CN106696723A - 移动式模块化充电平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池管理技术和电力电子技术，具体的说是涉及一种电动汽车充电平台，本发明所述的移动式模块化充电平台，包括多个储能充电子系统，其特征在于还包括电池管理系统，直流母线，控制核心，充电器，所述储能充电子系统能同时给数辆电动汽车充电，所述电池管理系统能管理储能充电子系统中的电池，保证电池运行在安全环境中，所述控制核心能实时监控每个储能充电子系统的状态。本发明的有益效果是能方便、快捷、灵活的为电动汽车充电，相比于传统的充电平台，其模块化设计能有效的满足各种电动汽车的充电要求。

Description

移动式模块化充电平台

技术领域

本发明涉及一种电动汽车充电平台，具体指一种基于蓄电池的移动式、模块化电动汽车充电平台系统。

背景技术

随着环境污染加剧、化石能源快速消耗，电动汽车凭借其零排放、零污染的特性，在全球各国快速推广应用。电动汽车的普及必然也将带动配套的充电设施快速兴建，充电设施的建设需要强有力的电力供应作为支撑。但是，现有的居民社区、办公楼宇等人类生活场所在建造之初并未考虑更大的电力负荷，因此要完成多台电动汽车的同时充电完全不可行，从而限制了电动汽车的大规模普及。

然而，另一个事实却是这些人类活动场所具有非常明显的用电特点，要么白天是用电高峰，晚上是用电低谷；要么晚上是用电高峰，白天是用电低谷。利用这种波动性，可以将电能在用电低谷的时候储存起来，在用电高峰的时候释放，以达到电力扩容的效果。在电动汽车的普及过程中，利用这种特性设计制造一种储能充电装置，能大幅减轻电网负荷，加快电动汽车普及速度。

现有专利文献的技术方案中，已描述了这样一种储能充电装置，利用电网用电低谷进行自我充电，然后再给电动汽车充电。这些充电装置往往体积较大、较为笨重、扩展性差，无法在社区、办公场所灵活运用。

发明内容

本发明内容目的是提供一种移动式、模块化储能充电平台，每个模块既能单独为电动汽车充电，也可并联起来共同为电动汽车充电，这种设计可以随时在多种复杂场合下方便灵活为电动汽车充电。

本发明通过以下技术方案实施，一种移动式、模块化储能充电平台，包括车辆主体和车箱、储能充电子系统、交直流母线、中央控制系统、总输入输出控制保护系统、充电器，其中：

所述车辆主体用于提供动力以用于运输整个充电平台；

所述车箱用于装载各个储能充电子系统、中央控制系统、充电器等，车箱有车门，可为各个储能充电子系统提供进出车箱的通道；

所述储能充电子系统位于车箱内部，包含若干储能电池、电池管理模块、功率转换模块、电费计量模块、子系统人机交互模块、辅助移动装置、机箱；

所述储能电池用于提供能量来源给电动汽车充电；

所述电池管理模块用于监测各个储能电池的工作状态、记录充放电信息、并和中央控制系统进行数据交换，包含若干电池监测单元、无线局域网通信单元、储能电池输入输出控制保护单元；

所述电池监测单元用于监测电池实时信息，包括电流、电压、输出电量、剩余电量、故障等；

所述无线局域网通信单元用于和中央控制系统进行数据交换，传递储能充电子系统实时状态信息；

所述储能充电子系统输入输出控制保护单元用于控制储能电池的输入输出，并能为储能电池提供电气保护；

所述功率转换模块用于在需要完成充电请求时提供稳定的工作电压给电动汽车充电，在储能电池电量不足时提供稳定的工作电压给储能电池充电，所述功率转换模块拥有具备电能双向流动功能。

所述电费计量模块用于计量充电消耗电量信息，并计算相应的电费信息；

所述子系统人机交互模块用于显示充电消耗电量信息和计费信息；

所述辅助移动装置用于移动储能充电子系统；

所述机箱用于装载储能充电子系统；

所述交直流母线用于并联各个储能充电子系统；

所述中央控制系统用于监测各个储能充电子系统的状态，并和远程调度中心进行数据交换，包含控制核心、无线局域网通信模块、无线广域网通信模块、电量计费模块、中央人机交互模块；

所述控制核心用于控制通信模块、电量计费模块、中央人机交互模块等；

所述无线局域网通信模块用于和储能充电子系统进行通信；

所述无线广域网通信模块用于和远程控制中心进行通信；

所述电量计费模块用于各个储能充电子系统并联在一起使用时的耗电量统计和电费计量；

所述中央人机交互模块用于各个储能充电子系统并联在一起使用时显示总体充电电量和计费信息；

所述总输入输出控制保护模块用于各个储能充电子系统并联在一起使用时充电或放电过程的输入输出控制和保护；

所述充电器用于在储能充电子系统电量不足时，连接外部电网给储能充电子系统充电。

由上述发明可以看出，移动式模块化充电平台包含一个运输车、多个储能充电子系统、中央控制系统等。移动式模块化充电平台具有分散工作和集中工作两种模式。每个储能充电子系统既可以单独从运输车移动出来单独为电动汽车充电，又可以在车箱内通过功率转换电模块并联起来一起工作。单独使用时，每个储能充电子系统能通过内部电池管理模块进行自我管理；一起使用时，整个系统由中央控制系统统一管理。

该移动式模块化充电平台采用分散工作模式时，能非常灵活的到达电动汽车所处位置。例如，在停车场，各个电动汽车停泊位置分散，这时储能充电子系统能定点到达，方便电动汽车充电，再如，在路边停车时，车位布置呈现长条形，不是所有电动汽车都能靠近充电车，这时采用分散工作模式，储能充电子系统能直接达到电动汽车旁进行充电工作。

