移動式充電儲能系統的製作方法
2023-05-31 06:11:26
本實用新型涉及充電儲能技術領域，尤其涉及一種移動式充電儲能系統。
背景技術：
現代社會的高速發展，電動汽車快速走進了我們的生活，對新能源汽車提出了更高的要求，傳統的高壓大電流的充電設備對電網產生的影響也面臨嚴峻的挑戰。如傳統的充電設備由於體積大的原因通常設置於固定的場所，電動汽車在使用時必須先充滿電然後才能保證可靠行駛，以防止缺電或電力不足導致電動汽車不能行駛的問題。另外，在電網用戶用電的高峰期時，電壓較低，充電效率低導致充電時間長的問題。
有鑑於此，有必要對上述的充電裝置進行進一步的改進。
技術實現要素：
為解決上述至少一技術問題，本實用新型的主要目的是提供一種移動式充電儲能系統。
為實現上述目的，本實用新型採用的一個技術方案為：提供一種移動式充電儲能系統，包括充電終端、充電控制器、雙向逆變器及儲能裝置，
所述雙向逆變器分別與儲能裝置及充電控制器電連接，所述充電控制器與充電終端電連接；
所述充電控制器，用於分別響應用戶輸入的補電模式、直通模式及逆變模式生成對應的補電控制指令、直通控制指令及逆變控制指令，並控制雙向逆變器進入對應的工作狀態；
所述雙向逆變器外接有供電電源，用於根據補電控制指令對供電電源進行整流處理，以對充電儲能裝置進行補電；根據直通控制指令將供電電源直接輸出，以對電動車輛進行充電；根據逆變控制指令對儲能裝置進行逆變處理，以對電動車輛進行充電；
所述儲能裝置，用於在補電模式時進行儲能處理，以及在逆變模式時進行放電處理；
所述充電終端，用於利用供電電源或儲能裝置為電動車輛充電。
優選地，所述雙向逆變器還包括AC-DC轉換電路以及DC-AC轉換電路，在補電模式時，所述AC-DC轉換電路將供電電源的交流電轉換成直流電，以對儲能裝置進行充電；在逆變模式時，所述DC-AC轉換電路將儲能裝置的直流電轉換成交流電，以對電動車輛進行充電。
優選地，所述移動式充電儲能系統還包括與充電控制器電連接的觸控螢幕，所述觸控螢幕用於輸入利用供電電源為儲能裝置進行充電補電模式、利用供電電源進行直接充電的直通模式、以及利用儲能裝置對電動車輛進行充電的逆變模式。
優選地，所述儲能裝置包括充電電池、電量採集電路及電量處理器，所述電量採集電路與充電電池電連接，用以採集充電電池的充電信息；所述電量處理器與電量採集電路電連接，用以對充電信息進行處理得到電量數據並輸送至充電控制器，並通過觸控螢幕顯示。
優選地，所述充電終端包括充電樁及與充電樁電連接的充電槍。
優選地，所述充電終端還包括讀卡器及IC卡，所述讀卡器安裝於充電樁上，所述讀卡器在感應到有效的IC卡後可啟動對電動車輛進行充電。
優選地，所述移動式充電儲能系統還包括過壓/欠壓保護電路，所述過壓/欠壓保護電路與充電控制器電連接。
優選地，所述移動式充電儲能系統還包括過載/過流保護電路，所述過載/過流保護電路與充電控制器電連接。
優選地，所述移動式充電儲能系統還包短路保護電路及漏電保護電路，所述短路保護電路及漏電保護電路分別與充電控制器電連接。
本實用新型的技術方案包括充電終端、充電控制器、雙向逆變器及儲能裝置，該充電控制器可根據用戶輸入的直通模式、補充模式及逆變模式生成對應的控制指令；雙向逆變器根據各控制指令進行對應的工作狀態，用以為儲能裝置及電動車輛進行充電，如此，可以對電動車輛進行直接充電、對儲能裝置進行補電、以及利用儲能裝置對電動車輛進行充電，能夠解決電動汽車因沒電造成的煩惱，同時利用電價高時可賣電，電價低時可以進行儲能。有電利用直通模式正常供電電動汽車，可以作自然災害時應急電源調度，孤島電源，特定環境電源應用。綜上，本實用新型至少具有如下技術效果：
1、削峰填谷，在電網用電的高峰期，電價高時，儲能電池，可以對電動汽車進行補電，也可以將儲存的電能反饋補給電網，實現併網發電，如白天11：:00---14:00晚18：00—22:00，體現了真正意義能源的節省；
