CN105429277B - 电动汽车应急用的便携式储能系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统及其工作方法，所述便携式储能系统包括：应急系统充电模块、储能模块、储能管理模块、应急系统放电模块、监控模块以及通信模块。本发明针对电动汽车快速救援的问题提供了一种解决方案，本发明的应急系统充电设备、应急系统放电设备和应急系统储能设备均为独立设置，在电动汽车救援时，只需要携带应急系统储能设备和应急系统放电设备，不需要应急系统充电设备，使得本发明具有方便、快捷的特点，而且用户也只需要支付很少的费用。本发明能够有效减小应急储能系统的重量和体积，提高系统的便携性，并降低救援成本，在电动汽车应急救援领域具有广泛的应用前景。

Description

电动汽车应急用的便携式储能系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及电动汽车应急救援领域，特别是涉及一种电动汽车应急用的便携式储能系统及其工作方法。
背景技术
电动汽车作为一种环保的交通工具越来越受到政府的重视，也逐渐成为人们绿色出行的一种方式。现阶段电动汽车行业还处于发展的初级阶段，电动汽车充电桩也主要分布在住宅小区和公共场合。因此，电动汽车在行驶过程中，会存在缺电、但难以即时补充的情况，这不仅给人们出行带来不便、也会增加电动汽车使用者的里程焦虑。
迄今为止，已提出了多种用于电动汽车救援的方法。例如，专利CN201520049213.3、CN201510094012.X、CN201510046608.2和CN201410768541.9等都是基于移动平台(汽车等)搭建的救援系统，所以这些救援方法的成本较高，用户需要支付很高的救援费用。专利CN201520023819.X通过直接更换储能设备或部分储能模块进行救援，由于不同汽车厂家的锂离子电池型号、模块大小都不相同，所以这种方式不具有通用性。
鉴于以上所述，提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统，以为需要救援的电动汽车提供方便、快捷、低成本的服务实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统及其工作方法，以为需要救援的电动汽车提供方便、快捷、低成本的服务。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统，所述便携式储能系统包括：应急系统充电模块、储能模块、储能管理模块、应急系统放电模块、监控模块以及通信模块；所述应急系统充电模块用于将外部电能转移至应急系统内的储能模块中；所述储能模块用于存储电能；所述储能管理模块用于管理储能模块中各个储能单元；所述应急系统放电模块用于将储能模块中的电能转移至电动汽车中；所述监控模块用于电动汽车应急用的便携式储能系统的逻辑控制、安全监控、以及数据及故障信息监控；所述通信模块用于电动汽车应急用的便携式储能系统与电动汽车自带的电池管理系统之间的通信。
作为本发明的电动汽车应急用的便携式储能系统的一种优选方案，所述外部能源包括电网中的电能、太阳能、风能以及由发电机产生的电能中的一种或两种以上组合。
作为本发明的电动汽车应急用的便携式储能系统的一种优选方案，所述应急系统充电模块包括直流转直流模块(DC/DC)以及交流转直流模块(AC/DC)中的一种。
作为本发明的电动汽车应急用的便携式储能系统的一种优选方案，所述储能模块包括二次电池或者超级电容器组成的模块。
优选地，所述二次电池包括锂离子电池、铅碳电池及铅酸电池中的一种。
作为本发明的电动汽车应急用的便携式储能系统的一种优选方案，所述放电模块包括直流转交流模块(DC/AC)以及直流转直流模块(DC/DC)中的一种。
作为本发明的电动汽车应急用的便携式储能系统的一种优选方案，所述电动汽车应急用的便携式储能系统的物理结构包括应急系统充电设备、应急系统放电设备和应急系统储能设备。
优选地，所述应急系统充电设备包括应急系统充电模块以及相应的保护、开关及接口部件。
优选地，所述应急系统放电设备包括应急系统放电模块、通信模块以及相应的保护、开关及接口部件。
优选地，所述应急系统储能设备包括储能模块、储能管理模块、监控模块以及相应的保护、开关及接口部件。
本发明还提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统的工作方法，所述工作方法包括便携式储能系统充电步骤以及便携式储能系统放电步骤。
作为本发明的电动汽车应急用的便携式储能系统的工作方法的一种优选方案，所述便携式储能系统充电步骤包括：当需要给应急系统储能设备中的储能模块充电时，将应急系统充电设备与应急系统储能设备通过接插件连接到一起，然后将应急系统充电设备的输入端接入外部电源对储能设备进行充电；充电完成后，首先将应急系统充电设备输入端与外部电源断开连接，然后将应急系统充电设备与应急系统储能设备之间的接插件断开，以使应急系统充电设备和应急系统储能设备都处于完全独立的状态。
