CN106972564A - 一种用于公交换电站的双向电力供给系统 - Google Patents

一种用于公交换电站的双向电力供给系统 Download PDF

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Abstract

一种用于公交换电站的双向电力供给系统，包括多个双向充电器、多个电池管理系统。每一个电池管理系统连接公交换电站，每一个电池管理系统连接一个双向充电器，双向充电器连接电网、车载电池。所述电池管理系统包括：智能开关检测单元，SOC检查单元，控制单元，通信单元。所述双向充电器包括：充电器通信单元，充电器控制单元，电池充电单元，电网供应单元。本发明一种用于公交换电站的双向电力供给系统，通过双向电力供应装置与电池管理系统BMS的信息互联，实现了在高电价时段向电网放电、低电价时段对车载电池充电，增加了电动公交车的运营效益。

Description

一种用于公交换电站的双向电力供给系统
技术领域
本发明一种用于公交换电站的双向电力供给系统，涉及公交换电站供电领域。
背景技术
电动公交车主要是指以车载电源为动力的纯电动公交车，全部利用电能行驶，该类产品噪音小，行驶稳定性高，并且零排放，将来必将得到推广，而公交换电站，其功能如同传统公交系统中的加气站。当公交车车载电池电量不足时，到集中换电站进行更换，换电站为其提供满充的电池并将更换下来的荷电状态 SOC（State Of Charge）低的电池置于统一的充电设备中进行充电。但现有的公交换电站都忽略了对车载电池内已存电量的利用，城市用电高峰期电价高，如果能在这个时段将换电站内车载电池组的电能反向供给电网，不仅可以获得经济效益还可以对电网负荷起到削峰填谷的作用。
通常的公交换电站都是单向给电量低的电池充电。而将电网与换电站互联，根据不同时段电价的变化，既可以电网向换电站内车载电池组充电，也可以将换电站内车载电池内的电返还给电网，目前该种方案还未提及。
发明内容
本发明提供一种用于公交换电站的双向电力供给系统，通过双向电力供应装置与电池管理系统BMS的信息互联，实现了在高电价时段向电网放电、低电价时段对车载电池充电，增加了电动公交车的运营效益。
本发明采取的技术方案为：
一种用于公交换电站的双向电力供给系统，包括多个双向充电器、多个电池管理系统。每一个电池管理系统连接公交换电站，每一个电池管理系统连接一个双向充电器，双向充电器连接电网、车载电池。
所述电池管理系统包括：
智能开关检测单元，用于判断是否开启智能模式；
SOC检查单元，用于实时检查车载电池的SOC状态；
控制单元，用于接收智能开关检测单元和SOC检查单元信息；
通信单元，用于和充电器通信单元进行信息实时发送及接收；
所述双向充电器包括：
充电器通信单元，用于信息的发送与接收；
充电器控制单元，用于处理接收到的控制命令；
电池充电单元，从电网对车载电池供电；
电网供应单元，将车载电池中的电供给电网，电网供应单元和电池充电单元交替地操作。
所述双向充电器，用于换电站内车载电池和电网之间的双向供电。
所述电池管理系统，根据车载电池的状态，判断是否将电力从电网提供给车载电池、或将车载电池中的电供给电网。
所述电池管理系统中设有智能开关，由配电站工作人员根据时段选择开启或关闭。
所述电网安装电度表，用于记录双向电流流量。
公交换电站内的每一个车载电池充电位都装设有一个双向充电器。
公交换电站内的每一个车载电池充电位都装设有一个电池管理系统。
本发明一种用于公交换电站的双向电力供给系统，有益效果如下：
1、 通过双向电力供应装置与电池管理系统BMS的信息互联，实现了在高电价时段向电网放电，低电价时段对车载电池充电，增加了电动公交车的运营效益。
2、 电高峰时段在公交换电站对高压车载电池进行集中地智能充电，能对电网负荷起到削峰填谷的作用。
3、公交换电站工作人员按时段开启智能开关，通过电池管理系统BMS控制双向充电器，若电池管理系统BMS指示电池充电，则双向充电器可以将电网的电力供给电池，反之，双向充电器将电池中的电供给电网。根据某市电网峰谷分时电价表，为使效益最大化，高峰时段及平段时段开启智能模式，低谷时段一律只进行电池充电。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图。
图2为本发明系统的控制示意图。
图3为本发明系统的高峰时段及平段时段双向互联流程图。
