CN213717670U - 一种光储充一体化系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光储充一体化系统，该光储充一体化系统包括：充电模块、电池管理模块、至少一个电池模块以及光伏阵列和/或电网。在该光储充一体化系统中，全部电池模块通过电池管理模块和充电模块，与光伏阵列和/或电网之间电气连接；并且，当电池模块的数量大于1时，全部电池模块依次上下堆叠，并且充电模块包括至少一个与全部电池模块上下堆叠排列的变换模块，变换模块的类型可自由选择，因此便于光储充一体化系统的改造，即解决了现有技术中光储充一体化系统改造困难的问题。

Description

一种光储充一体化系统

技术领域

本实用新型涉及光伏发电技术领域，特别是涉及一种光储充一体化系统。

背景技术

光储充一体化系统集充电、储能和光伏发电于一身，既可以满足当前城市用电需求，又符合城市规划，从而光储充一体化系统是近年来光伏行业的主要发展趋势。

目前，在光储充一体化系统中，如图1所示，充电模块和储能模块通常被设计安装于具有外壳的柜体之中形成的储能充电柜，并通过逆变器与光伏系统或者电网相结合，形成离网/并网的光储充一体化系统，从而实现了光储充的一体化。

然而，就目前的光储充一体化系统而言，自身内部的充电模块和储能模块只能进行特定组合，不利于光储充一体化系统的改造。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种光储充一体化系统，以解决现有技术中，光储充一体化系统改造困难的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

本申请提供一种光储充一体化系统，包括：充电模块、电池管理模块、至少一个电池模块以及光伏阵列和/或电网；其中：

所述电池模块的数量大于1时，全部所述电池模块依次上下堆叠；

所述充电模块包括至少一个与全部所述电池模块上下堆叠排列的变换模块；

全部所述电池模块通过所述电池管理模块和所述充电模块，与所述光伏阵列和/或所述电网之间电气连接。

可选的，所述充电模块和所述电池模块的堆叠尺寸相同。

可选的，若所述变换模块的个数大于1，则各个所述变换模块上下堆叠排列。

可选的，所述变换模块的个数为1，且为DCDC变换模块，则所述DCDC变换模块的第一侧与光伏阵列电气连接，所述DCDC变换模块的第二侧通过所述电池管理模块与全部所述电池模块电气连接。

可选的，所述电池管理模块还通过外部的逆变器与电网电气连接。

可选的，所述变换模块的个数为1，且为DCDC变换模块，则所述DCDC变换模块的第二侧和所述电池管理模块的一侧，均与全部所述电池模块电气连接，所述电池管理模块的另一侧还通过外部的光储一体机与光伏阵列和电网电气连接。

可选的，所述变换模块的个数为1，且为ACDC变换模块，则所述ACDC变换模块的直流侧通过所述电池管理模块与全部所述电池模块电气连接，所述ACDC变换模块的交流侧与电网电气连接。

可选的，所述变换模块的个数为1，且为光储一体机，则所述光储一体机的一个直流侧通过所述电池管理模块与全部所述电池模块电气连接，所述光储一体机的另一个直流侧与光伏阵列电气连接，所述光储一体机的交流侧与电网电气连接。

可选的，所述变换模块的个数为2，分别为DCDC变换模块和ACDC变换模块，则所述DCDC变换模块的第一侧分别与光伏阵列和所述ACDC变换模块的直流侧电气连接，所述DCDC变换模块的第二侧通过所述电池管理模块与全部所述电池模块电气连接；所述ACDC变换模块的交流侧与电网电气连接。

可选的，所述变换模块的个数为2，分别为DCDC变换模块和光储一体机，则所述光储一体机一个直流侧通过所述电池管理模块与全部所述电池模块电气连接，所述光储一体机的另一个直流侧与光伏阵列和所述DCDC变换模块的第二侧电气连接，所述光储一体机的交流侧与电网电气连接。

可选的，所述DCDC变换模块的第一侧还与移动式电池模块相连。

可选的，所述电池管理模块设置于所述电池模块和所述充电模块之间；或者，

所述电池管理模块设置于所述光储充一体化系统的侧面。

可选的，各个模块之间，均通过快插端子实现电气连接。

可选的，各个模块之间，均通过锁紧机构实现机械连接。

由上述技术方案可知，本申请提供了一种光储充一体化系统。该光储充一体化系统包括：充电模块、电池管理模块、至少一个电池模块以及光伏阵列和/或电网。在该光储充一体化系统中，全部电池模块通过电池管理模块和充电模块，与光伏阵列和/或电网之间电气连接；并且，当电池模块的数量大于1时，全部电池模块依次上下堆叠，并且充电模块包括至少一个与全部电池模块上下堆叠排列的变换模块，变换模块的类型可自由选择，因此便于光储充一体化系统的改造，即解决了现有技术中光储充一体化系统改造困难的问题。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中光储充一体化系统的电气示意图；

