CN109228946A - 储能式充电桩系统、充电桩及工作方法 - Google Patents

储能式充电桩系统、充电桩及工作方法 Download PDF

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邵丹薇
李德胜
储丹
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Abstract

本发明涉及一种储能式充电桩系统、充电桩及工作方法，本储能式充电桩系统包括：控制单元、储能单元，与所述储能单元电性连接的充电单元，以及与所述控制单元电性相连的电能质量监测模块；其中所述储能单元适于获取电力网中电能以储存电能，以及所述充电单元的输入端连接电力网和/或储能单元，所述电能质量监测模块适于实时采集充电单元的输入端的电能质量数据，并将所述电能质量数据发送至所述控制单元，所述控制单元适于控制储能单元将储存的电能传输至所述充电单元，以对电动车进行充电；本发明通过储存电能以对充电桩进行供给，当变压器用电高峰时，储能提供电力供给，起到变压器动态扩容作用。

Description

储能式充电桩系统、充电桩及工作方法
技术领域
本发明涉及一种充电桩领域，尤其涉及一种储能式充电桩系统、充电桩及工作方法。
背景技术
现有充电桩系统是完全基于电力配电系统上的，过于依赖电力系统，当电力基础设施跟不上充电桩容量需求时，只能选择与电力基础设施匹配。同时充电桩系统也会对电力系统产生相应的电能质量影响，如无功、谐波、电压下降等。
因此，亟需开发一种储能式充电桩系统、充电桩及工作方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种储能式充电桩系统、充电桩及工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种储能式充电桩系统，其包括：控制单元、储能单元，与所述储能单元电性连接的充电单元，以及与所述控制单元电性相连的电能质量监测模块；其中所述储能单元适于获取电力网中电能以储存电能，以及所述充电单元的输入端连接电力网和/或储能单元，所述电能质量监测模块适于实时采集充电单元的输入端的电能质量数据，并将所述电能质量数据发送至所述控制单元，所述控制单元适于控制储能单元将储存的电能传输至所述充电单元，以对电动车进行充电。
进一步，所述储能单元包括：电池组以及由控制单元控制的BMS模块和储能变流器；其中所述控制单元适于控制所述BMS模块通过所述储能变流器获取电力网中电能，并将获取的电能存储在所述电池组中；以及所述控制单元还适于控制所述BMS模块激活所述电池组，将储存在所述电池组中的电能通过所述储能变流器输出至所述充电单元。
进一步，所述BMS模块适于实时采集所述电池组的荷电状态信息、电芯的电压电流信息，并将所述荷电状态信息、电芯的电压电流信息发送至所述控制单元。
进一步，所述充电单元包括：AC/DC模块、以及与所述控制单元电性连接的充电枪；所述AC/DC模块的输入端适于连接电力网和/或储能单元，并通过所述AC/DC模块的输出端向所述充电枪输出电能；所述控制单元还适于控制所述充电枪的充放状态。
进一步，所述AC/DC模块包括：整流电路，以及与所述整流电路的输出端相连的直流输出电路；所述整流电路适于对输入的电能整流成直流电，并从所述直流输出电路的输出端输出至所述充电枪。
另一方面，本发明提供一种储能式充电桩系统的工作方法，其包括：储存电能；获取存储的电能以对电动车进行充电；所述工作方法适于采用如上述的储能式充电桩系统以对电动车进行充电。
第三方面，本发明提供一种充电桩，其包括：充电桩本体，以及储能式充电桩系统；其中所述充电桩本体适于通过所述储能式充电桩系统以对电动车进行充电；所述储能式充电桩系统包括：控制单元、储能单元，与所述储能单元电性连接的充电单元，以及与所述控制单元电性相连的电能质量监测模块；其中所述储能单元适于获取电力网中电能以储存电能，以及所述充电单元的输入端连接电力网和/或储能单元，所述电能质量监测模块适于实时采集充电单元的输入端的电能质量数据，并将所述电能质量数据发送至所述控制单元，所述控制单元适于控制储能单元将储存的电能传输至所述充电单元，以对电动车进行充电。
