CN112421736A - 车载轻型移动电源方舱设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种车载轻型移动电源方舱设备，属于应急供电设备技术领域。车载轻型移动电源方舱设备包括：方舱以及适配设置在其内部的储能电池系统，所述方舱用于设置在皮卡汽车上；所述方舱上设置有：充电接口用于接入电网侧以提供电源，输电接口用于为负荷供电，人机交换面板用于操作人员对所述储能电池系统输入指令参数以及进行数据交换；所述储能电池系统能够为通过方舱上的充电接口实现充电，通过输电接口为负荷供电。保障重要场合电力供应、电动汽车充电救援、重大灾害抢险救灾、居民应急供电等多种应用场景，可以最大限度减小财产损失，降低对社会生产和居民生活的影响。

Description

车载轻型移动电源方舱设备

技术领域

本发明属于应急供电设备技术领域，具体涉及一种能够车载的轻型智能化可快速移动的应急电力供应电源方舱设备。

背景技术

经济社会的发展对电力的依赖性日益增强，主要体现在：一方面用户用电需求迅猛增长；另一方面用户对电能质量要求越来越高。电力中断必然会对社会生产和人们生活造成严重影响，特别对于重要活动场所、重要负荷，电力中断甚至将会造成重大政治影响和不可挽回的经济损失。对于重要活动场所供电保障，居民、楼宇应急供电，抢险救灾，道路救援等一些场景，需要快速恢复电力供应。

现有技术中，车载移动储能电源多采用柴油发电机作为应急电源，柴油发电机启动时间长，供电电压、频率波动大，效率低，并且柴油发电机不可避免会带来环境和噪声污染，而且柴油发电机体积重量限制了移动储能电源系统的快速机动性能。现有的移动储能电源车多为集装箱式结构，内部留有检修通道、操作舱，体积庞大，不能适应快速频繁移动需求。目前市场上已有的移动式储能电源车功能单一，实际应用场景较少，利用率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车载轻型移动电源方舱设备，以解决现有技术中存在的如下技术问题：

一是柴油发电过程产生较大的噪音、热排放，供电电压和频率波动大、效率低以及电池续航能力低；

二是体积大，快速性和机动性能差，移动不方便，适用范围较小。

本申请提供一种车载轻型移动电源方舱设备，

包括方舱以及适配设置在其内部的储能电池系统，所述方舱安装于车上；

所述方舱包括：

充电接口，用于接入电网侧以提供电源；

输电接口，用于为负荷供电；

人机交换面板，用于操作人员对所述储能电池系统输入指令参数以及进行数据交换；

其中，所述储能电池系统分别电性连接所述方舱上的充电接口、输电接口以及人机交换面板，所述储能电池系统用于储备电能，以对负荷供电。

进一步地，所述方舱包括：

底座，所述底座用于拆卸安装至车上；

外罩，所述外罩无缝连接至所述底座上。

进一步地，所述方舱与所述皮卡汽车能够发生接触的各侧面上均设有若干抗震弹性件，防止所述方舱与皮卡汽车发生碰撞。

进一步地，所述人机交换面板的底侧朝向所述方舱内部倾斜至少10°。

进一步地，所述人机交换面板的外侧设置有一开闭的防水仓门，所述防水仓门铰接连接于所述方舱上；

所述防水仓门、充电接口、输电接口以及人机交换面板均与所述方舱密封防水设置。

进一步地，所述充电接口包括：

交流电接入接口，其电性连接到所述电网侧；

充电桩接入接口，其电性连接到充电桩上，为所述储能电池系统充电。

进一步地，所述输电接口包括：

汽车充接口，其用于为电动汽车充电；

交流电输电接口，其用于为负荷充电。

进一步地，所述储能电池系统包括：

电池组模块，其用于储备电能；

储能变流器模块，其与所述电池组模块电性连接，用于电流的逆变和整流；

智能开关箱，其与所述储能变流器模块电性连接，所述智能开关箱上电性连接有所述充电接口和所述输电接口；

中央控制器，用于控制所述智能开关箱和所述储能变流器模块，以为所述负荷供电，和/或，为所述电池组模块充电；

其中，为所述负荷供电的途径包括：

所述电网侧经所智能开关箱为所述负荷供电，和/或，所述电池组模块经所述储能变流器模块和所述智能开关箱为所述负荷供电。

进一步地，所述电池组模块至少包括第一储能电池组和第二储能电池组；

所述储能变流器模块对应所述电池组模块至少包括第一储能变流器模块和第二储能变流器模块；

所述第一储能电池组与所述第一储能变流器模块串联，所述第二储能电池组与所述第二储能变流器模块串联，且所述第一储能变流器模块和第二储能变流器模块并联至所述智能开关箱。

