基于梯次利用电池设计的电源制造技术

本发明专利技术公开了基于梯次利用电池设计的电源，包括ACDC模块、DCDC充电模块、电池保护模块、输出开关控制模块、电量指示模块、USB放电电源以及可调电压电源，所述ACDC模块的输入端接220V交流电，所述ACDC模块的输出端、DCDC充电模块、电池保护模块及输出开关控制模块连接到一起，电池保护模块与回收电池连接，所述电量指示模块以及USB放电电源均与输出开关控制模块连接，所述USB放电电源与可调电压电源连接；本发明专利技术的优点在于：利用回收电池的能量设计基于梯次利用电池的移动电源与UPS。计基于梯次利用电池的移动电源与UPS。计基于梯次利用电池的移动电源与UPS。

【技术实现步骤摘要】
基于梯次利用电池设计的电源


[0001]本专利技术涉及电源设计领域，更具体涉及基于梯次利用电池设计的电源。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的普及，动力电池尤其是锂离子动力电池，回收之后不一定马上进行报废处理，还可以进行梯次利用。在风能、太阳能的储能当中，这些回收的动力电池还可以使用相当长一段时间。随着我国电动汽车规模不断扩大，动力电池梯次利用的市场空间也会逐步扩大。我国动力电池的回收技术相对落后，特别是梯次利用技术在2015年以前几乎是空白。目前只有少量梯次利用示范项目，真正有梯次利用产业化项目的企业还很少。其原因在于，一方面，由于动力电池报废量还较少，梯次利用有一定难度；另一方面，动力电池梯次利用需要相关的技术积累和相关的实验验证，目前还很不成熟，仍在探索之中。
[0003]中国专利公开号CN113285504A，公开了一种一体化移动电源装置，包括动力单元、保护单元、UPS充电单元、输出单元、BMS电池管理单元、显示屏单元、风冷单元，所述动力单元、保护单元、UPS充电单元、输出单元、BMS电池管理单元、显示屏单元、风冷单元安装在一体箱内，箱体上面设计有操作面板，操作面板上安装有显示单元；该装置体积小，重量轻，移动方便，有效的解决了直流系统只有一组蓄电池时如何对蓄电池组进行核容实验的要求；配合便携式UPS系统，可临时替代充电柜及蓄电池柜给直流系统负荷供电，也可为各种需要交流供电场所提供备用电源，从而提高了该移动电源装置的便携性和稳定性，该专利申请体积小种量轻从而便于移动，且通过UPS系统提供备用电源，但是其没有对电池的梯次利用进行介绍。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术缺乏基于梯次利用的电池设计的电源。
[0005]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：基于梯次利用电池设计的电源，包括ACDC模块、DCDC充电模块、电池保护模块、输出开关控制模块、电量指示模块、USB放电电源以及可调电压电源，所述ACDC模块的输入端接220V交流电，所述ACDC模块的输出端、DCDC充电模块、电池保护模块及输出开关控制模块连接到一起，电池保护模块与回收电池连接，所述电量指示模块以及USB放电电源均与输出开关控制模块连接，所述USB放电电源与可调电压电源连接；
[0006]DCDC充电模块包括主控单元以及与主控单元连接的限流单元和滤波单元，DCDC充电模块通过主控单元对ACDC模块输出的电流进行同步整流，实现BUCK变换，通过限流单元进行限流保护，并将输出电流限制到预设范围，最后通过滤波单元输出稳定的电源，通过BUCK变换和限流保护实现对与电池保护模块连接的回收电池进行充电。
[0007]本专利技术可以低成本的利用回收电池进行设计，DCDC充电模块通过主控单元对ACDC模块输出的电流进行同步整流，实现BUCK变换，通过限流单元进行限流保护，并将输出电流限制到预设范围，最后通过滤波单元输出稳定的电源，通过BUCK变换和限流保护实现对与
电池保护模块连接的回收电池进行充电从而形成一个充电电源，实现两段式充电，先恒流再恒压，USB放电电源与该充电电源连接给外部设备充电，可调电压电源能够实现该充电电源的可调输出，电池保护模块与回收电池连接形成另外一个充电电源，在ACDC模块所在电网断电的情况下，采用回收电池进行供电，实现不间断供电，有效利用回收电池的能量设计基于梯次利用电池的移动电源与UPS。
[0008]进一步地，所述ACDC模块包括芯片X1和电容C30，所述芯片X1的第一引脚接220V交流电的火线，芯片X1的第二引脚接220V交流电的零线，电容C30的正极与芯片X1的第四引脚连接，电容C30的负极与芯片X1的第三引脚连接并接地。
