CN206416866U - 移动式充电储能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种移动式充电储能系统，包括充电终端、充电控制器、双向逆变器及储能装置，充电控制器，用于分别响应用户输入的补电模式、直通模式及逆变模式生成对应的补电控制指令、直通控制指令及逆变控制指令；双向逆变器外接有供电电源，用于根据各控制指令执行相应操作；储能装置，用于在补电模式时进行储能处理，以及在逆变模式时进行放电处理；充电终端，用于利用供电电源或储能装置为电动车辆充电。本实用新型能够削峰填谷，提高充电效率；机动轻便，能够及时为电动车辆充电；形成孤岛电源，可作为应急电源，供紧急状态下的调度的优点。

Description

移动式充电储能系统

技术领域

本实用新型涉及充电储能技术领域，尤其涉及一种移动式充电储能系统。

背景技术

现代社会的高速发展，电动汽车快速走进了我们的生活，对新能源汽车提出了更高的要求，传统的高压大电流的充电设备对电网产生的影响也面临严峻的挑战。如传统的充电设备由于体积大的原因通常设置于固定的场所，电动汽车在使用时必须先充满电然后才能保证可靠行驶，以防止缺电或电力不足导致电动汽车不能行驶的问题。另外，在电网用户用电的高峰期时，电压较低，充电效率低导致充电时间长的问题。

有鉴于此，有必要对上述的充电装置进行进一步的改进。

实用新型内容

为解决上述至少一技术问题，本实用新型的主要目的是提供一种移动式充电储能系统。

为实现上述目的，本实用新型采用的一个技术方案为：提供一种移动式充电储能系统，包括充电终端、充电控制器、双向逆变器及储能装置，

所述双向逆变器分别与储能装置及充电控制器电连接，所述充电控制器与充电终端电连接；

所述充电控制器，用于分别响应用户输入的补电模式、直通模式及逆变模式生成对应的补电控制指令、直通控制指令及逆变控制指令，并控制双向逆变器进入对应的工作状态；

所述双向逆变器外接有供电电源，用于根据补电控制指令对供电电源进行整流处理，以对充电储能装置进行补电；根据直通控制指令将供电电源直接输出，以对电动车辆进行充电；根据逆变控制指令对储能装置进行逆变处理，以对电动车辆进行充电；

所述储能装置，用于在补电模式时进行储能处理，以及在逆变模式时进行放电处理；

所述充电终端，用于利用供电电源或储能装置为电动车辆充电。

优选地，所述双向逆变器还包括AC-DC转换电路以及DC-AC转换电路，在补电模式时，所述AC-DC转换电路将供电电源的交流电转换成直流电，以对储能装置进行充电；在逆变模式时，所述DC-AC转换电路将储能装置的直流电转换成交流电，以对电动车辆进行充电。

优选地，所述移动式充电储能系统还包括与充电控制器电连接的触摸屏，所述触摸屏用于输入利用供电电源为储能装置进行充电补电模式、利用供电电源进行直接充电的直通模式、以及利用储能装置对电动车辆进行充电的逆变模式。

优选地，所述储能装置包括充电电池、电量采集电路及电量处理器，所述电量采集电路与充电电池电连接，用以采集充电电池的充电信息；所述电量处理器与电量采集电路电连接，用以对充电信息进行处理得到电量数据并输送至充电控制器，并通过触摸屏显示。

