CN213937448U - 可用于电梯应急供电的电源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种可用于电梯应急供电的电源系统，包括电网、新能源汽车、双电源切换开关及用电部件；所述双电源切换开关分别连接电网、新能源汽车及用电部件，所述新能源汽车连接电网；所述新能源汽车包括电源模块、双向DC/AC电路、电源管路电路，所述双向DC/AC电路分别连接电源模块及电源管路电路；所述双向DC/AC电路通过第一开关连接电网，所述双向DC/AC电路能连接双电源切换开关；所述电源管路电路的输出端连接所述双向DC/AC电路的输入端，能向所述双向DC/AC电路发送控制信号。本实用新型提出的可用于电梯应急供电的电源系统，可提高应急供电的及时性及有效性，确保供电安全。

Description

可用于电梯应急供电的电源系统

技术领域

本实用新型属于供电电源技术领域，涉及一种电源系统，尤其涉及一种可用于电梯应急供电的电源系统。

背景技术

随着国家关于《国家新型城镇化规划》和《2020年新型城镇化建设和城乡融合发展重点任务》的通知，国家城镇化建设快速发展，随之高层住宅数量迅速增加。

由于配电设施不完善或者出现故障，极容易导致高层住宅断电，导致电梯在运行过程中，突然停止运行，极容易出现安全事故，甚至会危及生命安全；如果长时间停电，会给人民日常生活带来不便。电梯应急供电系统在停电导致电梯无法动作时，保证电梯安全、稳定的运行，在整个电梯供电系统中起着极为重要的作用。

目前，现有方案采用如图1所示，采用双向DC/AC+蓄电池的方式，为电梯提供应急电源。但是，蓄电池容量普遍很小，只能保障电梯到达最近一层，并不能长时间使用；另外，蓄电池经过长期、高倍率的充/放电，或者维护不当的情况下，极易出现退化，导致出现停电时应急电源无法正常使用。

传统的应急电梯供电系统中，无法保证蓄电池能够正常使用和长时间使用，在停电时给救援和人民日常生活造成不便。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的应急电源系统，以便克服现有应急电源系统存在的上述至少部分缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供一种可用于电梯应急供电的电源系统，可提高应急供电的及时性及有效性，确保供电安全。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，采用如下技术方案：

一种可用于电梯应急供电的电源系统，所述电源系统包括：电网、新能源汽车、双电源切换开关及用电部件；

所述双电源切换开关分别连接电网、新能源汽车及用电部件，所述新能源汽车连接电网；

所述新能源汽车包括电源模块、双向DC/AC电路、电源管路电路，所述双向DC/AC电路分别连接电源模块及电源管路电路；所述双向DC/AC电路通过第一开关连接电网，所述双向DC/AC电路能连接双电源切换开关；

所述电源管路电路的输出端连接所述双向DC/AC电路的输入端，能向所述双向DC/AC电路发送控制信号；

所述双向DC/AC电路包括双向DC/AC单元、双向DC/DC单元、LCL滤波电路；双向DC/AC单元分别连接双向DC/DC单元及LCL滤波电路，双向DC/DC单元连接新能源汽车的电源模块，所述LCL滤波电路能连接电网或双电源切换开关；

所述双向DC/DC单元包括第一三极管、第二三极管、第一二极管及第二二极管；所述电源系统进一步包括第四电容、第七电感；

所述双向DC/AC单元包括第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管及第八二极管；

所述LCL滤波电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第一电容、第二电容及第三电容；

其中，第一三极管的集电极连接第一二极管的负极、第四电容的第一端、第三三极管的集电极、第三二极管的负极、第五三极管的集电极、第五二极管的负极、第七三极管的集电极、第七二极管的负极；

