CN209692399U - 一种基于电池更换的移动式供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于电池更换的移动式供电系统，包括：充电系统、放电系统、电池模组和云平台；所述充电系统包括充电装置和充电舱；所述放电系统包括电源舱；所述电池模组与充电舱连接时，经充电舱连接至充电装置进行充电；所述电池模组与电源舱连接时，经电源舱为负载供电；所述云平台与充电系统和放电系统无线连接，用于获取充电系统和放电系统的电流信息和电压信息，以及电池模组分别连接充电舱和电源舱时的电量信息。本实用新型通过将电池模组在有电区域的充电装置和用电需求处之间配送，实现对无电区域的绿色用电。
Description
技术领域
本实用新型为基于电池更换的移动式供电系统，旨在解决无电区域的绿色用电问题。
背景技术
在部分无电区域，常规供电线路不能到达用电场合，即使电缆远距离能够达到供电区域，但也存在也电缆长、造价成本贵的缺点；在故障、事故、灾难等情况下失去常规供电电源，需要进行应急供电；或者用电场合可使用柴油发电但存在噪音和油气污染较大的环境问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述无电地区供电、柴油机供电等方式存在的问题，提供一种基于电池更换的移动式供电系统。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于电池更换的移动式供电系统，包括：充电系统、放电系统、电池模组和云平台；所述充电系统包括充电装置和充电舱；所述放电系统包括电源舱；所述电池模组与充电舱连接时，经充电舱连接至充电装置进行充电；所述电池模组与电源舱连接时，经电源舱为负载供电；所述云平台与充电系统和放电系统无线连接，用于获取充电系统和放电系统的电流信息和电压信息，以及电池模组分别连接充电舱和电源舱时的电量信息。
进一步地，所述充电舱中的充电电路结构包括：充电座、直流断路器、熔断器、第一继电器、第二继电器和第一快速连接头；充电座的正端依次经直流断路器的第一端口、熔断器和第一继电器的触点连接至第一快速连接头的正输出端；充电座的负端依次经直流断路器的第二端口、第二继电器的触点连接至第一快速连接头的负输出端；所述第一快速连接头的正输出端和负输出端用于连接电池模组；所述第一继电器和第二继电器的线圈连接至第一BMS管理系统；所述第一BMS管理系统无线连接至云平台。
进一步地，所述充电电路结构还包括：设置在第一继电器的触点和第一快速连接头的正输出端之间的电流霍尔传感器；所述电流霍尔传感器，用于采集充电电路结构的电流信息，并将采集到的电流信息通过第一BMS管理系统传输至云平台。
进一步地，所述充电电路结构还包括：电压传感器；所述电压传感器两端分别连接第一快速连接头的正输出端和负输出端，用于采集充电电路结构的电压信息，并将采集到的电压信息通过第一BMS管理系统传输至云平台。
进一步地，所述电源舱中的放电电路结构包括：高压箱和逆变器；所述高压箱的输入端通过第二快速连接头连接电池模组，输出端经逆变器转换为交流电后连接至负载；所述高压箱和逆变器的信号采集端连接至第二BMS管理系统；所述第二BMS管理系统无线连接至云平台。
进一步地，所述电源舱中的放电电路结构还包括：断路开关；所述断路开关的触点设置在逆变器和负载之间，所述断路开关的线圈一端连接在逆变器输出的交流电零线上，另一端连接在逆变器输出的交流电三相中的任一相。
进一步地，所述电源舱中的放电电路结构还包括：紧急停机按钮；所述紧急停机按钮设置在所述断路开关的线圈的另一端与逆变器输出的交流电三相中的任一相之间。
进一步地，所述基于电池更换的移动式供电系统，还包括：运输系统；所述运输系统，包括用于运输电池模组的船只或车辆。
进一步地，所述充电舱安装在运输系统上，或安装在有电区域的充电装置处。
进一步地，所述运输系统设置有GPS定位模块，所述GPS定位模块无线连接至云平台。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
本实用新型可以运用到任何无电区域的用电需求处的供电，本实用新型的移动式供电系统，将电池模组在有电区域的充电装置和用电需求处之间配送，实现对无电区域的绿色用电，解决常规供电线路不能到达用电场合，即使电缆远距离能够达到供电区域，但也存在也电缆长、造价成本贵的缺点；在故障、事故、灾难等情况下失去常规供电电源，需要进行应急供电；或者用电场合可使用柴油发电但存在噪音和油气污染较大的环境问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型一个实施例的基于电池更换的移动式供电系统原理图。