优选地，所述充电终端包括充电桩及与充电桩电连接的充电枪。

优选地，所述充电终端还包括读卡器及IC卡，所述读卡器安装于充电桩上，所述读卡器在感应到有效的IC卡后可启动对电动车辆进行充电。

优选地，所述移动式充电储能系统还包括过压/欠压保护电路，所述过压/欠压保护电路与充电控制器电连接。

优选地，所述移动式充电储能系统还包括过载/过流保护电路，所述过载/过流保护电路与充电控制器电连接。

优选地，所述移动式充电储能系统还包短路保护电路及漏电保护电路，所述短路保护电路及漏电保护电路分别与充电控制器电连接。

本实用新型的技术方案包括充电终端、充电控制器、双向逆变器及储能装置，该充电控制器可根据用户输入的直通模式、补充模式及逆变模式生成对应的控制指令；双向逆变器根据各控制指令进行对应的工作状态，用以为储能装置及电动车辆进行充电，如此，可以对电动车辆进行直接充电、对储能装置进行补电、以及利用储能装置对电动车辆进行充电，能够解决电动汽车因没电造成的烦恼，同时利用电价高时可卖电，电价低时可以进行储能。有电利用直通模式正常供电电动汽车，可以作自然灾害时应急电源调度，孤岛电源，特定环境电源应用。综上，本实用新型至少具有如下技术效果：

1、削峰填谷，在电网用电的高峰期，电价高时，储能电池，可以对电动汽车进行补电，也可以将储存的电能反馈补给电网，实现并网发电，如白天11：:00---14:00晚18：00—22:00，体现了真正意义能源的节省；

2、机动轻便灵活，可以受场地的限制节约资源，对电网不会造成污染，真正绿色环保，市电设有独立的直通模式通过，安全可靠；

3、储能双向变流部分采用高效逆变电源模块，效率达98％，能快熟速切换；

4、方便用户在电动汽车没电的情况下快速补充电源，节省大量时间，避免因没电造成拖车和交通堵塞的烦恼。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例移动式充电储能系统的模块方框图；

图2为本实用新型另一实施例移动式充电储能系统的模块方框图；

图3为本实用新型一实施例移动式充电储能系统的控制方法的流程图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参照图1，在本实用新型实施例中，该移动式充电储能系统，包括充电终端40、充电控制器10、双向逆变器20及储能装置30，

所述双向逆变器20分别与储能装置30及充电控制器10电连接，所述充电控制器10与充电终端40电连接；

所述充电控制器10，用于分别响应用户输入的补电模式、直通模式及逆变模式生成对应的补电控制指令、直通控制指令及逆变控制指令，并控制双向逆变器20进入对应的工作状态；

所述双向逆变器20外接有供电电源，用于根据补电控制指令对供电电源进行整流处理，以对充电储能装置30进行补电；根据直通控制指令将供电电源直接输出，以对电动车辆进行充电；根据逆变控制指令对储能装置30进行逆变处理，以对电动车辆进行充电；

所述储能装置30，用于在补电模式时进行储能处理，以及在逆变模式时进行放电处理；

所述充电终端40，用于利用供电电源或储能装置30为电动车辆充电。

本实施例中，该充电终端40可以为充电桩等，电能通过充电桩输出。储能装置30为充电电池或者蓄电池，储能装置30可以在方便接入供电电源时存储电能，而在户外时能够作为电源输出。充电控制器10，具体可以为充电控制板，该充电控制板可以根据用户输入的补电模式生成补电控制指令，以控制双向逆变器20及储能装置30处于补电状态，此时，双向逆变器20可以对供电电源进行整流处理；该充电控制板还可以根据用户输入的直通模式生成直通控制指令，以控制双向逆变器20及充电终端40处于充电状态，此时，双向逆变器20处于旁通状态，可以利用供电电能直接对充电终端40进行充电；该充电控制板还可以根据用户输入的逆变模式生成逆变控制指令，以控制双向逆变器20及储能装置30处于逆变状态，此时，双向逆变器20处于逆变状态，可以利用储能装置30直接对充电终端40进行充电。双向逆变器20处于逆变状态时，还可以将储能装置30输出的电能反馈补给电网，实现并网发电，如此，在在电网用电的高峰期，电价高时利用储能装置30，起到削峰填谷的作用。