[0009]更进一步地，所述主控单元包括电阻R31、电阻R32、电阻R38、电容C32、电阻R43、电阻R44、电容C35、电阻R53、芯片X2、MOS管Q7、电容C33、电阻R48、电容C39及MOS管Q9，所述芯片X2的型号为LM5146_Q1，所述肖特基二极管MB的型号为MBR2060CT，电阻R31的一端、电阻R32的一端、MOS管Q7的漏极均与电容C30的正极连接，电阻R38的一端与电阻R31的另一端连接，电阻R32的另一端分别与电容C32的一端以及芯片X2的第二十引脚连接，电容C32的另一端接地；电容R38的另一端分别与电阻R43的一端以及芯片X2的第一引脚连接，电阻R44的一端与芯片X2的第二引脚连接，电容C35的一端与芯片X2的第三引脚连接，电阻R44的另一端以及电容C35的另一端均接地；电阻R53的一端与芯片X2的第十引脚连接，芯片X2的第十四引脚、电阻R53的另一端以及电容C41的一端连接，电容C41的另一端接地；MOS管Q7的栅极与芯片X2的第十八引脚连接，MOS管Q7的源极分别与电容C33的一端、芯片X2的第十九引脚、电阻R48的一端以及MOS管Q9的漏极连接，电容C33的另一端接芯片X2的第十七引脚，电阻R48的另一端、芯片X2的第十一引脚以及电容C39的一端连接，电容C39的另一端接地；芯片X2的第十三引脚与MOS管Q9的栅极连接，MOS管Q9的源极接地。
[0010]更进一步地，所述限流单元包括电容C43、电阻R59、电容C44、电阻Rfb1、电阻Rfb2、电容C47、芯片U5、电容C50、二极管D21，所述芯片U5的型号为INA180A2，芯片X2的第五引脚分别与电阻R59的一端、电容C44的一端以及二极管D21的负极连接，电阻R59的另一端通过电容C43与芯片X2的第四引脚连接，电容C44的另一端与芯片X2的第四引脚连接；电阻Rfb1的一端、电阻Rfb2的一端、电容C47的一端及芯片U5的第四引脚连接并接地，芯片U5的第五引脚与电容C50的一端连接并接5V电源，电容C50的另一端接地；电阻Rfb1的另一端、电阻Rfb2的另一端、电容C47的另一端及芯片U5的第三引脚连接并接地，芯片U5的第二引脚接地，芯片U5的第一引脚接二极管D21的正极，二极管D21的正极与芯片U5的第一引脚连接。
[0011]更进一步地，所述滤波单元包括电感L3、电阻R52、电阻58、电阻R60、电阻R47、电容C38、电容C36以及肖特基二极管MB,电感L3的一端与电阻R48的一端以及MOS管Q9的漏极连接，电感L3的另一端、电阻R52的一端、电阻R47的一端、电容C36的正极、肖特基二极管MB的第一引脚以及、肖特基二极管MB的第三引脚连接，电阻R47的另一端接电容C38的一端，电容C36的负极接地；电阻R52的另一端、电容C38的另一端、芯片X2的第五引脚、电阻R58的一端连接，电阻R58的另一端通过电阻R60接地。
[0012]更进一步地，所述电池保护模块包括电阻R40、电容C34、电阻R45、电容C37、芯片U1、MOS管Q10、MOS管Q11以及电阻R46，所述芯片U1的型号为HY2122
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BB1A，所述电阻R40的一端分别与肖特基二极管MB的第二引脚以及电池batt1的正极连接，电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于梯次利用电池设计的电源，其特征在于，包括ACDC模块、DCDC充电模块、电池保护模块、输出开关控制模块、电量指示模块、USB放电电源以及可调电压电源，所述ACDC模块的输入端接220V交流电，所述ACDC模块的输出端、DCDC充电模块、电池保护模块及输出开关控制模块连接到一起，电池保护模块与回收电池连接，所述电量指示模块以及USB放电电源均与输出开关控制模块连接，所述USB放电电源与可调电压电源连接；DCDC充电模块包括主控单元以及与主控单元连接的限流单元和滤波单元，DCDC充电模块通过主控单元对ACDC模块输出的电流进行同步整流，实现BUCK变换，通过限流单元进行限流保护，并将输出电流限制到预设范围，最后通过滤波单元输出稳定的电源，通过BUCK变换和限流保护实现对与电池保护模块连接的回收电池进行充电。2.根据权利要求1所述的基于梯次利用电池设计的电源，其特征在于，所述ACDC模块包括芯片X1和电容C30，所述芯片X1的第一引脚接220V交流电的火线，芯片X1的第二引脚接220V交流电的零线，电容C30的正极与芯片X1的第四引脚连接，电容C30的负极与芯片X1的第三引脚连接并接地。