一种移动电源的控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及移动电源技术领域，具体涉及一种移动电源的控制系统。


背景技术：

2.移动电源主要由逆变器、电池模块和控制器等组成，用于电能的存储和转换，能够作为各种用电器的供电电源，作为一种清洁能源，移动电源具有广泛的应用，例如：自备电源，应急用电，缺电地区的供电和发电等。
3.现有的小型移动电源通常功能较弱，充电和放电功率都较小，控制精度不够，成本较高，难以满足移动电源高精度、大功率、大容量的使用要求。此外，现有技术的移动电源控制系统硬件成本较高，难以适应移动电源成本控制的要求。
4.针对上述移动电源控制系统的不足，本实用新型提供一种移动电源的控制系统，采用bms（电池管理系统，为batterymanagementsystem的缩写）模块和中央控制器实现移动电源充放电控制、热能管理和人机交互控制，大大提高了系统的控制精度和可靠性，bms模块内置mos管开关和通讯接口，与中央控制器的常规控制软件配合使用大大降低了系统硬件成本和功耗，并在此基础上增加了物联网控制和多重系统保护等功能，具有成本低和功耗低的明显优势。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种移动电源的控制系统。
6.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：
7.一种移动电源的控制系统，该系统包括逆变器、中央控制器、电池模块、bms模块、主开关、ac输出接口、dc输出接口和充电接口，其中：
8.所述中央控制器中设有充电端、电池端和dc输出接口，所述中央控制器的充电端与充电接口相连，所述充电接口与外部供电源相连，所述中央控制器的电池端与电池模块相连，所述中央控制器将外部供电源的输出转换为充电电压和充电电流并通过电池端给电池模块充电，所述中央控制器将电池模块的输出转换为稳定输出直流电，并通过dc输出接口输出；
9.所述逆变器的输入端与电池模块相连，所述逆变器中设有升压模块和逆变模块，所述升压模块将来自电池模块的低压直流电转换为高压直流电，所述逆变模块将高压直流电转换为市电交流电，并且通过连接逆变器的输出端的ac输出接口输出；
10.所述电池模块的负极与bms模块相连，所述bms模块中设有mos管开关和通讯接口，电池模块的负极通过mos管开关与逆变器的输入端相连，所述中央控制器的电池端通过mos管开关与电池模块的负极相连，所述mos管开关根据主开关的开关信号控制电池模块的接通和关断，当主开关打开时，电池模块与逆变器输入端接通，并且电池模块向中央控制器的电池端供电，所述通讯接口与中央控制器相连，中央控制器通过通讯接口从bms模块中读取
电池剩余电量soc、电压和电流数据。
11.进一步的，所述主开关通过中央控制器与bms模块相连，所述bms模块中包含有驱动电路，主开关的开关信号通过中央控制器发送给驱动电路，所述驱动电路控制相应mos管实现mos管开关的开关动作。
12.进一步的，所述bms模块中设置有电流传感器，用于检测电池模块放电或充电的电流，bms模块根据检测到的电流，利用积分算法计算电池模块的剩余电量soc，并将计算出的剩余电量soc数据发送给中央控制器。
13.进一步的，所述bms模块中设置有电压传感器，用于检测电池模块放电或充电的电压，bms模块根据检测到的电压和电流计算电池模块的放电或充电功率，并将检测到的电压和电流以及计算出的功率数据通过通讯接口发送给中央控制器。
14.进一步的，所述中央控制器连接有用于冷却移动电源的风扇、以及用于采集移动电源温度的温度传感器，中央控制器根据采集到的温度控制风扇的工作状态。
15.进一步的，所述中央控制器与移动电源的显示屏和wifi监控器相连，中央控制器给显示屏和wifi监控器发送显示至少包含剩余电量soc、电压、电流和功率的监测数据，并由中央控制器接收来自显示屏和wifi监控器的控制数据。
16.进一步的，所述外部供电源包含太阳能电池板、市电ac、汽车电源、风力发电机和燃油发电机中的一种或多种。
17.进一步的，所述稳定输出直流电包含稳定的12v、24v或usb直流电。