进一步地，当所述智能开关箱同时接入所述电网侧和所述负荷时，所述中央控制器的控制过程包括：

所述中央控制器控制电网侧单独为所述负荷供电；

所述中央控制器控制电网侧为所述负荷供电，以及为所述电池组模块充电；

所述中央控制器控制所述电池组模块为所述负荷供电。

进一步地，所述中央控制器控制所述电池组模块为所述负荷供电的过程包括：

所述中央控制器通过控制所述智能开关和所述储能变流器模块，实现所述第一储能变流器模块和第二储能变流器模块的并网转离网切换，以持续为所述负荷供电。

本申请具有的有益效果：

本申请提供的车载轻型移动电源方舱设备，通过在底座上无缝加装外罩，可以将外罩打开，使得在各侧面上均可对储能电池系统进行检修，储能电池系统采用模块化、抽屉式设计并固定在方舱内部安装框架上，便于安装和维护；储能电池系统能够用于保障重要场合电力供应、电动汽车充电救援、重大灾害抢险救灾、居民应急供电等多种应用场景，可以最大限度减小财产损失，降低对社会生产和居民生活的影响；并且使用储能电池代替柴油发电机，能降低噪声、减小污染气体排放，保护环境，利于可持续发展战略。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1是根据本发明实施例提供的车载轻型移动电源方舱设备安装于皮卡汽车上的效果示意图；

图2、图3、图4和图5是根据本发明实施例提供的方舱的简易结构示意图；

图6是根据本发明实施例提供的安装框架的简易结构示意图；

图7是根据本发明实施例提供的储能电池系统的组成及其工作原理图。

其中，1-方舱，2-底座，3-人机交换面板，4-防水仓门，5-断电开关，6-防水盖，7-充电接口，8-输电接口，9-抗震弹性件，10-安装框架，11-第一储能电池组，12-第一储能变流器模块，13-智能开关箱，14-第二储能电池组，15-第二储能变流器模块，16-电网侧，17-负荷，18-中央控制器。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

参考图1至图7，本申请提供一种车载轻型移动电源方舱设备，包括方舱1以及适配设置在其内部的储能电池系统，所述方舱1用于设置在皮卡汽车上；所述方舱1包括：充电接口7，用于接入电网侧16以提供电源，输电接口8，用于为负荷17供电，人机交换面板3，用于操作人员对所述储能电池系统输入指令参数以及进行数据交换。

所述储能电池系统分别电性连接所述方舱1上的充电接口7、输电接口8以及人机交换面板3，所述储能电池系统用于储备电能，以对负荷供电。具体的，参考图7，所述储能电池系统包括：电池组模块，其用于储备电能；储能变流器模块，其与所述电池组模块电性连接，用于电流的逆变和整流；智能开关箱13，其与所述储能变流器模块电性连接，所述智能开关箱13上电性连接有所述充电接口7和所述输电接口8；中央控制器18，用于控制所述智能开关箱13和所述储能变流器模块，以为所述负荷17供电，和/或，为所述电池组模块充电；其中，为所述负荷17工供电的途径包括：所述电网侧16经所智能开关箱13为所述负荷17供电，和/或，所述电池组模块经所述储能变流器模块和所述智能开关箱13为所述负荷17供电。

在本实施例中，参考图2、图3以及图6，所述方舱1包括：底座2，所述底座2用于可拆卸安装至所述皮卡汽车上；外罩，所述外罩无缝连接至所述底座2上。外罩与底座2之间保证了密封连接性，确保不会在日常使用中受到雨水侵蚀。

所述方舱1与所述皮卡汽车能够发生接触的各侧面上均设有若干抗震弹性件9，防止所述方舱1与皮卡汽车发生碰撞，对方舱1起到保护作用。

参考图3，所述人机交换面板3的底侧朝向所述方舱1内部倾斜至少10°，避免光线直射引起视觉模糊，并能够避免雨水直接落在人机交换面板3上。作为本领域的技术人员应当理解的是，人机交换面板3与中央控制器18电性连接，从而能够通过人机交换面板3对中央控制器18输入指令参数，并且储能电池系统的状态可以通过人机交换面板3输出，便于操作者实时掌控储能电池系统的状态。

