CN112046328B - 具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统，包括电能变换系统和监控系统；电能变换系统包括一个能量双向流动的AC/DC变流器和多个能量双向流动的DC/DC变流器，AC/DC变流器与多个DC/DC变流器通过直流母线连接，每个DC/DC变流器与一个电池连接；监控系统包括云端服务器、主控制器、AC/DC分布式控制器、DC/DC分布式控制器及电池BMS系统；主控制器通过无线网络或者有线网络与云端服务器通信，上传充换电系统的运行状态和运行参数，并接受云端服务器发下的指令；主控制器与AC/DC分布式控制器和DC/DC分布式控制器进行通信，下发运行模式及运行参数指令，并接收AC/DC变流器和DC/DC变流器的运行状态、运行参数和事件上报。本发明可实现电池充换电柜的多种功能，在不同的功能之间进行切换，满足不同的应用需求。

Description

具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统
技术领域
本发明涉及电动自行车电池充换电领域，具体涉及集中式充换电装置的电能变换架构及其控制方法，特别是具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统。
背景技术
随着新国标的实施，电动自行车越来越多采用轻量化、续航里程长、使用寿命久的锂电池作为动力电池。同时，锂电池本身的充电过程的安全性受到越来越多的关注。采用车电分离的集中式充换电方式具有集中管理、充电安全、换电高效的特点，目前常见的集中充换电装置以满足对电池进行安全快速充电及对二轮车进行高效换电为目标，其功率流向只能从电网通过充换电装置流向电池，因而其电能变换架构多采用单相AC/DC变流器加单级或双级DC/DC变流器的架构。随着技术的发展，未来的集中充换电柜不仅仅作为电池充换电设备，还应具有更丰富的功能，如作为电网调峰调频的一种分布式补充，或者社区的储能应急电源，因此需要充换电装置具有能量双向流动的功能。
发明内容
本发明的目的是提供具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统，解决目前的电动自行车集中充换电柜能量只能单向流动，无法满足作为社区储能应急电源、电网调峰调频等更多功能的问题。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统，包括电能变换系统和监控系统；所述电能变换系统包括一个能量双向流动的AC/DC变流器和多个能量双向流动的DC/DC变流器，AC/DC变流器与多个DC/DC变流器通过直流母线连接，每个DC/DC变流器与一个电池连接；所述监控系统包括云端服务器、主控制器、AC/DC分布式控制器、DC/DC分布式控制器及电池BMS系统；所述主控制器通过无线网络或者有线网络与云端服务器通信，上传充换电系统的运行状态和运行参数，并接受云端服务器发下的指令；所述主控制器与AC/DC分布式控制器和DC/DC分布式控制器进行通信，下发运行模式及运行参数指令，并接收AC/DC变流器和DC/DC变流器的运行状态、运行参数和事件上报。
进一步的，所述系统具有充电模式、并网逆变模式、离网逆变模式三种工作模式，通过云端服务器下发相应指令到主控制器后进行相应的模式切换。
进一步的，在充电模式下，充换电系统的主控制器闭合进线的断路器，AC/DC变流器控制直流母线电压稳定，DC/DC变流器对每个电池进行恒压恒流模式的充电控制，同时对电池的充电过程进行监控，充电过程的设备的各个状态通过主控器上传到云端服务器。
进一步的，在并网逆变模式下，充换电系统作为一种电网分布式调峰调频的补充，该模式下，主控制器闭合进线的断路器和负载开关，同时接收云端服务器的有功功率调度指令，并将指令发送给AC/DC分布式控制器，AC/DC变流器运行在并网电流源模态下，响应云端服务器的功率调度指令，同时，多个DC/DC变流器通过控制电池的充电放电，实现对直流母线的稳压控制。
进一步的，所述在离网逆变模式下，充换电系统可以作为应急电源使用，该模式下，主控制器断开进线断路器，闭合负载开关，AC/DC变流器运行在电压源模态下，逆变输出交流电压，给负载供电，同时，DC/DC变流器通过控制电池的放电，实现对直流母线的稳压控制。
进一步的，所述主控制器通过RS485网络与AC/DC分布式控制器和DC/DC分布式控制器进行通信。
与现有技术相比，本发明具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统的有益效果是：(1)、可实现电池充换电柜的多种功能：充电功能、应急电源功能、接收电网调度实现调峰调频功能。(2)、可以接收云端服务器调度，在不同的功能之间进行切换，满足不同的应用需求。
附图说明
图1是具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统，包括电能变换系统和监控系统。
电能变换系统包括一个能量双向流动的AC/DC变流器1和多个能量双向流动的DC/DC变流器2，AC/DC变流器与多个DC/DC变流器通过直流母线连接，每个DC/DC变流器与一个电池3连接。AC/DC变流器1与负载9及电网10连接。