2、機動輕便靈活，可以受場地的限制節約資源，對電網不會造成汙染，真正綠色環保，市電設有獨立的直通模式通過，安全可靠；
3、儲能雙向變流部分採用高效逆變電源模塊，效率達98％，能快熟速切換；
4、方便用戶在電動汽車沒電的情況下快速補充電源，節省大量時間，避免因沒電造成拖車和交通堵塞的煩惱。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型一實施例移動式充電儲能系統的模塊方框圖；
圖2為本實用新型另一實施例移動式充電儲能系統的模塊方框圖；
圖3為本實用新型一實施例移動式充電儲能系統的控制方法的流程圖。
本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
需要說明，本實用新型中涉及「第一」、「第二」等的描述僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本實用新型要求的保護範圍之內。
請參照圖1，在本實用新型實施例中，該移動式充電儲能系統，包括充電終端40、充電控制器10、雙向逆變器20及儲能裝置30，
所述雙向逆變器20分別與儲能裝置30及充電控制器10電連接，所述充電控制器10與充電終端40電連接；
所述充電控制器10，用於分別響應用戶輸入的補電模式、直通模式及逆變模式生成對應的補電控制指令、直通控制指令及逆變控制指令，並控制雙向逆變器20進入對應的工作狀態；
所述雙向逆變器20外接有供電電源，用於根據補電控制指令對供電電源進行整流處理，以對充電儲能裝置30進行補電；根據直通控制指令將供電電源直接輸出，以對電動車輛進行充電；根據逆變控制指令對儲能裝置30進行逆變處理，以對電動車輛進行充電；
所述儲能裝置30，用於在補電模式時進行儲能處理，以及在逆變模式時進行放電處理；
所述充電終端40，用於利用供電電源或儲能裝置30為電動車輛充電。
本實施例中，該充電終端40可以為充電樁等，電能通過充電樁輸出。儲能裝置30為充電電池或者蓄電池，儲能裝置30可以在方便接入供電電源時存儲電能，而在戶外時能夠作為電源輸出。充電控制器10，具體可以為充電控制板，該充電控制板可以根據用戶輸入的補電模式生成補電控制指令，以控制雙向逆變器20及儲能裝置30處於補電狀態，此時，雙向逆變器20可以對供電電源進行整流處理；該充電控制板還可以根據用戶輸入的直通模式生成直通控制指令，以控制雙向逆變器20及充電終端40處於充電狀態，此時，雙向逆變器20處於旁通狀態，可以利用供電電能直接對充電終端40進行充電；該充電控制板還可以根據用戶輸入的逆變模式生成逆變控制指令，以控制雙向逆變器20及儲能裝置30處於逆變狀態，此時，雙向逆變器20處於逆變狀態，可以利用儲能裝置30直接對充電終端40進行充電。雙向逆變器20處於逆變狀態時，還可以將儲能裝置30輸出的電能反饋補給電網，實現併網發電，如此，在在電網用電的高峰期，電價高時利用儲能裝置30，起到削峰填谷的作用。
本實用新型的技術方案包括充電終端40、充電控制器10、雙向逆變器20及儲能裝置30，該充電控制器10可根據用戶輸入的直通模式、補充模式及逆變模式生成對應的控制指令；雙向逆變器20根據各控制指令進行對應的工作狀態，用以為儲能裝置30及電動車輛進行充電，如此，可以對電動車輛進行直接充電、對儲能裝置30進行補電、以及利用儲能裝置30對電動車輛進行充電，能夠解決電動汽車因沒電造成的煩惱，同時利用電價高時可賣電，電價低時可以進行儲能。有電利用直通模式正常供電電動汽車，可以作自然災害時應急電源調度，孤島電源，特定環境電源應用。
請參照圖2，在一具體的實施例中，所述雙向逆變器20還包括AC-DC轉換電路21以及DC-AC轉換電路22，在補電模式時，所述AC-DC轉換電路21將供電電源的交流電轉換成直流電，以對儲能裝置30進行充電；在逆變模式時，所述DC-AC轉換電路22將儲能裝置30的直流電轉換成交流電，以對電動車輛進行充電。
