CN212386347U - 户外柜式储充系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种户外柜式储充系统，该储充系统可包括：储能双向变流器、DC/DC转换器、直流母线、电池管理系统、能源管理系统、电池组、充电枪、机柜；其中，储能双向变流器的一端连接电网，储能双向变流器的另一端、电池组、DC/DC转换器的一端连接直流母线；DC/DC转换器的另一端与充电枪连接；电池管理系统分别与电池组、储能双向变流器和能源管理系统通信连接；能源管理系统分别与储能双向变流器和DC/DC转换器通信连接；储能双向变流器、DC/DC转换器、直流母线、电池管理系统、能源管理系统、电池组分别置于机柜内，充电枪置于机柜的外侧。由此可以解决现有技术中新建充电桩占地面积大，建设周期长的问题，满足电动汽车的充电需求。

Description

户外柜式储充系统

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种户外柜式储充系统。

背景技术

目前，石油的使用对生态环境产生了特别严重的破坏，新能源车替代燃油车的进程已经在逐步加快。随着电动汽车充电需求的增长，对区域电网的容量的需求越来越大，对充电桩的数量需求也越来越大。然而，大规模电动汽车的充电给现有电网带来了很大的冲击，短期内区域电网变压器无法扩大容量；另外，现有充电桩数量不能很好的满足电动汽车的充电需求。

发明内容

本实用新型的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本实用新型的一个目的在于提出一种户外柜式储充系统。该储充系统可以减少电动汽车充电对区域电网的冲击，解决了现有技术中新建充电桩占地面积大，建设周期长的问题，可以满足电动汽车的充电需求。

为达到上述目的，本实用新型一方面实施例的户外柜式储充系统，包括：储能双向变流器、DC/DC转换器、直流母线、电池管理系统、能源管理系统、电池组、充电枪、机柜，其中，

所述储能双向变流器的一端连接电网，所述储能双向变流器的另一端、所述电池组、所述DC/DC转换器的一端连接所述直流母线；

所述DC/DC转换器的另一端与所述充电枪连接；

所述电池管理系统分别与所述电池组、所述储能双向变流器和所述能源管理系统通信连接；

所述能源管理系统分别与所述储能双向变流器和所述DC/DC转换器通信连接；

所述储能双向变流器、所述DC/DC转换器、所述直流母线、所述电池管理系统、所述能源管理系统、所述电池组分别置于所述机柜内，所述充电枪置于所述机柜的外侧。

根据本实用新型实施例的户外柜式储充系统，通过将储能双向变流器、DC/DC转换器、直流母线、电池管理系统、能源管理系统和电池组集成布置在户外机柜内，形成一柜式高度集成化的柜式储充系统，并采用共直流母线方式，将储能双向变流器、电池组和DC/DC转换器连接到直流母线，宜于扩展；通过本实用新型的户外柜式储充系统，可以实现对电动汽车充电的同时，可以减少大规模电动汽车充电对区域电网变压器产生的压力；通过采用柜式高度集成化的系统，使得该系统占地面积小，可以安装在老旧小区等空间小的地区，满足电动车的充电需求，并且，本实用新型的户外柜式储充系统可以快速布置，缩短了建设周期。

另外，根据本实用新型上述实施例的户外柜式储充系统还可以具有如下附加的技术特征：

所述机柜的柜体包括电池舱室和配电舱室；其中，所述电池组和所述电池管理系统设在所述电池舱室内；所述储能双向变流器、所述DC/DC转换器和所述能源管理系统设在所述配电舱室内。

所述机柜的防护等级满足IP54防护等级。

所述电池管理系统对所述电池组的电池数据进行采集，并在依据采集到的电池数据检测电池异常时，向所述能源管理系统发送报警信息；所述能源管理系统在接收到所述电池管理系统发送的所述报警信息时，进行报警处理。

所述能源管理系统在检测到区域电网变压器的负荷大于第一目标负荷值时，控制所述储能双向变流器向所述电网输送电能，并在检测到所述区域电网变压器的负荷小于所述第一目标负荷值时，根据直流母线侧需求对所述电池组进行充电。

