CN112165111A - 移动补电车 - Google Patents

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CN112165111A CN202010823139.1A CN202010823139A CN112165111A CN 112165111 A CN112165111 A CN 112165111A CN 202010823139 A CN202010823139 A CN 202010823139A CN 112165111 A CN112165111 A CN 112165111A
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power supply
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胡天文
李穷
邵振东
李运生
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Anhui Lvwo Recycling Energy Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种移动补电车，包括车辆本体及固定于所述车辆本体上的集装箱，所述集装箱包括电池仓及设备仓，所述电池仓内设置有多个电池簇，所述设备仓内设置有与所述多个电池簇对应电性连接的多个主控箱、多个充电桩及多个充电座，每个所述主控箱对应连接一个所述充电桩及一个所述充电座，所述充电桩及所述充电座内设置有双向储能逆变器，所述充电桩用于连接控制所述电池簇进行放电的直流负载或交流负载，所述充电座用于连接控制所述电池簇进行充电的直流电源或交流电源。本发明提供的移动补电车，具有交/直流输出及交/直流输入的功能，充放电模式丰富，具备逆向为交流电源(例如电网)的供电能力，能够对电网的用电进行削峰填谷，节约能源。

Description

移动补电车
【技术领域】
本发明涉及补电技术领域，尤其涉及一种移动补电车。
【背景技术】
供电的持续性是电力供应的最基本、最重要的的需求，对国家的经济发展、社会的正常运转起到重要作用。自然灾害随机不可避免，经常对现有电力设施造成损坏，不但严重影响了人们正常的生活和生产活动，而且让救援工作举步维艰。因此，配备可移动的应急电源，可以提高应对自然灾害与突发事件的能力。
现有的应急电源包括：燃气轮机发电机组、应急柴油发电机组、PPS(PortablePower System，便携式动力系统)不间断电源、EPS(Emergency Power Supply，应急电源装置)应急电源，移动补电车作为搭载蓄电池的移动电源，具备提供应急电源的能力，而且便捷高效。然而，现有的移动补电车的充放电模式单一，只能由电网正向给移动补电车充电，不具备移动补电车逆向给电网供电的能力，而电网的用电高峰通常在白天，晚上则是低谷，会造成白天电能不够用、晚上富余浪费的情况。
鉴于此，实有必要提供一种新型的移动补电车以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种具有交/直流输出及交/直流输入的功能、充放电模式丰富、具备逆向为交流电源(例如电网)的供电能力、能够对电网的用电进行削峰填谷、节约能源的移动补电车。
为了实现上述目的，本发明提供一种移动补电车，包括车辆本体及固定于所述车辆本体上的集装箱，所述集装箱包括电池仓及设备仓，所述电池仓内设置有多个电池簇，所述设备仓内设置有与所述多个电池簇对应电性连接的多个主控箱、多个充电桩及多个充电座，每个所述主控箱对应连接一个所述充电桩及一个所述充电座，所述充电桩及所述充电座内设置有双向储能逆变器，所述充电桩用于连接控制所述电池簇进行放电的直流负载或交流负载，所述充电座用于连接控制所述电池簇进行充电的直流电源或交流电源；所述电池簇能够通过所述主控箱及所述充电桩内的双向储能逆变器进行放电，所述电池簇为所述交流负载补充电能；所述电池簇能够通过所述主控箱及所述充电桩进行放电，所述电池簇为所述直流负载补充电能；所述电池簇能够通过所述主控箱及所述充电座内的双向储能逆变器进行充电，所述交流电源为所述电池簇补充电能；所述电池簇能够通过所述主控箱及所述充电座进行充电，所述直流电源为所述电池簇补充电能。