作为本发明的电动汽车应急用的便携式储能系统的一种优选方案，所述便携式储能系统放电步骤包括：当需要给电动汽车进行充电时，首先将应急系统放电设备与应急系统储能设备通过接插件连接到一起，然后将应急系统放电设备的输出端接入到电动汽车的输入端；电动汽车充完电后，先将应急系统放电设备输出端与电动汽车断开连接，然后断开应急系统放电设备与应急系统储能设备之间的接插件，以使应急系统储能设备与应急系统放电设备处于完全独立的状态。
作为本发明的电动汽车应急用的便携式储能系统的一种优选方案，在给电动汽车应急充电时，只需要携带应急系统储能设备和应急系统放电设备，不需要应急系统充电设备，以减小应急用储能系统的重量和体积，提高系统的便携性，降低救援成本。
如上所述，本发明的电动汽车应急用的便携式储能系统及其工作方法，具有以下有益效果：本发明针对电动汽车快速救援的问题提供了一种解决方案，本发明的应急系统充电设备、应急系统放电设备和应急系统储能设备均为独立设置，在电动汽车救援时，只需要携带应急系统储能设备和应急系统放电设备，不需要应急系统充电设备，使得本发明具有方便、快捷的特点，而且用户也只需要支付很少的费用。本发明能够有效减小应急储能系统的重量和体积，提高系统的便携性，并降低救援成本，在电动汽车应急救援领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1显示为本发明的电动汽车应急用的便携式储能系统的功能结构示意图。
图2显示为380V交流电网输入的电动汽车应急用的便携式储能系统的功能结构示意图。
图3显示为交流输入、直流输出的电动汽车应急用的便携式储能系统的功能结构示意图。
图4显示为交流输入、交流输出的电动汽车应急用的便携式储能系统的功能结构示意图。
图5显示为交流输入、直流输出、锂离子电池储能的电动汽车应急用的便携式储能系统的功能结构示意图。
图6显示为直流输入、直流输出、锂离子电池储能的电动汽车应急用的便携式储能系统的功能结构示意图。
图7显示为交流输入、直流输出、超级电容器储能的电动汽车应急用的便携式储能系统的功能结构示意图。
元件标号说明
101 应急系统充电模块
102 储能模块
103 储能管理模块
104 应急系统放电模块
105 监控模块
106 通信模块
201 交流转直流模块
304 直流转直流模块
404 直流转交流模块
502 锂离子电池模块
503 锂离子电池管理模块
601 直流转直流模块
702 超级电容器模块
703 电容器管理模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1～图7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统，所述便携式储能系统包括：应急系统充电模块101、储能模块102、储能管理模块103、应急系统放电模块104、监控模块105以及通信模块106。
所述应急系统充电模块101用于将外部电能转移至应急系统内的储能模块102中，所述外部能源包括电网中的电能、太阳能、风能以及由发电机产生的电能中的一种或两种以上组合。所述应急系统充电模块101包括直流转直流模块以及交流转直流模块中的一种。
所述储能模块102用于存储电能；所述储能模块102包括二次电池或者超级电容器组成的模块。
优选地，所述二次电池包括锂离子电池、铅碳电池及铅酸电池中的一种。
所述储能管理模块103用于管理储能模块102中各个储能单元。
所述应急系统放电模块104用于将储能模块102中的电能转移至电动汽车中。所述应急系统放电模块104包括直流转交流模块以及直流转直流模块中的一种
所述监控模块105用于电动汽车应急用的便携式储能系统的逻辑控制、安全监控、以及数据及故障信息监控。
所述通信模块106用于电动汽车应急用的便携式储能系统与电动汽车自带的电池管理系统之间的通信。
具体地，所述电动汽车应急用的便携式储能系统的物理结构包括应急系统充电设备、应急系统放电设备和应急系统储能设备。所述应急系统充电设备包括应急系统充电模块101以及相应的保护、开关及接口部件。所述应急系统放电设备包括应急系统放电模块104、通信模块106以及相应的保护、开关及接口部件。所述应急系统储能设备包括储能模块102、储能管理模块103、监控模块105以及相应的保护、开关及接口部件。
本实施例还提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统的工作方法，所述电动汽车应急用的便携式储能系统的物理结构包括应急系统充电设备、应急系统放电设备和应急系统储能设备。所述应急系统充电设备包括应急系统充电模块101以及相应的保护、开关及接口部件。所述应急系统放电设备包括应急系统放电模块104、通信模块106以及相应的保护、开关及接口部件。所述应急系统储能设备包括储能模块102、储能管理模块103、监控模块105以及相应的保护、开关及接口部件；其中，所述工作方法包括便携式储能系统充电步骤以及便携式储能系统放电步骤。
