具备无线充电功能的应急储能设备、系统及其控制方法

文档序号:1834225 发布日期:2021-11-12 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 具备无线充电功能的应急储能设备、系统及其控制方法 (Emergency energy storage equipment with wireless charging function, system and control method thereof ) 是由 邓勇明 陈雄伟 于 2021-10-12 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种具备无线充电功能的应急储能设备、系统及其控制方法,其属于应急储能设备的技术领域,其技术方案包括电池,所述电池由第一线圈、电池电芯、第二线圈、正电极板、负电极板和电池外壳组成,所述正电极板、所述第一线圈、所述电池电芯、所述第二线圈和所述负电极板在所述电池外壳内自上而下依次排布,所述第一线圈和所述第二线圈均用于与充电器上的发射线圈实现磁共振。本申请具有利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电荷,第一线圈和第二线圈与充电器上的发射线圈之间形成共振,实现电能无线传输,从而使得应急储能设备无需与充电器连接就能进行充电的效果。(The utility model relates to an emergent energy storage equipment, system and control method that possess wireless function of charging, it belongs to emergent energy storage equipment&#39;s technical field, and its technical scheme includes the battery, the battery comprises first coil, battery electricity core, second coil, positive electrode plate, negative electrode plate and battery case, the positive electrode plate first coil the battery electricity core the second coil with the negative electrode plate is in top-down arranges in proper order in the battery case, first coil with the second coil all is used for realizing magnetic resonance with the transmitting coil on the charger. This application has and utilizes magnetic resonance to transmit electric charge in the air between charger and equipment, forms resonance between the transmitting coil on first coil and second coil and the charger, realizes electric energy wireless transmission to make emergent energy storage equipment need not to be connected with the charger just can carry out the effect of charging.)

具备无线充电功能的应急储能设备、系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及应急储能设备的技术领域,尤其是涉及一种具备无线充电功能的应急储能设备、系统及其控制方法。

背景技术

电力是以电能作为动力的能源,电能也是除水资源之外对于人们日常生活影响最大的资源。在生活中,人们外出难免会出现找不到供电源的情况发生,因此应急储能设备也成了人们外出所需要携带的东西。

目前,授权公告号为CN211790913U的中国专利公开了一种应急储能设备,包括上壳体和下壳体,下壳体内部设有储能电池,上壳体下方设有DC/AC逆变器且DC/AC逆变器上方设有输出输入插座板。应急储能设备在使用前通过充电器充电,并将电量储存在储能电池内。

针对上述中的相关技术,发明人认为其存在以下缺陷:电子设备在使用应急储能设备充电时需要通过充电线连接在应急储能设备上,导致电子设备在充电时自由度较低,充电十分不便。

发明内容

为了解决应急储能设备在充电时自由度较低,充电十分不便的问题,本申请提供一种具备无线充电功能的应急储能设备、系统及其控制方法。

第一方面,本申请提供一种具备无线充电功能的应急储能设备,采用如下的技术方案:

一种具备无线充电功能的应急储能设备,包括电池,所述电池由第一线圈、电池电芯、第二线圈、正电极板、负电极板和电池外壳组成,所述正电极板、所述第一线圈、所述电池电芯、所述第二线圈和所述负电极板依次设置在所述电池外壳内,所述第一线圈和所述第二线圈均用于与电子设备上的线圈实现磁共振,所述电池外壳内设有保护电路板,所述保护电路板的一端与所述正电极板连接,所述保护电路板的另一端与所述负电极板连接,所述电池外壳外设有逆变器,所述逆变器的一端与所述正电极板连接,所述逆变器的另一端与所述负电极板连接;

所述保护电路板连接有CPU控制器,所述CPU控制器与正电极板之间连接有充电开关,所述电池外壳上设有温度传感器、压力传感器和距离检测器,所述温度传感器、所述压力传感器和所述距离检测器均与所述CPU控制器通讯连接,所述电池外壳上设有充电接口,所述充电接口的一端与所述正电极板连接,所述充电接口的另一端与所述负电极板连接。