本发明的有益效果是，本发明通过储存电能以对充电桩进行供给，当变压器用电高峰时，储能提供电力供给，起到变压器动态扩容作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明储能式充电桩系统的工作原理图。
图2是本发明储能式充电桩系统的工作方法的流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
图1是本发明储能式充电桩系统的工作原理图。
在本实施例中，如图1所示，本实施例提供了一种储能式充电桩系统，其包括：控制单元、储能单元，以及与所述储能单元电性连接的充电单元；其中所述储能单元适于获取电力网中电能以储存电能，以及所述控制单元适于控制所述储能单元将储存的电能传输至所述充电单元，以对电动车进行充电。
在本实施例中，本实施例通过储存电能以对充电桩进行供给，当变压器用电高峰时，储能提供电力供给，起到变压器动态扩容作用。
在本实施例中，控制单元可以采用但不限于是STM32系列单片机处理器。
在本实施例中，如图1所示，为了更好显示本储能式充电桩系统的工作原理，虚线连接表示控制关系，实线连接表示能量关系。
为了储能单元能够充放电，所述储能单元包括：电池组以及由控制单元控制的BMS模块和储能变流器；其中所述控制单元适于控制所述BMS模块通过所述储能变流器获取电力网中电能，并将获取的电能存储在所述电池组中；以及所述控制单元还适于控制所述BMS模块激活所述电池组，将储存在所述电池组中的电能通过所述储能变流器输出至所述充电单元。
在本实施例中，BMS模块包括若干BMS，每个BMS对应连接储能电池堆，各储能电池堆以组成电池组。
为了对电池组进行实时监测，所述BMS模块适于实时采集所述电池组的荷电状态信息、电芯的电压电流信息，并将所述荷电状态信息、电芯的电压电流信息发送至所述控制单元。
在本实施例中，储能式充电桩系统还包括：与储能变流器相连的EMS能量管理系统，以对充电桩数据、电网电能质量数据、储能变流器数据、电池管理系统数据进行采集，并对储能变流器进行控制。
在本实施例中，通过对电池组的荷电状态信息、电芯的电压电流信息进行采集，从而获知电池组的性能、状态以便于及时维护和检修。
为了实时监测充电单元的输入端的电能质量数据，所述储能式充电桩系统还包括：与所述控制单元电性相连的电能质量监测模块；所述电能质量监测模块适于实时采集充电单元的输入端的电能质量数据，并将所述电能质量数据发送至所述控制单元。
在本实施例中，通过实时采集充电单元的输入端的电能质量数据，以选择输送电能质量较好的途径进行输电。
为了控制充电单元的充放状态，所述充电单元包括：AC/DC模块、以及与所述控制单元电性连接的充电枪；所述AC/DC模块的输入端适于连接电力网和/或储能单元，并通过所述AC/DC模块的输出端向所述充电枪输出电能；所述控制单元还适于控制所述充电枪的充放状态。
具体的，所述AC/DC模块包括：整流电路，以及与所述整流电路的输出端相连的直流输出电路；所述整流电路适于对输入的电能整流成直流电，并从所述直流输出电路的输出端输出至所述充电枪。
图2是本发明储能式充电桩系统的工作方法的流程图。
在本实施例中，如图2所示，本实施例还提供一种储能式充电桩系统的工作方法，其包括：储存电能；获取存储的电能以对电动车进行充电。
具体的，所述工作方法适于采用如上述的储能式充电桩系统以对电动车进行充电。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例提供一种充电桩，其包括：充电桩本体，以及储能式充电桩系统；其中所述充电桩本体适于通过所述储能式充电桩系统以对电动车进行充电。
