CN207670270U - 储能电源系统及储能电源车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种储能电源系统及储能电源车，其中，储能电源系统包括第一直流充电接口、第二直流充电接口、储能电路、充电机电路、主控电路及直流放电接口；第一直流充电接口，用于接收第一直流电源并对储能电路进行充电；第二直流充电接口，用于第二直流电源并将直流电源发送到充电机电路；充电机电路，用于将第二直流充电接口输出的第二直流电源进行升压转换，并输出第一直流电源；主控电路，用于控制储能电路充放电，以及控制充电机电路的电压转换。本实用新型储能电源系统可以分别通过第一直流充电接口和第二直流充电接口与相应电压型号的充电桩连接给储能电源系统充电，解决了充电桩的充电局限性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种储能电源系统及储能电源车。
背景技术
目前我国电动汽车研究已取得阶段性成果，已经完成了电动轿车、电动中型客车和电动大型客车的开发工作。电动汽车充电桩为电动汽车运行提供能量补给，是发展电动汽车所必须的重要配套基础设施和重要基础支撑系统，现有的充电桩由于位置关系，无法移动，对于许多电动汽车而言，无法及时的进行充电，所以储能电源车应运而生，电动汽车在需要充电时可以找到就近的储能电源车进行充电。
储能电源车一般具备直流充电接口、交流充电接口和直流放电接口，直流充电接口可接受750V的电压充电，遇到DC200V-500V充电桩，因为电压不匹配无法为储能电源车自身充电，所以DC200-500V充电桩存在充电局限性。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种储能电源系统，旨在对充电桩输出的电源进行升压转换，解决充电桩的充电局限性。
为实现上述目的，本实用新型提出的储能电源系统，包括第一直流充电接口、第二直流充电接口、储能电路、充电机电路、主控电路及直流放电接口；所述第一直流充电接口的电源输出端与所述储能电路的电源输入端连接，所述储能电路的电源输出端与所述充电机电路的第一电源输入端连接，所述储能电路的信号端与所述主控电路的第一信号端连接，所述主控电路的第二信号端与所述充电机电路的信号端连接，所述第二直流充电接口的电源输出端与所述充电机电路的第二电源输入端连接，所述充电机电路的电源输出端与所述直流放电接口的电源输入端连接；其中，
所述第一直流充电接口，用于接收第一充电桩或所述直流放电接口输出的第一直流电源，以及对所述储能电路进行充电；所述第二直流充电接口，用于接收第二充电桩输出的第二直流电源，以及将第二直流电源发送到所述充电机电路；所述储能电路，用于储能电源系统充电时存储电能及放电时释放电能；所述充电机电路，用于将接收到的第二直流电源进行升压转换，并输出第一直流电源到所述直流放电接口；所述主控电路，用于通过CAN总线与所述储能电路及所述充电机电路进行通信，以及控制所述充电机电路进行升压转换；所述直流放电接口，用于接收所述充电机电路输出的第一直流电源，并将第一直流电源输送给第一直流充电接口。
优选地，所述储能电源系统还包括交流充电接口，所述交流充电接口的电源输出端与所述充电机电路的第三电源输入端连接，所述交流充电接口用于接收交流电源并输出给所述充电机电路。
优选地，所述储能电路包括储能电池组、BMS单元、第一开关及第二开关；所述第一开关的第一端为所述储能电路的电源输出端，所述第一开关的第二端与所述储能电池组的放电端口连接，所述第二开关的第一端为所述储能电路的电源输入端，所述第二开关的第二端与所述储能电池组的充电端口连接；所述BMS单元的第一信号端与所述储能电池组的第一信号端连接，所述BMS单元的第一控制端与所述第一开关的受控端连接，所述BMS单元的第二控制端与所述第二开关的受控端连接，所述BMS单元的第二信号端与所述储能电池组的第二信号端连接，其连接节点为所述储能电路的信号端；所述BMS单元用于管理储能电池组工作状态，并控制所述储能电池组的充放电。
优选地，所述第一开关及所述第二开关电气互锁。
