放电模块均连接于所述控制模块;

所述充电模块包括充电接口、检测单元和第一升降压单元,所述充电接口用于连接外部电源,所述检测单元用于检测所述充电接口的电压和电流,所述控制模块根据检测结果控制所述第一升降压单元,所述第一升降压单元将外部电源的电能处理后输出至所述储能模块;

所述放电模块包括第二升降压单元,所述控制模块控制所述第二升降压单元,以将所述储能模块的电能处理后输出。

进一步地,所述充电接口连接的外部电源为汽车充电口时,若所述检测单元检测到充电接口的电压低于预设阈值,则所述控制模块控制所述第一升降压单元关闭。

进一步地,所述充电接口连接的外部电源为光伏板时,所述控制模块控制所述第一升降压单元以mppt模式运行。

进一步地,所述放电模块还包括交流输出单元,所述交流输出单元连接于所述储能模块和控制模块。

进一步地,所述储能装置还包括交互模块,所述交互模块连接于所述控制模块,所述交互模块用于向所述控制模块提供输出设置信息,所述控制模块根据输出设置信息控制所述第二升降压单元。

进一步地,所述储能装置还包括交互模块,所述交互模块连接于所述控制模块,所述交互模块用于向所述控制模块提供交流设置信息,所述控制模块根据交流设置信息控制所述交流输出单元。

进一步地,所述交流输出单元包括逆变单元和接口单元,所述逆变单元和接口单元均连接于所述控制模块;

所述接口单元包括负载检测电路、切换电路和输出电路,所述负载检测电路、切换电路均连接于所述控制模块;所述切换电路用于切换所述输出电路连接于所述逆变单元或连接于所述负载检测电路。

进一步地,当所述负载检测电路检测到所述输出电路连接有负载时,所述控制模块控制所述逆变单元开始工作,以及所述切换电路切换所述输出电路连接于所述逆变电路。

进一步地,所述逆变单元包括充电检测电路和逆变电路,当所述充电检测电路检测到所述逆变电路满足停止条件时,所述控制模块控制所述逆变电路停止工作。

进一步地,当所述控制模块控制所述逆变电路停止工作后,控制所述切换电路动作使所述输出电路连接至所述负载检测电路。

相比现有技术,本发明的有益效果在于:通过在储能装置的充电端设置第一升降压单元,实现支持不同种类的外部电源充电,例如可以支持12v-40v的充电,因此可以支持汽车车充口12v对其充电,也能使用市面上多种光伏板对其充电,还可支持不同的适配器进行充电;还通过在放电端设置第二升降压单元,使得储能装置可以提供不同的电压等级,如9v、12v、15v、19v等电压;因此储能装置可以满足更多场景的使用需求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的储能装置之一的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的储能装置之二的电路示意图;

图3为图1中第一处理电路的另一电路示意图。

图中:100、充电模块;110、充电接口;120、检测单元;130、第一升降压单元;200、储能模块;210、可充电电池;220、稳压电源;300、放电模块;310、第二升降压单元;320、交流输出单元;321、逆变单元;301、充电检测电路;3011、第二处理电路;302、逆变电路;322、接口单元;303、负载检测电路;3031、第一处理电路;304、切换电路;3041、控制机构;3042、静触点组;3043、检测触点组;3044、逆变触点组;305、输出电路;400、控制模块;500、交互模块。

具体实施方式

下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1为一种储能装置,包括充电模块100、储能模块200、放电模块300和控制模块400;充电模块100、放电模块300、控制模块400均连接于储能模块200,充电模块100、放电模块300均连接于控制模块400。

作为优选的实施方式,如图2所示,储能模块200包括可充电电池210和稳压电源220,稳压电源220用于将可充电电池210的电能转换为与控制模块400等适配的电压,如5v的电压。

其中,充电模块100包括充电接口110、检测单元120和第一升降压单元130。充电接口110用于连接外部电源(图未示)。检测单元120用于检测充电接口110的电压和电流,控制模块400根据检测结果控制第一升降压单元130,第一升降压单元130将外部电源的电能处理后输出至储能模块200。