本實施例中，通過AC-DC轉換電路21以及DC-AC轉換電路22可以方便儲能裝置30對電能的存儲及放電。AC-DC轉換電路21用於儲能裝置30的充電，方便電能存儲，DC-AC轉換電路22用於儲能裝置30的放電，方便對外供電。
請參照圖2，在一具體的實施例中，所述移動式充電儲能系統還包括與充電控制器10電連接的觸控螢幕50，所述觸控螢幕50用於輸入利用供電電源為儲能裝置30進行充電補電模式、利用供電電源進行直接充電的直通模式、以及利用儲能裝置30對電動車輛進行充電的逆變模式。
為了方便用戶與充電控制器10的交互，本實施例中，該充電控制器10還連接有觸控螢幕50，通過觸控螢幕50可以輸入各種充電模式，還可以顯示充電電壓、充電電流、電池電流、充電狀態的電池電量百分比顯示及預計剩餘充電時間等，甚至可以顯示費用結算等。
請參照圖2，在一具體的實施例中，所述儲能裝置30包括充電電池31、電量採集電路32及電量處理器33，所述電量採集電路32與充電電池31電連接，用以採集充電電池31的充電信息；所述電量處理器33與電量採集電路32電連接，用以對充電信息進行處理得到電量數據並輸送至充電控制器10，並通過觸控螢幕50顯示。
本實施例中，電量採集電路32具體為BMU模塊，可以採集儲能裝置30的狀態參數，電量處理器33可以對採集的參數進行處理，得到對應的電量數據，該點亮數據可以通過觸控螢幕50顯示出來。
請參照圖2，在一具體的實施例中，所述充電終端40包括充電樁41及與充電樁41電連接的充電槍42。
本實施例中，充電終端40可以是充電樁41或者充電臺，該充電樁41或充電臺還連接有充電槍42，以方便電能輸出。
請參照圖2，在一具體的實施例中，所述充電終端40還包括讀卡器及IC卡，所述讀卡器安裝於充電樁41上，所述讀卡器在感應到有效的IC卡後可啟動對電動車輛進行充電。
本實施例中，可以採用IC卡及讀卡器，來開啟充電操作。當刷卡時，通過讀卡器讀取IC卡內信息，滿足設定要求時，可以向外供電；再次刷卡時，可以停止充電，以滿足急停的需求。
請參照圖2，在一具體的實施例中，所述移動式充電儲能系統還包括過壓/欠壓保護電路，所述過壓/欠壓保護電路與充電控制器10電連接。
本實施例中，本移動式充電儲能系統還具有過壓/欠壓保護功能，當檢測到輸出電壓大於正常電壓值(120％)時開啟過壓保護，切斷充電槍42輸出，並告警；當檢測到輸出電壓低於正常值(80％)時開啟欠壓保護，立刻切斷輸出，並告警。
請參照圖2，在一具體的實施例中，所述移動式充電儲能系統還包括過載/過流保護電路，所述過載/過流保護電路與充電控制器10電連接。
本實施例中，本移動式充電儲能系統還具有過載/過流進行保護功能，當檢測到過載大於設定值時開啟過載/過流保護，立刻切斷輸出，並告警。
上述的告警可以通過指示燈或警報時，進行報警。該指示燈包括，給電動汽車充電/給電池模組補電的指示燈(工作指示燈)；告警燈，急停、儲能裝置30電壓低、雙向變流器旁通狀態(充電狀態)故障時亮起告警燈，具體的告警故障點通過觸控螢幕50輸出。儲能裝置30狀態燈，儲能裝置30充滿電時，亮起，綠色，其他狀態，熄滅。可以理解的，該充電控制器10還連接有電能表。
請參照圖2，在一具體的實施例中，所述移動式充電儲能系統還包短路保護電路及漏電保護電路，所述短路保護電路及漏電保護電路分別與充電控制器10電連接。本實施例中，本移動式充電儲能系統還具有短路保護及漏電保護功能，當檢測到輸出短路時開啟短路保護，立刻切斷輸出，並告警顯示，響應速度不低於200ms；當檢測到漏電電流大於30mA時開啟漏電保護，立刻切斷輸出，響應速度不低於200ms。應該指出，除上述的功能外，該充電控制器10還可以連接防雷模塊，因此，該移動式充電儲能系統還具有輸入防雷功能，當雷電打擊時能在200ns能開啟保護功能，防護等級為C級。