优选地，所述充电机电路包括充电机、充电机控制单元及电压输出单元；所述充电机的电源输出端为所述充电机电路的电源输出端，所述充电机的受控端与所述充电机控制单元的控制端连接，所述电压输出单元的电源输出端、第一开关的第一端及所述充电机的电源输入端互连，所述电压输出单元的电源输入端为所述充电机电路的电源输入端，所述充电机控制单元的信号端为所述充电机电路的信号端；所述充电机用于将接收到的第二直流电源升压转换为第一直流电源，所述充电机控制单元用于与所述主控电路进行信号通信，所述电压输出单元用于输出模拟电池电压到所述第二直流充电接口的母线，以使第二直流充电接口的第二直流电源成功输入。
优选地，所述电压输出单元包括DC/DC单元、第三开关及第四开关，所述DC/DC单元的电压输出端与所述第四开关的第一端连接，所述第四开关的第二端、所述第三开关的第一端及所述第二直流充电接口的电源输出端互连，所述第三开关的第二端为所述电压输出单元的电源输出端，所述第三开关的受控端与所述主控电路的第一控制端连接，所述第四开关的受控端与所述主控电路的第二控制端连接。
优选地，所述第一开关与所述第三开关电气互锁。
优选地，所述主控电路包括CAN控制器，所述CAN控制器的信号接口为所述主控电路的信号端，所述CAN控制器通过CAN总线与所述BMS单元、储能电池组及充电机控制单元进行数据通信，以及通过继电器控制所述第三开关、所述第四开关的关断和闭合。
此外，本实用新型还提出一种储能电源车，包括如上所述的储能电源系统，其中，所述储能电源系统包括第一直流充电接口、第二直流充电接口、储能电路、充电机电路、主控电路及直流放电接口；所述第一直流充电接口的电源输出端与所述储能电路的电源输入端连接，所述储能电路的电源输出端与所述充电机电路的第一电源输入端连接，所述储能电路的信号端与所述主控电路的第一信号端连接，所述主控电路的第二信号端与所述充电机电路的信号端连接，所述第二直流充电接口的电源输出端与所述充电机电路的第二电源输入端连接，所述充电机电路的电源输出端与所述直流放电接口的电源输入端连接；其中，
所述第一直流充电接口，用于接收第一充电桩或所述直流放电接口输出的第一直流电源，以及对所述储能电路进行充电；所述第二直流充电接口，用于接收第二充电桩输出的第二直流电源，以及将第二直流电源发送到所述充电机电路；所述储能电路，用于储能电源系统充电时存储电能及放电时释放电能；所述充电机电路，用于将接收到的第二直流电源进行升压转换，并输出第一直流电源到所述直流放电接口；所述主控电路，用于通过CAN总线与所述储能电路及所述充电机电路进行通信，以及控制所述充电机电路进行升压转换；所述直流放电接口，用于接收所述充电机电路输出的第一直流电源，并将第一直流电源输送给第一直流充电接口。
本实用新型技术方案通过采用第一直流充电接口、第二直流充电接口、储能电路、充电机电路、主控电路及直流放电接口组成储能电源系统，储能电源系统可通过第一直流充电接口输出的第一直流电源给储能电源系统的电池组进行充电，还可通过充电机电路将第二直流充电接口输出的第二直流电源进行升压转换，并输出第一直流电源给储能电源系统充电。解决了充电桩的充电局限性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型储能电源系统一实施例的功能模块示意图；
图2为本实用新型储能电源系统另一实施例的电路结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 第一直流充电接口 | K3 | 第三开关 |
| 200 | 第二直流充电接口 | K4 | 第四开关 |
| 300 | 储能电路 | 310 | 储能电池组 |
| 400 | 充电机电路 | 320 | BMS单元 |
| 500 | 主控电路 | 410 | 充电机控制单元 |
| 600 | 直流放电接口 | 420 | 充电机 |
| 700 | 交流充电接口 | 430 | 电压输出单元 |
| K1 | 第一开关 | 431 | DC/DC单元 |