所述能源管理系统在监测到有电动汽车需要充电，且电网变压器的负荷值小于第二目标负荷值时，控制所述储能双向变流器从所述电网取电对所述电动汽车进行充电，并在监测到有电动汽车需要充电，且所述电网变压器的负荷值大于或等于所述第二目标负荷值时，控制所述储能双向变流器从所述电池组取电对所述电动汽车进行充电。

所述户外柜式储充系统还包括：设置在所述机柜内的消防装置，用于采集所述机柜内的环境信息，并将采集到的环境信息发送给所述能源管理系统；其中，所述能源管理系统在接收到所述消防装置发送的所述环境信息时，依据所述环境信息判断所述机柜内是否发生火灾，并在所述机柜内发生火灾时，控制所述消防装置启动灭火功能，以对所述机柜内的火进行扑灭。

所述消防装置包括：用于对所述机柜内的温度、烟雾和气体进行检测的三合一探测器；具有灭火剂的灭火管。

所述户外柜式储充系统还包括：作用在所述电池舱室内的空调装置，用于对所述电池舱室内的温度进行调节。

所述户外柜式储充系统还包括：作用在所述配电舱室内的风机组件，用于对所述配电舱室内的温度进行调节。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的户外柜式储充系统的结构示意图。

图2是根据本实用新型另一个实施例的户外柜式储充系统的示例图。

图3是根据本实用新型又一个实施例的户外柜式储充系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的户外柜式储充系统。

图1是根据本实用新型一个实施例的户外柜式储充系统的结构示意图。如图1所示，该户外柜式储充系统100可以包括：储能双向变流器10、DC/DC转换器20、直流母线30、电池管理系统40、能源管理系统50、电池组60、充电枪70和机柜80。

其中，如图1所示，储能双向变流器10的一端连接电网，储能双向变流器10的另一端、电池组60、DC/DC转换器20的一端连接直流母线30；DC/DC转换器20的另一端与充电枪70连接；电池管理系统40分别与电池组60、储能双向变流器10和能源管理系统50通信连接；能源管理系统50分别与储能双向变流器10和DC/DC转换器20通信连接；储能双向变流器10、DC/DC转换器20、直流母线30、电池管理系统40、能源管理系统50、电池组60分别置于机柜80内，充电枪70置于机柜80的外侧。

也就是说，储能双向变流器10置于电网与直流母线30之间；DC/DC转换器20置于直流母线30与充电枪70之间；电池管理系统40通讯分别与储能双向变流器10通讯和能源管理系统50通讯连接；储能双向变流器10通讯与能源管理系统50通讯连接；DC/DC转换器20通讯与能源管理系统50通讯连接。

在本实用新型中，储能双向变流器10可用于将电网电能输送到直流母线30上或将直流母线30的电能输送到电网。DC/DC转换器20可用于将直流母线30的电能输送到充电枪70。电池管理系统40可用于对电池组60的数据采集及故障报警。能源管理系统50可用于对整个系统的能源管理及故障处理。充电枪70可用于户外柜式储充系统100与电动汽车连接，为电动汽车充电。

具体而言，电池管理系统40对电池组60的电池数据进行采集，并在依据采集到的电池数据检测电池异常时，向能源管理系统50发送报警信息。能源管理系统50在接收到电池管理系统40发送的报警信息时，进行报警处理。也就是说，电池管理系统40对电池数据进行采集，若出现电池异常，则电池管理系统40及时发出报警信息给能源管理系统50。能源管理系统50在接收到电池管理系统40发送的报警信息时，可基于该报警信息进行报警处理。

能源管理系统50在检测到区域电网变压器的负荷大于第一目标负荷值时，控制储能双向变流器10向电网输送电能，并在检测到区域电网变压器的负荷小于第一目标负荷值时，根据直流母线30侧需求对电池组60进行充电。也就是说，能源管理系统50可以通过采集区域电网变压器的负荷情况，并设置一个目标负荷值，若检测到区域电网变压器的负荷大于该目标负荷值，能源管理系统50控制储能双向变流器10向电网输送电能，减小电网变压器的压力；若电网变压器的负荷小于该目标负荷值，能源管理系统50可以根据直流母线30侧需求对电池组60进行充电，以实现电池组的储能。