第一三极管的发射极连接第七电感的第二端、第一二极管的正极、第二三极管的集电极、第二二极管的负极；

第三三极管的发射极连接第三二极管的正极、第一电感的第一端、第四三极管的集电极、第四二极管的负极；第一电感的第二端分别连接第二电感的第一端、第一电容的第一端；

第五三极管的发射极连接第五二极管的正极、第三电感的第一端、第六三极管的集电极、第六二极管的负极；第三电感的第二端分别连接第四电感的第一端、第二电容的第一端；

第七三极管的发射极连接第七二极管的正极、第五电感的第一端、第八三极管的集电极、第八二极管的负极；第五电感的第二端分别连接第六电感的第一端、第三电容的第一端；第一电容的第二端连接第二电容的第二端及第三电容的第二端；

第二三极管的发射极连接第二二极管的正极、第四电容的第二端、第四三极管的发射极、第四二极管的正极、第六三极管的发射极、第六二极管的正极、第八三极管的发射极、第八二极管的正极。

根据本实用新型的另一个方面，采用如下技术方案：一种可用于电梯应急供电的电源系统，所述电源系统包括：电网、新能源汽车、双电源切换开关及用电部件；

所述双电源切换开关分别连接电网、新能源汽车及用电部件，所述新能源汽车连接电网；

所述新能源汽车包括电源模块、双向DC/AC电路、电源管路电路，所述双向DC/AC电路分别连接电源模块及电源管路电路；所述双向DC/AC电路通过第一开关连接电网，所述双向DC/AC电路能连接双电源切换开关；

所述电源管路电路的输出端连接所述双向DC/AC电路的输入端，能向所述双向DC/AC电路发送控制信号；

所述双向DC/AC电路包括双向DC/AC单元、双向DC/DC单元、LCL滤波电路；双向DC/AC单元分别连接双向DC/DC单元及LCL滤波电路，双向DC/DC单元连接新能源汽车的电源模块，所述LCL滤波电路能连接电网或双电源切换开关。

作为本实用新型的一种实施方式，所述双向DC/DC单元包括第一三极管、第二三极管、第一二极管及第二二极管；第一三极管的集电极连接第一二极管的负极；第一三极管的发射极连接第一二极管的正极、第二三极管的集电极、第二二极管的负极；第二三极管的发射极连接第二二极管的正极。

作为本实用新型的一种实施方式，所述双向DC/AC单元包括第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管及第八二极管；

所述第三三极管的集电极分别连接第三二极管的负极、第五三极管的集电极、第五二极管的负极、第七三极管的集电极、第七二极管的负极；

第三三极管的发射极连接第三二极管的正极、第四三极管的集电极、第四二极管的负极；

第五三极管的发射极连接第五二极管的正极、第六三极管的集电极、第六二极管的负极；

第七三极管的发射极连接第七二极管的正极、第八三极管的集电极、第八二极管的负极；

第四三极管的发射极连接第四二极管的正极、第六三极管的发射极、第六二极管的正极、第八三极管的发射极、第八二极管的正极。

作为本实用新型的一种实施方式，所述LCL滤波电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第一电容、第二电容及第三电容；

第一电感的第二端分别连接第二电感的第一端、第一电容的第一端；第三电感的第二端分别连接第四电感的第一端、第二电容的第一端；第五电感的第二端分别连接第六电感的第一端、第三电容的第一端；第一电容的第二端连接第二电容的第二端及第三电容的第二端。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的可用于电梯应急供电的电源系统，可提高应急供电的及时性及有效性，确保供电安全。

在本实用新型的一种使用场景中，新能源汽车本身具备高安全规格、符合国家标准的BMS电池管理系统，BMS电池管理系统能够实时检测动力电池的健康状态，使其处于可使用状态；同时，新能源汽车作为行驶工具移动便捷，储能优势明显可为电梯提供数小时的应急供电；此外，新能源汽车作为应急供电的能量来源，不像蓄电池需单独维护，可随车辆需求定期保养维护即可。

附图说明

图1为现有技术使用蓄电池作为应急供电系统的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例中可用于电梯应急供电的电源系统的组成示意图。

图3为本实用新型一实施例中双向DC/AC电路的电路示意图。

图4为本实用新型一实施例中双向DC/AC电路及管理系统的电气拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本实用新型并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本实用新型描述和保护的范围内。