在一个优选实施方式中，每个所述主控箱内设置有控制电路，所述控制电路包括用于连接所述电池簇的总正极的正极连接端及用于连接所述电池簇的总负极的负极连接端，所述控制电路还包括保险丝、预充继电器、预充电阻、放电继电器、充电继电器及负极继电器；所述正极连接端连接所述保险丝的第一端，所述保险丝的第二端连接所述预充继电器的第一端，所述预充继电器的第二端通过所述预充电阻连接所述充电桩的正极；所述保险丝的第二端还连接所述放电继电器的第一端，所述放电继电器的第二端连接所述充电桩的正极；所述保险丝的第二端还连接所述充电继电器的第一端，所述充电继电器的第二端连接所述充电座的正极；所述负极连接端连接所述负极继电器的第一端，所述负极继电器的第二端连接所述充电桩的负极及所述充电座的负极。
在一个优选实施方式中，所述控制电路还包括联动断路器及霍尔传感器；所述联动断路器的第一端连接所述放电继电器的第二端及所述负极继电器的第二端，所述联动断路器的第二端连接所述充电桩的正极及所述充电桩的负极；所述霍尔传感器的第一端连接所述负极连接端，所述霍尔传感器的第二端连接所述负极继电器的第一端。
在一个优选实施方式中，所述控制电路还包括二极管，所述二极管的阳极连接所述保险丝的第二端，所述二极管的阴极连接所述车辆本体内的用电设备的正极，所述用电设备的负极连接所述负极继电器的第二端。
在一个优选实施方式中，所述主控箱内还设置有BMS模块，所述BMS模块用于检测所述正极连接端及所述负极连接端的电压，所述BMS模块还用于检测所述放电继电器、充电继电器及负极继电器的闭合状态。
在一个优选实施方式中，所述电池仓的顶壁内安装有空调，所述空调开设有送风口，所述电池仓内设置有连通所述送风口的送风管，所述送风管开设有多个通风孔，所述通风孔的尺寸在远离所述送风口的方向上逐渐变大。
在一个优选实施方式中，所述电池簇包括多个串联的电池箱，所述电池箱内设置有多片软包电池，所述电池箱的一侧固定有抽吸风扇，相邻的软包电池间设置有散热板。
在一个优选实施方式中，所述散热板为中空的铝板，所述散热板内焊接有多个加强肋。
在一个优选实施方式中，所述设备仓的侧壁上开设有进风导流罩及排风百叶窗。
在一个优选实施方式中，所述设备仓还设置有与所述主控箱电性连接的消防模块。
相比于现有技术，本发明提供的移动补电车，所述充电桩及所述充电座内设置有双向储能逆变器，当充电桩接入交流负载时，电池簇能够通过所述主控箱及所述充电桩内的双向储能逆变器进行交流输出，为交流负载补充电能；当充电桩接入直流负载时，电池簇能够通过所述主控箱及所述充电桩进行直流输出，为直流负载补充电能；当充电座接入交流电源时，所述电池簇能够通过所述主控箱及所述充电座内的双向储能逆变器进行交流输入，交流电源为所述电池簇补充电能；当充电座接入直流电源时，所述电池簇能够通过所述主控箱及所述充电座进行直流输入，直流电源为所述电池簇补充电能。即实现了移动补电车的交/直流输出及交/直流输入的功能，充放电模式丰富，充放电便捷快速，具备逆向为交流电源(例如电网)的供电能力，能够对电网的用电进行削峰填谷，节约能源。
为使发明的上述目的、特征和优引脚能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明提供的移动补电车的结构示意图；
图2为本发明提供的移动补电车的电气拓补图；
图3为本发明提供的移动补电车的充电桩的原理框图；
图4为本发明提供的移动补电车的充电座的原理框图；
图5为本发明提供的移动补电车的电池仓的俯视示意图；
图6为本发明提供的移动补电车的电池簇的电路原理图；
图7为本发明提供的移动补电车的电池箱的结构示意图；
图8为本发明提供的移动补电车的散热板的结构示意图；
