專利名稱：一種移動(dòng)充電電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種移動(dòng)充電電源裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及移動(dòng)充電電源，尤其是是車載的移動(dòng)充電電源裝置。
背景技術(shù)：
[0002]車載移動(dòng)充電機(jī)，廣泛用于搶險(xiǎn)救災(zāi)臨時(shí)供電、邊遠(yuǎn)地區(qū)臨時(shí)供電、城市市電停電時(shí)的通信供電等場(chǎng)合。[0003]目前，車載充電機(jī)大都采用車載柴油發(fā)電機(jī)，其特點(diǎn)是移動(dòng)快速、成本低；但不足之處是噪音大、污染環(huán)境，特別是在居民聚集區(qū)域，會(huì)嚴(yán)重干擾居民生活。近年來(lái)也有用蓄電池代替發(fā)電機(jī)的移動(dòng)充電車，有用鉛酸蓄電池，也有用鋰離子電池。其中，鉛酸電池重量大，壽命差，同時(shí)對(duì)環(huán)境有污染；鋰離子電池最大的困難是安全問(wèn)題和溫度管理問(wèn)題，眾所周知，鋰離子電池低溫充電是一大技術(shù)難題，充電時(shí)鋰離子是嵌入到負(fù)極晶格中，低溫下，電解質(zhì)中的鋰離子遷移速度慢，電導(dǎo)率低，強(qiáng)行充電時(shí)，鋰離子會(huì)在負(fù)極表面以金屬鋰的形態(tài)析出，由于該金屬鋰可能會(huì)以枝晶形式析出，極有可能刺穿隔膜與正電極導(dǎo)通，會(huì)有極大的內(nèi)部短路風(fēng)險(xiǎn)。因此鋰離子電池的使用管理，不僅要有完善的電池充放電管理系統(tǒng)，防止過(guò)充、短路、過(guò)放、過(guò)溫等異常情況下的安全問(wèn)題，而且還要保證電池在適宜的溫度環(huán)境下充電。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種移動(dòng)充電電源裝置，成功解決車載柴油發(fā)電機(jī)的噪音大、污染環(huán)境的不足，解決鋰離子電池安全問(wèn)題和充電溫度問(wèn)題。[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種移動(dòng)充電電源裝置，包括充電器、電池組和逆變器，外部電源通過(guò)所述充電器給電池組充電，所述電池組通過(guò)逆變器進(jìn)行交流電輸出；還包括電池管理系統(tǒng)BMS、溫度管理系統(tǒng)TMS和溫度調(diào)整裝置；所述電池管理系統(tǒng)BMS控制電池組的充/放電；所述溫度管理系統(tǒng)TMS通過(guò)監(jiān)測(cè)所述電池組的溫度控制所述溫度調(diào)整裝置調(diào)整電池組的溫度，或控制所述電池管理系統(tǒng)BMS對(duì)電池組充/放電進(jìn)行控制。本實(shí)用新型的工作原理:等待期間，由交流市電通過(guò)充電器給電池組充電；需要使用時(shí)，電池組的直流電能通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電提供給需要的儲(chǔ)能設(shè)備充電或直接給交流負(fù)載提供電能。所述電池管理系統(tǒng)BMS具有充電保護(hù)、放電保護(hù)、溫度保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)等功能；所述溫度管理系統(tǒng)TMS在電池組充電前通過(guò)傳感器檢測(cè)電池體溫度，當(dāng)檢測(cè)到溫度達(dá)到電池允許充電溫度時(shí)，發(fā)出指令到電池管理系統(tǒng)BMS，使電池組正常充電；當(dāng)傳感器檢測(cè)到電池溫度低于充電溫度要求時(shí)，啟動(dòng)溫度調(diào)整裝置為電池組加溫，使電池組達(dá)到充電溫度要求，然后再對(duì)電池組進(jìn)行正常充電。[0006]作為改進(jìn)，所述移動(dòng)充電電源裝置還包括金屬或塑料的箱體，所述充電器、電池組、逆變器、電池管理系統(tǒng)BMS、溫度管理系統(tǒng)TMS和溫度調(diào)整裝置設(shè)于所述箱體內(nèi)。[0007]作為改進(jìn)，所述電池管理系統(tǒng)BMS主要包括單片機(jī)，所述單片機(jī)實(shí)時(shí)采集電池組的電壓、電流、溫度和荷電狀態(tài)的參數(shù)。[0008]作為改進(jìn)，所述溫度管理系統(tǒng)TMS包括溫度控制器和溫度傳感器，所述溫度控制器通過(guò)溫度傳感器探測(cè)電池組的溫度，并控制所述溫度調(diào)整裝置。作為改進(jìn)，所述電池組為鋰離子電池組，包括正極為鈷鎳錳、鈷鎳鋁三元材料、錳酸鋰材料、磷酸亞鐵鋰材料、鈷鎳二元材料、鈷酸鋰或它們的混合物，負(fù)極為石墨類或鈦酸鋰類的液態(tài)鋰離子電池或聚合物鋰離子電池。作為改進(jìn)，所述溫度調(diào)整裝置為電熱絲，所述電熱絲絕緣包裹在電池組外。作為改進(jìn)，所述溫度調(diào)整裝置為空調(diào)系統(tǒng)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所帶來(lái)的有益效果是:所述溫度管理系統(tǒng)TMS在電池組充電前通過(guò)傳感器檢測(cè)電池體溫度，當(dāng)檢測(cè)到溫度達(dá)到電池允許充電溫度時(shí)，發(fā)出指令到電池管理系統(tǒng)BMS，使電池組正常充電；當(dāng)傳感器檢測(cè)到電池溫度低于充電溫度要求時(shí)，啟動(dòng)溫度調(diào)整裝置為電池組加溫，使電池組達(dá)到充電溫度要求，然后再對(duì)電池組進(jìn)行正常充電，從而鋰離子電池低溫充電這一大技術(shù)難題。