图2a和图2b为现有技术中两种光储充一体化系统的结构示意图；

图3-图9为本申请实施例提供的光储充一体化系统的七种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请中，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。

根据背景技术中光储充能一体化系统的构建思路，目前，光储充一体化系统的主要布局方式，如图2a和图2b所示。

通常先根据系统结构制作柜体，之后，充电模块和储能模块以抽屉抽拉的方式插入到柜体内，并利用螺钉电能紧固件进行安装和固定，如此一来，柜体固化，从而导致其中的充电模块和储能模块之间也只能进行特定组合，不利于光储充一体化系统的改造。

为了解决上述光储充一体化系统改造困难的问题，本申请实施例提供一种光储充一体化系统，其结构可参见图3-图9，具体包括：充电模块10、电池管理模块21、至少一个电池模块22以及光伏阵列01和/或电网03。

其中，电池模块22的数量可视实际需求而定，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，在该光储充一体化系统中，电池管理模块21可控制全部电池模块22对外的电连接通路的导通或关断，另外，电池管理模块21还可以对各个电池模块22的充放电过程进行监测。

并且，在该光伏一体化系统中，充电模块10包括至少一个变换模块，各个变换模块均与全部电池模块22上下堆叠排列；其中，变换模块的个数此处不做具体限定，可视实际情况而定，均在本申请的保护范围内。

若变换模块的个数等于1，则各个变换模块均与全部电池模块22的排列方式可以为：变换模块堆叠排列在全部电池模块22之上，如图3-图7所示；也可以为：全部电池模块22堆叠排列在变换模块之上，此处不做具体限定，可视实际情况而定，此处不做具体限定。

若变换模块的个数大于1，则各个变换模块的排列方式可以为全部变换模块依次上下堆叠排列，如图8和图9所示；也可以为：一部分变换模块上下堆叠排列，另一部分变换模块上下堆叠排列；此处不做具体限定，可视实际情况而定，此处不做具体限定。

当全部变换模块上下堆叠排列时，各个变换模块均与全部电池模块22的排列方式可以为：全部变换模块堆叠排列在全部电池模块22之上，如图8和图9所示，也可以是全部电池模块22堆叠排列在全部变换模块之上。

当一部分变换模块上下堆叠排列，另一部分变换模块上下堆叠排列时，各个变换模块均与全部电池模块22的排列方式为：全部电池模块22堆叠在一部分变换模块之上，而另一部分变换模块堆叠在全部电池模块22之上。

由上述技术方案可知，在该光储充一体化系统中，当电池模块22的数量大于1时，全部电池模块22依次上下堆叠，并且充电模块10包括至少一个与全部电池模块22上下堆叠排列的变换模块，变换模块的类型可自由选择，而且变换模块数量多时，不同类型的变换模块之间还可以自由组合，因此便于光储充一体化系统的改造，即解决了现有技术中光储充一体化系统改造困难的问题。

该光储充一体化系统中，全部电池模块22通过电池管理模块21和充电模块10，与光伏阵列01以及电网03之间实现电气连接时，则可实现光伏发电功能、储能功能以及充电功能的一体化；但是实际应用中，也不排除全部电池模块22通过电池管理模块21和充电模块10，仅与光伏阵列01或电网03之间实现电气连接的组合形式，其充电模块10仍可自由选择类型，进而实现充放电方式的选择。

值得说明的是，在该光储充一体化系统中，充电模块10中的变换模块与全部电池模块22堆叠排列，还使得光储充一体化系统不受空间限制，并且也使得该光储充一体化系统的占地空间减少，节省了成本。

还值得说明的是，现有技术中的光储充一体化系统，比如图2a和图2b所示的光储充一体化系统，均需要根据储能模块中电池模块22的数量对线缆和柜体进行定制，即柜体生产出来后，其内部结构均以固定，因此对现有技术中的光储充一体化系统进行电池模块22扩容比较困难，并且使用灵活度不高以及适用场景较少；另外，若必须对现有技术中的光储充一体化系统进行电池模块22扩容，则可以重新定制柜体或额外增加一个柜体，不过柜体的定制既需要时间，有需要成本，如此一来，使得该光储充一体化系统的成本增加。

