CN118056701A - 车载供电系统和供电系统 - Google Patents

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CN118056701A CN202311516159.4A CN202311516159A CN118056701A CN 118056701 A CN118056701 A CN 118056701A CN 202311516159 A CN202311516159 A CN 202311516159A CN 118056701 A CN118056701 A CN 118056701A
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朱宏
肖怡文
杨德中
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Nanjing Chervon Industry Co Ltd
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Abstract

本申请公开了一种车载供电系统及供电系统，车载供电系统包括：市电接口，连通市电以为车载供电系统提供电能来源；电力轨道，与市电接口电连接，电力轨道安装至车厢；至少一个交流设备接口，安装至电力轨道，交流设备接口用于连接交流电设备；多个直流设备接口，安装至电力轨道，直流设备接口中的至少一个被配置为连接储能装置；直流设备接口包括第一工作状态和第二工作状态；在直流设备接口被配置为第一工作状态时，电能从电力轨道流向储能装置；在直流设备接口被配置为所述第二工作状态时，电能从储能装置流向电力轨道。采用以上方案可以提供一种适配不同负载、电能流向可控且充放电一体化的车载供电系统。

Description

车载供电系统和供电系统
技术领域
本申请涉及一种车载供电系统及供电系统。
背景技术
相关技术中，随着房车、通讯车、转播车等改装车的大量使用，改装车辆逐渐应用于通讯、媒体、医疗等多个领域。越来越多的车辆进行车载设备加装或设备功能升级，车内设备由最初的单一设备逐渐到多种设备集成，车载设备使用方式也由原有的车载固定设备到现有的车载固定设备、车载便携设备等多种类组成。伴随着越来越多的设备加装于车辆之上，相应的车辆设备的供电系统也需要进行合理控制，以解决多种方式供电输入、可长时间使用、动态调节充电电流以及车载设备外携时供电等问题。
目前，随着新能源技术的不断进步，对多种能源的应用需求也越来越多，同时用电负荷对供电电源的多制式(如既要有交流输出又要有直流输出)，以及对用电设备和供电电源设备满足车载一体化的高度集成性也提出了更高的要求。
本部分提供了与本申请相关的背景信息，这些背景信息不一定是现有技术。
发明内容
本申请的一个目的是解决或至少减轻上述问题的一部分或者全部。为此，本申请的一个目的在于提供一种充电和放电一体化的供电系统，该供电系统包括：市电接口，市电接口被配置为连通市电以为供电系统提供电能来源；电力轨道，电力轨道与市电接口电连接，电力轨道安装至车厢；至少一个交流设备接口，安装至电力轨道，交流设备接口用于连接交流电设备；多个直流设备接口，安装至电力轨道，直流设备接口中的至少一个被配置为连接储能装置；直流设备接口包括第一工作状态和第二工作状态；在直流设备接口被配置为第一工作状态时，电能能够从电力轨道流向储能装置；在直流设备接口被配置为第二工作状态时，电能能够从储能装置流向电力轨道。
在一些实施例中，还包括太阳能接口，太阳能接口被配置为电连接在太阳能板和电力轨道之间，以将电能从太阳能板流向电力轨道。
在一些实施例中，电力轨道还包括与市电接口电连接的双向逆变装置，双向逆变模块被配置为将输入的交流电转换为直流电或将输入的直流电转换为交流电。
在一些实施例中，直流设备接口包括双向直流变换器，双向直流变换器电连接至电力轨道。
在一些实施例中，双向直流变换器被配置为将输入的第一直流电转换为第二直流电或将输入的第二直流电转换为第一直流电。
在一些实施例中，供电系统还包括控制装置，控制装置被配置为根据预设指令控制流经电力轨道的电能的流向；储能装置包括电连接至第一直流设备接口的第一储能装置和电连接至第二直流设备接口的第二储能装置。
在一些实施例中，控制装置被配置控制第一直流设备和第二直流设备同时处于第一工作状态，以使流经电力轨道的电能同时流向第一储能装置和第二储能装置。
在一些实施例中，控制装置被配置控制第一直流设备和第二直流设备同时处于第二工作状态，以使第一储能装置和第二储能装置中的电能流向电力轨道。
在一些实施例中，控制装置被配置控制第一直流设备处于第一工作状态，且第二直流设备处于第二工作状态，以使流经电力轨道的电能流向第一储能装置，且第二储能装置的电能流向电力轨道。
在一些实施例中，控制装置被配置为获取电连接至直流设备接口的储能装置中的电能，以为电连接至交流设备接口上的交流电设备供电。
在一些实施例中，控制装置被配置为获取电连接至直流设备接口的储能装置中的电能，以通过市电接口将电能回馈电网。