在本实施例中，所述人机交换面板3的外侧设置有一可开闭的防水仓门4，所述防水仓门4铰接连接于所述方舱1上；所述防水仓门4、充电接口7、输电接口8以及人机交换面板3均与所述方舱1密封防水设置。密封设置的防水仓门4能够避免雨水直接接触到人机交换面板3以及飞沙走石对人机交换面板3的伤害。

在本实施例中，所述充电接口7包括：交流电接入接口，其可电性连接到所述电网侧16，能够为电池组模块进行充电以及为负荷17供电；充电桩接入接口，其可电性连接到充电桩上，为所述储能电池系统充电。

所述输电接口8包括：汽车充电接口7，汽车充电接口7包括充电枪，其用于为电动汽车充电；交流电输电接口8，其用于为负荷17充电。应当理解的是，负荷17包括电动汽车，电动汽车可以用交流充电，也可以用直流充电。交流充电时，可以通过交流电输电接口8给电动汽车进行充电。直流充电时，可以通过汽车充电接口7给电动汽车充电。进而能够提高输电接口8的利用率。

在本实施例中，应当理解的是，交流电接入接口和交流电输电接口8均为交流电接口，充电桩接入接口和汽车充电接口7均为直流电接口。在储能变流器模块中包括直流-直流（DC/DC）变换器、直流-交流（DC/AC）变换器、控制单元以及储能电箱，储能电箱能够单独对储能变流器模块进行供电。另外，优选的是，当智能开关箱13接入电网侧16时，还可以为储能电箱进行充电。储能变流器模块用于直流侧电压和交流侧电压之间的变换，并且保证电能可以双向传输。控制单元能够与中央控制器18通信连接，根据指令参数以控制储能变流器模块对电池组模块进行充电或放电。应当理解的是，所述指令参数包括功率指令及其大小指令。

参考图7，所述电池组模块至少包括第一储能电池组11和第二储能电池组14；在各储能电池组中均包括储能电池簇单元和储能电池BMS（电池管理系统），储能电池BMS用于储存电池组的充电和放电控制管理，监控储能电池组的运行状态，以及用于和储能变流器模块的控制单元之间通信。

对应于电池组模块中的储能电池组的数量，所述储能变流器模块对应所述电池组模块至少包括第一储能变流器模块12和第二储能变流器模块15；所述第一储能电池组11与所述第一储能变流器模块12串联，所述第二储能电池组14与所述第二储能变流器模块15串联，且所述第一储能变流器模块12和第二储能变流器模块15并联至所述智能开关箱13，即第一储能电池组11与第二储能电池组14并联至智能开关箱13上。应当理解的是，各储能变流器能够同时对负荷17供电，也可以单独对负荷17供电。

在本实施例中，当所述智能开关箱13同时接入所述电网侧16和所述负荷17时，所述中央控制器18的控制过程包括：所述中央控制器18控制电网侧16单独为所述负荷17供电；所述中央控制器18控制电网侧16为所述负荷17供电，以及为所述电池组模块充电；所述中央控制器18控制所述电池组模块为所述负荷17供电。

具体的是，当电池组模块出现电量损失后，需要补充电能，可以通过交流电充电接口7连接电网侧16，或者通过直流电充电接口7连接充电桩，从而为电池组模块进行充电，各储能变流器的作用是对交流电转换为直流电，以存储到电池组模块中；或者中央控制器18控制储能变流器模块进入充电维护模式。

所述中央控制器18控制所述电池组模块为所述负荷17供电的过程包括：所述中央控制器18通过控制所述智能开关和所述储能变流器模块，实现所述第一储能变流器模块12和第二储能变流器模块15的并网转离网切换，以持续为所述负荷17供电。即当电网侧16出现波动或者电网侧16失电时，中央控制器18控制并网转离网切换的操作，保证负荷17供电的持续性。

在本实施例中，储能电池系统设置在安装框架10上，参考图6，安装框架10是设置在方舱1内部，安装框架10包括若干的安装支架以及可滑动设置在安装支架上的抽屉式结构，各抽屉式结构上可分别安装电池组模块、储能变流器模块、智能开关箱13以及中央控制器18等，从而能够便于对各模块和部件进行固定，还可以通过抽屉式结构将各模块取出，保证了对储能电池系统的保护，还方便了对储能电池系统检修和维护。

在一可选实施例中，各抽屉式结构上均设置有插接导线，便于储能电池系统中的各模块之间的电性连接，以及储能电池系统与方舱1上各接口、人机交换面板3以及断电开关5的电性连接。应当理解的是，断电开关5为储能电池系统与方舱1上各接口和人机交换面板3的总开关，起到断电保护的作用。断电开关5上设有防水盖6，防水盖6与方舱1之间密封设置，起到防水作用，避免断电开关5漏电发生危险。