图9为本发明提供的移动补电车的控制电路的电路原理图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
请一并参阅图1及图2，本发明提供一种移动补电车100，包括车辆本体101及固定于所述车辆本体101上的集装箱102，所述集装箱102包括电池仓10及设备仓20。
请一并参阅图3及图4，所述电池仓10内设置有多个电池簇11，所述设备仓20内设置有与所述多个电池簇11对应电性连接的多个主控箱21、多个充电桩22及多个充电座23，每个所述主控箱21对应连接一个所述充电桩22及一个所述充电座23，所述充电桩22及所述充电座23内设置有双向储能逆变器24，所述充电桩22用于连接控制所述电池簇11进行放电的直流负载或交流负载，所述充电座23用于连接控制所述电池簇11进行充电的直流电源或交流电源。
具体的，所述电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电桩22内的双向储能逆变器24进行放电，所述电池簇11为所述交流负载补充电能；所述电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电桩22进行放电，所述电池簇11为所述直流负载补充电能；所述电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电座23内的双向储能逆变器24进行充电，所述交流电源为所述电池簇11补充电能；所述电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电座23进行充电，所述直流电源为所述电池簇11补充电能。
本发明提供的移动补电车100，所述充电桩22及所述充电座23内设置有双向储能逆变器24，当充电桩22接入交流负载时，电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电桩22内的双向储能逆变器24进行交流输出，为交流负载补充电能；当充电桩22接入直流负载时，电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电桩22进行直流输出，为直流负载补充电能；当充电座23接入交流电源时，所述电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电座23内的双向储能逆变器24进行交流输入，交流电源为所述电池簇11补充电能；当充电座23接入直流电源时，所述电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电座23进行直流输入，直流电源为所述电池簇11补充电能。即实现了移动补电车100的交/直流输出及交/直流输入的功能，充放电模式丰富，充放电便捷快速，具备逆向为交流电源(例如电网)的供电能力，能够对电网的用电进行削峰填谷，节约能源。
可以理解，充电桩22可以包括第一外接正极W1+、第一外接负极W1-、第一内接正极N1+、第一内接负极N1-，第一外接正极W1+及第一外接负极W1-用于连接直流负载或交流负载的正极及负极，第一内接正极N1+、第一内接负极N1-用于连接主控箱21。充电桩22包括第一开关K1及第二开关K2，第一开关K1的第一端连接所述第一外接正极W1+，第一开关K1的第二端连接所述第一内接正极N1+，第二开关K2的第一端连接所述第一外接正极W1+，第二开关K2的第二端连接双向储能逆变器24，双向储能逆变器24的另一端连接所述第一内接正极N1+，第一外接负极W1-连接第一内接负极N1-。当充电桩22接入交流负载时，第一开关K1断开，第二开关K2闭合，双向储能逆变器24将电池簇11的直流电转换为交流电，进行交流输出，为交流负载补充电能；当充电桩22接入直流负载时，第一开关K1闭合，第二开关K2断开，电池簇11进行直流输出，为直流负载补充电能。