圖1為本實(shí)用新型功能模塊結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說(shuō)明書附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、2所示，一種移動(dòng)充電電源裝置，包括金屬或塑料的箱體1、充電器5、電池組3、逆變器6、電池管理系統(tǒng)BMS 4、溫度管理系統(tǒng)TMS 7和溫度調(diào)整裝置。所述充電器5、電池組3、逆變器6、電池管理系統(tǒng)BMS 4、溫度管理系統(tǒng)TMS 7和溫度調(diào)整裝置設(shè)于所述箱體I內(nèi)。外部電源通過(guò)所述充電器5給電池組3充電，所述電池組3通過(guò)逆變器6進(jìn)行交流電輸出。所述電池管理系統(tǒng)BMS 4控制電池組3的充/放電；所述溫度管理系統(tǒng)TMS 7通過(guò)監(jiān)測(cè)所述電池組3的溫度控制所述溫度調(diào)整裝置調(diào)整電池組3的溫度，或控制所述電池管理系統(tǒng)BMS 4對(duì)電池組3充/放電進(jìn)行控制。所述電池組3為鋰離子電池，包括正極為鈷鎳錳、鈷鎳鋁三元材料、錳酸鋰材料、磷酸亞鐵鋰材料、鈷鎳二元材料、鈷酸鋰或它們的混合物，負(fù)極為石墨類或鈦酸鋰類的液態(tài)鋰離子電池或聚合物鋰離子電池；電池組3總電壓48 480V，總?cè)萘?0 200Ah，通過(guò)多只單體電池串并聯(lián)組成，總能量為480Wh 96000Wh。所述電池管理系統(tǒng)BMS 4，其主要包括單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)采集電池組3的實(shí)時(shí)電壓、電流、溫度、荷電狀態(tài)等參數(shù)；具有高電壓、低電壓、過(guò)載、超溫、短路等報(bào)警并保護(hù)功能；同時(shí)還具有充電均衡管理功能。所述溫度管理系統(tǒng)TMS 7包括溫度傳感器和溫度控制器，電池組3 —定不能在較低溫度下充電，正常充電時(shí)鋰離子是嵌入負(fù)極晶格中，低溫下，電解質(zhì)中的鋰離子遷移速度慢，電導(dǎo)率低，強(qiáng)行充電時(shí)，鋰離子會(huì)在負(fù)極表面以金屬鋰的形態(tài)析出，會(huì)損壞電池，嚴(yán)重時(shí)會(huì)有內(nèi)部短路的隱患。溫度管理系統(tǒng)TMS 7的工作原理是通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)到電池體的溫度，當(dāng)該溫度高于電池的允許充電溫度范圍時(shí)，溫度控制器即發(fā)出指令到電池管理系統(tǒng)BMS 4，可以充電；而當(dāng)該溫度低于電池的允許充電溫度時(shí)，溫度控制器即發(fā)出指令到溫度調(diào)整裝置，啟動(dòng)升溫，直到溫度傳感器檢測(cè)到電池體的溫度達(dá)到電池的允許充電溫度，此時(shí)再發(fā)出指令到電池管理系統(tǒng)BMS 4，可以充電。鋰電池的允許充電溫度通常設(shè)置在(TC以上。[0021 ] 所述溫度調(diào)整裝置可以由電熱絲組成，將電熱絲絕緣包裹在電池組3外。溫度調(diào)整裝置可以是由空調(diào)系統(tǒng)組成。當(dāng)系統(tǒng)接入市電準(zhǔn)備充電時(shí)，溫度管理系統(tǒng)TMS 7的溫度傳感器探測(cè)到電池體溫度低于允許充電溫度時(shí)，啟動(dòng)溫度調(diào)整裝置，箱體I內(nèi)的環(huán)境溫度會(huì)上升，電池體溫度會(huì)逐漸上升，當(dāng)溫度上升到電池的允許充電溫度時(shí)，電池管理系統(tǒng)BMS4會(huì)啟動(dòng)充電；當(dāng)電池體溫度達(dá)到一個(gè)較高溫度時(shí)，溫度調(diào)整裝置停止加熱。[0022]所述充電器5為輸入AC100 250V單相，或AC380V三相，輸出DC48 480V，功率范圍1000W 20000W，根據(jù)電池組3的能量大小設(shè)計(jì)，充電2 50小時(shí)將電池組3充滿電。[0023]逆變器6的輸入即是電池組3的直流輸出，輸出是三相AC380V或單相ACllOV 220V，功率范圍 1000VA 50000VA。[0024]以下結(jié)合實(shí)驗(yàn)例子對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。