CN110497835B - 移动电源车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动电源车，包括：车体、移动储能设备、功率转换设备和系统控制设备，移动储能设备、功率转换设备和系统控制设备设置于车体上；系统控制设备与移动储能设备、功率转换设备连接；系统控制设备控制移动储能设备和功率转换设备；功率转换设备将从电网侧获取的电能进行整流，经过整流后的电能为移动储能设备进行充电；将移动储能设备输出的电能进行逆变，为电网侧的电力负荷进行应急补电；移动储能设备接收并存储经过功率转换设备整流后的电能，在电网侧的电力负荷需要应急补电时，将电能输出至功率转换设备。该移动电源车可以在电网侧出现断电危机时对重要部门、关键岗位的电力负荷进行及时用电保障。

Description

移动电源车

技术领域

本发明涉及储能系统应用技术领域，特别涉及一种移动电源车。

背景技术

随着社会的高速发展，许多重要设施对供电可靠性的要求也越来越高，一旦供电系统突然发生故障而中断供电，将会造成重大损失，因此需要做到供电电源的应急保障，即供电线路停电时由备用电源切换给负载供电。目前广泛使用的应急电源系统多以柴油发电机为驱动装置，以实现供电线路的应急保电，而柴油发电机应急保电系统只能在固定区域为固定设备进行应急保电，当其他区域也需要应急保电，则需要将该柴油发电机移动到其他区域，或者在其他区域再提供另一台柴油发电机，这样不能及时为对重要部门、关键岗位的电力负荷进行用电保障。

发明内容

本发明实施例提供了一种移动电源车，解决了现有技术中只能在固定区域为固定设备进行应急保电的技术问题。

该移动电源车包括：车体、移动储能设备、功率转换设备和系统控制设备；

其中，所述移动储能设备、功率转换设备和系统控制设备设置于所述车体上；所述系统控制设备与所述移动储能设备、功率转换设备连接；所述移动储能设备与所述功率转换设备连接；

所述系统控制设备用于：控制所述移动储能设备和所述功率转换设备；

所述功率转换设备用于：将从电网侧获取的电能进行整流，经过整流后的电能为所述移动储能设备进行充电；将所述移动储能设备输出的电能进行逆变，为电网侧的电力负荷进行应急补电；

所述移动储能设备用于：接收并存储经过所述功率转换设备整流后的电能，在电网侧的电力负荷需要应急补电时，将电能输出至所述功率转换设备。

在本发明实施例中，通过车体搭载移动储能设备、功率转换设备和系统控制设备，功率转换设备将从电网侧获取的电能进行整流，经过整流后的电能为所述移动储能设备进行充电，在电网侧的电力负荷需要应急补电时，移动电源车移动到需要应急补电的电力负荷处，功率转换设备将移动储能设备输出的电能进行逆变，为电网侧的电力负荷进行应急补电，这样可以对重要部门、关键岗位的电力负荷进行及时用电保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种移动电源车的正视图；

图2是本发明实施例提供的一种移动电源车车厢内设备排布图；

图3是本发明实施例提供的一种移动电源车用于应急电源工作原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

基于现有的柴油发电机应急保电系统只能在固定区域为固定设备进行应急保电，本发明提出了一种移动电源车，如图1和图2所示，该移动电源车包括：车体、移动储能设备3、功率转换设备4和系统控制设备5；

其中，移动储能设备3、功率转换设备4和系统控制设备5设置于车体上；所述系统控制设备5与移动储能设备3、功率转换设备4连接，系统控制设备5可以与功率转换设备4通过TCP通讯，与移动储能设备3通过CAN通讯；移动储能设备3与所述功率转换设备4连接，可以是移动储能设备3的直流母线连接到功率转换设备4的汇流母排；

所述系统控制设备5用于：控制所述移动储能设备3和所述功率转换设备4；

所述功率转换设备4用于：将从电网侧获取的(即移动电源车从补能区或现场获取的)电能进行整流，经过整流后的电能为所述移动储能设备进行充电；在移动电源车移动到需要应急补电的电力负荷处(即需要救援和服务的区域)时，将所述移动储能设备输出的电能进行逆变，为电网侧的电力负荷进行应急补电；