本实用新型的技术方案包括充电终端40、充电控制器10、双向逆变器20及储能装置30，该充电控制器10可根据用户输入的直通模式、补充模式及逆变模式生成对应的控制指令；双向逆变器20根据各控制指令进行对应的工作状态，用以为储能装置30及电动车辆进行充电，如此，可以对电动车辆进行直接充电、对储能装置30进行补电、以及利用储能装置30对电动车辆进行充电，能够解决电动汽车因没电造成的烦恼，同时利用电价高时可卖电，电价低时可以进行储能。有电利用直通模式正常供电电动汽车，可以作自然灾害时应急电源调度，孤岛电源，特定环境电源应用。

请参照图2，在一具体的实施例中，所述双向逆变器20还包括AC-DC转换电路21以及DC-AC转换电路22，在补电模式时，所述AC-DC转换电路21将供电电源的交流电转换成直流电，以对储能装置30进行充电；在逆变模式时，所述DC-AC转换电路22将储能装置30的直流电转换成交流电，以对电动车辆进行充电。

本实施例中，通过AC-DC转换电路21以及DC-AC转换电路22可以方便储能装置30对电能的存储及放电。AC-DC转换电路21用于储能装置30的充电，方便电能存储，DC-AC转换电路22用于储能装置30的放电，方便对外供电。

请参照图2，在一具体的实施例中，所述移动式充电储能系统还包括与充电控制器10电连接的触摸屏50，所述触摸屏50用于输入利用供电电源为储能装置30进行充电补电模式、利用供电电源进行直接充电的直通模式、以及利用储能装置30对电动车辆进行充电的逆变模式。

为了方便用户与充电控制器10的交互，本实施例中，该充电控制器10还连接有触摸屏50，通过触摸屏50可以输入各种充电模式，还可以显示充电电压、充电电流、电池电流、充电状态的电池电量百分比显示及预计剩余充电时间等，甚至可以显示费用结算等。

请参照图2，在一具体的实施例中，所述储能装置30包括充电电池31、电量采集电路32及电量处理器33，所述电量采集电路32与充电电池31电连接，用以采集充电电池31的充电信息；所述电量处理器33与电量采集电路32电连接，用以对充电信息进行处理得到电量数据并输送至充电控制器10，并通过触摸屏50显示。

本实施例中，电量采集电路32具体为BMU模块，可以采集储能装置30的状态参数，电量处理器33可以对采集的参数进行处理，得到对应的电量数据，该点亮数据可以通过触摸屏50显示出来。

请参照图2，在一具体的实施例中，所述充电终端40包括充电桩41及与充电桩41电连接的充电枪42。

本实施例中，充电终端40可以是充电桩41或者充电台，该充电桩41或充电台还连接有充电枪42，以方便电能输出。

请参照图2，在一具体的实施例中，所述充电终端40还包括读卡器及IC卡，所述读卡器安装于充电桩41上，所述读卡器在感应到有效的IC卡后可启动对电动车辆进行充电。

本实施例中，可以采用IC卡及读卡器，来开启充电操作。当刷卡时，通过读卡器读取IC卡内信息，满足设定要求时，可以向外供电；再次刷卡时，可以停止充电，以满足急停的需求。

请参照图2，在一具体的实施例中，所述移动式充电储能系统还包括过压/欠压保护电路，所述过压/欠压保护电路与充电控制器10电连接。

本实施例中，本移动式充电储能系统还具有过压/欠压保护功能，当检测到输出电压大于正常电压值(120％)时开启过压保护，切断充电枪42输出，并告警；当检测到输出电压低于正常值(80％)时开启欠压保护，立刻切断输出，并告警。

请参照图2，在一具体的实施例中，所述移动式充电储能系统还包括过载/过流保护电路，所述过载/过流保护电路与充电控制器10电连接。

本实施例中，本移动式充电储能系统还具有过载/过流进行保护功能，当检测到过载大于设定值时开启过载/过流保护，立刻切断输出，并告警。

上述的告警可以通过指示灯或警报时，进行报警。该指示灯包括，给电动汽车充电/给电池模组补电的指示灯(工作指示灯)；告警灯，急停、储能装置30电压低、双向变流器旁通状态(充电状态)故障时亮起告警灯，具体的告警故障点通过触摸屏50输出。储能装置30状态灯，储能装置30充满电时，亮起，绿色，其他状态，熄灭。可以理解的，该充电控制器10还连接有电能表。