放电模块300包括第二升降压单元310,控制模块400控制第二升降压单元310,以将储能模块200的电能处理后输出。

第一升降压单元130、第二升降压单元310可以采用buck变换器与boost变换器分离的方案,也可以采用既可以升压又可以实现降压的buck/boost变换器,升降压单元技术本身,以及控制模块400控制升降压单元技术本身可以通过现有技术实现,在此不再赘述。作为优选的实施方式,控制模块400通过pwm波控制第一升降压单元130、第二升降压单元310。

本发明实施例通过在储能装置的充电端设置第一升降压单元130,实现支持不同种类的外部电源充电,例如可以支持12v-40v的充电,因此可以支持汽车车充口12v对其充电,也能使用市面上多种光伏板对其充电,还可支持不同的适配器进行充电;还通过在放电端设置第二升降压单元310,使得储能装置可以提供不同的电压等级,如9v、12v、15v、19v等电压;因此储能装置可以满足更多场景的使用需求。

作为优选的实施方式,储能装置还包括交互模块500,交互模块500连接于控制模块400,交互模块500用于向控制模块400提供输出设置信息,控制模块400根据输出设置信息控制第二升降压单元310。输出信息可以为输出电压值,使用者通过交互模块500输入电压需求,然后控制模块400就可以控制第二升降压单元310输出相应的电压值。

作为优选的实施方式,放电模块300还包括反馈单元(图未示),反馈单元连接于第二升降压单元310和控制模块400。反馈单元检测第二升降压单元310的输出电压值,控制模块400根据第二升降压单元310的输出电压值和交互模块500输入的电压需求控制第二升降压单元310,以实现负反馈,保证第二升降压单元310输出电压的稳定。

作为优选的实施方式,充电接口110连接的外部电源为汽车充电口时,若检测单元120检测到充电接口110的电压低于预设阈值,则控制模块400控制第一升降压单元130关闭。

充电接口110可以包括多种类型的接口,如与汽车充电口匹配的接口、光伏板接口等。当某类型的接口接入某外部电源时,控制模块400可以通过接口协议、电压水平等判断充电接口110连接的是何种类型的外部电源。在另一实施例中,可以通过交互模块500输入充电接口110连接的是何种类型的外部电源。

由于汽车充电口一般直接或间接连接于汽车电瓶,需要对电瓶进行保护;因此当充电接口110连接的外部电源为汽车充电口时,检测单元120检测充电接口110的电压,以判断汽车充电口为12v还是24v的汽车充电口;如果充电接口110的电压为9v,则是12v的汽车充电口,如果与12v的汽车充电口相应的预设阈值为10v,那么需要启动欠压保护,则控制模块400控制第一升降压单元130关闭,停止向储能模块200充电。

作为优选的实施方式,充电接口110连接的外部电源为光伏板时,控制模块400控制第一升降压单元130以mppt模式,即最大功率模式运行,以充分利用太阳能,更快的向储能模块200充电。

作为本发明实施例的进一步改进,放电模块300还包括交流输出单元320,交流输出单元320连接于储能模块200和控制模块400。因此,储能装置还可以向外提供交流电。

作为优选的实施方式,交互模块500还可以用于向控制模块400提供交流设置信息,控制模块400根据交流设置信息控制交流输出单元320。

交流设置信息可以为交流电压、频率的设置信息,使用者通过交互模块500输入交流电压、频率需求,然后控制模块400就可以控制交流输出单元320输出相应电压、频率的交流电。

作为优选的实施方式,如图2所示,交流输出单元320包括逆变单元321和接口单元322,逆变单元321和接口单元322均连接于控制模块400。

其中,接口单元322包括负载检测电路303、切换电路304和输出电路305,负载检测电路303、切换电路304均连接于控制模块400。

切换电路304用于切换输出电路305连接于逆变单元321或连接于负载检测电路303。

输出电路305可以包括插座、插头,或只包括导线,可以与负载的供电结构相连接即可。

作为优选的实施方式,逆变单元321包括充电检测电路301和逆变电路302。

当输出电路305连接于逆变电路302时,逆变电路302通过输出电路305向负载供电;当输出电路305连接于负载检测电路303,且输出电路305连接有负载时,负载检测电路303可以生成相应的信号并传输至控制模块400。