图2为本实用新型一个实施例的模块化的电池模组结构图。
图3为本实用新型一个实施例的充电电路结构图。
图4为本实用新型一个实施例的放电电路结构图。
图5为本实用新型另一个实施例的基于电池更换的移动式供电系统原理图。
图6为本实用新型另一个实施例的运输系统布置图。
图7为本实用新型的云平台的界面展示图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
本实施例提供的一种基于电池更换的移动式供电系统，如图1所示，包括：充电系统、放电系统、电池模组和云平台；所述充电系统包括充电装置和充电舱；所述放电系统包括电源舱；所述电池模组与充电舱连接时，经充电舱连接至充电装置进行充电；所述电池模组与电源舱连接时，经电源舱为负载供电；所述云平台与充电系统和放电系统无线连接，用于获取充电系统和放电系统的电流信息和电压信息，以及电池模组分别连接充电舱和电源舱时的电量信息。
其工作原理为：
(1)将电池模组运载到有电区域的充电装置处，经充电舱连接至充电装置进行充电；充电装置为充电桩等。
(2)充电完成后，将电池模组运载到用电需求处，安装于电源舱中，经放电源舱为用电需求处的负载供电；其中，所述电池模组的总数为a，所述放电电池舱进行放电的电池模组数量为b，则有a≥b，满足1次充电多次放电的需要，可以减少电池模组的运载成本，使其在需要放电过程中，通过更换电池模组满足更持久的供电需要；
(3)放电完成后，将电池模组运载到充电装置处进行充电，如此循环，实现移动式循环供电；在对负载供电时，剩余有电的电池模组数c，则在c＝a时，将已完成放电的电池模组运载到充电装置处进行充电，从而不必等所有电池模组放电完成后再进运载到充电装置处进行充电，可以使用电需求出的负载供电不间断。
本实用新型具有广泛的应用前景，例如：
A、郊区别墅区停电的应急供电：在郊区别墅区停电时，备用电UPS支撑时间有限，根据需求将电池模组运输至郊区别墅区，安装于其电源舱为郊区别墅区的负载供电，避免大电量电池存备或维护问题。
B、森林度假屋供电：度假屋由于为私人所有，且远离市区，超出一般供电范围；柴油发电机又存在噪音、不环保等问题，违背度假理念。在度假时，由房主自带或者配送员为度假屋进行模组配送，保证度假屋的绿色用电。
C、临时施工用电：在临时施工处常常为远离市区或有电区域，采用电缆进行取电的成本过高，一般采用柴油发电机进行供电，根据本实用新型，在根据需求将电池模组运输至临时施工处，安装于其电源舱为临时施工的负载供电。
综上所述，本实用新型可以运用到任何无电区域的用电需求处的供电，本实用新型的移动式供电系统，将电池模组在有电区域的充电装置和用电需求处之间配送，实现对无电区域的绿色用电，解决常规供电线路不能到达用电场合，即使电缆远距离能够达到供电区域，但也存在也电缆长、造价成本贵的缺点；在故障、事故、灾难等情况下失去常规供电电源，需要进行应急供电；或者用电场合可使用柴油发电但存在噪音和油气污染较大的环境问题。优选地，所述电池模组采用模块化设计，如图2所示。
在一个实施例中，如图3所示，所述充电舱中的充电电路结构包括：充电座XS1、直流断路器QF1、熔断器FU1、第一继电器KM1、第二继电器KM2和第一快速连接头(BAT+～BAT-)；充电座XS1的正端依次经直流断路器QF1的第一端口QF1-1、熔断器和第一继电器KM1的触点连接至第一快速连接头的正输出端BAT+；充电座XS1的负端依次经直流断路器QF1的第二端口QF1-2、第二继电器KM2的触点连接至第一快速连接头的负输出端BAT-；所述第一快速连接头的正输出端BAT+和负输出端BAT-用于连接充电舱；所述第一继电器KM1和第二继电器KM2的线圈连接至第一BMS管理系统；所述第一BMS管理系统无线连接至云平台。充电舱通过充电座与设置在有电区域的充电装置进行连接，通过所述第一快速连接头连接电池模组，从而实现充电装置对电池模组进行充电，其中，直流断路器QF1通过人工控制通断，实现电路连接；熔断器实现设备极端情况的速熔保护；第一继电器KM1和第二继电器KM2通过BMS管理系统控制，实现后台的自动投切。