通过采用上述技术方案,利用磁共振在电子设备与应急储能设备之间的空气中传输电荷,第一线圈和第二线圈与电子设备上的线圈之间形成共振,实现电能无线传输,从而使得电子设备无需与应急储能设备连接就能进行充电。

第二方面,本申请提供一种具备无线充电功能的应急储能系统,采用如下的技术方案:

一种具备无线充电功能的应急储能系统,包括信号接收模块和控制模块,所述控制模块连接有温度感应模块、压力感应模块和距离检测模块;

信号接收模块:所述信号接收模块用于与电子设备通讯连接,接收电子设备的电量信息;

温度感应模块:所述温度感应模块用于检测应急储能设备内部的温度值;

压力感应模块:所述压力感应模块用于检测应急储能设备承受的压力;

距离检测模块:所述距离检测模块用于检测处于充电范围内的电子设备;

控制模块:所述控制模块用于接收信号接收模块、温度感应模块、压力感应模块和距离检测模块发出的信号,对电池进行充放电控制。

通过采用上述技术方案,检测应急储能设备周边的电子设备,对电量最低的电子设备进行充电处理,从而实现自动化无线充电的功能,并且在充电过程中检测应急储能设备内部的温度,从而减少因温度过高造成应急储能设备内部元器件损坏的情况发生。

可选的,还包括电力接收模块、储能模块和转换模块,所述电力接收模块、控制模块和转换模块均与储能模块通讯连接;

电力接收模块:所述电力接收模块用于接收外界电源发出的电力;

储能模块:所述储能模块用于储存电力;

控制模块:所述控制模块用于将接收到的电力选择性地提供给储能模块;

转换模块:所述转换模块用于对交直流电进行转换,提供整流后的电流给储能模块。

通过采用上述技术方案,电力接收模块接收电力后,转换模块将电力转换成适合储能模块储存的电力,并通过控制模块将电力选择性地供应给储能模块,从而达到补充储能模块的电力的效果。

可选的,所述控制模块包括存储子模块、电量检测子模块和第一处理子模块和第二处理子模块;

存储子模块:所述存储子模块用于存储预设温度值;

电量检测子模块:所述电量检测子模块用于检测储能模块内部的电量信息,并根据电量信息输出电量信号;

第一处理子模块:所述第一处理子模块用于接收温度感应模块的温度信息,并对温度信息和预设温度值进行比较,控制电池充放电;

第二处理子模块:所述第二处理子模块还用于接收电量信号,根据电量信号计算出所需充电量,并发出控制信号控制电力的输入量。

通过采用上述技术方案,当电池温度过高时,通过第一处理子模块对电池进行控制,从而减少温度过高损坏应急储能设备内的元器件,储能模块在充电时,通过第二处理子模块控制电力的出入量,从而减少过充的情况发生。

可选的,所述控制模块还包括第三处理子模块;

第三处理子模块:所述第三处理子模块用于接收信号接收模块发出的检测信号,对不同电子设备的剩余电量进行比较,选取需要充电的电子设备。

通过采用上述技术方案,当应急储能设备周边的电子设备较多时,优先对电量较低的电子设备进行充电,从而尽可能确保电子设备不会出现因电量较低而无法正常工作的情况发生。

可选的,所述控制模块通讯连接有监测模块和警报模块;

监测模块:所述监测模块用于与电子设备通讯连接并判断电力损耗量的大小;

警报模块:所述警报模块响应于控制模块的控制信号和监测模块的监测信号。

通过采用上述技术方案,监测模块能够监测电子设备的实际接收的电量和储能模块释放的电量,从而判断电量的损耗是否较大,当损耗较大时通过警报模块发出警报,提醒人员调整电子设备的位置,从而减少电力的浪费;当电量检测子模块检测到储能模块电量为零时发出警报,提醒人员及时充电。

第三方面,本申请提供一种具备无线充电功能的应急储能设备的控制方法,采用如下的技术方案:

一种具备无线充电功能的应急储能设备的控制方法,包括以下步骤:

检测应急储能设备周边电子设备的数量;

接收每个电子设备与应急储能设备之间的距离;

选取处于充电范围内的电子设备并接收每个处于充电范围内电子设备的剩余电量信息;