在一些实施例中，电力轨道还包括第二电力轨道。
在一些实施例中，电力轨道的电压大于等于40V且小于等于60V。
在一些实施例中，直流设备接口与第二直流设备接口之间通过电力轨道实现电力载波通讯。
在一些实施例中，供电系统的能量传递效率大于等于85%。
一种供电系统，包括：市电接口，市电接口被配置为连通市电以为供电系统提供电能来源；电源母线，电源母线与市电接口电连接；多个直流设备接口，直流设备接口包括双向直流变换器，双向直流变换器的一端连接电源母线，另一端连接储能装置；至少一个交流设备接口，与市电接口和直流设备接口电连接，用于连接交流电设备；双向逆变装置，电连接在市电接口和直流设备接口之间，用于将输入的交流电转换为直流电或将输入的直流电转换为交流电；直流设备接口包括第一工作状态和第二工作状态；在直流设备接口被配置为第一工作状态时，电能从电源母线经由双向直流变换器流向储能装置；在直流设备接口被配置为第二工作状态时，电能从储能装置经由双向直流变换器流向电源母线。
在一些实施例中，还包括太阳能接口，太阳能接口被配置为电连接在太阳能板和电源母线之间，以将电能从太阳能板流向电源母线。
在一些实施例中，直流设备接口包括第二直流设备接口，第二直流设备接口包括第二双向直流变换器，第二双向直流变换器的一端连接电源母线，另一端连接第二储能装置；从储能装置经由双向直流变换器流向电源母线的电能可以从电源母线经由第二双向直流变换器流向第二储能装置。
在一些实施例中，直流设备接口与第二直流设备接口之间通过电源母线实现电力载波通讯。
在一些实施例中，从储能装置经由双向直流变换器流向电源母线的电能可以经由双向逆变装置流向交流设备接口，以为交流电设备供电。
在一些实施例中，交流设备接口与直流设备接口之间通过电源母线实现电力载波通讯。
在一些实施例中，从储能装置经由双向直流变换器流向电源母线的电能可以经由双向逆变装置流向市电接口以回馈电网。
在一些实施例中，电源母线的电压大于等于40V且小于等于60V。
在一些实施例中，供电系统还包括控制装置，控制装置被配置为根据预设指令控制流经电源母线的电能的流向。
在一些实施例中，供电系统还包括通信装置，被配置为与外部设备通信连接。
在一些实施例中，外部设备通过通信装置传输命令至控制装置，控制直流设备接口在第一工作状态和第二工作状态之间切换。
在一些实施例中，多个直流设备接口中的每一个具有唯一编号，外部设备通过唯一编号识别对应的直流设备接口并且控制直流设备接口的状态。
在一些实施例中，外部设备被配置为能够被用户操作以为配置直流设备接口的唯一编号。
在一些实施例中，外部设备通过通信装置获取电连接在直流设备接口上的储能装置的信息；信息至少包括储能装置的型号、当前电量以及温度。
在一些实施例中，控制装置被配置为通过通信装置发送供电系统的故障信息至外部设备，以用于提醒用户。
一种供电系统，包括：市电接口，市电接口被配置为连通市电以为供电系统提供电能来源；电源母线，电源母线与市电接口电连接；多个直流设备接口，连接至电源母线，多个直流设备接口中的至少一个被配置为连接储能装置；至少一个交流设备接口，与市电接口和直流设备接口电连接，用于连接交流用电器；控制装置，被配置为控制电源母线上的能量流动方向；直流设备接口包括第一工作状态和第二工作状态；在直流设备接口被配置为第一工作状态时，电能从电源母线流向储能装置；在直流设备接口被配置为第二工作状态时，电能从储能装置流向电源母线；供电系统的能量传递效率大于等于85%。
在一些实施例中，直流设备接口包括第一直流设备接口和第二直流设备接口；第一直流设备接口和电源母线之间电连接有第一双向直流变换器，第二直流设备接口和电源母线之间电连接有第二双向直流变换器。
在一些实施例中，供电系统具有多种工作模式，控制装置被配置为根据用户输入或预设指令控制供电系统的工作模式。
在一些实施例中，当供电系统被配置为第一工作模式时，市电接口接入交流电，直流设备接口处于第一工作状态。
在一些实施例中，当供电系统被配置为第二工作模式时，第一直流设备接口和第二直流设备接口处于第二工作状态，第一双向直流变换器和第二双向直流变换器的输出电压大致相同。
在一些实施例中，供电系统被配置为第二工作模式时，供电系统的能量传递效率大于等于90%。
在一些实施例中，当供电系统被配置为第三工作模式时，电连接有第一储能装置的第一直流设备接口被配置为第一工作状态；电连接有第二储能装置的第二直流设备接口被配置为第二工作状态；第一储能装置的输出电压大于第二储能装置的输出电压。
在一些实施例中，经由第一直流设备接口流向电源母线上的电能从交流设备接口流向交流电设备，以为交流电设备供电。
在一些实施例中，供电系统被配置为第三工作模式时，供电系统的能量传递效率大于等于95%。
在一些实施例中，电源母线上还电连接有双向逆变装置，双向逆变装置被设置在市电接口和直流设备接口之间，用于将输入的交流电转换为直流电或将输入的直流电转换为交流电。
在一些实施例中，控制装置被配置为将储能装置流向电源母线的电能通过市电接口向电网馈电。
在一些实施例中，供电系统还包括通信装置，被配置为与外部设备通信连接，通过通信装置传输命令至控制装置，控制直流设备接口在第一工作状态和第二工作状态之间切换。