监控系统包括云端服务器4、主控制器5、AC/DC分布式控制器6、DC/DC分布式控制器7及电池BMS系统8。
主控制器通过无线网络或者有线网络与云端服务器通信，上传充换电系统的运行状态和运行参数，并接受云端服务器发下的指令。主控制器通过RS485网络与AC/DC分布式控制器和DC/DC分布式控制器进行通信，下发运行模式及运行参数指令，并接收AC/DC变流器和DC/DC变流器的运行状态、运行参数和事件上报。
具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统具有充电模式、并网逆变模式、离网逆变模式三种工作模式。
在充电模式下，充换电系统的主控制器闭合进线的断路器，AC/DC变流器控制直流母线电压稳定，DC/DC变流器对每个电池进行恒压恒流模式的充电控制，同时对电池的充电过程进行监控。充电过程的设备的各个状态通过主控器上传到云端服务器。
在并网逆变模式下，充换电系统作为一种电网分布式调峰调频的补充。该模式下，主控制器闭合进线的断路器和负载开关，同时接收云端服务器的有功功率调度指令，并将指令发送给AC/DC分布式控制器，AC/DC变流器运行在并网电流源模态下，响应云端服务器的功率调度指令。同时，多个DC/DC变流器通过控制电池的充电放电，实现对直流母线的稳压控制。
在离网逆变模式下，充换电系统可以作为应急电源使用。该模式下，主控制器断开进线断路器，闭合负载开关。AC/DC变流器运行在电压源模态下，逆变输出交流电压，给负载供电，同时，DC/DC变流器通过控制电池的放电，实现对直流母线的稳压控制。
以上三种模式的切换，通过云端服务器下发相应指令到主控制器后进行相应的模式切换。
本发明具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统，具有以下优点：
(1)、可实现电池充换电柜的多种功能：充电功能、应急电源功能、接收电网调度实现调峰调频功能。
(2)、可以接收云端服务器调度，在不同的功能之间进行切换，满足不同的应用需求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.具有能量双向流动功能的电动自行车电池集中充换电系统，其特征在于：包括电能变换系统和监控系统；所述电能变换系统包括一个能量双向流动的AC/DC变流器和多个能量双向流动的DC/DC变流器，AC/DC变流器与多个DC/DC变流器通过直流母线连接，每个DC/DC变流器与一个电池连接；所述监控系统包括云端服务器、主控制器、AC/DC分布式控制器、DC/DC分布式控制器及电池BMS系统；所述主控制器通过无线网络或者有线网络与云端服务器通信，上传充换电系统的运行状态和运行参数，并接受云端服务器发下的指令；所述主控制器与AC/DC分布式控制器和DC/DC分布式控制器进行通信，下发运行模式及运行参数指令，并接收AC/DC变流器和DC/DC变流器的运行状态、运行参数和事件上报；所述系统具有充电模式、并网逆变模式、离网逆变模式三种工作模式，通过云端服务器下发相应指令到主控制器后进行相应的模式切换；在并网逆变模式下，充换电系统作为一种电网分布式调峰调频的补充，该模式下，主控制器闭合进线的断路器和负载开关，同时接收云端服务器的有功功率调度指令，并将指令发送给AC/DC分布式控制器，AC/DC变流器运行在并网电流源模态下，响应云端服务器的功率调度指令，同时，多个DC/DC变流器通过控制电池的充电放电，实现对直流母线的稳压控制；所述在离网逆变模式下，充换电系统可以作为应急电源使用，该模式下，主控制器断开进线断路器，闭合负载开关，AC/DC变流器运行在电压源模态下，逆变输出交流电压，给负载供电，同时，DC/DC变流器通过控制电池的放电，实现对直流母线的稳压控制；所述主控制器通过RS485网络与AC/DC分布式控制器和DC/DC分布式控制器进行通信。
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CN113928177A (zh) * 2021-12-20 2022-01-14 绿水青山(辽宁)电力设计院有限公司 一种带有外接空气调节及净化装置的多功能充换电柜

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103187779B (zh) * 2011-12-31 2016-06-22 比亚迪股份有限公司 电动汽车的充电方法及充电装置
CN102969715B (zh) * 2012-12-12 2015-01-07 北京动力机械研究所 一种快速双向切换的电能补充管理装置和方法
DE102013208287A1 (de) * 2013-05-06 2014-11-06 Robert Bosch Gmbh Hochvolt-Bordnetzstruktur für Fahrzeuge
CN106329572A (zh) * 2016-09-13 2017-01-11 国家电网公司 一种混合储能变流器装置及控制方法
CN108695874B (zh) * 2018-06-26 2024-04-02 易事特集团股份有限公司 一种复合储能型双向功率变换装置

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