说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。

本实用新型揭示了一种可用于电梯应急供电的电源系统，图2为本实用新型一实施例中可用于电梯应急供电的电源系统的组成示意图；请参阅图2，所述电源系统包括：电网1、新能源汽车2、双电源切换开关3及用电部件4；所述双电源切换开关3分别连接电网1、新能源汽车2及用电部件4，所述新能源汽车2连接电网1。在一实施例中，所述用电部件4可以为电梯。

所述新能源汽车2包括电源模块21、双向DC/AC电路22、电源管路电路23，所述双向DC/AC电路22分别连接电源模块21及电源管路电路23；所述双向DC/AC电路22通过第一开关24连接电网1，所述双向DC/AC电路22能连接双电源切换开关3。所述电源管路电路23的输出端连接所述双向DC/AC电路22的输入端，能向所述双向DC/AC电路22发送控制信号。

图3为本实用新型一实施例中双向DC/AC电路的电路示意图；请参阅图3，在本实用新型的一实施例中，所述双向DC/AC电路22包括双向DC/DC单元221、双向DC/AC单元22、LCL滤波电路223；双向DC/AC单元222分别连接双向DC/DC单元221及LCL滤波电路223，双向DC/DC单元221连接新能源汽车2的电源模块21，所述LCL滤波电路223能连接电网1或双电源切换开关3。

所述双向DC/DC单元221包括第一三极管S1、第二三极管S2、第一二极管D1及第二二极管D2；所述电源系统进一步包括第四电容C4、第七电感L7。所述双向DC/AC单元222包括第三三极管S3、第四三极管S4、第五三极管S5、第六三极管S6、第七三极管S7、第八三极管S8、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7及第八二极管D8。所述LCL滤波电路223包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、第五电感L5、第六电感L6、第一电容C1、第二电容C2及第三电容C3。

其中，第一三极管S1的集电极连接第一二极管D1的负极、第四电容C4的第一端、第三三极管S3的集电极、第三二极管D3的负极、第五三极管S5的集电极、第五二极管D5的负极、第七三极管S7的集电极、第七二极管D7的负极。

第一三极管S1的发射极连接第七电感L7的第二端、第一二极管D1的正极、第二三极管S2的集电极、第二二极管D2的负极。第三三极管S3的发射极连接第三二极管D3的正极、第一电感L1的第一端、第四三极管S4的集电极、第四二极管D4的负极；第一电感L1的第二端分别连接第二电感L2的第一端、第一电容C1的第一端。第五三极管S5的发射极连接第五二极管D5的正极、第三电感L3的第一端、第六三极管S6的集电极、第六二极管D6的负极；第三电感L3的第二端分别连接第四电感L4的第一端、第二电容C2的第一端。第七三极管S7的发射极连接第七二极管D7的正极、第五电感L5的第一端、第八三极管S8的集电极、第八二极管D8的负极；第五电感L5的第二端分别连接第六电感L6的第一端、第三电容C3的第一端；第一电容C1的第二端连接第二电容C2的第二端及第三电容C3的第二端。第二三极管S2的发射极连接第二二极管D2的正极、第四电容C4的第二端、第四三极管S4的发射极、第四二极管D4的正极、第六三极管S6的发射极、第六二极管D6的正极、第八三极管S8的发射极、第八二极管D8的正极。

在本实用新型的一种使用场景中，在电网正常时，ATS工作在常用电源位置，为电梯提供电源，并在管理系统的控制下通过双向DC/AC，为新能源汽车充电。电网故障时，ATS切换到备用电源位置，在管理系统的控制下新能源汽车通过双向DC/AC，将新能源汽车高压直流转换为交流电，为电梯提供电源，保障电梯正常运行。

ATS双电源转换开关负责常用电源与备用电源自动切换，电网电源接入ATS双电源切换开关的常用电源侧；通过新能源汽车、双向DC/AC转换的电源接入ATS双电源转换开关的备用电源侧。电网有电时，ATS工作在常用电源位置；当电网断电，新能源汽车接入时，ATS自动切换到备用电源，为电梯供电。