| K2 | 第二开关 | 510 | CAN控制器 |
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种储能电源系统，旨在解决充电桩充电局限性的问题。
请参阅图1，在本实用新型储能电源系统一实施例中，储能电源系统包括第一直流充电接口100、第二直流充电接口200、储能电路300、充电机电路400、主控电路500及直流放电接口600。
第一直流充电接口100的电源输出端与储能电路300的电源输入端连接，储能电路300的电源输出端与充电机电路400的第一电源输入端连接，储能电路300的信号端与主控电路500的第一信号端连接，主控电路500的第二信号端与充电机电路400的信号端连接，第二直流充电接口200的电源输出端与充电机电路400的第二电源输入端连接，充电机电路400的电源输出端与直流放电接口600的电源输入端连接。
第一直流充电接口100，用于接收第一充电桩或直流放电接口600输出的第一直流电源并对储能电路300进行充电；第二直流充电接口200，用于接收第二充电桩输出的第二直流电源并将第二直流电源发送到充电机电路400；储能电路300，用于储能电源系统充电时存储电能及放电时释放电能；充电机电路400，用于将第二直流充电接口200输出的第二直流电源进行升压转换，并输出第一直流电源到所述直流放电接口100；主控电路500，用于通过CAN总线与储能电路300及充电机电路400进行通信，以及控制充电机电路400进行升压转换；直流放电接口600，用于接收充电机电路400输出的第一直流电源，并将第一直流电源输送给第一直流充电接口100。
储能电源系统通过利用充电机电路400将第二直流电源进行升压转换，充电机电路400输出第一直流电源，第一直流电源可为储能电源系统自身充电，同时储能电源系统还可作为中间的电压转换设备为其他相同电压型号的电动汽车充电，解决了充电桩的充电局限性，同时扩展了储能电源系统的使用场景。
优选地，储能电源系统还包括交流充电接口700，交流充电接口700的电源输出端与充电机电路400的第三电源输入端连接，交流充电接口700用于接收交流电源并输出给充电机电路400。
请参阅图2，在本实用新型储能电源系统另一实施例中，储能电路300包括储能电池组310、BMS单元320、第一开关K1及第二开关K2。
第一开关K1的第一端为储能电路300的电源输出端，第一开关K1的第二端与储能电池组310的放电端口连接，第二开关K2的第一端为储能电路300的电源输入端，第二开关K2的第二端与储能电池组310的充电端口连接；BMS单元320的第一信号端与储能电池组310的第一信号端连接，BMS单元320的第一控制端与第一开关K1的受控端连接，BMS单元320的第二控制端与第二开关K2的受控端连接，BMS单元320的第二信号端与储能电池组310的第二信号端连接，其连接节点为储能电路300的信号端。
BMS单元320用于管理储能电池组工作状态，并控制储能电池组310的充放电，BMS单元320可对电池的电流、电压及温度进行监控管理，保证储能电池组310的稳定工作。
当储能电源系统放电时，直流放电接口600与用电设备连接，BMS单元320与充电机电路进行通信，充电机与用电设备通信确认后，BMS单元通过继电器控制第一开关K1闭合，储能电池组开始放电。
当储能电源系统自身充电时，第一直流充电接口与第一充电桩连接，BMS单元与第一充电桩通信，BMS单元通过继电器控制第二开关闭合，储能电池组开始充电。
同时，第一开关K1及第二开关K2电气互锁，可避免储能电池组310充放电同时进行，造成电池的损坏。
优选地，充电机电路400包括充电机420、充电机控制单元410及电压输出单元430；充电机420的电源输出端为充电机电路400的电源输出端，充电机420的受控端与充电机控制单元410的控制端连接，电压输出单元430的电源输出端、第一开关K1的第一端及充电机420的电源输入端互连，电压输出单元430的电源输入端为充电机电路400的电源输入端，充电机控制单元410的信号端为充电机电路400的信号端。