在一些实施例中，多个直流设备接口中的每一个具有唯一编号，外部设备通过唯一编号识别对应的直流设备接口并且控制直流设备接口的状态。
在一些实施例中，控制装置被配置为通过通信装置发送供电系统的故障信息至外部设备，以用于提醒用户。
一种由外部设备控制的供电系统，供电系统包括：市电接口，市电接口被配置为连通市电以为供电系统提供电能来源；电源母线，电源母线与市电接口电连接；多个直流设备接口，连接至电源母线，多个直流设备接口中的至少一个被配置为连接储能装置；至少一个交流设备接口，与市电接口和直流设备接口电连接，用于连接交流用电器；通信装置，被配置为与外部设备通信连接；控制装置，与通信装置电连接，控制装置控制电源母线上的能量流动方向；直流设备接口具有多种工作状态，在第一工作状态时，电能从电源母线流向储能装置；在第二工作状态时，电能从储能装置流向电源母线；外部设备通过通信装置传输命令至控制装置，控制直流设备接口在第一工作状态和第二工作状态之间切换。
在一些实施例中，多个直流设备接口中的每一个具有唯一编号，外部设备通过唯一编号识别对应的直流设备接口并且控制直流设备接口的状态。
在一些实施例中，外部设备被配置为能够被用户操作以为配置直流设备接口的唯一编号。
在一些实施例中，外部设备通过通信装置获取电连接在直流设备接口上的储能装置的信息；信息至少包括储能装置的型号、当前电量以及温度。
在一些实施例中，外部设备与通信装置信号连接以获取交流设备接口的当前状态。
在一些实施例中，外部设备与通信装置之间的通信方式包括有线通信或无线通信。
在一些实施例中，无线通信包括蓝牙、Wi-Fi，互联网、蜂窝或LTE。
在一些实施例中，控制装置被配置为通过通信装置发送供电系统的故障信息至外部设备，以用于提醒用户。
在一些实施例中，控制装置被配置为通过通信装置发送供电系统的故障信息至外部设备，以用于提醒用户。
附图说明
图1是作为具体实施例的一种车载供电系统的立体图；
图2a是作为具体实施例的另一种车载供电系统的立体图；
图2b是作为具体实施例的又一种车载供电系统的立体图；
图3是图1中的作为具体实施例的一种供电系统的原理框图；
图4是图3中的供电系统中的双向直流变换器的电路原理拓扑图；
图5是图3中的供电系统的作为具体实施例的一种电能流向图；
图6是图3中的供电系统的作为具体实施例的另一种电能流向图；
图7是图3中的供电系统的作为具体实施例的又一种电能流向图；
图8是图3中的供电系统的作为具体实施例的又一种电能流向图；
图9是图3中的供电系统与外部设备的通信示意图。
具体实施方式
在详细解释本申请的任何实施方式之前，应当理解，本申请不限于其应用到以下描述中阐述的或以上附图中所示的结构细节和组件布置。
在本申请中，术语“包括”、“包含”、“具有”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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请中，术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“和/或”的关系。
本申请中，术语“连接”、“结合”、“耦合”、“安装”可以是直接连接、结合、耦合或安装，也可以是间接连接、结合、耦合或安装。其中，进行举例示范，直接连接指的是两个零件或组件之间不需设置中间件而连接在一起，间接连接指的是两个零件或组件分别与至少一个中间件连接，这两个零件或组件通过中间件实现连接。此外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合，并且可以包括电连接或耦合。
在本申请中，本领域普通技术人员将理解，结合数量或条件使用的相对术语(例如，“约”，“大约”，“基本”等)为包括所述值并且具有上下文所指示的含义。例如，该相对术语至少包括与特定值的测量相关的误差程度，与特定值相关的由制造，组装，使用造成的公差等。这种术语也应被视为公开了由两个端点的绝对值限定的范围。相对术语可指代所指示的值的一定百分比(例如1％，5％，10％或更多)的加或减。未采用相对术语的数值，也应该被揭示为具有公差的特定值。此外，“基本”在表达相对的角度位置关系时（例如，基本平行，基本垂直），可指代在所指示的角度的基础上加或减一定度数（例如1度，5度，10度或更多）。
在本申请中，本领域普通技术人员将理解，由组件执行的功能可以为由一个组件，多个组件，一个零件，或多个零件执行。同样的，由零件执行的功能也可以由一个零件，一个组件，或多个零件组合来执行。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位词是以附图所示的方位和位置关系来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。还应当理解的，上侧、下侧、左侧、右侧、前侧、后侧等方位词不仅代表正方位，也可以理解为侧方位。例如，下方可以包括正下方、左下方、右下方、前下方以及后下方等。