同理，充电座23可以包括第二外接正极W2+、第二外接负极W2-、第二内接正极N2+、第二内接负极N2-，第二外接正极W2+及第二外接负极W2-用于连接直流电源或交流电源的正极及负极，第二内接正极N2+、第二内接负极N2-用于连接主控箱21。充电座23包括第三开关K3及第四开关K4，第三开关K3的第一端连接所述第二外接正极W2+，第三开关K3的第二端连接所述第二内接正极N2+，第四开关K4的第一端连接所述第二外接正极W2+，第四开关K4的第二端连接双向储能逆变器24，双向储能逆变器24的另一端连接所述第二内接正极N2+，第二外接负极W2-连接第二内接负极N2-。当充电座23接入交流电源时，第三开关K3断开，第四开关K4闭合，双向储能逆变器24将交流电源的交流电转换为直流电，进行交流输入，交流电源为电池簇11补充电能；当充电座23接入直流负载时，第三开关K3闭合，第四开关K4断开，电池簇11进行直流输入，直流电源为电池簇11补充电能。
具体的，双向储能逆变器24的英文名称为Power conversion system，缩写为PCS，PCS可以控制电池的充电和放电过程，并进行交直流的变换。
进一步地，请一并参阅图5，所述电池仓10的顶壁内安装有空调12，所述空调12开设有送风口121，所述电池仓内设置有连通所述送风口121的送风管13，所述送风管13开设有多个通风孔131，所述通风孔131的尺寸在远离所述送风口121的方向上逐渐变大。具体的，多个电池簇11排成一排，相邻的两排电池簇之间存在间隔，形成回风道14，空调12还开设有回风口122，所述回风口122与所述回风道位置相对。本实施方式中，空调12设置于电池仓10的顶壁的中部位置，送风管13位于成排的电池簇11的上方，送风口12与电池仓10的中部位置的电池簇11位置相对，每个通风孔131均与一个电池簇11位置相对，中部位置的电池簇11上方的通风孔131最小，中部位置两侧的电池簇11上的通风孔131逐渐变大，把通风孔131设计成大小不一的孔，离送风口12近的通风孔131的尺寸小，离送风口12远的通风孔131的尺寸大，实现了送风风量的均衡，如此使得多个电池簇11并联形成的电池系统的温度一致性好。
请一并参阅图6、图7及图8，所述电池簇11包括多个串联的电池箱111，所述电池箱111内设置有多片软包电池112，所述电池箱11的一侧固定有抽吸风扇113，相邻的软包电池112间设置有散热板114。具体的，每个电池箱111内都设计有一个700V、300A的保险丝F，且配有两个个直流24V的抽吸风扇113，整个电池簇11连接BMS模块115，BMS模块115能够监测电池箱111内的软包电池112的温度、电压等信息，可以理解，BMS模块115可以为从控BMS，电池箱111由内CAN与从控BMS进行通讯。所述散热板114为中空的铝板，所述散热板114内焊接有多个加强肋1141，相邻的加强肋1141之间形成流道1142，采用加强肋1141的结构，能够达到减重、支撑的作用；多个加强肋1141向靠近风扇113的方向聚拢，利于风力的抽吸。风扇113采用抽吸的工作方式，相邻软包电池112的热量以导热的方式传递到散热板114的表面，冷空气从散热板114的流道1142中对流经过(图7及图8中箭头的方向即为冷空气的流向)，带走软包电池112产生的热量，能够有效地对电池箱111内部的软包电池112进行散热，散热效果好且成本低廉。
进一步地，所述设备仓20的侧壁上开设有进风导流罩25及排风百叶窗26，外部空气能够通过进风导流罩25进入设备仓20内，且通过排风百叶窗26排出设备仓20，利于设备仓20的散热，进风导流罩25的风口向下，排风百叶窗26具有百叶，均具有防水功能。可以理解，所述设备仓20还可以设置有与所述主控箱21电性连接的消防模块，消防模块用于在着火等异常情况下进行灭火，以保证安全性。