进一步，所述储能式充电桩系统包括：控制单元、储能单元，以及与所述储能单元电性连接的充电单元；其中所述储能单元适于获取电力网中电能以储存电能，以及所述控制单元适于控制所述储能单元将储存的电能传输至所述充电单元，以对电动车进行充电。
在本实施例中，控制单元、储能单元、充电单元均已在上述实施例中阐述清楚。
在本实施例中，充电桩适于采用实施例1所提供的储能式充电桩系统的工作方法。
当电力网的电价为谷价时给储能式充电桩系统充电且充电功率可控制，保证变压器容量占用量，在用电高峰储能式充电桩系统可独立或与电力网一起出力为充电桩提供电能，储能式充电桩系统能够在设定时间内独立为充电桩系统满负荷供电。
综上所述，本发明通过储存电能以对充电桩进行供给，当变压器用电高峰时，储能提供电力供给，起到变压器动态扩容作用；本储能式充电桩系统能及时提供有功、无功输出，改善系统运行电能质量，减少充电桩系统对电网电能质量产生的影响；通过储能实现削峰填谷（谷价充电，峰价放电），实现尽可能用最低的电价为电动汽车充电。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种储能式充电桩系统，其特征在于，包括：
控制单元、储能单元，与所述储能单元电性连接的充电单元，以及与所述控制单元电性相连的电能质量监测模块；其中
所述储能单元适于获取电力网中电能以储存电能，以及
所述充电单元的输入端连接电力网和/或储能单元，所述电能质量监测模块适于实时采集充电单元的输入端的电能质量数据，并将所述电能质量数据发送至所述控制单元，所述控制单元适于控制储能单元将储存的电能传输至所述充电单元，以对电动车进行充电。
2.如权利要求1所述的储能式充电桩系统，其特征在于，
所述储能单元包括：电池组以及由控制单元控制的BMS模块和储能变流器；其中
所述控制单元适于控制所述BMS模块通过所述储能变流器获取电力网中电能，并将获取的电能存储在所述电池组中；以及
所述控制单元还适于控制所述BMS模块激活所述电池组，将储存在所述电池组中的电能通过所述储能变流器输出至所述充电单元。
3.如权利要求2所述的储能式充电桩系统，其特征在于，
所述BMS模块适于实时采集所述电池组的荷电状态信息、电芯的电压电流信息，并将所述荷电状态信息、电芯的电压电流信息发送至所述控制单元。
4.如权利要求1所述的储能式充电桩系统，其特征在于，
所述充电单元包括：AC/DC模块、以及与所述控制单元电性连接的充电枪；
所述AC/DC模块的输入端适于连接电力网和/或储能单元，并通过所述AC/DC模块的输出端向所述充电枪输出电能；
所述控制单元还适于控制所述充电枪的充放状态。
5.如权利要求4所述的储能式充电桩系统，其特征在于，
所述AC/DC模块包括：整流电路，以及与所述整流电路的输出端相连的直流输出电路；
所述整流电路适于对输入的电能整流成直流电，并从所述直流输出电路的输出端输出至所述充电枪。
6.一种储能式充电桩系统的工作方法，其特征在于，包括：
储存电能；
获取存储的电能以对电动车进行充电；
所述工作方法适于采用如权利要求1-5任一项所述的储能式充电桩系统以对电动车进行充电。
7.一种充电桩，其特征在于，包括：
充电桩本体，以及储能式充电桩系统；其中
所述充电桩本体适于通过所述储能式充电桩系统以对电动车进行充电；
所述储能式充电桩系统包括：控制单元、储能单元，与所述储能单元电性连接的充电单元，以及与所述控制单元电性相连的电能质量监测模块；其中
所述储能单元适于获取电力网中电能以储存电能，以及
所述充电单元的输入端连接电力网和/或储能单元，所述电能质量监测模块适于实时采集充电单元的输入端的电能质量数据，并将所述电能质量数据发送至所述控制单元，所述控制单元适于控制储能单元将储存的电能传输至所述充电单元，以对电动车进行充电。
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