请参照图2，在一具体的实施例中，所述移动式充电储能系统还包短路保护电路及漏电保护电路，所述短路保护电路及漏电保护电路分别与充电控制器10电连接。本实施例中，本移动式充电储能系统还具有短路保护及漏电保护功能，当检测到输出短路时开启短路保护，立刻切断输出，并告警显示，响应速度不低于200ms；当检测到漏电电流大于30mA时开启漏电保护，立刻切断输出，响应速度不低于200ms。应该指出，除上述的功能外，该充电控制器10还可以连接防雷模块，因此，该移动式充电储能系统还具有输入防雷功能，当雷电打击时能在200ns能开启保护功能，防护等级为C级。

在另一实施例中，该双向变流器具有来电自启动功能，双向变流器启动后直接输出50HZ交流电，插枪刷卡后完成主控板和BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)的CC(充电连接确认)、CP(充电控制确认)确认后立即启动充电，再次刷卡后停止充电。双向逆变器20工作在逆变状态下，当充电控制器10通过和BCU通信得到储能装置30电压低的告警信息时，会主动停止充电并输出电压低的告警提示到触摸屏50。来电自启动(或接通双向逆变器20端输入市电)后，在没有充电需求的情况选，系统默认给储能装置30补电，当电池模组充满且无电动汽车充电需求时，双向逆变器20处于待机状态。充电时，储能装置30配有直流断路器，在充电和放电时手动按下ON/OFF按钮，然后充电控制器10根据触发的需求控制直流断路器导通/关断，从而控制储能装置30和双向逆变器20直流输出端的导通/关断，方可进行充放电。充放电过程中电池控制有保护策略，防止过充过放。储能装置30通过BCU(电池控制单元)与充电控制器10通过485或232通信。上电自启动功能，充电控制器10采样电池模组输出/输入端的电压低于设定值时，控制储能装置30输出/输入端直流断路器导通，双向逆变器20器自启动并直接输出直流电压给储能装置30补电，补满电后，充电控制器10控制储能装置30输出/输入端的直流断路器关断，充电控制器10监控到市电掉电时，会立即控制储能装置30输出/输入端直流断路器导通，并从储能装置30的输出端取48V的直流电，使之正常工作。在无市电的情况下，按下ON/OFF按钮，触发双向逆变器20处于逆变模式，启动后输出50HZ交流电。双向逆变器20工作过程中，实时对电池总压进行采集，做电压保护功能，防止电池过充过放。

请参照图3，本实用新型的实施例中，该移动式充电储能系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤S10、分别响应用户输入的补电模式、直通模式及逆变模式生成对应的补电控制指令、直通控制指令及逆变控制指令；

步骤S20、在补电模式时进行储能处理，以及在逆变模式时进行放电处理；

步骤S30、根据补电控制指令对供电电源进行整流处理，以对充电储能装置进行补电；根据直通控制指令将供电电源直接输出，以对电动车辆进行充电；根据逆变控制指令对储能装置进行逆变处理，以对电动车辆进行充电。

本实施例中，可以由用户输入充电模式、补电模式以及直通模式的一种，充电控制器可以响应对应的模式，生成控制指令，对双向逆变器进行控制，具体的，可以根据用户输入的补电模式生成补电控制指令，以控制双向逆变器及储能装置处于补电状态，此时，双向逆变器可以对供电电源进行整流处理；可以根据用户输入的补电模式生成补电控制指令，以控制双向逆变器及储能装置处于补电状态，此时，双向逆变器可以对供电电源进行整流处理；还可以根据用户输入的直通模式生成直通控制指令，以控制双向逆变器及充电终端处于充电状态，此时，双向逆变器处于旁通状态，可以利用供电电能直接对充电终端进行充电；还可以根据用户输入的逆变模式生成逆变控制指令，以控制双向逆变器及储能装置处于逆变状态，此时，双向逆变器处于逆变状态，可以利用储能装置直接对充电终端进行充电，以更好地满足移动充电的要求。