18.进一步的，该系统还包括ac开关，所述ac开关通过中央控制器连接逆变器，并且ac开关联动主开关，在打开主开关后ac开关才起作用，ac开关向逆变器发送控制信号使其开机工作。
19.进一步的，所述bms模块的充、放电为同口，即bms模块的充电端口与放电端口相同。
20.本实用新型的有益效果是:
21.本实用新型移动电源通过主开关给bms模块发送控制信号的方式控制电池模块的通断，中央控制器可以根据温度和电流大小接管控制权，以实现移动电源ac放电自动保护，确保移动电源的使用安全性，由于mos管开关通过极低功耗的信号电压就能快速控制大电流的通断，利用bms模块的通讯接口和驱动电路，实现了bms模块数据与移动电源整机的通讯，结合中央控制器的常规控制软件，大大提高了移动电源的控制精度，具有功耗低、可靠性高和成本低的明显优势。
附图说明
22.图1为本实用新型的结构框图。
具体实施方式
23.下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本实用新型。
24.参照图1所示，一种移动电源的控制系统，主要包括逆变器、中央控制器、电池模块、bms模块、风扇和各种接口等，中央控制器上集成设置或连接有充电接口、ac输出接口、dc输出接口和显示屏等，可提供各种直流和交流输出；本实施例的移动电源具有多种充电
方式：可以从太阳能电池板、市电ac、汽车电源、风力发电机和燃油发电机等各种交流或直流电源给电池模块充电；逆变器内置升压模块和逆变模块，能够把来自电池模块的直流电转换为市电交流电，逆变器的输出端与ac输出接口相连，移动电源通过中央控制器和bms模块实现各种充电、输出控制和保护功能；图1中的空心单向箭头表示控制信号的发送方向，空心双向箭头表示控制信号的双向连接，既可发送也能接收，实心单向箭头表示主回路电能的流动方向，实心双向箭头表示主回路电能双向流动，既有充电也有放电。
25.如图1所示，本实用新型的电池模块、bms模块、显示屏、主开关、ac开关、上位机和wifi监控器都与中央控制器双向连接；其中，电池模块和bms模块与中央控制器之间有双向的主回路电能流动，中央控制器通过通讯接口与bms模块相连，二者之间有双向的控制信号发送和接收，中央控制器通过bms模块对移动电源的充电和放电进行控制和保护；逆变器由电池模块供电，两者之间通过bms模块控制通断，即逆变器输入端通过bms模块与电池模块相连；电池模块的充放电数据都会通过bms模块发送给中央控制器，中央控制器根据用户操作控制移动电源的充电和放电，并对移动电源输出和充电接口进行控制和保护。
26.如图1所示，本实用新型电池模块的负极与bms模块相连，bms模块中设置有mos管开关和驱动电路，驱动电路根据控制信号驱动mos管实现开关动作；在本实施例中，电池模块的负极通过mos管开关与逆变器的输入端负极相连，中央控制器设置有充电端和电池端，中央控制器的电池端负极也通过mos管开关与电池模块的负极相连；电池模块的正极与逆变器输入端的正极直接相连，中央控制器电池端的正极也与电池模块的正极直接相连；本实用新型移动电源上设置有控制电站开机或关机的主开关，主开关给bms模块中的驱动电路发送开关控制信号，驱动电路根据控制信号驱动mos管实现开关动作；由于mos管开关串联在逆变器和电池模块之间，同时也串联在中央控制器和电池模块之间，通过mos管开关就能控制逆变器和中央控制器供电的通断；主开关与bms模块的控制端相连，当主开关打开时，将开关信号发送给bms模块的驱动电路，驱动电路控制mos管开关闭合，这样电池模块负极与逆变器输入端负极就接通了，并且电池模块负极与中央控制器的电池端负极也接通了，由于逆变器和中央控制器正极与电池模块正极始终处于接通状态，此时电池模块就能向逆变器和中央控制器供电。
27.本实施例的移动电源还设置有ac开关，主开关闭合后虽然电池模块在给逆变器输入端供电，但是逆变器仍然处于关机状态，此时必须通过ac开关给逆变器发送开机控制信号逆变器才能开机工作，并且要使得主开关打开后ac开关才能起作用；ac开关与中央控制器相连，中央控制器接收到ac开关的开机信号后先要判断是否满足开机条件，条件满足后再向逆变器发送开机指令开机，当电池模块电压不足或移动电源存在异常时，即使ac开关打开，逆变器也不会开机，从而起到保护作用。