作为优选的实施方式,切换电路304包括控制机构3041、静触点组3042、检测触点组3043和逆变触点组3044,控制机构3041用于切换静触点组3042连接于检测触点组3043或连接于逆变触点组3044;控制电路连接于控制模块400,静触点组3042连接于输出电路305,检测触点组3043连接于负载检测电路303,逆变触点组3044连接于逆变电路302。

在本实施例中,切换电路304包括一电磁继电器kk,电磁继电器kk包括电磁线圈relay、一组静触点和两组动触点;该组静触点连接于输出电路305,为静触点组3042;一组动触点连接于负载检测电路303,为检测触点组3043;另一组动触点连接于逆变电路302,为逆变触点组3044。电磁线圈relay通过一mos管q1连接至控制模块400;控制模块400可以控制电磁线圈relay通电或断电,从使静触点组3042连接于检测触点组3043或连接于逆变触点组3044。

作为优选的实施方式,如图2所示,检测触点组3043包括第一检测触点和第二检测触点,静触点组3042包括第一静触点和第二静触点;静触点组3042连接于检测触点组3043时,第一检测触点连接于第一静触点,第二检测触点连接于第二静触点。

作为优选的实施方式,负载检测电路303包括第一二极管d2和第一处理电路3031,第一检测触点通过第一二极管连接至高电平,第二检测触点通过第一处理电路3031连接于控制模块400。

在本实施例中,如图2所示,第一处理电路3031包括比较电路,该比较电路包括运算放大器u2及其外围电路。在另一实施例中,第一处理电路3031包括如图3所示的放大电路,该放大电路包括运算放大器u3及其外围电路。

静触点组3042连接于检测触点组3043时,当输出电路305连接上负载,则第一检测触点通过负载和第二检测触点连接,因此传输至第一处理电路3031的电压会发生变化,从而第一处理电路3031向控制模块400发送表示输出电路305连接有负载的信号。

作为优选的实施方式,当负载检测电路303检测到输出电路305连接有负载时,控制模块400控制逆变单元321开始工作,以及切换电路304切换输出电路305连接于逆变电路302。因此,逆变单元321可以将储能模块200的直流电逆变为交流电后通过输出电路305向负载充电。

通过设置负载检测电路303、切换电路304和输出电路305,当交流输出单元320的输出电路305连接上负载,负载检测电路303可以检测到,然后可以通过切换电路304将输出电路305连接至逆变单元321,从而使逆变单元321向负载供电;因此在交流输出单元320连接上负载后不需要手动启动输出,操作简便,避免了部分用户不会使用的问题。

作为优选的实施方式,充电检测电路301包括检测电阻risense和第二处理电路3011,检测电阻risense连接于储能模块200和逆变电路302之间,当逆变电路302工作时,检测电阻risense上有电流流过而在两端产生电压;第二处理单元用于将检测电阻两端的电压处理后输出至控制模块400。

当充电检测电路301检测到逆变电路302满足停止条件时,控制模块400控制逆变电路302停止工作。作为优选的实施方式,检测电阻两端的电压低于预设阈值时,逆变电路302满足停止条件。

例如,当负载充满电或者与输出端元断开连接后,逆变电路302输出功率为零,因此检测电阻risense上没有电流流过,其两端电压为零;第二处理单元将该检测结果输出至控制模块400后,控制模块400控制逆变电路302停止工作,实现节能的效果而且减少逆变元件的消耗。

作为优选的实施方式,当控制模块400控制逆变电路302停止工作后,控制模块400立即或者延时一段时间后控制切换电路304动作使输出电路305连接至负载检测电路303;即控制模块400控制电磁线圈relay使静触点组3042连接于检测触点组3043。

当负载检测电路303判断到输出电路305由没有负载变为有负载时,控制模块400控制逆变单元321开始工作,以及切换电路304切换输出电路305连接于逆变电路302。

还通过设置充电检测电路301,本发明实施例在检测到交流输出单元320连接的负载断开或充满电时,关闭逆变电路302,避免了用户未及时关闭交流电输出造成的逆变电路302耗能等问题,实现了节能的效果;而且还可以减少逆变元件的消耗,增强了安全性能。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

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