在本实用新型中，能源管理系统50还可在监测到有电动汽车需要充电，且电网变压器的负荷值小于第二目标负荷值时，控制储能双向变流器10从电网取电对电动汽车进行充电，并在监测到有电动汽车需要充电，且电网变压器的负荷值大于或等于第二目标负荷值时，控制储能双向变流器10从电池组60取电对电动汽车进行充电。也就是说，当有电动汽车需要充电，若此时电网变压器的负荷值较低，比如负荷值小于第二目标负荷值，能源管理系统50优先控制储能双向变流器10从电网取电对电动汽车进行充电；若此时电网变压器的负荷值较高，比如负荷值大于或等于第二目标负荷值，能源管理系统50优先控制储能双向变流器10从电池组60取电对电动汽车进行充电。

需要说明的是，在本实用新型中，如图2所示，机柜80的柜体可包括电池舱室81和配电舱室82。其中，电池组60和电池管理系统40可设在电池舱室81内；储能双向变流器10、DC/DC转换器20和能源管理系统50设在配电舱室82内。还需要说明的是，DC/DC转换器20与充电枪70之间是通过充电用电缆连接的，充电枪70(图2中未未出)的至少部分或者全部置于配电舱室82的外侧。

例如，机柜80的柜体可分为左右两个部分，右边为电池舱室81，左边为配电舱室82。电池组60和电池管理系统40可布置在柜体右侧内，储能双向变流器10、DC/DC转换器20和能源管理系统50可布置在柜体左侧内，充电枪70布置在柜体左侧的外侧。

为了提高户外机柜的防护等级，在本实用新型中，机柜80的防护等级可满足IP54防护等级，以对整个系统进行防护。

为了进一步提高户外机柜的防护等级，在本实用新型中，如图3所示，该户外柜式储充系统100还可包括：消防装置90。消防装置90可设置在机柜80内，用于采集机柜80内的环境信息，并将采集到的环境信息发送给能源管理系统50。能源管理系统50在接收到消防装置90发送的环境信息时，可依据该消防装置90判断机柜80内是否发生火灾，并在机柜80内发生火灾时，控制消防装置90启动灭火功能，以对机柜80内的火进行扑灭。作为一种示例，上述环境信息可包括温度、烟雾和气体。

在本实用新型中，如图3所示，消防装置90可包括三合一探测器91和灭火管92。其中。三合一探测器91可对机柜80内的温度、烟雾和气体进行检测。灭火管92中可具有灭火剂。也就是说，三合一探测器91可为烟雾、温度、气体三合一的探测器，可对机柜80内的温度、烟雾和气体进行检测，并将采集到的温度、烟雾浓度和气体浓度发送给能源管理系统50。能源管理系统50在接收到三合一探测器91发送的温度、烟雾浓度和气体浓度，可将温度、烟雾浓度和气体浓度与各种参数的参考值进行匹配，若匹配结果为判定机柜80内发生火灾，则控制灭火管92释放灭火剂，以对机柜80内的火进行扑灭。作为一种示例，该灭火剂可采用新型高效、环保无污染的新型药剂灭火剂。由此，通过消防装置对异常情况进行报警及保护，支持三种触发(即温度触发、烟雾检测触发和气体检测触发)形式，具备被动启动功能，可在火灾极限情况下启动。

为了能够保证电池舱室的温度处于恒定范围，避免电池舱室内温度过高而导致安全隐患。在本实用新型中，如图3所示，该户外柜式储充系统100还可包括：空调装置110。空调装置110可作用在机柜的电池舱室内，可用于对电池舱室内的温度进行调节，以保证电池舱室内的温度处于恒定范围内。

为了避免配电舱室内温度过高而导致安全隐患，在本实用新型中，如图3所示，该户外柜式储充系统100还可包括：风机组件120。风机组件120作用在机柜的配电舱室内，可用于对配电舱室内的温度进行调节。也即是说，风机组件120可采用风机冷却的方式对配电舱室内的温度进行调节，以保证配电舱室内的温度处于恒定范围内。需要说明的是，消防装置90、空调装置110和风机组件120分别与能源管理系统50通讯连接。