在一个实施例中，所述充电电路结构还包括：设置在第一继电器KM1的触点和第一快速连接头的正输出端之间的电流霍尔传感器TA1；所述电流霍尔传感器TA1，用于采集充电电路结构的电流信息，并将采集到的电流信息通过第一BMS管理系统传输至云平台。
在一个实施例中，所述充电电路结构还包括：电压传感器(TV+～TV-)；所述电压传感器两端分别连接第一快速连接头的正输出端BAT+和负输出端BAT-，用于采集充电电路结构的电压信息，并将采集到的电压信息通过第一BMS管理系统传输至云平台。
需要说明的是，电池模组与充电舱连接时，其电量信息也通过第一BMS管理系统传输至云平台。
在一个实施例中，如图4所示，所述电源舱中的放电电路结构包括：高压箱和逆变器；所述高压箱的输入端通过第二快速连接头连接电池模组，输出端经逆变器转换为交流电后连接至负载；所述高压箱和逆变器的信号采集端连接至第二BMS管理系统；所述第二BMS管理系统无线连接至云平台。在本实施例中，高压箱设计为4组电池模组接口(BAT1+、BAT1-，……，BAT4+、BAT4-)，同时连接放电电池舱中的4个电池模组，每个电池模组由80串电池组成，总电压为256V；电池模组与电源舱连接时，通过电源舱连接至高压箱进行汇流，汇流后经过逆变器将直流转换为380V交流电，然后为负载供电。其中，高压箱的通过其信号采集端将电池模组的电量信息经第二BMS管理系统传输至云平台；逆变器通过其信号采集端将放电电路结构的电流信息和电压信息经第二BMS管理系统传输至云平台。所述第二BMS管理系统具有人机界面，便于用户通过人机界面对放电时的电池系统进行现场监控。
在一个实施例中，所述电源舱中的放电电路结构还包括：断路开关；所述断路开关的触点设置在逆变器和负载之间，所述断路开关的线圈一端连接在逆变器输出的交流电零线上，另一端连接在逆变器输出的交流电三相中的任一相。所述断路开关用于发生短路等故障时及时跳开，保护负载安全用电。
在一个实施例中，所述电源舱中的放电电路结构还包括：紧急停机按钮；所述紧急停机按钮设置在所述断路开关的线圈的另一端与逆变器输出的交流电三相中的任一相之间。所述紧急停机按钮用于用户在异常情况下认为的快速响应断开放电电路结构的电气连接。
在本实用新型的另一个实施例中，如图5所示，所述基于电池更换的移动式供电系统，还包括：运输系统；所述运输系统，包括用于运输电池模组的船只或车辆。
在本实用新型的另一个实施例中，如图6所示，所述充电舱安装在运输系统上，或安装在有电区域的充电装置处。当所述充电舱安装在运输系统上时，使运输系统本身具备电池模组的充电功能，待运输系统移动至充电装置处，通过安装在其上的充电舱直接连接充电装置，为电池模组实现充电，避免对电池模组的二次移动，通过充电系统安装在运输系统上实现对无电区域循环式配送供电。
在本实用新型的另一个实施例中，所述运输系统上设置有GPS定位模块，所述GPS定位模块无线连接至云平台。实际应用中，还可以在所述充电装置和电源舱上设置有GPS定位模块，监控出发地、目的地和配送过程的GPS信息。
综上所述，本实用新型的云平台采集了充电过程和放电过程的电流信息、电压信息和电量信息，以及电池模组在配送过程中的GPS信息，从而对充电过程和放电过程实现全方位的监控，有利于对移动式供电系统的调度，所述云平台的展示界面如图7所示。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于电池更换的移动式供电系统，其特征在于，包括：充电系统、放电系统、电池模组和云平台；所述充电系统包括充电装置和充电舱；所述放电系统包括电源舱；所述电池模组与充电舱连接时，经充电舱连接至充电装置进行充电；所述电池模组与电源舱连接时，经电源舱为负载供电；所述云平台与充电系统和放电系统无线连接，用于获取充电系统和放电系统的电流信息和电压信息，以及电池模组分别连接充电舱和电源舱时的电量信息。
2.根据权利要求1所述的基于电池更换的移动式供电系统，其特征在于，所述充电舱中的充电电路结构包括：充电座、直流断路器、熔断器、第一继电器、第二继电器和第一快速连接头；充电座的正端依次经直流断路器的第一端口、熔断器和第一继电器的触点连接至第一快速连接头的正输出端；充电座的负端依次经直流断路器的第二端口、第二继电器的触点连接至第一快速连接头的负输出端；所述第一快速连接头的正输出端和负输出端用于连接电池模组；所述第一继电器和第二继电器的线圈连接至第一BMS管理系统；所述第一BMS管理系统无线连接至云平台。