在本申请中，术语“控制器”、“处理器”、“中央处理器”、“CPU”、 “MCU”可以互换。在使用单元“控制器”、“处理器”、“中央处理器”、“CPU”、 或“MCU”来执行特定功能，除非另有说明，否则这些功能则可以由单个上述单元或多个上述单元来执行。
在本申请中，术语“装置”、“模块”或“单元”为了实现特定的功能，它们可以通过硬件或软件的形式来实现。
在本申请中，术语“计算”、“判断”、“控制”、“确定”、“识别”等指的是计算机系统或类似电子计算设备（例如，控制器，处理器等）的操作和过程。
本申请中提供了一种多源化的供电系统，该供电系统可应用于汽车、房车或家庭。本申请中的供电系统能够实现交流电和直流电之间的自由转换，进而实现不同储能装置之间进行能量传输，以及储能装置给交流设备供电以及将供电系统中富余的电能回馈电网，实现充放一体化的供电系统。
如图1所示，应用于车辆的供电系统10，即车载供电系统，包括：市电接口11、电力轨道12以及安装至电力轨道12上的交流设备接口13和直流设备接口14。其中，电力轨道12安装至车厢30，并与市电接口11电连接。市电接口11被配置为连通市电以为供电系统10提供电能来源。交流设备接口13和直流设备接口14的数量为一个或多个。交流设备接口13用于连接交流电设备131。直流设备接口14用于连接储能装置142或直流电设备143。本实施例中，供电系统10还包括太阳能接口16，太阳能接口16被配置为电连接在太阳能板162和电力轨道12之间，以将电能从太阳能板流向电力轨道12。
上述应用于车辆的供电系统10中的电连接在交流设备接口13的交流电设备可以是交流电动工具，如角磨、台锯等。电连接在直流设备接口14的直流电设备可以是手机、平板电脑、音响等。电连接在直流设备接口14的储能装置可以是不同类型的电池包。上述的电池包适用于电动工具、照明装置以及轮式电动工具。电动工具如电钻、电动扳手、电动螺丝批、电锤钻、电圆锯、砂光机等手持式电动工具，台锯等台型电动工具以及割草机、打草机、电剪刀、修枝机、电锯等户外电动工具，载人式割草机、扫雪机以及全地形车等轮式电动工具。
参见图2a所示，供电系统10还包括第二电力轨道12a。第二电力轨道12a与电力轨道12串联，其上布置的直流设备接口以及交流设备接口的排布以及数量可以与电力轨道12的相同，也可以不同。在一些实施例中，参见图2b所示，第二电力轨道12a还可以设置为与电力轨道12并联。其上布置的直流设备接口以及交流设备接口的排布以及数量可以与电力轨道12的相同，也可以不同。当然，第二电力轨道12a的数量不限，本领域的技术人可以依据实际的应用场景进行布置。事实上，供电系统10中的电力轨道也可以采用串联与并联结合的方式进行布置。
在一些实施例中，上述的供电系统还可以应用于家庭。与应用在汽车中的供电系统10不同的是，应用在家庭中的电力轨道线路较长，可能设置在家里，当然也可以布置在院子里。可以设置在墙上，也可以设置在地面上。另一方面，用于家庭需要用电的设备较多，因而其直流设备接口和交流设备接口的数量也会相对增多。
上述只是作为具体实施例对本申请中的供电系统的具体应用场景进行介绍。事实上，本申请中的供电系统还可以应用于其他的场合，例如，工厂、写字楼以及商场等。
下面将具体说明本申请中的供电系统的组成部分以及组成部分的工作原理。
参见图3所示，供电系统10包括市电接口11、与市电接口11电连接的电源母线22、与电源母线22电连接的直流设备接口14和交流设备接口13。需要说明的是，上述的电力轨道12可以理解为用于承载电源母线22的装置，其可以包括电源母线22。其中，市电接口11用于从电网上接入交流电源。电源母线22用于承载电能。在一些实施例中，电源母线22的电压范围为大于或等于40V且小于或等于60V。在一些实施例中，电源母线22的电压设置为56V。交流设备接口13用于电连接交流电设备（如家用洗衣机、电视机等家用电器），以为其提供工作所需的电能。直流设备接口14用于电连接至直流电设备（例如手机、平板等），以为其充电。当然，直流设备接口14还用于电连接至储能装置（例如电池包），以为其充电。本实施例中，交流设备接口13和直流设备接口14的数量为一个或者多个，其数量可以依据供电系统10的应用场景进行设置。在一些实施例中，直流设备接口包括但不限于Type-C接口，USB接口，Pin接口或者lighting接口等。
在一些实施例中，储能装置包括电池包。具体地，储能装置包括不同类型以及不同能量的电池包。在一些实施例中，一个电池包的能量大于等于0.1kW·h且小于2kW·h。在一些实施例中，一个电池包的能量大于等于1kW·h且小于2kW·h。在一些实施例中，一个电池包的能量大于等于2kW·h且小于等于4kW·h。在一些实施例中，电池包的标称电压大于等于20V且小于等于100V，或者电池包的标称电压可以大于等于36 V且小于等于80V，或者电池包的标称电压可以大于等于40V且小于等于60V。在一些实施例中，电池包可以是钠离子电池、半固态电池、全固态电池以及硅碳电池、磷酸铁锂等不同类型的电池包中的至少一个。在一些实施例中，供电系统10中设置至少一个半固态锂电池作为家庭的主要储能装置。具体地，半固态锂电池具有以下特点优势：轻、薄且体积小、能量密度高、安全性高。使用了半固态电解质后，锂电池的适用材料体系也会发生改变，其中核心的一点就是可以不必使用嵌锂的石墨负极，而是直接使用金属锂来做负极，这样可以明显减轻负极材料的用量，使得整个动力电池的能量密度有明显提高。