在另一實施例中，該雙向變流器具有來電自啟動功能，雙向變流器啟動後直接輸出50HZ交流電，插槍刷卡後完成主控板和BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，電池管理系統)的CC(充電連接確認)、CP(充電控制確認)確認後立即啟動充電，再次刷卡後停止充電。雙向逆變器20工作在逆變狀態下，當充電控制器10通過和BCU通信得到儲能裝置30電壓低的告警信息時，會主動停止充電並輸出電壓低的告警提示到觸控螢幕50。來電自啟動(或接通雙向逆變器20端輸入市電)後，在沒有充電需求的情況選，系統默認給儲能裝置30補電，當電池模組充滿且無電動汽車充電需求時，雙向逆變器20處於待機狀態。充電時，儲能裝置30配有直流斷路器，在充電和放電時手動按下ON/OFF按鈕，然後充電控制器10根據觸發的需求控制直流斷路器導通/關斷，從而控制儲能裝置30和雙向逆變器20直流輸出端的導通/關斷，方可進行充放電。充放電過程中電池控制有保護策略，防止過充過放。儲能裝置30通過BCU(電池控制單元)與充電控制器10通過485或232通信。上電自啟動功能，充電控制器10採樣電池模組輸出/輸入端的電壓低於設定值時，控制儲能裝置30輸出/輸入端直流斷路器導通，雙向逆變器20器自啟動並直接輸出直流電壓給儲能裝置30補電，補滿電後，充電控制器10控制儲能裝置30輸出/輸入端的直流斷路器關斷，充電控制器10監控到市電掉電時，會立即控制儲能裝置30輸出/輸入端直流斷路器導通，並從儲能裝置30的輸出端取48V的直流電，使之正常工作。在無市電的情況下，按下ON/OFF按鈕，觸發雙向逆變器20處於逆變模式，啟動後輸出50HZ交流電。雙向逆變器20工作過程中，實時對電池總壓進行採集，做電壓保護功能，防止電池過充過放。
請參照圖3，本實用新型的實施例中，該移動式充電儲能系統的控制方法，包括如下步驟：
步驟S10、分別響應用戶輸入的補電模式、直通模式及逆變模式生成對應的補電控制指令、直通控制指令及逆變控制指令；
步驟S20、在補電模式時進行儲能處理，以及在逆變模式時進行放電處理；
步驟S30、根據補電控制指令對供電電源進行整流處理，以對充電儲能裝置進行補電；根據直通控制指令將供電電源直接輸出，以對電動車輛進行充電；根據逆變控制指令對儲能裝置進行逆變處理，以對電動車輛進行充電。
本實施例中，可以由用戶輸入充電模式、補電模式以及直通模式的一種，充電控制器可以響應對應的模式，生成控制指令，對雙向逆變器進行控制，具體的，可以根據用戶輸入的補電模式生成補電控制指令，以控制雙向逆變器及儲能裝置處於補電狀態，此時，雙向逆變器可以對供電電源進行整流處理；可以根據用戶輸入的補電模式生成補電控制指令，以控制雙向逆變器及儲能裝置處於補電狀態，此時，雙向逆變器可以對供電電源進行整流處理；還可以根據用戶輸入的直通模式生成直通控制指令，以控制雙向逆變器及充電終端處於充電狀態，此時，雙向逆變器處於旁通狀態，可以利用供電電能直接對充電終端進行充電；還可以根據用戶輸入的逆變模式生成逆變控制指令，以控制雙向逆變器及儲能裝置處於逆變狀態，此時，雙向逆變器處於逆變狀態，可以利用儲能裝置直接對充電終端進行充電，以更好地滿足移動充電的要求。
綜上，本實用新型至少具有如下技術效果：
1、削峰填谷，在電網用電的高峰期，電價高時，儲能電池，可以對電動汽車進行補電，也可以將儲存的電能反饋補給電網，實現併網發電，如白天11：:00---14:00晚18：00—22:00，體現了真正意義能源的節省；
2、機動輕便靈活，可以受場地的限制節約資源，對電網不會造成汙染，真正綠色環保，市電設有獨立的直通模式通過，安全可靠；
3、儲能雙向變流部分採用高效逆變電源模塊，效率達98％，能快熟速切換；
4、方便用戶在電動汽車沒電的情況下快速補充電源，節省大量時間，避免因沒電造成拖車和交通堵塞的煩惱。
以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是在本實用新型的實用新型構思下，利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本實用新型的專利保護範圍內。