选取充电范围内电量最低的电子设备并控制应急储能设备对电量最低的电子设备进行充电;

充电结束后继续执行上述步骤对剩余的电子设备进行处理。

通过采用上述技术方案,检测应急储能设备周边的电子设备,对电量最低的电子设备进行充电处理,尽可能确保电子设备不会出现因电量较低而无法正常工作的情况发生,从而实现自动化无线充电的功能。

可选的,所述选取电量最低的电子设备并控制应急储能设备对电量最低的电子设备进行充电还包括:

设定损耗阈值;

接收应急储能设备发出的电力值信号和电子设备接收的电力值信号;

计算接收应急储能设备发出的电力值信号和电子设备接收的电力值信号的差值;

当计算出的差值大于损耗阈值时,发出警报;

当计算出的差值小于损耗阈值时,将电力传输给电子设备。

通过采用上述技术方案,对电量的损耗进行监测,当损耗超过损耗阈值时发出警报,提醒人员改变电池的位置,减少传播中电量的损耗。

第四方面,本申请提供一种智能终端,采用如下的技术方案:

一种智能终端,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如上述所述的具备无线充电功能的应急储能设备的控制方法。

通过采用上述技术方案,能够存储并处理相应的程序,有效的传输电量损耗信息。

第五方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,采用如下的技术方案:

一种计算机可读存储介质,所述可读存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,所述至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述所述的具备无线充电功能的应急储能设备的控制方法。

通过采用上述技术方案,便于储存相关的程序,提高信息传递效率,减少电力的浪费。

综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:

1.利用磁共振在电子设备与应急储能设备之间的空气中传输电荷,第一线圈和第二线圈与电子设备上的线圈之间形成共振,实现电能无线传输,从而使得电子设备无需与应急储能设备连接就能进行充电;

2.检测应急储能设备周边的电子设备,对电量最低的电子设备进行充电处理,从而实现自动化无线充电的功能;

3.在充电过程中检测应急储能设备内部的温度,从而减少因温度过高造成应急储能设备内部元器件损坏的情况发生。

附图说明

图1是本申请实施例中一种具备无线充电功能的应急储能设备的整体结构示意图。

图2是本申请实施例中一种具备无线充电功能的应急储能系统的结构框图。

图3是本申请实施例中警报模块的连接示意图。

图4是本申请实施例中一种具备无线充电功能的应急储能的控制方法的流程示意图。

图5是本申请实施例中充电设备选取的流程示意图。

附图标记说明:1、第一线圈;2、电池电芯;3、第二线圈;4、正电极板;5、负电极板;6、电池外壳;7、保护电路板;8、逆变器;9、CPU控制器;10、充电开关;11、温度传感器;12、压力传感器;13、距离检测器;14、充电接口;15、信号接收模块;16、控制模块;161、存储子模块;162、电量检测子模块;163、第一处理子模块;164、第二处理子模块;165、第三处理子模块;17、温度感应模块;18、压力感应模块;19、距离检测模块;20、电力接收模块;21、储能模块;22、转换模块;23、监测模块;24、警报模块。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细说明。

本申请一实施例公开一种具备无线充电功能的应急储能设备。

参照图1,一种具备无线充电功能的应急储能设备,包括电池,电池由第一线圈1、电池电芯2、第二线圈3、正电极板4、负电极板5和电池外壳6组成。第一线圈1和第二线圈3用于与电子设备上的线圈形成共振,实现电能无线传输,电池电芯2用于储蓄电量。正电极板4、第一线圈1、电池电芯2、第二线圈3和负电极板5自上而下依次排布在电池外壳6内部。在实施中,第一线圈1、第二线圈3和电子设备的线圈之间利用磁共振在电子设备与应急储能设备之间的空气中传输电荷,从而达到无线充电的效果,使得应急储能设备的充电操作更加方便,提升了应急储能设备的便捷性。