供电系统10还包括双向逆变装置15，与市电接口11电连接，用于将从市电接口11接入的市电进行处理。具体地，双向逆变装置15为双向逆变器，用于将输入的交流电转换为直流电或将输入的直流电转换为交流电。在一些实施例中，双向逆变装置15由双向AC/DC+双向隔离型DC/DC构成。其中，双向AC/DC部分有：H4逆变器，H6逆变器，I型三电平逆变器，T型三电平逆变器等；双向隔离型DC/DC部分有：双向LLC变换器，双向CLLC变换器，双向CLLLC变换器，双向DAB变换器。本实施例中，双向AC/DC选用双向H4，双向隔离型DC/DC选用双向DAB。
在一些实施例中，直流设备接口14包括第一工作状态和第二工作状态。在直流设备接口14被配置为第一工作状态时，电能从电源母线22流向储能装置。在直流设备接口14被配置为第二工作状态时，电能从储能装置流向电源母线22。具体地，直流设备接口14包括双向直流变换器141，用于将电源母线22上的电能转换成适配储能装置的电能，以为其进行充电。双向直流变换器141用于将储能装置中的电能转换成适配电源母线22的电能。换而言之，在直流设备接口14被配置为第一工作状态时，电能从电源母线经由双向直流变换器141流向储能装置。在直流设备接口14被配置为第二工作状态时，电能从储能装置经由双向直流变换器141流向电源母线22。
本实施例中，双向直流变换器141采用隔离型双向DC-DC变换器，用于实现直流电能的双向流动。当然，双向直流变换器141还可以采用其他的形式实现。例如，非隔离型双向DC/DC有：同步Buck/Boost，双向Buck-Boost变换器，双向Sepic变换器，双向Zeta变换器，双向Cuk变换器。本实施例中，采用双向Buck-Boost电路实现电压的转换。双向直流变换器141采用如图4所示的拓扑结构,将电源母线12上的直流电压U1转换成直流电压U2，以为电连接在直流设备接口14上的储能装置充电。另外，还能储能装置输出的电压转换成直流电压U1。双向直流变换器141至少包括开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3以及开关管Q4，电容C1、电容C2以及电感L。其中，控制装置17分别与开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3以及开关管Q4的栅极连接，用于控制开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3以及开关管Q4的导通和关断，从而实现直流-直流转换电路的电压转换功能。本实施例中双向直流变换器141可以理解为四开关Buck-Boost电路（Four Switch Buck-Boost，FSBB）。采用上述的FSBB电路能够实现软开关从而提高直流-直流转换电路的转换效率。
在一些实施例中，供电系统10还包括与电源母线22电连接的太阳能接口16。具体地，太阳能接口16被配置为电连接在太阳能板和电源母线22之间，用于获取太阳能板中的电能以传输至电源母线22。在一些实施例中，太阳能板中的电能经由电压转换电路161后流向电源母线22。
这样，当供电系统10通过市电接口11接入市电至电源母线22后，连接在交流设备接口13上的交流电设备获取电源母线22上的电能，从而执行工作。同时，接入的市电经由双向逆变装置15转成成第一直流电。在一些实施例中，第一直流电的电压大于等于40V且小于等于60V。本实施例中，第一直流电的电压为56V。双向直流变换器141连接至电源母线22将第一直流电转换成第二直流电。其中，第一直流电的电压大于或等于第二直流电的电压。当电源母线22上具有第二直流电时，连接在直流设备接口14的直流电设备或储能装置获取电源母线22上的电能，从而开始执行工作或开始存储电能。
总体上，供电系统10中的电源母线22上的电能的一部分来源于从市电接口11接入的电能，还有一部分来源于太阳能板。具体地，太阳能板上的电能经由电压转换电路161，然后经由太阳能接口16传输至电源母线22。当然，供电系统10中的电源母线22上的电能的一部分还来源于电连接至电源母线22的储能装置。具体地，当外部的电源切断（如电网停电）后，通过直流设备接口14电连接至电源母线22的储能装置中的电能，经由双向直流变换器141流向电源母线22用于给电连接在电源母线22上的用电设备供电。
在一些实施例中，供电系统10还包括控制装置17，控制装置17被配置为根据预设指令控制流经电源母线22的电能的流向。具体地，控制装置17至少与双向逆变装置15以及双向直流变换器141连接，用于控制流经双向逆变装置15以及双向直流变换器161的电能的流向。当然，控制装置17还与电压转换电路161电连接，用于控制太阳能板流向电源母线22的状态。可以理解，上述的预设指令可以为用户输入的预设指令，当然也可以是供电系统10自带的自适应的指令。