请一并参阅图9，每个所述主控箱21内设置有控制电路211，所述控制电路211包括用于连接所述电池簇的总正极的正极连接端B1+及用于连接所述电池簇的总负极的负极连接端B1-，所述控制电路211还包括保险丝Fu、预充继电器K10、预充电阻R、放电继电器K20、充电继电器K30及负极继电器K40；所述正极连接端B1+连接所述保险丝Fu的第一端，所述保险丝Fu的第二端连接所述预充继电器K10的第一端，所述预充继电器K10的第二端通过所述预充电阻R连接所述充电桩22的正极(即第一内接正极N1+)；所述保险丝Fu的第二端还连接所述放电继电器K20的第一端，所述放电继电器K20的第二端连接所述充电桩22的正极；所述保险丝Fu的第二端还连接所述充电继电器K30的第一端，所述充电继电器K30的第二端连接所述充电座23的正极(即第二内接正极N2+)；所述负极连接端B1-连接所述负极继电器K40的第一端，所述负极继电器K40的第二端连接所述充电桩22的负极(即第一内接负极N1-)及所述充电座23的负极(即第二内接负极N2-)。
当充电桩22接入直流负载或交流负载时，对外补电瞬间，负极继电器K40闭合，放电继电器K20处于断开状态，预充继电器K10先闭合，电流从预充电阻R经过，当容性负载的等效电容充电，电容电压稳定后，再断开预充回路的预充继电器K10，闭合放电继电器K20实现电池簇11的对外放电，通过增加预充电阻R与预充继电器K10，实现了容性负载的平稳电流放电。当充电座23接入直流电源或交流电源时，负极继电器K40闭合及充电继电器K30闭合，实现了电池簇11对内充电。
本实施方式中，所述控制电路211还包括联动断路器Q及霍尔传感器H。所述联动断路器Q的第一端连接所述放电继电器K20的第二端及所述负极继电器K40的第二端，所述联动断路器Q的第二端连接所述充电桩22的正极及所述充电桩22的负极，当充电桩22接入外部负载时，若发生异常情况，联动断路器Q能够及时断开，进而控制连接充电桩22的充电线路断开，停止充电，提高安全性能。所述霍尔传感器H的第一端连接所述负极连接端B1-，所述霍尔传感器H的第二端连接所述负极继电器K40的第一端，霍尔传感器H能够检测电池簇11的电压及电流，防止过流及过压。
具体的，所述主控箱21内还设置有BMS模块，所述BMS模块用于检测所述正极连接端B1+及所述负极连接端B1-的电压，所述BMS模块还用于检测所述放电继电器K20、充电继电器K30及负极继电器K40的闭合状态，可以理解，所述放电继电器K20、充电继电器K30及负极继电器K40均设置有辅助触点，辅助触点连接BMS模块，BMS模块对放电继电器K20、充电继电器K30及负极继电器K40不停进行电平检测，以确定充放电回路的闭合状态，保证了工作状态的可靠性。可以理解，该BMS模块可以为主控BMS，主控BMS与电池箱111内的从控BMS通讯连接。
本实施方式中，所述控制电路211还包括二极管D，所述二极管D的阳极连接所述保险丝Fu的第二端，所述二极管D的阴极连接所述车辆本体内的用电设备212(例如车辆本体内的车载空调、媒体播放器等)的正极，所述用电设备212的负极连接所述负极继电器K40的第二端，实现电池簇11为用电设备212供电。由于多个电池簇11是独立的放电与充电，当用电设备212不均衡时，造成电池簇11的电压状态各不相同，而多个电池簇共同为用电设备212供电，二极管D能够实现防反接保护，防止用电设备212被短路，避免了由于电池簇11间的电压差造成的回路电流会非常大、损坏电池、甚至会造成短路(电压差消耗在线路内阻上，线路内阻非常小)的情况，提高了安全性。
综上，本发明提供的移动补电车100，所述充电桩22及所述充电座23内设置有双向储能逆变器24，当充电桩22接入交流负载时，电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电桩22内的双向储能逆变器24进行交流输出，为交流负载补充电能；当充电桩22接入直流负载时，电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电桩22进行直流输出，为直流负载补充电能；当充电座23接入交流电源时，所述电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电座23内的双向储能逆变器24进行交流输入，交流电源为所述电池簇11补充电能；当充电座23接入直流电源时，所述电池簇11能够通过所述主控箱21及所述充电座23进行直流输入，直流电源为所述电池簇11补充电能。