所述移动储能设备用于：接收并存储经过所述功率转换设备整流后的电能，在电网侧的电力负荷需要应急补电时，将电能输出至所述功率转换设备。

在本发明实施例中，现有技术中采用的柴油发电机应急保电系统还具有如下缺点：环境污染、噪音大、浪费能源、经济效益差。基于此，本发明提出的移动电源车的车体可以采用纯电动底盘1和专用车厢2，如图1和图2所示，其中，纯电动底盘1用于：牵引所述专用车厢2；专用车厢2用于：承载移动储能设备3、功率转换设备4和系统控制设备5。纯电动底盘1搭载了全球领先的铁电池和驱动集成桥总成及控制系统，配备有电动液压助力系统，转向更加轻便；搭载定速巡航系统，便于高速驾驶；整车具备零噪声、零排放、使用成本低的优点。

为了解决该问题，本发明提出的移动电源车中的移动储能设备3可以包括多个磷酸铁锂(LFP)电芯，此LFP电芯能量密度高、循环寿命高、安全性高、绿色环保、无毒无污染。采用业界先进的大模组技术，提高电池成组效率、能量密度，可灵活布局，快速实现多种成组方案，实现容量、电压等级的定制化设计。

其中，移动储能设备3可以采用电芯-模块-插箱-电池柜-电池系统成组方式，电芯按照一定的排布构成模块，模块固定于插箱内，插箱通过螺钉固定在电池柜中，电池柜通过底部固定梁安置在专用车厢2内的机柜底座上，电池柜与专用车厢2通过螺钉连接成为一个整体，使电池在各方向无法移动，避免因振动而产生的刚性碰撞。同时，专用车厢2具有防震功能，能够保证在运输条件下专用车厢2及其内部设备的机械强度满足要求，不会出现变形、功能异常、震动后不运行等故障。

在本发明实施例中，功率转换设备4可以存放在PCS柜中，其可以包括多个AC-DC功率转换模块和DC-AC功率转换模块；

所述AC-DC功率转换模块用于：将从电网侧获取的电能进行整流；

所述DC-AC功率转换模块用于：将所述移动储能设备输出的电能进行逆变。

在本发明实施例中，如图2所示，该移动电源车还可以包括：监控设备6，与系统控制设备5连接；

所述系统控制设备5具体用于：实时存储移动储能设备3、功率转换设备4的运行数据；

所述监控设备6用于：与所述系统控制设备5进行通讯，将所述运行数据进行上传，可以上传至站控管理系统及运检平台，实现远程控制及状态实时监控。

在本发明实施例中，该系统控制设备5可以是系统控制柜，其中集成了储能控制器、交换机和通讯模块(可以为4G模块)等控制和通讯设备，其中，储能控制器分别与交换机和通讯模块连接；交换机还与移动储能设备和功率转换设备连接，通讯模块与监控设备连接；

所述储能控制器用于：实时存储移动储能设备、功率转换设备的运行数据，控制所述移动储能设备和所述功率转换设备；

所述交换机用于：将所述运行数据传输至所述储能控制器；

所述通讯模块用于：将所述运行数据传输至所述监控设备6。

在本发明实施例中，该移动电源车还可以包括：热管理设备，与所述移动储能设备3、所述系统控制设备5连接；

所述热管理设备用于：获取所述移动储能设备3的实时温度，将所述实时温度上传至所述系统控制设备5；根据温度控制指令对所述移动储能设备3进行温度控制；

所述系统控制设备5还用于：根据所述实时温度生成温度控制指令，并将所述温度控制指令发送至所述热管理设备。

具体的，热管理设备可以由多个降温设备(可以为空调、风道、风扇)、多个温度采集装置(可以为温度传感器)等组成。结合移动储能设备的运行工况进行热管理设备的设计分析匹配，对移动储能设备的全寿命周期进行精准温度控制，保证移动储能设备的最佳运行，提升移动储能设备寿命。

比如，热管理设备可以采用三层级(模块级、电池柜级、集装箱级)、主动风冷方式对移动储能设备3进行温度控制。每个模块内布置多个温度采集装置，通过合理布置采集位置，有效监测电芯工作状态，利用顶置工业空调和合理的风道设计，以及每个电池柜内部的风扇+风道优化设计，实现对移动储能设备3中的电芯以及关键部件的有效温度、湿度的控制，将移动储能设备的工作环境温度控制在15～30℃，延长整个移动储能设备3的使用寿命以及运行的安全可靠。