而在本申请实施例提供的光储充一体化系统中，当电池模块22大于1时，全部电池模块22依次上下堆叠，使得对该光储充一体化系统进行扩容时，不再需要重新定制柜体或者定制额外的柜体，从而使得该光储充一体化系统的扩容成本降低；另外，对该光储充一体化系统进行扩容不再受柜体结构或尺寸限制，从而也使得对光储充一体化系统进行电池模块22扩容更加方便。

还值得说明的是，在该光储充一体化系统中，各个变换模块之间，均通过快插端子电气连接，从而实现了两个电池模块22之间、电池模块22与电池管理模块21之间、电池模块22与变换模块以及两个变换模块之间的快速电连接，并且无需额外接线，进而解决了现有技术中的光储充一体化系统内走线复杂且杂乱无章的问题。

需要说明的是，快插端子的具体实施方式均为：快插端子为一对公端和母端，其具有动力输出和信号传输功能，两者分别设置于需要电气连接的模块之上，通过配合即可实现电气连接。

另外，在该光储充一体化系统中，各个变换模块之间，均通过锁紧机构机械连接，从而简化了两个电池模块22之间、电池模块22与电池管理模块21之间、电池模块22与变换模块以及两个变换模块之间的安装固定操作，进而使得安装固定的难度降低、安装固定的时间减少以及安装固定过程中的人工成本降低。

上述仅为两个电池模块22之间、电池模块22与电池管理模块21之间、电池模块22与变换模块以及两个变换模块之间，电气连接以及机械连接的一种优选实施方式，在实际应用中，包括但不限定与上述实施方式，可视具体情况进行选择，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

由上述实施例可知，变换模块的类型可自由选择，且不同类型的变换模块可以自由组合，因此，本申请另一实施例对光储充一体化系统中不同类型的变换模块与其他器件的电气连接关系进行详细说明，具体如下：

如图3所示，若变换模块的个数为1，并且为DCDC变换模块11，则DCDC变换模块11的第一侧分别与光伏阵列01和移动式电池模块02电气连接，DCDC变换模块11的第二侧与通过电池管理模块21与全部电池模块22电气连接。

需要说明的是，移动式电池模块02可以为电动汽车的电池包，在实际应用中，包括但不限于上述实施方式，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

如图4所示，若变换模块的个数为1，并且为DCDC变换模块11，则在图3所示的基础上，电池管理模块21还通过外部的逆变器与电网03电气连接。

如图5所示，若变换模块的个数为1，并且为DCDC变换模块11，则DCDC变换模块11的第一侧与移动式电池模块02电气连接，DCDC变换模块11的第二侧和电池管理模块21的一侧，均与全部电池模块22电气连接，电池管理模块21的另一侧还通过外部的光储一体机与光伏阵列01和电网03电气连接。

如图6所示，若变换模块的个数为1，且为ACDC变换模块12，则ACDC变换模块12的直流侧通过电池管理模块21与全部电池模块22电气连接，ACDC变换模块112的交流侧与电网03电气连接。

如图7所示，若变换模块的个数为1，且为光储一体机13，则光储一体机13的一个直流侧通过电池管理模块21与全部电池模块22电气连接，光储一体机13的另一个直流侧与光伏阵列01电气连接，光储一体机13的交流侧与电网03电气连接。

如图8所示，若变换模块的个数为2，分别为DCDC变换模块11和ACDC变换模块12，则DCDC变换模块11的第一侧分别与光伏阵列01、移动式电池模块02以及ACDC变换模块12的直流侧电气连接，DCDC变换模块11的第二侧通过电池管理模块21与全部电池模块22电气连接，ACDC变换模块12的交流侧与电网03电气连接。

如图9所示，若变换模块的个数为2，分别为DCDC变换模块11和光储一体机13，则光储一体机13的一个直流侧通过电池管理模块21与全部电池模块22电气连接，光储一体机13的另一个直流侧与光伏阵列01和DCDC变换模块11的第二侧电气连接，光储一体机13的交流侧与电网03电气连接，DCDC变换模块11的第一侧与移动式电池模块02电气连接。

上述仅为光储充一体化系统中不同类型的变换模块与其他器件的电气连接关系的七种具体施方式，在实际应用中，包括但不限于上述实施方式，可视具体情况而定，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

由上述实施例可知，在光储充一体化系统中，不同类型的变换模块与其他器件的电气连接关系多种多样，可视具体情况进行选择，为配合光储充一体化系统中不同类型的变换模块与其他器件的多种电气连接关系，本实施例提供电池模块22与电池管理模块21的两种布局方式，具体如下：

如图3和图4以及图6-图9所示，电池管理模块21设置于全部电池模块22与充电模块10之间；如图5所示，电池管理模块21设置于光储充一体化系统的侧面，优选电池管理模块21设置于光储充一体化系统的侧面底部，方便操作人员对其进行操作。