根据本实用新型的户外柜式储充系统，通过将储能双向变流器、DC/DC转换器、直流母线、电池管理系统、能源管理系统和电池组集成布置在户外机柜内，形成一柜式高度集成化的柜式储充系统，并采用共直流母线方式，将储能双向变流器、电池组和DC/DC转换器连接到直流母线，宜于扩展；通过本实用新型的户外柜式储充系统，可以实现对电动汽车充电的同时，可以减少大规模电动汽车充电对区域电网变压器产生的压力；通过采用柜式高度集成化的系统，使得该系统占地面积小，可以安装在老旧小区等空间小的地区，满足电动车的充电需求，并且，本实用新型的户外柜式储充系统可以快速布置，缩短了建设周期。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种户外柜式储充系统，其特征在于，包括：储能双向变流器、DC/DC转换器、直流母线、电池管理系统、能源管理系统、电池组、充电枪、机柜，其中，

所述储能双向变流器的一端连接电网，所述储能双向变流器的另一端、所述电池组、所述DC/DC转换器的一端连接所述直流母线；

所述DC/DC转换器的另一端与所述充电枪连接；

所述电池管理系统分别与所述电池组、所述储能双向变流器和所述能源管理系统通信连接；

所述能源管理系统分别与所述储能双向变流器和所述DC/DC转换器通信连接；

所述储能双向变流器、所述DC/DC转换器、所述直流母线、所述电池管理系统、所述能源管理系统、所述电池组分别置于所述机柜内，所述充电枪置于所述机柜的外侧。

2.根据权利要求1所述的户外柜式储充系统，其特征在于，所述机柜的柜体包括电池舱室和配电舱室；其中，

所述电池组和所述电池管理系统设在所述电池舱室内；

所述储能双向变流器、所述DC/DC转换器和所述能源管理系统设在所述配电舱室内。

3.根据权利要求1所述的户外柜式储充系统，其特征在于，所述机柜的防护等级满足IP54防护等级。

4.根据权利要求1所述的户外柜式储充系统，其特征在于，

所述电池管理系统对所述电池组的电池数据进行采集，并在依据采集到的电池数据检测电池异常时，向所述能源管理系统发送报警信息；

所述能源管理系统在接收到所述电池管理系统发送的所述报警信息时，进行报警处理。

5.根据权利要求1所述的户外柜式储充系统，其特征在于，所述能源管理系统在检测到区域电网变压器的负荷大于第一目标负荷值时，控制所述储能双向变流器向所述电网输送电能，并在检测到所述区域电网变压器的负荷小于所述第一目标负荷值时，根据直流母线侧需求对所述电池组进行充电。

6.根据权利要求1所述的户外柜式储充系统，其特征在于，所述能源管理系统在监测到有电动汽车需要充电，且电网变压器的负荷值小于第二目标负荷值时，控制所述储能双向变流器从所述电网取电对所述电动汽车进行充电，并在监测到有电动汽车需要充电，且所述电网变压器的负荷值大于或等于所述第二目标负荷值时，控制所述储能双向变流器从所述电池组取电对所述电动汽车进行充电。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的户外柜式储充系统，其特征在于，还包括：

设置在所述机柜内的消防装置，用于采集所述机柜内的环境信息，并将采集到的环境信息发送给所述能源管理系统；

其中，所述能源管理系统在接收到所述消防装置发送的所述环境信息时，依据所述环境信息判断所述机柜内是否发生火灾，并在所述机柜内发生火灾时，控制所述消防装置启动灭火功能，以对所述机柜内的火进行扑灭。

8.根据权利要求7所述的户外柜式储充系统，其特征在于，所述消防装置包括：

用于对所述机柜内的温度、烟雾和气体进行检测的三合一探测器；

具有灭火剂的灭火管。

9.根据权利要求2所述的户外柜式储充系统，其特征在于，还包括：

作用在所述电池舱室内的空调装置，用于对所述电池舱室内的温度进行调节。

10.根据权利要求2所述的户外柜式储充系统，其特征在于，还包括：

作用在所述配电舱室内的风机组件，用于对所述配电舱室内的温度进行调节。

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