在本发明实施例中，该移动电源车还可以包括：消防设备，与所述移动储能设备3、所述系统控制设备5连接；

所述消防设备用于：对所述移动储能设备3进行消防监测，在发生火灾时，将火灾信息上传至所述系统控制设备5；根据所述火灾控制指令对所述移动储能设备3进行灭火处理；

所述系统控制设备5还用于：根据所述火灾信息生成火灾控制指令，并将所述火灾控制指令发送至所述消防设备。

具体的，移动电源车自身配置有消防设备，对储能系统实时监控，避免因储能介质自身化学反应放热积聚或外界热源影响发生热失控，影响电源车的安全性能。消防设备可以由火灾探测器和灭火设备组成(还可以包括控制器、声光报警、用户开关等)，所述火灾探测器用于：获取所述移动储能设备的火灾信息，将所述火灾信息上传至所述系统控制设备；所述系统控制设备具体用于：根据所述火灾信息生成火灾控制指令，并下发至所述灭火设备；所述灭火设备用于：接收所述火灾控制指令，并根据所述火灾控制指令对所述移动储能设备进行灭火处理。

灭火设备也可以采用手动七氟丙烷灭火器，七氟丙烷灭火剂是无色、无味、无污染气体，且不导电、不含水，不会对设备造成伤害，灭火效率高、速度快，瓶组安装灵活方便。工作人员确认火警后，手动启动灭火器，灭火剂开始喷射并充满整个电池室，淹没起火点，及时灭火，避免人员伤亡、减少财产损失。

消防设备快速响应，灭火剂快速喷射，直接淹没起火点，保证灭火系统的针对性和快速性。

上述器件在车体中的放置位置可以根据实际需要进行随意变化，不对其进行具体限定。

在本发明实施例中，移动电源车还采用了有效的防震、防冲击、防颠簸设计，确保车厢与箱内的移动储能设备、功率转换设备和系统控制设备的受力和稳定性能满足功能要求，保证在运输和地震条件下车厢及其内部设备的机械强度满足要求，不会出现变形、功能异常、震动后不允许等故障，保证储能系统的安全、可靠运行。

图3为本发明实施例提供的一种移动电源车用于应急电源工作原理图，如图3所示，该应急电源控制策略如下：

移动储能系统(即指的是移动储能设备、功率转换设备和系统控制设备)接入变压器低压侧，并入交流母排，同时在交流母排安装有电流、电压实时采集装置，系统控制设备通过判断采集交流母排信息，控制移动储能设备、功率转换设备充放功率。电网正常工作时，移动储能系统处于待机状态，一旦检测到电网失电，移动储能系统通过转换系统状态，由并网模式转变为离网模式，对重要负载进行供电。

储能系统充电：

储能系统接入电网，闭合开关Q2，然后启动储能系统，储能系统进入待机状态，切换至并网模式，储能系统进行充电，充满电后自动进入待机状态。

储能系统放电：

储能系统接入电网，闭合开关Q2，同时启动储能系统，储能系统进入待机状态，如此时电网失电，断开变压器低压侧主断路器Q1，同时将储能系统操作至待机状态，手动切换储能系统至离网状态，对负载进行供电。

电网恢复供电：

电网恢复供电后，需首先将储能系统退出离网模式，进入待机状态，再手动闭合变压器低压侧主断路器开关Q1。如需进行储能系统补电，则手动切换储能系统进入并网模式，对储能系统进行充电。

本发明实施例中的移动电源车技术参数如表1所示。

表1移动电源车技术参数

综上所述，本发明提出的移动电源车是一种基于磷酸铁锂电池的移动式储能系统，其针对其中的电池管理与保护、能量均衡等关键性技术进行了研究和分析。即移动电源车从补能区或现场获取电能，通过功率转换设备的整流，将电能存储于移动储能设备中，移动电源车可达到需要救援和服务的区域，基于功率转换设备，对重要部门、关键岗位的电力负荷，进行及时用电保障。这种新型移动式储能系统具有环保、节能、无污染、无噪音、可实现峰谷经济效益、移动便捷等优点。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种移动电源车，其特征在于，包括：车体、移动储能设备、功率转换设备和系统控制设备；

其中，所述移动储能设备、功率转换设备和系统控制设备设置于所述车体上；所述系统控制设备与所述移动储能设备、功率转换设备连接，系统控制设备与功率转换设备通过TCP通讯，与移动储能设备通过CAN通讯；所述移动储能设备与所述功率转换设备连接，其中，移动储能设备的直流母线连接到功率转换设备的汇流母排；