参照图1,电池外壳6外设有用于对交直流电进行转换的逆变器8,逆变器8的一端与正电极板4连接,逆变器8的另一端与负电极板5连接。具体的,逆变器8为DC-DC转换器,DC-DC转换器利用电感和电容等元件作为储能元件完成电压转换功能,也就是把输入的直流电转变为交流电,再通过变压器改变电压之后再转换为直流电输出,或者将交流电转换为高压直流电输出。DC-DC转换器通过交直流电的转换使得输入电池电芯2的电流与电池电芯2内部的电流相匹配,不会对电池造成损伤。电池外壳6内设有保护电路板7,保护电路板7的一端与正电极板4连接,保护电路板7的另一端与负电极板5连接。保护电路板7的设置用于保护电池不过放、不过充、不过流,并且可以在输出短路时对电池进行保护。有效地改善了串联充电方式下的充电效果,同时检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态,保护并延长电池使用寿命。

参照图1,电池外壳6上设有温度传感器11、压力传感器12和距离检测器13,保护电路板7连接有CPU控制器9,CPU控制器9与正电极板4之间连接有充电开关10,温度传感器11、压力传感器12和距离检测器13均与CPU控制器9通讯连接。在实施中,压力传感器12用于检测应急储能设备上是否放置有电子设备,当检测到压力存在时,CPU控制器9控制第一线圈1和第二线圈3与放置在应急储能设备上的电子设备的线圈产生共振,从而对电子设备进行充电。温度传感器11用于检测电子电芯的温度,当检测到电子电芯过度过高时,CPU控制器9控制充电开关10断开,从而使得电子电芯停止充放电。距离检测器13用于检测应急储能设备周边的电子设备,通过CPU控制器9选择需要进行充电的电子设备。

参照图1,电池外壳6上设有充电接口14,该充电接口14为120V的充电接口14,充电接口14的一端与正电极板4连接,充电接口14的另一端与负电极板5连接。在实施中,当应急储能设备接上120v的电压时,通过逆变器8对电流进行转换,从而对电池电芯2进行充电。若在应急储能设备对电子设备充电时对应储能设备进行充电,则电流通过第一线圈1和第二线圈3直接传输给电子设备,从而优先对电子设备进行充电处理。

本申请一实施例公开一种具备无线充电功能的应急储能系统。

参照图2和图3,一种具备无线充电功能的应急储能系统,包括电力接收模块20、控制模块16、储能模块21和转换模块22,电力接收模块20、控制模块16和转换模块22均与储能模块21通讯连接。储能模块21用于储存外界电源传输过来的电力,电力接收模块20用于接收外界电源发出的电力,转换模块22用于对交直流电进行转换,控制模块16用于将接收到的整流后的电流选择性地提供给储能模块21。在实施中,通过交直流电的转换,使得输入储能模块21的电流与储能模块21内部的电流相匹配,不会对储能模块21造成损伤。

其中,控制模块16为DIP芯片。控制模块16包括电量检测子模块162和第二处理子模块164,电量检测子模块162用于检测储能模块21内部的电量信息,并根据电量信息输出电量信号;第二处理子模块164接收电量信号,根据电量信号计算出所需充电量,并发出控制信号控制电力的输入量。

在一个实施例中,由于储能模块21所能存储的电量有限,当电量检测子模块162检测到储能模块21内的电力充足时,控制模块16停止对储能模块21输入电力,从而减少过充造成的储能模块21受损的情况发生。

在另一个实施例中,控制模块16通讯连接有警报模块24,第二处理子模块164与警报模块24通讯连接。当电量检测子模块162检测到电量为零时,警报模块24响应处理子模块的控制信号并发出警报,提醒人员及时进行充电。

参照图2和图3,控制模块16连接有温度感应模块17,控制模块16还包括存储子模块161和第一处理子模块163,存储子模块161内存储有预先设定的温度值,温度感应模块17用于检测应急储能设备内部的温度值,并将温度检测结果实时传输给第一处理子模块163。第一处理子模块163接收到温度检测结果后将检测到的温度值与预设温度值进行比较,判断应急储能设备内的温度情况;

当检测温度值大于或等于预设温度值时,第一处理子模块163控制储能模块21停止接收电流;