[0025]實(shí)施例:采用磷酸亞鐵鋰正極的聚合物鋰離子電池組3，230V_115Ah，配8000W充電器5，過(guò)流100A的電池管理系統(tǒng)BMS 4，IOOOff的溫度調(diào)整裝置，帶溫度管理系統(tǒng)TMS 7，設(shè)置允許充電溫度為0°C以上，20000VA交流輸出的逆變器6。系統(tǒng)在-10°C環(huán)境下以額定功率連續(xù)充放電工作10天后，再回到20°C室溫環(huán)境測(cè)試交流輸出的能量保持99.76%，表現(xiàn)出非常好的循環(huán)特性。[0026]對(duì)比例1:同實(shí)施例一樣，只是沒(méi)有溫度管理系統(tǒng)TMS 7和溫度調(diào)整裝置。系統(tǒng)在-10°C環(huán)境下以額定功率連續(xù)充放電工作10天后，再回到20°C室溫環(huán)境測(cè)試交流輸出的能量保持84.36%，循環(huán)特性很差。[0027]對(duì)比例2:同實(shí)施例一樣，只是將電池組換成鉛酸蓄電池。系統(tǒng)在-10°C環(huán)境下以額定功率連續(xù)充放電工作10天后，再回到20°C室溫環(huán)境測(cè)試交流輸出的能量保持94.47%，循環(huán)特性較差。[0028]從以上對(duì)比可以看出，如果沒(méi)有對(duì)其充電過(guò)程的溫度加以管理，鋰電池組3在低溫下充電、放電的循環(huán)性很差。增加溫度管理后表現(xiàn)出非常好的循環(huán)特性，而鉛酸電池的循環(huán)特性也不好。
權(quán)利要求1.一種移動(dòng)充電電源裝置，包括充電器、電池組和逆變器，外部電源通過(guò)所述充電器給電池組充電，所述電池組通過(guò)逆變器進(jìn)行交流電輸出；其特征在于:還包括電池管理系統(tǒng)BMS、溫度管理系統(tǒng)TMS和溫度調(diào)整裝置；所述電池管理系統(tǒng)BMS控制電池組的充/放電；所述溫度管理系統(tǒng)TMS通過(guò)監(jiān)測(cè)所述電池組的溫度控制所述溫度調(diào)整裝置調(diào)整電池組的溫度，或控制所述電池管理系統(tǒng)BMS對(duì)電池組充/放電進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)充電電源裝置，其特征在于:所述移動(dòng)充電電源裝置還包括金屬或塑料的箱體，所述充電器、電池組、逆變器、電池管理系統(tǒng)BMS、溫度管理系統(tǒng)TMS和溫度調(diào)整裝置設(shè)于所述箱體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)充電電源裝置，其特征在于:所述電池管理系統(tǒng)BMS主要包括單片機(jī)，所述單片機(jī)實(shí)時(shí)采集電池組的電壓、電流、溫度和荷電狀態(tài)的參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)充電電源裝置，其特征在于:所述溫度管理系統(tǒng)TMS包括溫度控制器和溫度傳感器，所述溫度控制器通過(guò)溫度傳感器探測(cè)電池組的溫度，并控制所述溫度調(diào)整裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)充電電源裝置，其特征在于:所述電池組為鋰離子電池組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動(dòng)充電電源裝置，其特征在于:所述溫度調(diào)整裝置為電熱絲，所述電熱絲絕緣包裹在電池組外。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種 移動(dòng)充電電源裝置，其特征在于:所述溫度調(diào)整裝置為空調(diào)系統(tǒng)。
專利摘要一種移動(dòng)充電電源裝置，包括充電器、電池組和逆變器，外部電源通過(guò)所述充電器給電池組充電，所述電池組通過(guò)逆變器進(jìn)行交流電輸出；還包括電池管理系統(tǒng)BMS、溫度管理系統(tǒng)TMS和溫度調(diào)整裝置；所述電池管理系統(tǒng)BMS控制電池組的充/放電；所述溫度管理系統(tǒng)TMS通過(guò)監(jiān)測(cè)所述電池組的溫度控制所述溫度調(diào)整裝置調(diào)整電池組的溫度，或控制所述電池管理系統(tǒng)BMS對(duì)電池組充/放電進(jìn)行控制。本實(shí)用新型利用溫度管理系統(tǒng)TMS對(duì)電池組在充電時(shí)的溫度進(jìn)行控制，很好解決鋰離子電池低溫充電這一大技術(shù)難題。
文檔編號(hào)H02J7/00GK203086171SQ20122068534
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者周顯茂, 張 杰 申請(qǐng)人:廣東國(guó)光電子有限公司, 國(guó)光電器股份有限公司, 珠海市橫琴新區(qū)浩普能源科技有限公司