所述系统控制设备用于：控制所述移动储能设备和所述功率转换设备；

所述功率转换设备用于：将从电网侧获取的电能进行整流，经过整流后的电能为所述移动储能设备进行充电；在移动电源车移动到需要应急补电的电力负荷处时，将所述移动储能设备输出的电能进行逆变，为电网侧的电力负荷进行应急补电；

所述移动储能设备用于：接收并存储经过所述功率转换设备整流后的电能，在电网侧的电力负荷需要应急补电时，将电能输出至所述功率转换设备；

所述功率转换设备包括多个AC-DC功率转换模块和DC-AC功率转换模块；

所述AC-DC功率转换模块用于：将从电网侧获取的电能进行整流；

所述DC-AC功率转换模块用于：将所述移动储能设备输出的电能进行逆变；

还包括：监控设备，与所述系统控制设备连接；

所述系统控制设备具体用于：实时存储移动储能设备、功率转换设备的运行数据；

所述监控设备用于：与所述系统控制设备进行通讯，将所述运行数据进行上传；

所述系统控制设备包括储能控制器、交换机和通讯模块，其中，所述储能控制器分别与所述交换机和通讯模块连接；所述交换机还与所述移动储能设备和所述功率转换设备连接，所述通讯模块与所述监控设备连接；

所述储能控制器用于：实时存储移动储能设备、功率转换设备的运行数据，控制所述移动储能设备和所述功率转换设备；

所述交换机用于：将所述运行数据传输至所述储能控制器；

所述通讯模块用于：将所述运行数据传输至所述监控设备。

2.如权利要求1所述的移动电源车，其特征在于，所述车体包括纯电动底盘和专用车厢；

所述纯电动底盘用于：牵引所述专用车厢；

所述专用车厢用于：承载移动储能设备、功率转换设备和系统控制设备。

3.如权利要求1所述的移动电源车，其特征在于，所述移动储能设备包括多个磷酸铁锂电芯。

4.如权利要求3所述的移动电源车，其特征在于，所述多个磷酸铁锂电芯按照预设排布固定于插箱内，所述插箱通过螺钉固定于电池柜中，所述电池柜通过螺钉固定安置在车体内。

5.如权利要求1所述的移动电源车，其特征在于，还包括：热管理设备，与所述移动储能设备、所述系统控制设备连接；

所述热管理设备用于：获取所述移动储能设备的实时温度，将所述实时温度上传至所述系统控制设备；根据温度控制指令对所述移动储能设备进行温度控制；

所述系统控制设备还用于：根据所述实时温度生成温度控制指令，并将所述温度控制指令发送至所述热管理设备。

6.如权利要求5所述的移动电源车，其特征在于，所述热管理设备包括多个温度采集装置和多个降温设备；所述多个温度采集装置和多个降温设备分别布置于所述移动储能设备的不同位置；

所述多个温度采集装置用于：获取所述移动储能设备不同位置的实时温度，将所述不同位置的实时温度上传至所述系统控制设备；

所述系统控制设备具体用于：根据所述不同位置的实时温度生成相应的温度控制指令，并下发至所述多个降温设备；

所述多个降温设备用于：接收所述温度控制指令，并根据所述温度控制指令对所述移动储能设备进行温度控制。

7.如权利要求1所述的移动电源车，其特征在于，还包括：消防设备，与所述移动储能设备、所述系统控制设备连接；

所述消防设备用于：对所述移动储能设备进行消防监测，在发生火灾时，将火灾信息上传至所述系统控制设备；根据火灾控制指令对所述移动储能设备进行灭火处理；

所述系统控制设备还用于：根据所述火灾信息生成火灾控制指令，并将所述火灾控制指令发送至所述消防设备。

8.如权利要求7所述的移动电源车，其特征在于，所述消防设备包括火灾探测器和灭火设备；

所述火灾探测器用于：获取所述移动储能设备的火灾信息，将所述火灾信息上传至所述系统控制设备；

所述系统控制设备具体用于：根据所述火灾信息生成火灾控制指令，并下发至所述灭火设备；

所述灭火设备用于：接收所述火灾控制指令，并根据所述火灾控制指令对所述移动储能设备进行灭火处理。