上述仅为电池模块22与电池管理模块21的两种优选布局方式，在实际应用中，包括但不限于上述两种优选布局方式，可视具体情况而定，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

值得说明的是，由上述实施例可知，不同类型的变换模块可以自由组合，并与全部电池模块22堆叠排列，不过，若不同类型的变换模块的堆叠尺寸(即横截面尺寸)不同，也即不同类型的变换模块的横截面尺寸有大有小，则组合起来的多个变换模块与全部电池模块22堆叠后，有些部位凸起，有些部位凹陷，如此一来，既占用了较大空间空间，又影响整体的美观；因此，本申请提供一种变换模块的实施方式，即：不同类型的变换模块的堆叠尺寸与电池模块22的堆叠尺寸相同；如此一来，组合起来的多个变换模块与全部电池模块22堆叠后，既节省空间又不影响美观。

本实用新型中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (14)

1.一种光储充一体化系统，其特征在于，包括：充电模块、电池管理模块、至少一个电池模块以及光伏阵列和/或电网；其中：

所述电池模块的数量大于1时，全部所述电池模块依次上下堆叠；

所述充电模块包括至少一个与全部所述电池模块上下堆叠排列的变换模块；

全部所述电池模块通过所述电池管理模块和所述充电模块，与所述光伏阵列和/或所述电网之间电气连接。

2.根据权利要求1所述的光储充一体化系统，其特征在于，所述充电模块和所述电池模块的堆叠尺寸相同。

3.根据权利要求1所述的光储充一体化系统，其特征在于，若所述变换模块的个数大于1，则各个所述变换模块上下堆叠排列。

4.根据权利要求1所述的光储充一体化系统，其特征在于，所述变换模块的个数为1，且为DCDC变换模块，则所述DCDC变换模块的第一侧与光伏阵列电气连接，所述DCDC变换模块的第二侧通过所述电池管理模块与全部所述电池模块电气连接。

5.根据权利要求4所述的光储充一体化系统，其特征在于，所述电池管理模块还通过外部的逆变器与电网电气连接。

6.根据权利要求1所述的光储充一体化系统，其特征在于，所述变换模块的个数为1，且为DCDC变换模块，则所述DCDC变换模块的第二侧和所述电池管理模块的一侧，均与全部所述电池模块电气连接，所述电池管理模块的另一侧还通过外部的光储一体机与光伏阵列和电网电气连接。

7.根据权利要求1所述的光储充一体化系统，其特征在于，所述变换模块的个数为1，且为ACDC变换模块，则所述ACDC变换模块的直流侧通过所述电池管理模块与全部所述电池模块电气连接，所述ACDC变换模块的交流侧与电网电气连接。

8.根据权利要求1所述的光储充一体化系统，其特征在于，所述变换模块的个数为1，且为光储一体机，则所述光储一体机的一个直流侧通过所述电池管理模块与全部所述电池模块电气连接，所述光储一体机的另一个直流侧与光伏阵列电气连接，所述光储一体机的交流侧与电网电气连接。

9.根据权利要求1所述的光储充一体化系统，其特征在于，所述变换模块的个数为2，分别为DCDC变换模块和ACDC变换模块，则所述DCDC变换模块的第一侧分别与光伏阵列和所述ACDC变换模块的直流侧电气连接，所述DCDC变换模块的第二侧通过所述电池管理模块与全部所述电池模块电气连接；所述ACDC变换模块的交流侧与电网电气连接。

10.根据权利要求1所述的光储充一体化系统，其特征在于，所述变换模块的个数为2，分别为DCDC变换模块和光储一体机，则所述光储一体机一个直流侧通过所述电池管理模块与全部所述电池模块电气连接，所述光储一体机的另一个直流侧与光伏阵列和所述DCDC变换模块的第二侧电气连接，所述光储一体机的交流侧与电网电气连接。

11.根据权利要求4-6、9-10任一所述的光储充一体化系统，其特征在于，所述DCDC变换模块的第一侧还与移动式电池模块相连。

12.根据权利要求1-10任一所述的光储充一体化系统，其特征在于，所述电池管理模块设置于所述电池模块和所述充电模块之间；或者，

所述电池管理模块设置于所述光储充一体化系统的侧面。

13.根据权利要求1-10任一所述的光储充一体化系统，其特征在于，各个模块之间，均通过快插端子实现电气连接。

14.根据权利要求1-10任一所述的光储充一体化系统，其特征在于，各个模块之间，均通过锁紧机构实现机械连接。

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