图4（a）为本发明系统的电池状态图一。
图4（b）为本发明系统的电池状态图二。
图4（c）为本发明系统的电池状态图三。
具体实施方式
一种用于公交换电站的双向电力供给系统，包括多个双向充电器40、多个电池管理系统20。每一个电池管理系统20连接公交换电站，每一个电池管理系统20连接一个双向充电器40，双向充电器40连接电网100、车载电池10。
电动汽车中的双向供电的方法是：供电站工作人员在高峰时段及平峰时段开启智能模式，判断电池电量是否大于第一预设值，若大于第一预设值，双向充电器40将电能从车载电池10供给电网；持续放电过程中，不间断检测电池电量并判断电池电量是否大于第二预设值，若大于第二预设值继续放电，若小于第二预设值则双向充电器40将给车载电池10充电。供电站工作人员在低谷时段不开启智能模式，电网持续给车载电池10充电，直到充满为止。
一种用于公交换电站的双向电力供给系统，其原理为：
图1为电网100与公交换电站互联装置图，包括车载电池10；对其充电或向电网100放电的双向充电器40，双向充电器40连接电网100；以及控制双向充电器40的电池管理系统20，电池管理系统20监测并控制车载电池10的充电状态。
图2为电池管理系统20与双向充电器40的联系图，电池管理系统20中设有智能开关50，由配电站工作人员在智能时段开启；SOC检查单元22测量车载电池10电量，控制单元23通过接收智能开关检测单元21、SOC检查单元22的信息来确定是否控制双向充电器40。电池管理系统20中，智能开关检测单元21判断是否开启智能模式。SOC检查单元22测量车载电池10的SOC充电状态，并以此确定双向充电器40的充电方向。电池管理系统20根据智能开关检测单元21和SOC检查单元22中的信息来确定双向充电器40的充电方向。充电方向是指双向充电器40将电力从电网100供应到车载电池10还是将电力从车载电池10返还到电网100。电池管理系统20确定双向充电器40的控制命令，并通过通信单元24将命令发送到双向充电器40。
双向充电器40包括充电器通信单元41，接收来自电池管理系统20的控制命令；充电器控制单元42处理充电器通信单元41接收的控制命令；电池充电单元43和电网供电单元44，它们根据充电器控制单元42的处理结果来操作。充电器通信单元41从电池智能管理系统通信单元24接收控制命令，并将其发送到控制单元23。控制单元23处理从充电器通信单元41发送的控制命令，然后根据在充电器控制单元42确定的充电方向来操作双向充电器40。如果电池管理系统20指示充电器控制单元42对车载电池10充电，则充电器控制单元42操作电池充电单元43，将电力从电网100供应到车载电池10。否则充电器控制单元42操作电网供电单元44，电力从车载电池10输送到电网100。电池充电单元43和电网供电单元44交替地操作。
图3为高峰时段及平段时段双向互联流程图。流程图3中，以字母A开头的过程在电池管理系统20中执行，以字母B开头的过程在双向充电器40中执行。电池管理系统20步骤A11表示：控制双向充电器50，决定对车载电池10充电或者将电力从车载电池10供应到电网100。电度表110测量电力流量，并根据双向流量计算电费。
图4（a）~图4（c）为电池状态图，对电池的SOC设置两个预设值，第二预设值b小于第一预设值a，在电价相对高的高峰时段或平峰时段，通过开启智能开关50开启智能模式，电池管理系统BMS检测车载电池10中的电力是否充足。如果车载电池10的SOC小于第一预设值，如图3的步骤A12，则车载电池10中没有充足的电力，双向充电器40不能将电力从车载电池10输到电网100，如果SOC超过第一预设值a，进行图3的步骤B10，车载电池10向电网100放电。
在图3的步骤B10期间，电池管理系统BMS 周期性地检查车载电池10的SOC,并判断车载电池10的SOC是否小于第二预设值b，如图3的A13。如果车载电池10的SOC大于第二预设值b，则继续图3的步骤B10。
如果对车载电池10进行充电B11，电池管理系统BMS测量车载电池10的SOC，当充满电时，如图3的步骤B12，则停止充电过程，并将充满电的车载电池10换下，换新电池。
在电价相对较低的低谷时段，不开启双向充电模式，仅执行图3的步骤B10和图3的步骤B12单纯对车载电池10进行充电，直至充满，充满后跟换电池。
电网100代表城市大电网。