在一些实施例中，供电系统10的内部通信可以采用电力载波技术来实现。其原理是将电力载波技术集成后嵌入到各部件中去，并利用电源母线22作为载波通信媒介，实现各部件之间的通信与控制。电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通信是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。其最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。供电系统10采用电力载波技术能够随时查询所有设备的状态，并对其进行控制。
本申请中的供电系统10具有较高的能量传递效率。本申请中的双向直流变换器141采用软开关的控制方式，与传统的硬开关控制方式相比，一方面，软开关控制方式降低了开关损耗和开关噪声，提高了开关频率，使得磁性元件体积减小，功率密度进一步提高。另一方面，采用软开关控制能够减小开关损耗，从而提升能量传递效率。在一些实施例中，供电系统10的能量传递效率大于等于90%。在一些实施例中，供电系统10的能量传递效率大于等于85%。
具体地，供电系统10具有多种工作模式，控制装置17被配置为根据用户输入或预设指令控制供电系统10的工作模式。当供电系统10被配置为第一工作模式时，市电接口11接入交流电，直流设备接口14处于第一工作状态，电源母线22上的电能流向负载。上述的负载可以理解为电连接在电源母线上的所有用电设备。当供电系统10工作在第一工作模式下，供电系统10的能量传递效率大于等于90%。当供电系统10被配置为第二工作模式时，第一直流设备接口和第二直流设备接口处于第二工作状态，第一双向直流变换器和第二双向直流变换器的输出电压大致相同。当供电系统10被配置为第二工作模式时，供电系统10的能量传递效率大于等于90%。当供电系统10被配置为第三工作模式时，电连接有第一储能装置的第一直流设备接口被配置为第一工作状态；电连接有第二储能装置的所述第二直流设备接口被配置为第二工作状态；第一储能装置的输出电压大于所述第二储能装置的输出电压。经由第一直流设备接口流向所述电源母线上的电能从所述交流设备接口流向所述交流电设备，以为所述交流电设备供电。所述供电系统被配置为第三工作模式时，所述供电系统的能量传递效率大于等于95%。
在一些实施例中，参见图5所示，储能装置包括电连接至第一直流设备接口14a的第一储能装置142a和电连接至第二直流设备接口14b的第二储能装置142b。控制装置17被配置为控制第一直流设备14a和第二直流设备14b同时处于第一工作状态，以使电源母线22的电能同时流向第一储能装置142a和第二储能装置142b，以为第一储能装置142a和第二储能装置142b充电。本实施例中，电源母线12上的电能可以来源于电网，可以来源于太阳能板。
在一些实施例中，参见图6所示，控制装置17被配置控制第一直流设备接口14a和第二直流设备接口14b同时处于第二工作状态，以使第一储能装置142a和第二储能装置142b中的电能流向电源母线22，以为电连接至电源母线22上的其他设备进行供电。
在一些实施例中，参见图7所示，控制装置17被配置控制第一直流设备接口14a处于第一工作状态，且第二直流设备接口14b处于第二工作状态，以使从第二直流设备接口14b中流向电源母线22上的电能，经由第一直流设备接口14a流向第一储能装置142a。换而言之，控制装置17被配置为将第一储能装置142a中的电能通过电源母线22传输至第二储能装置142b中。
在一些实施例中，参见图8所示，控制装置17被配置为控制直流设备接口14中的至少一个处于第二工作状态，以使连接至该直流设备接口14的储能装置中的电能传输至电源母线22上，再经由双向逆变装置15换成交流电，以供电连接在交流设备接口13上的交流电设备用电。
在一些实施中，参见图3所示，供电系统10包括主开关121，控制装置17与主开关121电连接，用于控制主开关121的断开或闭合。控制装置17根据预设条件控制主开关121的断开和闭合，从而控制是否经由市电接口11接入市电，以为电连接在电源母线22上的用电设备或储能装置供电。具体地，上述的预设条件包括基于峰谷电判定用电时段。例如，当用电时段为当地规定的谷电阶段时，控制装置17控制主开关121闭合，从而使得电网上的电能通过市电接口11接入电源母线22，以为电连接在电源母线22上的所有用电设备进行供电或为电连接在电源母线22上的所有储能装置进行充电。当用电时段为当地的峰电阶段时，若当前需要从电源母线22上获取电能的需要较少时，控制装置17被配置为断开主开关121，通过电连接在电源母线22的储能装置对用电设备进行供电。当然，也可通过电连接在电源母线22上的太阳能接口16上接入的电能对用电设备进行供电。这样的好处在于，通过错峰用电的方法，能够有效地降低用户的用电成本，同时还能够缓解在峰电阶段时电网的供电压力。