当检测温度值小于预设温度值时,储能模块21继续接收电流。

参照图2和图3,一种具备无线充电功能的应急储能系统还包括信号接收模块15,控制模块16连接有温度感应模块17、压力感应模块18和距离检测模块19。

其中,距离检测模块19用于检测处于充电范围内的电子设备,信号接收模块15通过与电子设备通讯连接,从而接收电子设备的电量信息。控制模块16还包括第三处理子模块165,第三处理子模块165接收信号接收模块15发出的有关电子设备电量信息的信号,第三处理子模块165对所有处于充电范围内的电子设备的剩余电量进行比较,选取电量最低的一个电子设备,并控制应急储能设备对该电子设备进行充电,从而尽可能避免电子设备因为电量过低而无法正常工作的情况发生。

在一个实施例中,压力感应模块18用于接收应急储能设备所受到的压力值,并将检测到的压力值传输给第三处理子模块165。压力传感模块接收到压力值代表用户将电子设备放置在应急储能设备上进行充电,因此需要优先对应急储能设备上的电子设备进行充电,从而满足用户要求。

在本实施例中,通过共振实现无线充电,具体的,电子设备的线圈与应急储能设备的第一线圈1和第二线圈3的共振频率相同,从而通过共振效应进行电能传输。通过共振实现无线充电的充电方式传输距离较远,传输的功率较大适合远距离大功率充电。但是电力在传输过程中存在较大的损耗,传输距离越远,传输功率越大,损耗也就越大。

在一实施例中,控制模块16通讯连接有监测模块23,监测模块23与警报模块24连接,监测模块23用于与充电器通讯连接并判断电力损耗量的大小。监测模块23检测应急储能设备的实际输出电量和电子设备实际接收到的电量,事先设定损耗阈值,通过计算应急储能设备的实际输出电量和电子设备实际接收到的电量的差值从而判断电量的损耗是否超过损耗阈值,当超过损耗阈值时,警报模块24响应监测模块23的监测信号并发出警报,从而提醒人员对电子设备的位置进行调整,从而减少能量的损耗。

下面结合一种具备无线充电功能的应急储能设备对一种具备无线充电功能的应急储能方法的实施进行详细说明:

参照图4,本申请另一实施例提供一种具备无线充电功能的应急储能方法,包括以下步骤:

S10,设定损耗阈值;

S20,接收发送端和接收端的电力值信号:接收应急储能设备发出的电力值信号和电子设备接收的电力值信号。

电力在传输过程中由于距离和传输功率的影响,电力在传输过程中会发生损耗,因此应急储能设备发出的电力值与电子设备接收的电力值大小不一致,因此需要计算损耗,从而对应电子设备的位置进行调整,减少电力损耗。

S30,计算发送端和接收端的电力值差值:计算接收应急储能设备发出的电力值信号和电子设备接收的电力值信号的差值;

当计算出的差值大于或等于损耗阈值时,发出警报;

当计算出的差值小于损耗阈值时,将电力传输给电子设备。

在实施中,通过对损耗的计算,判断电力损耗是否较大,当损耗较大时及时提醒人员调整电子设备的位置,减少电力的损耗,提高充电效率。通过磁场共振的方式,能够在大范围内实现有效的能量传递,实现较高的空间自由度。

参照图5,应急储能设备周边可能存在多个电子设备,在进行无线充电时,需要对电子设备进行筛选,具体包括以下步骤:

S100,检测应急储能设备周边电子设备的数量;

S200,接收每个电子设备与应急储能设备之间的距离;

S300,选取处于充电范围内的电子设备并接收每个处于充电范围内电子设备的剩余电量信息;

S400,选取充电范围内电量最低的电子设备并控制应急储能设备对电量最低的电子设备进行充电;

S500,充电结束后继续执行上述步骤对剩余的电子设备进行处理。

在实施中,通过对电量最低的电子设备进行充电处理,尽可能确保电子设备不会出现因电量较低而无法正常工作的情况发生,从而实现自动化无线充电的功能。

本申请实施例还公开了一种智能终端,包括存储器和处理器,存储器上存储有能够被处理器加载并执行具备无线充电功能的应急储能设备的控制方法的计算机程序。

基于上述同一发明构思,本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质,该存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集,至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集能够由处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的具备无线充电功能的应急储能设备的控制方法。

应当理解的是,在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质例如包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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