3.根据权利要求2所述的基于电池更换的移动式供电系统，其特征在于，所述充电电路结构还包括：设置在第一继电器的触点和第一快速连接头的正输出端之间的电流霍尔传感器；所述电流霍尔传感器，用于采集充电电路结构的电流信息，并将采集到的电流信息通过第一BMS管理系统传输至云平台。
4.根据权利要求2所述的基于电池更换的移动式供电系统，其特征在于，所述充电电路结构还包括：电压传感器；所述电压传感器两端分别连接第一快速连接头的正输出端和负输出端，用于采集充电电路结构的电压信息，并将采集到的电压信息通过第一BMS管理系统传输至云平台。
5.根据权利要求1所述的基于电池更换的移动式供电系统，其特征在于，所述电源舱中的放电电路结构包括：高压箱和逆变器；所述高压箱的输入端通过第二快速连接头连接电池模组，输出端经逆变器转换为交流电后连接至负载；所述高压箱和逆变器的信号采集端连接至第二BMS管理系统；所述第二BMS管理系统无线连接至云平台。
6.根据权利要求5所述的基于电池更换的移动式供电系统，其特征在于，所述电源舱中的放电电路结构还包括：断路开关；所述断路开关的触点设置在逆变器和负载之间，所述断路开关的线圈一端连接在逆变器输出的交流电零线上，另一端连接在逆变器输出的交流电三相中的任一相。
7.根据权利要求6所述的基于电池更换的移动式供电系统，其特征在于，所述电源舱中的放电电路结构还包括：紧急停机按钮；所述紧急停机按钮设置在所述断路开关的线圈的另一端与逆变器输出的交流电三相中的任一相之间。
8.根据权利要求1所述的基于电池更换的移动式供电系统，其特征在于，还包括：运输系统；所述运输系统，包括用于运输电池模组的船只或车辆。
9.根据权利要求8所述的基于电池更换的移动式供电系统，其特征在于，所述充电舱安装在运输系统上，或安装在有电区域的充电装置处。
10.根据权利要求8所述的基于电池更换的移动式供电系统，其特征在于，所述运输系统设置有GPS定位模块，所述GPS定位模块无线连接至云平台。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201920745513.3U CN209692399U (zh) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | 一种基于电池更换的移动式供电系统 |
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| CN201920745513.3U CN209692399U (zh) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | 一种基于电池更换的移动式供电系统 |
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| CN201920745513.3U Active CN209692399U (zh) | 2019-05-23 | 2019-05-23 | 一种基于电池更换的移动式供电系统 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110148984A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-20 | 国网智慧能源交通技术创新中心(苏州)有限公司 | 一种基于电池更换的移动式供电方法和系统 |
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2019
- 2019-05-23 CN CN201920745513.3U patent/CN209692399U/zh active Active
Cited By (1)
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| CN110148984A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-20 | 国网智慧能源交通技术创新中心(苏州)有限公司 | 一种基于电池更换的移动式供电方法和系统 |
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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