充电机420用于将接收到的第二直流电源进行电压转换为第一直流电源，充电机控制单元410用于与主控电路500进行通信，电压输出单元430用于输出模拟电池电压到第二直流充电接口200的母线上，以使第二直流充电接口的电源成功输出。
优选地，电压输出单元430包括DC/DC单元431、第三开关K3及第四开关K4，DC/DC单元431的电压输出端与第四开关K4的第一端连接，第四开关K4的第二端、第三开关K3的第一端及第二直流充电接口200的电源输出端互连，第三开关K3的第二端为电压输出单元430的电源输出端，第三开关K3的受控端与主控电路500的第一控制端连接，第四开关K4的受控端与主控电路500的第二控制端连接。
当储能电源系统工作在电压转换模式下，第二直流充电接口200与第二充电桩连接，通过国标充电协议握手成功后，主控电路500控制第四开关K4闭合，DC/DC单元431输出模拟电池电压到第二直流充电接口200的母线上，第二充电桩检测电压成功后输出第二直流电源，此时主控电路500控制第四开关K4断开，第三开关K3闭合，充电机电路400开始工作，充电机控制单元410接收到用电设备的用电请求信号时，充电机控制单元410将用电请求信号发送给主控电路500，主控电路500继而将用电请求信号传递给第二充电桩，充电机420开始启动，第二充电桩输出第二直流电源，并经充电机420升压转换为第一直流电源给用电设备充电。
优选地，第一开关K1与第三开关K3电气互锁，防止储能电路300在放电和电压转换模式下冲突，造成电池损坏。
优选地，主控电路500包括CAN控制器510，CAN控制器510的信号端口为主控电路500的信号端，CAN控制器510通过CAN总线与BMS单元320、储能电池组310及充电机控制单元410进行数据通信，以及通过继电器控制第三开关K3、第四开关K4的断开和闭合，CAN控制器510实时控制充电机电路400以及储能电路300的工作状态，实现电压的转换。
以下，结合图1至图2，说明本实用新型储能电源系统的工作原理：
本实用新型储能电源系统可工作在三种模式下，即放电模式、自身充电模式及电压转换模式。
当储能电源系统工作在放电模式下，将直流放电接口600与用电设备连接，BMS单元320与充电机控制单元410进行通信，充电机420与用电车辆通信确认后，开始放电，BMS单元320通过继电器控制第一开关K1闭合，此时第二开关K2处于断开状态。
当储能电源系统工作在自身充电模式下，第一充电桩与第一直流充电接口100连接，BMS单元320与第一充电桩进行通信，BMS单元320通过继电器控制第二开关K2闭合，储能电源系统开始充电，此时第一开关K1处于断开状态。
当储能电源系统工作在电压转换模式下，直流放电接口600与用电设备连接，第二充电桩与第二直流充电接口200连接，通过CAN控制器510与第二充电桩通信，通过国标充电握手协议成功后，CAN控制器510通过继电器控制第四开关K4闭合，DC/DC单元431为第二直流充电接口200的母线提供模拟电池电压，第二充电桩检测电压成功后输出第二直流电源，此时CAN控制器510控制第四开关K4断开，第三开关K3闭合,充电机420开始启动。充电机控制单元410接收到用电设备的电压电流请求信号，充电机控制单元410将信号传递给CAN控制器510，CAN控制器510将信号传递给第二充电桩，充电机420开始工作，第二充电桩开始输出，充电机420将输入的第二直流电源转换为第一直流电源为用电设备充电，此时第三开关K3闭合，第一开关K1处于断开状态。
本实用新型储能电源系统解决了充电桩的充电局限性，并且储能电源系统还可作为中间的电压转换装置为其他电动汽车充电，扩展了储能电源系统的使用场景。
本实用新型还提出一种储能电源车，该储能电源车包括如上所述的储能电源系统，该储能电源系统的具体结构参照上述实施例，由于储能电源车采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种储能电源系统，其特征在于，包括第一直流充电接口、第二直流充电接口、储能电路、充电机电路、主控电路及直流放电接口；所述第一直流充电接口的电源输出端与所述储能电路的电源输入端连接，所述储能电路的电源输出端与所述充电机电路的第一电源输入端连接，所述储能电路的信号端、所述充电机电路的信号端与所述主控电路的信号端互连，所述第二直流充电接口的电源输出端与所述充电机电路的第二电源输入端连接，所述充电机电路的电源输出端与所述直流放电接口的电源输入端连接；其中，