作为示例，所述便携式储能系统充电步骤包括：当需要给应急系统储能设备中的储能模块102充电时，将应急系统充电设备与应急系统储能设备通过接插件连接到一起，然后将应急系统充电设备的输入端接入外部电源对储能设备进行充电；充电完成后，首先将应急系统充电设备输入端与外部电源断开连接，然后将应急系统充电设备与应急系统储能设备之间的接插件断开，以使应急系统充电设备和应急系统储能设备都处于完全独立的状态。
作为示例，所述便携式储能系统放电步骤包括：当需要给电动汽车进行充电时，首先将应急系统放电设备与应急系统储能设备通过接插件连接到一起，然后将应急系统放电设备的输出端接入到电动汽车的输入端；电动汽车充完电后，先将应急系统放电设备输出端与电动汽车断开连接，然后断开应急系统放电设备与应急系统储能设备之间的接插件，以使应急系统储能设备与应急系统放电设备处于完全独立的状态。
作为示例，在给电动汽车应急充电时，只需要携带应急系统储能设备和应急系统放电设备，不需要应急系统充电设备，以减小应急用储能系统的重量和体积，提高系统的便携性，降低救援成本。
如图1所示，具体地，所述电动汽车应急用的便携式储能系统包括应急系统充电模块101、储能模块102、储能管理模块103、应急系统放电模块104、监控系统和通信模块106等六个功能模块，以及各个模块之间的对应关系。充电模块利用外部电能给储能模块102充电，放电模块利用储能模块102中电能给电动汽车进行充电。在储能模块102充电和放电过程中储能管理模块103对储能模块102中的每一个储能单元都进行实时测量、容量估算和安全监控等操作。监控系统负责电池组充、放电过程中所有设备的逻辑切换、安全监控和数据显示等操作。通信模块106负责监控系统与电动汽车自带电池管理系统之间的通信。
实施例2
如图2所述，本实施例提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统，其基本结构如实施例1，与实施例1的不同之处在于，本实施例采用的输入电源为380V交流电网的案例。由于电网提供的是交流电源，而储能模块102需要的是直流电，因此，在本实施例中，所述应急系统充电模块101选用为交流转直流模块201(AC/DC)。
实施例3
如图3所示，本实施例提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统，其基本结构如实施例1，与实施例1的不同之处在于，本实施例采用的输入电源为380V的交流电网，所述应急充电模块选用为交流转直流模块201(AC/DC)，所述应急系统放电模块104选用为直流转直流模块304(DC/DC)。这种模式用于电动汽车快充模式，即储能模块102通过DC/DC模块直接给电动汽车中的电池组充电。
实施例4
如图4所示，本实施例提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统，其基本结构如实施例1，与实施例1的不同之处在于，本实施例采用的输入电源为380V的交流电网，所述应急充电模块选用为交流转直流模块201(AC/DC)，所述应急系统放电模块104为直流转交流模块404(DC/AC)。这种模式用于电动汽车慢充模式，即储能模块102通过DC/AC模块和电动汽车自带的充电机中给电动汽车的电池组充电。
实施例5
如图5所示，本实施例提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统，其基本结构如实施例1，与实施例1的不同之处在于，本实施例采用的输入电源为380V的交流电网，所述应急充电模块选用为交流转直流模块201(AC/DC)，所述应急系统放电模块104选用为直流转直流模块304(DC/DC)，所述储能模块102选用为二次电池中的锂离子电池模块502，所述储能管理模块103选用为锂离子电池管理模块503。
实施例6
如图6所示，本实施例提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统，其基本结构如实施例1，与实施例1的不同之处在于，本实施例采用的输入电源为直流电源，所述应急系统充电模块101选用为直流转直流模块601(DC/DC)，所述应急系统放电模块104选用为直流转直流模块304(DC/DC)，所述储能模块102选用为二次电池中的锂离子电池模块502，所述储能管理模块103选用为锂离子电池管理模块503。由于外部输入电源为直流电源，因此需要用直流转直流(DC/DC)模块给锂离子电池模块充电。
实施例7