本申请提供的车载轻型移动电源方舱设备，通过在底座2上无缝加装外罩，可以将外罩打开，使得在各侧面上均可对储能电池系统进行检修，储能电池系统采用模块化、抽屉式设计并安装在方舱1内的安装框架10上，便于安装和维护；储能电池系统能够用于保障重要场合电力供应、电动汽车充电救援、重大灾害抢险救灾、居民应急供电等多种应用场景，可以最大限度减小财产损失，降低对社会生产和居民生活的影响；并且使用储能电池代替柴油发电机，能降低噪声、减小污染气体排放，保护环境，利于可持续发展战略。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种车载轻型移动电源方舱设备，其特征在于，包括方舱以及适配设置在其内部的储能电池系统，所述方舱安装于车上；

所述方舱包括：

充电接口，用于接入电网侧以提供电源；

输电接口，用于为负荷供电；

人机交换面板，用于操作人员对所述储能电池系统输入指令参数以及进行数据交换；

其中，所述储能电池系统分别电性连接所述方舱上的充电接口、输电接口以及人机交换面板，所述储能电池系统用于储备电能，以对负荷供电。

2.根据权利要求1所述的车载轻型移动电源方舱设备，其特征在于，所述方舱包括：

底座，所述底座用于拆卸安装至车上；

外罩，所述外罩无缝连接至所述底座上。

3.根据权利要求1所述的车载轻型移动电源方舱设备，其特征在于，所述方舱与所述皮卡汽车能够发生接触的各侧面上均设有若干抗震弹性件。

4.根据权利要求1所述的车载轻型移动电源方舱设备，其特征在于，所述人机交换面板的底侧朝向所述方舱内部倾斜至少10°。

5.根据权利要求1或4所述的车载轻型移动电源方舱设备，其特征在于，所述人机交换面板的外侧设置有一能够开闭的防水仓门，所述防水仓门铰接连接于所述方舱上；

所述防水仓门、充电接口、输电接口以及人机交换面板均与所述方舱密封防水设置。

6.根据权利要求1所述的车载轻型移动电源方舱设备，其特征在于，所述充电接口包括：

交流电接入接口，其电性连接到所述电网侧；

充电桩接入接口，其电性连接到充电桩上，为所述储能电池系统充电；

所述输电接口包括：

汽车充电接口，其用于为电动汽车充电；

交流电输电接口，其用于为负荷供电。

7.根据权利要求1所述的车载轻型移动电源方舱设备，其特征在于，所述储能电池系统包括：

电池组模块，其用于储备电能；

储能变流器模块，其与所述电池组模块电性连接，用于电流的逆变和整流；

智能开关箱，其与所述储能变流器模块电性连接，所述智能开关箱上电性连接有所述充电接口和所述输电接口；

中央控制器，用于控制所述智能开关箱和所述储能变流器模块，以为所述负荷供电，和/或，为所述电池组模块充电；

其中，为所述负荷供电的途径包括：

所述电网侧经所智能开关箱为所述负荷供电，和/或，所述电池组模块经所述储能变流器模块和所述智能开关箱为所述负荷供电。

8.根据权利要求7所述的车载轻型移动电源方舱设备，其特征在于，所述电池组模块至少包括第一储能电池组和第二储能电池组；

所述储能变流器模块对应所述电池组模块至少包括第一储能变流器模块和第二储能变流器模块；

所述第一储能电池组与所述第一储能变流器模块串联，所述第二储能电池组与所述第二储能变流器模块串联，且所述第一储能变流器模块和第二储能变流器模块并联至所述智能开关箱。

9.根据权利要求8所述的车载轻型移动电源方舱设备，其特征在于，当所述智能开关箱同时接入所述电网侧和所述负荷时，所述中央控制器的控制过程包括：

所述中央控制器控制电网侧单独为所述负荷供电；

所述中央控制器控制电网侧为所述负荷供电，以及为所述电池组模块充电；

所述中央控制器控制所述电池组模块为所述负荷供电。

10.根据权利要求9所述的车载轻型移动电源方舱设备，其特征在于，所述中央控制器控制所述电池组模块为所述负荷供电的过程包括：

所述中央控制器通过控制所述智能开关和所述储能变流器模块，实现所述第一储能变流器模块和第二储能变流器模块的并网转离网切换，以持续为所述负荷供电。

Images