Claims (10)

1.一种用于公交换电站的双向电力供给系统，包括多个双向充电器（40）、多个电池管理系统（20），其特征在于：每一个电池管理系统（20）连接公交换电站，每一个电池管理系统（20）连接一个双向充电器（40），双向充电器（40）连接电网（100）、车载电池（10）；
所述电池管理系统（20）包括：
智能开关检测单元（21），用于判断是否开启智能模式；
SOC检查单元（22），用于实时检查车载电池（10）的SOC状态；
控制单元（23），用于接收智能开关检测单元（21）和SOC检查单元（22）信息；
通信单元（24），用于和充电器通信单元（41）进行信息实时发送及接收；
所述双向充电器（40）包括：
充电器通信单元（41），用于信息的发送与接收；
充电器控制单元（42），用于处理接收到的控制命令；
电池充电单元（43），从电网（100）对车载电池（10）供电；
电网供应单元（44），将车载电池（10）中的电供给电网（100），电网供应单元（44）和电池充电单元（43）交替地操作。
2.根据权要求1所述一种用于公交换电站的双向电力供给系统，其特征在于：所述双向充电器（40），用于换电站内车载电池（10）和电网之间的双向供电。
3.根据权要求1所述一种用于公交换电站的双向电力供给系统，其特征在于：所述电池管理系统（20），根据车载电池（10）的状态，判断是否将电力从电网提供给车载电池（10）、或将车载电池（10）中的电供给电网。
4.根据权要求1所述一种用于公交换电站的双向电力供给系统，其特征在于：所述电池管理系统（20）中设有智能开关（50），由配电站工作人员根据时段选择开启或关闭。
5.根据权要求1所述一种用于公交换电站的双向电力供给系统，其特征在于：所述电网（100）安装电度表（110），用于记录双向电流流量。
6.根据权要求1所述一种用于公交换电站的双向电力供给系统，其特征在于：公交换电站内的每一个车载电池充电位都装设有一个双向充电器（40）。
7.根据权要求1所述一种用于公交换电站的双向电力供给系统，其特征在于：公交换电站内的每一个车载电池充电位都装设有一个电池管理系统（20）。
8.一种用于公交换电站双向电力供给方法，其特征在于：供电站工作人员在高峰时段及平峰时段开启智能模式，判断电池电量是否大于第一预设值，若大于第一预设值，双向充电器（40）将电能从车载电池（10）供给电网；持续放电过程中，不间断检测电池电量并判断电池电量是否大于第二预设值，若大于第二预设值继续放电，若小于第二预设值则双向充电器（40）将给车载电池（10）充电。
9.供电站工作人员在低谷时段不开启智能模式，电网持续给车载电池（10）充电，直到充满为止。
10.一种用于公交换电站双向电力供给方法，其特征在于：对电池的SOC设置两个预设值，第二预设值b小于第一预设值a，在电价相对高的高峰时段或平峰时段，通过开启智能开关（50）开启智能模式，电池管理系统BMS检测车载电池（10）中的电力是否充足，如果车载电池（10）的SOC小于第一预设值a，则车载电池（10）中没有充足的电力，双向充电器（40）不能将电力从车载电池（10）输到电网（100），如果SOC超过第一预设值a，进行电网供电，车载电池（10）向电网（100）放电；
在电网供电期间，电池管理系统BMS 周期性地检查车载电池（10）的SOC,并判断车载电池（10）的SOC是否小于第二预设值b，如果车载电池（10）的SOC大于第二预设值b，则继续电网供电；
如果对车载电池（10）进行充电，电池管理系统BMS测量车载电池（10）的SOC，当充满电时，则停止充电过程，并将充满电的车载电池（10）换下，换新电池；
在电价相对较低的低谷时段，不开启双向充电模式，仅执行电网供电和完成充电，单纯对车载电池（10）进行充电，直至充满，充满后跟换电池。
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