如图7所示，本实施例提供一种电动汽车应急用的便携式储能系统，其基本结构如实施例1，与实施例1的不同之处在于，本实施例采用的输入电源为380V的交流电网，所述应急充电模块选用为交流转直流模块201(AC/DC)，所述应急系统放电模块104选用为直流转直流模块304(DC/DC)，所述储能模块102选用为超级电容器模块702，所述储能管理模块103选用为电容器管理模块703。由于超级电容器具有大功率充放电的特点，所以能够快速的从交流电网获得所需要的全部电能，并能够给电动汽车快速充电模式提供更大的电流。
如上所述，本发明的电动汽车应急用的便携式储能系统及其工作方法，具有以下有益效果：本发明针对电动汽车快速救援的问题提供了一种解决方案，本发明的应急系统充电设备、应急系统放电设备和应急系统储能设备均为独立设置，在电动汽车救援时，只需要携带应急系统储能设备和应急系统放电设备，不需要应急系统充电设备，使得本发明具有方便、快捷的特点，而且用户也只需要支付很少的费用。本发明能够有效减小应急储能系统的重量和体积，提高系统的便携性，并降低救援成本，在电动汽车应急救援领域具有广泛的应用前景。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种电动汽车应急用的便携式储能系统，其特征在于，所述便携式储能系统包括：应急系统充电模块、储能模块、储能管理模块、应急系统放电模块、监控模块以及通信模块；
所述应急系统充电模块用于将外部电能转移至应急系统内的储能模块中；
所述储能模块用于存储电能；
所述储能管理模块用于管理储能模块中各个储能单元；
所述应急系统放电模块用于将储能模块中的电能转移至电动汽车中；
所述监控模块用于电动汽车应急用的便携式储能系统的逻辑控制、安全监控、以及数据及故障信息监控；
所述通信模块用于电动汽车应急用的便携式储能系统与电动汽车自带的电池管理系统之间的通信，其中，
所述电动汽车应急用的便携式储能系统的物理结构包括应急系统充电设备、应急系统放电设备和应急系统储能设备，且所述应急系统充电设备、所述应急系统放电设备和所述应急系统储能设备均为独立设置。
2.根据权利要求1所述的电动汽车应急用的便携式储能系统，其特征在于：所述外部电能包括电网中的电能、太阳能、风能以及由发电机产生的电能中的一种或两种以上组合。
3.根据权利要求1所述的电动汽车应急用的便携式储能系统，其特征在于：所述应急系统充电模块包括直流转直流模块以及交流转直流模块中的一种。
4.根据权利要求1所述的电动汽车应急用的便携式储能系统，其特征在于：所述储能模块包括二次电池或者超级电容器组成的模块。
5.根据权利要求4所述的电动汽车应急用的便携式储能系统，其特征在于：所述二次电池包括锂离子电池、铅碳电池及铅酸电池中的一种。
6.根据权利要求1所述的电动汽车应急用的便携式储能系统，其特征在于：所述应急系统放电模块包括直流转交流模块以及直流转直流模块中的一种。
7.根据权利要求1所述的电动汽车应急用的便携式储能系统，其特征在于：所述应急系统充电设备包括应急系统充电模块以及相应的保护、开关及接口部件。
8.根据权利要求1所述的电动汽车应急用的便携式储能系统，其特征在于：所述应急系统放电设备包括应急系统放电模块、通信模块以及相应的保护、开关及接口部件。
9.根据权利要求1所述的电动汽车应急用的便携式储能系统，其特征在于：所述应急系统储能设备包括储能模块、储能管理模块、监控模块以及相应的保护、开关及接口部件。
10.一种如权利要求1～9任意一项所述的电动汽车应急用的便携式储能系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括便携式储能系统充电步骤以及便携式储能系统放电步骤。
11.根据权利要求10所述的电动汽车应急用的便携式储能系统的工作方法，其特征在于：所述便携式储能系统充电步骤包括：
当需要给应急系统储能设备中的储能模块充电时，将应急系统充电设备与应急系统储能设备通过接插件连接到一起，然后将应急系统充电设备的输入端接入外部电源对储能设备进行充电；
充电完成后，首先将应急系统充电设备输入端与外部电源断开连接，然后将应急系统充电设备与应急系统储能设备之间的接插件断开，以使应急系统充电设备和应急系统储能设备都处于完全独立的状态。
12.根据权利要求10所述的电动汽车应急用的便携式储能系统的工作方法，其特征在于：所述便携式储能系统放电步骤包括：
当需要给电动汽车进行充电时，首先将应急系统放电设备与应急系统储能设备通过接插件连接到一起，然后将应急系统放电设备的输出端接入到电动汽车的输入端；
电动汽车充完电后，先将应急系统放电设备输出端与电动汽车断开连接，然后断开应急系统放电设备与应急系统储能设备之间的接插件，以使应急系统储能设备与应急系统放电设备处于完全独立的状态。
13.根据权利要求10所述的电动汽车应急用的便携式储能系统的工作方法，其特征在于：在给电动汽车应急充电时，只需要携带应急系统储能设备和应急系统放电设备，不需要应急系统充电设备。
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