附图说明

图1是本发明提供的移动式模块化充电平台的原理示意图。

图2是本发明提供的储能充电子系统的原理示意图。

图3是本发明提供的移动式模块化充电平台的侧视示意图和顶视示意图。

具体实施方式

参考图1、图2和图3，本发明提供一种充电平台1，可同时对多台电动汽车进行充电。本实施方式中，所述移动式模块化充电平台1包括车辆主体2、车箱3、多个储能充电子系统4、中央控制系统5、总输入输出控制保护系统6、交直流母线7、充电器8；

所述车辆主体2用于提供动力以用于运输整个充电平台1；

所述车箱3用于装载整个充电平台1，其中，装载储能充电子系统4的机箱48均匀的分布在车箱3内两侧，车箱3为每个机箱48单独提供进出车箱的门，用于独立的将机箱从车箱移动至地面；

所述储能充电子系统4包括若干储能电池41、储能充电子系统输入输出控制保护模块42、功率转换模块43、电池管理模块44、无线局域网模块45、子系统人机交互模块46、辅助移动装置47、机箱48；

所述中央控制系统包括控制核心55、中央人机交互模块51、电量计费模块52、无线广域网通信模块53、无线局域网通信模块54；

本实施方式中，所述移动式模块化充电平台正常工作前将先接入电网，充电器8将电网电压转换为储能充电子系统4能接受的直流电压或者交流电压，然后通过交直流母线7给各个储能充电子系统4进行充电，所充电能储存在储能电池41当中。

所述储能充电子系统4在用户需要充电时依靠辅助移动装置47到达电动汽车旁进行充电，在储能电池41电量不足时依靠辅助移动装置47返回充电平台1，等待充电平台1接入电网以给储能电池47充电；

所述电池管理模块44用于实时监测储能电池的电压、电流、温度、剩余电量、充电耗电量、计量电费等信息，所监测数据将通过无线局域网通信模块45上传至中央控制系统5，并通过子系统人机交互模块46进行显示；

所述储能充电子系统输入输出控制保护模块42用于控制储能电池41的输入和输出，并在系统发生故障时提供必要的电气保护；

所述功率转换模块43用于在给电动汽车充电时将储能电池41电压转换成电动汽车需要的充电电压以给电动汽车充电，在储能电池41电量不足时将电网电压转换成储能电池需要的充电电压以给储能电池进行充电；

所述交直流母线7用于并联储能充电子系统，当电动汽车需要更大的充电电流时，交直流母线7通过并联储能充电子系统4能输出更大充电功率，当储能充电子系统4中储能电池电压不足时，交直流母线7将传递充电器8转换的电网电压给储能电池41充电；

所述中央控制系统5通过无线局域网通信模块54接收来自储能充电子系统4的信息，根据该信息合理调度储能充电子系统4抵达作业现场进行充电，中央控制系统5同时通过无线广域网通信模块53接收来自远程中心的信息，中央控制系统5通过控制充电器8以实现给各个储能充电子系统4的充电；

所述总输入输出控制保护系统6用于各个储能充电子系统4并联工作时控制输入输出，提供必要的电气保护。

本发明还提供一个具体的系统工作方法，包括：

步骤S1、分散式工作步骤；

步骤S2、集中式工作步骤；

其中所述步骤S1分散式工作步骤具体包括：

步骤S11、用户发起充电请求；

步骤S12、根据用户信息，判断用户适合分散式充电方式；

步骤S13、电量充足的储能充电子系统脱离充电平台，移动至用户电动汽车处；

步骤S14、开始充电；

步骤S15、充电结束、储能充电子系统返回至充电平台；

其中所述步骤S2集中式工作步骤具体包括：

步骤S21、用户发起充电请求；

步骤S22、根据用户信息，判断用户适合集中式充电方式；

步骤S23、所有未进行充电作业的储能充电子系统连接至交直流母线；

步骤S24、开始充电；

步骤S25、充电结束、储能充电子系统断开与交直流母线连接。

Claims (3)

1.移动式模块化充电平台，包括储能充电子系统，其特征在于，还包括车辆主体和车箱，交直流母线，中央控制系统，总输入输出控制保护系统，充电器；所述车辆主体和车箱用于存放和运输储能充电子系统，所述储能充电子系统用于给电动汽车充电，所述交直流母线用于并联各个充电子系统，并联后的充电子系统能提供大电流充电，所述中央控制系统用于控制整个充电平台的工作状态，所述总输入输出控制保护系统用于各个充电子系统并联使用时提供过压、欠压、过流保护，所述充电器用于给各个充电子系统中的储能电池充电，充电时各个充电子系统要通过交直流母线并联在一起。

2.储能充电子系统，包括若干储能电池，其特征在于，还包括电池管理系统，功率转换模块，输入输出控制保护模块，子系统人机交互模块，无线局域网模块；所述储能电池用于存储给电动汽车充电所用的电能，所述电池管理系统用于检测储能电池工作状态，所述功率转换模块用于转换电池电压至电动汽车能接受的充电电压，所述输入输出控制保护模块用于限定输入输出电压电流，以免系统受损，所述子系统人机交互模块用于给电动汽车用户充电信息显示，所述无线局域网模块用于和充电平台进行数据通信。

3.控制核心，包括中央人机交互模块，电量计费模块，无线广域网通信模块，无线局域网通信模块，所述中央人机交互模块用于给电动汽车用户提供信息显示和接收用户输入信息，所述电量计费模块用于计算充电电量并计算费用，所述无线广域网通信模块用于和远程终端进行数据通信，所述无线局域网通信模块用于和储能充电子系统进行数据通信。