综上，本实用新型至少具有如下技术效果：

1、削峰填谷，在电网用电的高峰期，电价高时，储能电池，可以对电动汽车进行补电，也可以将储存的电能反馈补给电网，实现并网发电，如白天11：:00---14:00晚18：00—22:00，体现了真正意义能源的节省；

2、机动轻便灵活，可以受场地的限制节约资源，对电网不会造成污染，真正绿色环保，市电设有独立的直通模式通过，安全可靠；

3、储能双向变流部分采用高效逆变电源模块，效率达98％，能快熟速切换；

4、方便用户在电动汽车没电的情况下快速补充电源，节省大量时间，避免因没电造成拖车和交通堵塞的烦恼。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种移动式充电储能系统，其特征在于，所述移动式充电储能系统包括充电终端、充电控制器、双向逆变器及储能装置，

所述双向逆变器分别与储能装置及充电控制器电连接，所述充电控制器与充电终端电连接；

所述充电控制器，用于分别响应用户输入的补电模式、直通模式及逆变模式生成对应的补电控制指令、直通控制指令及逆变控制指令，并控制双向逆变器进入对应的工作状态；

所述双向逆变器外接有供电电源，用于根据补电控制指令对供电电源进行整流处理，以对充电储能装置进行补电；根据直通控制指令将供电电源直接输出，以对电动车辆进行充电；根据逆变控制指令对储能装置进行逆变处理，以对电动车辆进行充电；

所述储能装置，用于在补电模式时进行储能处理，以及在逆变模式时进行放电处理；

所述充电终端，用于利用供电电源或储能装置为电动车辆充电。

2.如权利要求1所述的移动式充电储能系统，其特征在于，所述双向逆变器还包括AC-DC转换电路以及DC-AC转换电路，在补电模式时，所述AC-DC转换电路将供电电源的交流电转换成直流电，以对储能装置进行充电；在逆变模式时，所述DC-AC转换电路将储能装置的直流电转换成交流电，以对电动车辆进行充电。

3.如权利要求1所述的移动式充电储能系统，其特征在于，所述移动式充电储能系统还包括与充电控制器电连接的触摸屏，所述触摸屏用于输入利用供电电源为储能装置进行充电补电模式、利用供电电源进行直接充电的直通模式、以及利用储能装置对电动车辆进行充电的逆变模式。

4.如权利要求3所述的移动式充电储能系统，其特征在于，所述储能装置包括充电电池、电量采集电路及电量处理器，所述电量采集电路与充电电池电连接，用以采集充电电池的充电信息；所述电量处理器与电量采集电路电连接，用以对充电信息进行处理得到电量数据并输送至充电控制器，并通过触摸屏显示。

5.如权利要求1所述的移动式充电储能系统，其特征在于，所述充电终端包括充电桩及与充电桩电连接的充电枪。

6.如权利要求5所述的移动式充电储能系统，其特征在于，所述充电终端还包括读卡器及IC卡，所述读卡器安装于充电桩上，所述读卡器在感应到有效的IC卡后可启动对电动车辆进行充电。

7.如权利要求1所述的移动式充电储能系统，其特征在于，所述移动式充电储能系统还包括过压/欠压保护电路，所述过压/欠压保护电路与充电控制器电连接。

8.如权利要求1所述的移动式充电储能系统，其特征在于，所述移动式充电储能系统还包括过载/过流保护电路，所述过载/过流保护电路与充电控制器电连接。

9.如权利要求1所述的移动式充电储能系统，其特征在于，所述移动式充电储能系统还包短路保护电路及漏电保护电路，所述短路保护电路及漏电保护电路分别与充电控制器电连接。