所述第一直流充电接口，用于接收第一充电桩或所述直流放电接口输出的第一直流电源，以及对所述储能电路进行充电；
所述第二直流充电接口，用于接收第二充电桩输出的第二直流电源，以及将第二直流电源发送到所述充电机电路；
所述储能电路，用于储能电源系统充电时存储电能及放电时释放电能；
所述充电机电路，用于将接收到的第二直流电源进行升压转换，并输出第一直流电源到所述直流放电接口；
所述主控电路，用于通过CAN总线与所述储能电路及所述充电机电路进行通信，以及控制所述充电机电路进行升压转换；
所述直流放电接口，用于接收所述充电机电路输出的第一直流电源，并将第一直流电源输送给第一直流充电接口。
2.如权利要求1所述的储能电源系统，其特征在于，所述储能电源系统还包括交流充电接口，所述交流充电接口的电源输出端与所述充电机电路的第三电源输入端连接，所述交流充电接口用于接收交流电源并输出给所述充电机电路。
3.如权利要求2所述的储能电源系统，其特征在于，所述储能电路包括储能电池组、BMS单元、第一开关及第二开关；
所述第一开关的第一端为所述储能电路的电源输出端，所述第一开关的第二端与所述储能电池组的放电端口连接，所述第二开关的第一端为所述储能电路的电源输入端，所述第二开关的第二端与所述储能电池组的充电端口连接；所述BMS单元的第一信号端与所述储能电池组的第一信号端连接，所述BMS单元的第一控制端与所述第一开关的受控端连接，所述BMS单元的第二控制端与所述第二开关的受控端连接，所述BMS单元的第二信号端与所述储能电池组的第二信号端连接，其连接节点为所述储能电路的信号端；所述BMS单元用于管理储能电池组工作状态，并控制所述储能电池组的充放电。
4.如权利要求3所述的储能电源系统，其特征在于，所述第一开关及所述第二开关电气互锁。
5.如权利要求4所述的储能电源系统，其特征在于，所述充电机电路包括充电机、充电机控制单元及电压输出单元；
所述充电机的电源输出端为所述充电机电路的电源输出端，所述充电机的受控端与所述充电机控制单元的控制端连接，所述电压输出单元的电源输出端、第一开关的第一端及所述充电机的电源输入端互连，所述电压输出单元的电源输入端为所述充电机电路的电源输入端，所述充电机控制单元的信号端为所述充电机电路的信号端；所述充电机用于将接收到的第二直流电源升压转换为第一直流电源，所述充电机控制单元用于与所述主控电路进行信号通信，所述电压输出单元用于输出模拟电池电压到所述第二直流充电接口的母线上，以使第二直流充电接口的第二直流电源成功输入。
6.如权利要求5所述的储能电源系统，其特征在于，所述电压输出单元包括DC/DC单元、第三开关及第四开关，所述DC/DC单元的电压输出端与所述第四开关的第一端连接，所述第四开关的第二端、所述第三开关的第一端及所述第二直流充电接口的电源输出端互连，所述第三开关的第二端为所述电压输出单元的电源输出端，所述第三开关的受控端与所述主控电路的第一控制端连接，所述第四开关的受控端与所述主控电路的第二控制端连接。
7.如权利要求6所述的储能电源系统，其特征在于，所述第一开关与所述第三开关电气互锁。
8.如权利要求7所述的储能电源系统，其特征在于，所述主控电路包括CAN控制器，所述CAN控制器的信号接口为所述主控电路的信号端，所述CAN控制器通过CAN总线与所述BMS单元、储能电池组及充电机控制单元进行数据通信，以及通过继电器控制所述第三开关、所述第四开关的关断和闭合。
9.一种储能电源车，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的储能电源系统。
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