28.逆变器设置有升压模块和逆变模块，升压模块通过推挽电路将来自电池模块的低压直流电转换为高压直流电，推挽电路先将直流电转换为高频交流脉冲，然后通过高压变压器升压，升压后再将交流脉冲整流为高压直流电；然后高压直流电输入给逆变模块，逆变模块通过igbt电路将高压直流电转换为市电交流电，逆变器的输出端与ac输出接口相连；由于升压模块处理之后电压较高，变压器可以做的很小，减小了逆变器体积，也降低了成本。
29.如图1所示，中央控制器的充电端与充电接口相连，充电接口可以与太阳能电池
板、市电ac、汽车电源、风力发电机和各种燃油发电机相连，用来为移动电源提供充电能源；中央控制器的电池端与电池模块相连，中央控制器中设置有相应的充电电路，充电电路将外部供电源的输出转换为充电电压和充电电流并通过电池端给电池模块充电。
30.如图1所示，在本实施例中，中央控制器内包含dc输出模块，dc输出模块从电池模块取电，dc输出模块将电池模块的输出转换为稳定的12v、24v或usb直流电，dc输出模块与dc输出接口相连，移动电源通过dc输出接口输出直流电；dc输出模块实时检测输出的dc电流大小，根据输出电流大小控制输出的接通和关断，输出电流过大时切断输出，以实现dc输出接口的过载或短路保护。
31.如图1所示，在本实施例中，bms模块是充、放电同口的，即bms模块上连接充电端口与放电端口相同，电池模块和bms模块结合后只有一对正负极端口，既可以用来充电，也可以用来放电，其中电池模块的负极端口上连接有bms模块；bms模块中设置有电压传感器和电流传感器，用于检测电池模块放电或充电的电压和电流，bms模块根据检测到的电压和电流计算电池模块的放电或充电功率，bms模块根据检测到的电流，利用积分算法计算电池模块的剩余电量soc，并将检测到的电压和电流以及计算出的功率和剩余电量soc数据通过通讯接口发送给中央控制器。
32.移动电源通过风扇给逆变器、电池模块和bms模块冷却散热，在本实施例中，中央控制器内设置有散热控制模块，中央控制器连接有多个温度传感器和风扇，温度传感器将移动电源内部各个温度监测点的温度信号发送给中央控制器，中央控制器对温度进行实时监测，散热控制模块根据采集到的温度控制风扇的工作状态；当中央控制器采集到温度较高时，散热控制模块自动控制风扇运转，为移动电源散热，如果温度过高，超过设定的阈值，中央控制器将自动关闭移动电源输入或输出以进行过温保护，确保移动电源使用安全性。
33.如图1所示，在本实施例中，中央控制器与移动电源的显示屏、wifi监控器和上位机双向相连，由中央控制器给显示屏、wifi监控器和上位机发送监测数据，并由中央控制器接收来自显示屏、wifi监控器和上位机的控制数据；其中中央控制器给显示屏发送输出功率、充电功率、剩余电量soc和充放电剩余时间等显示数据，中央控制器也接收来自显示屏人机交互按钮的控制数据，设置移动电源参数，控制显示屏的显示内容；中央控制器通过modbus通讯协议与上位机电脑双向相连，能够用电脑实时监测和调整中央控制器的控制参数数据；中央控制器与移动电源的wifi监控器双向连接，中央控制器将数据参数发送给wifi监控器，也可以接收来自wifi监控器的控制参数，手机app与wifi监控器连接后可实现对移动电源的智能监测和控制。
34.本实用新型在电池模块负极与逆变器和中央控制器之间串联bms模块，bms模块内置通讯接口，在移动电源上设置控制bms模块mos管的主开关，并在中央控制器上连接ac开关、温度传感器、风扇和各种控制接口，移动电源能够通过bms模块的通讯接口实时读取电池数据，大大提高了系统的控制精度和散热性能，带升压模块的逆变器减小了电站体积，采用mos管开关的通断控制大大降低了系统成本，并在此基础上增加了显示屏、wifi监控器、上位机通讯功能和系统保护等功能，具有成本低、控制精度高的优点，非常适合应用于移动电源产品，具有明显的技术优势和生产销售前景。
35.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则
之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。