3.根据权利要求2所述的基于梯次利用电池设计的电源，其特征在于，所述主控单元包括电阻R31、电阻R32、电阻R38、电容C32、电阻R43、电阻R44、电容C35、电阻R53、芯片X2、MOS管Q7、电容C33、电阻R48、电容C39及MOS管Q9，所述芯片X2的型号为LM5146_Q1，所述肖特基二极管MB的型号为MBR2060CT，电阻R31的一端、电阻R32的一端、MOS管Q7的漏极均与电容C30的正极连接，电阻R38的一端与电阻R31的另一端连接，电阻R32的另一端分别与电容C32的一端以及芯片X2的第二十引脚连接，电容C32的另一端接地；电容R38的另一端分别与电阻R43的一端以及芯片X2的第一引脚连接，电阻R44的一端与芯片X2的第二引脚连接，电容C35的一端与芯片X2的第三引脚连接，电阻R44的另一端以及电容C35的另一端均接地；电阻R53的一端与芯片X2的第十引脚连接，芯片X2的第十四引脚、电阻R53的另一端以及电容C41的一端连接，电容C41的另一端接地；MOS管Q7的栅极与芯片X2的第十八引脚连接，MOS管Q7的源极分别与电容C33的一端、芯片X2的第十九引脚、电阻R48的一端以及MOS管Q9的漏极连接，电容C33的另一端接芯片X2的第十七引脚，电阻R48的另一端、芯片X2的第十一引脚以及电容C39的一端连接，电容C39的另一端接地；芯片X2的第十三引脚与MOS管Q9的栅极连接，MOS管Q9的源极接地。4.根据权利要求3所述的基于梯次利用电池设计的电源，其特征在于，所述限流单元包括电容C43、电阻R59、电容C44、电阻Rfb1、电阻Rfb2、电容C47、芯片U5、电容C50、二极管D21，所述芯片U5的型号为INA180A2，芯片X2的第五引脚分别与电阻R59的一端、电容C44的一端以及二极管D21的负极连接，电阻R59的另一端通过电容C43与芯片X2的第四引脚连接，电容C44的另一端与芯片X2的第四引脚连接；电阻Rfb1的一端、电阻Rfb2的一端、电容C47的一端及芯片U5的第四引脚连接并接地，芯片U5的第五引脚与电容C50的一端连接并接5V电源，电容C50的另一端接地；电阻Rfb1的另一端、电阻Rfb2的另一端、电容C47的另一端及芯片U5的第三引脚连接并接地，芯片U5的第二引脚接地，芯片U5的第一引脚接二极管D21的正极，二极管D21的正极与芯片U5的第一引脚连接。5.根据权利要求4所述的基于梯次利用电池设计的电源，其特征在于，所述滤波单元包括电感L3、电阻R52、电阻58、电阻R60、电阻R47、电容C38、电容C36以及肖特基二极管MB,电感L3的一端与电阻R48的一端以及MOS管Q9的漏极连接，电感L3的另一端、电阻R52的一端、
电阻R47的一端、电容C36的正极、肖特基二极管MB的第一引脚以及、肖特基二极管MB的第三引脚连接，电阻R47的另一端接电容C38的一端，电容C36的负极接地；电阻R52的另一端、电容C38的另一端、芯片X2的第五引脚、电阻R58的一端连接，电阻R58的另一端通过电阻R60接地。6.根据权利要求5所述的基于梯次利用电池设计的电源，其特征在于，所述电池保护模块包括电阻R40、电容C34、电阻R45、电容C37、芯片U1、MOS管Q10、MOS管Q11以及电阻R46，所述芯片U1的型号为HY2122
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BB1A，所述电阻R40的一端分别与肖特基二极管MB的第二引脚以及电池batt1的正极连接，电池batt1的负极分别与电池batt2的正极以及电阻R45的一端连接，电阻R40的另一端、电容C34的一端以及芯片U1的第五引脚连接，电容C34的另一端接地；电阻R45的另一端、芯片U5的第四引脚及电容C37的一端连接，电池batt2的负极、电容C37的另一端、芯片U5的第六引脚及MOS管Q10的源极连接；MOS管Q10的栅极与芯片U5的第一引脚连接，MOS管Q10的漏极与MOS管Q11的漏极连接，MOS管Q11的栅极与芯片U1的第二引脚连接，MOS管Q11的源极与电阻R46的一端连接，电阻R46的另一端与芯片U1的第三引脚连接。7.根据权利要求6所述的基于梯次利用电池设计的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：见文静，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：