在一些实施例中，供电系统10能够向电网中进行馈电，从而获取一定的报酬。具体地，控制装置17被配置将电源母线22上的电能通过双向逆变装置15进行电压转换再经由市电接口11回馈至电网。应该理解，上述的电源母线22上的电能至少包括电连接至直流设备接口14上的储能装置中的电能，还包括经由太阳能接口16接入的电能。
在一些实施例中，参见图9所示，供电系统10还可以由外部设备20进行控制，用户通过操作外部设备从而控制供电系统10的整体的工作状态。具体地，外部设备20通过供电系统10内部的通信装置18传输用户输入的命令至主控装置17，从而设定供电系统10的工作状态。本申请中，通信装置18与外部设备20之间通过有线或无线通信网络进行通信。在一些实施例中，通信装置18与外部设备20通过蓝牙、Wi-Fi传输或LTE等方式进行通信。在一些实施例中，外部设备20可以是智能电话、平板电脑或膝上型计算机。在一些实施例中，通信装置18可以包括单独的发送和接收组件。在一些实施例中，通信装置18可以包括附接到供电系统10的无线适配器。在一些实施例中，通信装置18是无线收发器，其将从控制装置17接收的信息编码成载波无线信号并发送到外部设备20。通信装置18还解码来自外部设备20发送的无线信号并将解码后的信息提供给控制装置17。可以理解，通信装置18与外部设备20之间的通信网络可以包括短程网络，例如，蓝牙网络、Wi-Fi网络等，或者远程网络，例如，互联网、蜂窝网络等。
在一些实施例中，供电系统10中的直流设备接口14中的每一个具有唯一编号，外部设备通过唯一编号识别对应的直流设备接口14并且控制直流设备接口14的状态。具体地，外部设备20通过通信装置18传输命令至控制装置17，以控制直流设备接口14在第一工作状态和第二工作状态之间切换。在一些实施例中，外部设备20被配置为能够被用户操作以为配置直流设备接口14的唯一编号。在一些实施例中，外部设备20通过通信装置18获取电连接在直流设备接口14上的储能装置的信息。具体地，储能装置的信息包括但不限于储能装置的型号、当前电量以及温度。在一些实施例中，外部设备20与通信装置18信号连接以所述交流设备接口的当前状态。上述的状态包括但不限于电连接在交流设备接口上的用电设备的类型。在一些实施例中，外部设备20与通信装置18之间的通信方式包括有线通信或无线通信。其中，无线通信包括蓝牙、Wi-Fi，互联网、蜂窝或LTE。在一些实施例中，控制装置17被配置为通过通信装置17发送供电系统的故障信息至所述外部设备，以用于提醒用户。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。

Claims (29)

1.一种车载供电系统，包括：
市电接口，所述市电接口被配置为连通市电以为所述车载供电系统提供电能来源；
电力轨道，所述电力轨道与所述市电接口电连接，所述电力轨道安装至车厢；
至少一个交流设备接口，安装至所述电力轨道，所述交流设备接口用于连接交流电设备；
多个直流设备接口，安装至所述电力轨道，所述直流设备接口中的至少一个被配置为连接储能装置；
其特征在于，
所述直流设备接口包括第一工作状态和第二工作状态；在所述直流设备接口被配置为所述第一工作状态时，电能能够从所述电力轨道流向所述储能装置；在所述直流设备接口被配置为所述第二工作状态时，电能能够从所述储能装置流向所述电力轨道。
2.根据权利要求1所述的车载供电系统，其特征在于，还包括太阳能接口，所述太阳能接口被配置为电连接在太阳能板和电力轨道之间，以将电能从所述太阳能板流向所述电力轨道。
3.根据权利要求1所述的车载供电系统，其特征在于，所述电力轨道还包括与所述市电接口电连接的双向逆变装置，所述双向逆变模块被配置为将输入的交流电转换为直流电或将输入的直流电转换为交流电。
4.根据权利要求1所述的车载供电系统，其特征在于，所述直流设备接口包括双向直流变换器，所述双向直流变换器电连接至所述电力轨道。
5.根据权利要求4所述的车载供电系统，其特征在于，所述双向直流变换器被配置为将输入的第一直流电转换为第二直流电或将输入的第二直流电转换为第一直流电。
6.根据权利要求1所述的车载供电系统，其特征在于，所述车载供电系统还包括控制装置，所述控制装置被配置为根据预设指令控制流经所述电力轨道的电能的流向；所述储能装置包括电连接至第一直流设备接口的第一储能装置和电连接至第二直流设备接口的第二储能装置。
7.根据权利要求6所述的车载供电系统，其特征在于，所述控制装置被配置控制所述第一直流设备和所述第二直流设备同时处于第一工作状态，以使流经所述电力轨道的电能同时流向所述第一储能装置和所述第二储能装置。
8.根据权利要求6所述的车载供电系统，其特征在于，所述控制装置被配置控制所述第一直流设备和所述第二直流设备同时处于第二工作状态，以使所述第一储能装置和所述第二储能装置中的电能流向所述电力轨道。
9.根据权利要求6所述的车载供电系统，其特征在于，所述控制装置被配置控制所述第一直流设备处于第一工作状态，且所述第二直流设备处于第二工作状态，以使流经所述电力轨道的电能流向所述第一储能装置，且所述第二储能装置的电能流向所述电力轨道。