即实现了移动补电车100的交/直流输出及交/直流输入的功能，充放电模式丰富，充放电便捷快速，具备逆向为交流电源(例如电网)的供电能力，能够对电网的用电进行削峰填谷，节约能源。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种移动补电车，包括车辆本体及固定于所述车辆本体上的集装箱，其特征在于，所述集装箱包括电池仓及设备仓，所述电池仓内设置有多个电池簇，所述设备仓内设置有与所述多个电池簇对应电性连接的多个主控箱、多个充电桩及多个充电座，每个所述主控箱对应连接一个所述充电桩及一个所述充电座，所述充电桩及所述充电座内设置有双向储能逆变器，所述充电桩用于连接控制所述电池簇进行放电的直流负载或交流负载，所述充电座用于连接控制所述电池簇进行充电的直流电源或交流电源；
所述电池簇能够通过所述主控箱及所述充电桩内的双向储能逆变器进行放电，所述电池簇为所述交流负载补充电能；
所述电池簇能够通过所述主控箱及所述充电桩进行放电，所述电池簇为所述直流负载补充电能；
所述电池簇能够通过所述主控箱及所述充电座内的双向储能逆变器进行充电，所述交流电源为所述电池簇补充电能；
所述电池簇能够通过所述主控箱及所述充电座进行充电，所述直流电源为所述电池簇补充电能。
2.如权利要求1所述的移动补电车，其特征在于，每个所述主控箱内设置有控制电路，所述控制电路包括用于连接所述电池簇的总正极的正极连接端及用于连接所述电池簇的总负极的负极连接端，所述控制电路还包括保险丝、预充继电器、预充电阻、放电继电器、充电继电器及负极继电器；
所述正极连接端连接所述保险丝的第一端，所述保险丝的第二端连接所述预充继电器的第一端，所述预充继电器的第二端通过所述预充电阻连接所述充电桩的正极；所述保险丝的第二端还连接所述放电继电器的第一端，所述放电继电器的第二端连接所述充电桩的正极；所述保险丝的第二端还连接所述充电继电器的第一端，所述充电继电器的第二端连接所述充电座的正极；所述负极连接端连接所述负极继电器的第一端，所述负极继电器的第二端连接所述充电桩的负极及所述充电座的负极。
3.如权利要求2所述的移动补电车，其特征在于，所述控制电路还包括联动断路器及霍尔传感器；所述联动断路器的第一端连接所述放电继电器的第二端及所述负极继电器的第二端，所述联动断路器的第二端连接所述充电桩的正极及所述充电桩的负极；所述霍尔传感器的第一端连接所述负极连接端，所述霍尔传感器的第二端连接所述负极继电器的第一端。
4.如权利要求3所述的移动补电车，其特征在于，所述控制电路还包括二极管，所述二极管的阳极连接所述保险丝的第二端，所述二极管的阴极连接所述车辆本体内的用电设备的正极，所述用电设备的负极连接所述负极继电器的第二端。
5.如权利要求2所述的移动补电车，其特征在于，所述主控箱内还设置有BMS模块，所述BMS模块用于检测所述正极连接端及所述负极连接端的电压，所述BMS模块还用于检测所述放电继电器、充电继电器及负极继电器的闭合状态。
6.如权利要求1所述的移动补电车，其特征在于，所述电池仓的顶壁内安装有空调，所述空调开设有送风口，所述电池仓内设置有连通所述送风口的送风管，所述送风管开设有多个通风孔，所述通风孔的尺寸在远离所述送风口的方向上逐渐变大。
7.如权利要求1所述的移动补电车，其特征在于，所述电池簇包括多个串联的电池箱，所述电池箱内设置有多片软包电池，所述电池箱的一侧固定有抽吸风扇，相邻的软包电池间设置有散热板。
8.如权利要求7所述的移动补电车，其特征在于，所述散热板为中空的铝板，所述散热板内焊接有多个加强肋。
9.如权利要求1所述的移动补电车，其特征在于，所述设备仓的侧壁上开设有进风导流罩及排风百叶窗。
10.如权利要求1所述的移动补电车，其特征在于，所述设备仓还设置有与所述主控箱电性连接的消防模块。
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