10.根据权利要求6所述的车载供电系统，其特征在于，所述控制装置被配置为获取电连接至所述直流设备接口的所述储能装置中的电能，以为电连接至所述交流设备接口上的交流电设备供电。
11.根据权利要求6所述的车载供电系统，其特征在于，所述控制装置被配置为获取电连接至所述直流设备接口的所述储能装置中的电能，以通过所述市电接口将电能回馈电网。
12.根据权利要求1所述的车载供电系统，其特征在于，所述电力轨道还包括第二电力轨道。
13.根据权利要求1所述的车载供电系统，其特征在于，所述电力轨道的电压大于等于40V且小于等于60V。
14.根据权利要求6所述的车载供电系统，其特征在于，所述直流设备接口与所述第二直流设备接口之间通过所述电力轨道实现电力载波通讯。
15.一种供电系统，包括：
市电接口，所述市电接口被配置为连通市电以为所述供电系统提供电能来源；
电源母线，所述电源母线与所述市电接口电连接；
多个直流设备接口，连接至所述电源母线，所述多个直流设备接口中的至少一个被配置为连接储能装置；
至少一个交流设备接口，与所述市电接口和所述直流设备接口电连接，用于连接交流用电器；
控制装置，被配置为控制所述电源母线上的能量流动方向；
其特征在于，
所述直流设备接口包括第一工作状态和第二工作状态；在所述直流设备接口被配置为所述第一工作状态时，电能从所述电源母线流向所述储能装置；在所述直流设备接口被配置为所述第二工作状态时，电能从所述储能装置流向所述电源母线；
所述供电系统的能量传递效率大于等于85%。
16.根据权利要求15所述的供电系统，其特征在于，所述直流设备接口包括第一直流设备接口和第二直流设备接口；所述第一直流设备接口和所述电源母线之间电连接有第一双向直流变换器，所述第二直流设备接口和所述电源母线之间电连接有第二双向直流变换器。
17.根据权利要求15所述的供电系统，其特征在于，所述供电系统具有多种工作模式，所述控制装置被配置为根据用户输入或预设指令控制所述供电系统的工作模式。
18.根据权利要求15所述的供电系统，其特征在于，所述电源母线上还电连接有双向逆变装置，所述双向逆变装置被设置在所述市电接口和所述直流设备接口之间，用于将输入的交流电转换为直流电或将输入的直流电转换为交流电。
19.根据权利要求15所述的供电系统，其特征在于，所述供电系统还包括通信装置，被配置为与外部设备通信连接，通过所述通信装置传输命令至所述控制装置，控制所述直流设备接口在所述第一工作状态和所述第二工作状态之间切换。
20.根据权利要求19所述的供电系统，其特征在于，多个所述直流设备接口中的每一个具有唯一编号，所述外部设备通过所述唯一编号识别对应的所述直流设备接口并且控制所述直流设备接口的状态。
21.根据权利要求20所述的供电系统，其特征在于，所述控制装置被配置为通过所述通信装置发送所述供电系统的故障信息至所述外部设备，以用于提醒用户。
22.一种供电系统，所述供电系统由外部设备控制，所述供电系统包括：
市电接口，所述市电接口被配置为连通市电以为所述供电系统提供电能来源；
电源母线，所述电源母线与所述市电接口电连接；
多个直流设备接口，连接至所述电源母线，所述多个直流设备接口中的至少一个被配置为连接储能装置；
至少一个交流设备接口，与所述市电接口和所述直流设备接口电连接，用于连接交流用电器；
通信装置，被配置为与所述外部设备通信连接；
控制装置，与所述通信装置电连接，所述控制装置控制所述电源母线上的能量流动方向；
其特征在于，
所述直流设备接口具有多种工作状态，在第一工作状态时，电能从所述电源母线流向所述储能装置；在第二工作状态时，电能从所述储能装置流向所述电源母线；
所述外部设备通过所述通信装置传输命令至所述控制装置，控制所述直流设备接口在所述第一工作状态和所述第二工作状态之间切换。
23.根据权利要求22所述的供电系统，其特征在于，多个所述直流设备接口中的每一个具有唯一编号，所述外部设备通过所述唯一编号识别对应的所述直流设备接口并且控制所述直流设备接口的状态。
24.根据权利要求23所述的供电系统，其特征在于，所述外部设备被配置为能够被用户操作以为配置所述直流设备接口的所述唯一编号。
25.根据权利要求22所述的供电系统，其特征在于，所述外部设备通过所述通信装置获取电连接在直流设备接口上的所述储能装置的信息；所述信息至少包括所述储能装置的型号、当前电量以及温度。
26.根据权利要求22所述的供电系统，其特征在于，所述外部设备与所述通信装置信号连接以获取所述交流设备接口的当前状态。
27.根据权利要求22所述的供电系统，其特征在于，所述外部设备与所述通信装置之间的通信方式包括有线通信或无线通信。
28.根据权利要求27所述的供电系统，其特征在于，所述无线通信包括蓝牙、Wi-Fi，互联网、蜂窝或LTE中的至少一个。
29.根据权利要求22所述的供电系统，其特征在于，所述控制装置被配置为通过所述通信装置发送所述供电系统的故障信息至所述外部设备，以用于提醒用户。
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