双向DC/AC的工作方式包括：一方面负责将新能源汽车的高压直流转换为交流电，通过ATS双电源转换开关的备用电源，为电梯供电；另一方面负责将交流电转换为直流电，为新能源汽车充电。

前级为DC/DC直流变换器，采用半桥式双向Buck—Boost电路将电池电压升压至直流母线电压。根据直流侧电流/功率指令的闭环控制实现直流功率的双向传递；后级为DC/AC逆变整流器。采用三相全桥电路和LCL滤波器将直流母线电压逆变为三相交流电网电压，其中滤波电感可设计为隔离变压器漏感，以减小装置体积。由于LCL滤波器在谐振频率以上以60dB/dec斜率衰减，故可很好地抑制并网电流中的高频谐波。后级变流器采用电压外环、电流内环的双闭环控制方式。电压外环控制器通过稳定直流母线电压产生参考电流信号.再

双向DC/AC前级为双向DC/DC模块.采用半桥式双向Buck—Boost电路对新能源汽车电池电压进行升压。后级为双向DCAC模块，采用三相全桥电路和LCL滤波器将直流电压逆变为三相交流电压。前级双向DC/DC模块根据电流/功率指令的闭环控制实现直流的双向传递。后级双向DC/AC模块采用电压外环、电流内环的双闭环控制方式。电压外环控制器通过稳定直流母线电压产生参考电流信号，再通过电流内环控制器实现交流侧调节。

双向DC/AC通过符合国标《GBT20234.1-2015电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求》的直流充电枪与新能源汽车进行连接。

在本实用新型的一种使用场景中，双向DC/AC还可以包括GPRS模块及智能云服务器，GPRS模块将监测到的常用电源、备用电源状态信息，以及新能源汽车信息，上传至智能云服务器。智能云服务器向用户端发送电网、备用电状态，以及新能源汽车的SOC，并进行存储。

图4为本实用新型一实施例中双向DC/AC电路及管理系统的电气拓扑图。管理系统负责在电网有电/无电时，控制双向DC/AC的工作方式。

在本实用新型的一种使用场景中，本实用新型系统的工作原理包括：

正常时，默认工作在模式一：电网有电时，通过ATS双电源切换开关工作在常用电源位置，对电梯进行供电；若需要给新能源汽车充电时，管理系统控制接触器K闭合，双向ACDC模块，对电网电源进行AC-DC整流，然后控制双向DCDC模块进行降压，给新能源汽车充电；

工作模式二：电网断电时，ATS双电源切换开关切换到备用电源位置，新能源汽车通过充电枪与双向DCDC模块进行连接，管理系统控制DCDC模块升压，控制双向ACDC模块进行DC-AC逆变，连接至ATS备用电源位置，为电梯供电。

综上所述，本实用新型提出的可用于电梯应急供电的电源系统，可提高应急供电的及时性及有效性，确保供电安全。

在本实用新型的一种使用场景中，新能源汽车本身具备高安全规格、符合国家标准的BMS电池管理系统，BMS电池管理系统能够实时检测动力电池的健康状态，使其处于可使用状态；同时，新能源汽车作为行驶工具移动便捷，储能优势明显可为电梯提供数小时的应急供电；此外，新能源汽车作为应急供电的能量来源，不像蓄电池需单独维护，可随车辆需求定期保养维护即可。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (5)

1.一种可用于电梯应急供电的电源系统，其特征在于，所述电源系统包括：电网、新能源汽车、双电源切换开关及用电部件；

所述双电源切换开关分别连接电网、新能源汽车及用电部件，所述新能源汽车连接电网；

所述新能源汽车包括电源模块、双向DC/AC电路、电源管路电路，所述双向DC/AC电路分别连接电源模块及电源管路电路；所述双向DC/AC电路通过第一开关连接电网，所述双向DC/AC电路能连接双电源切换开关；

所述电源管路电路的输出端连接所述双向DC/AC电路的输入端，能向所述双向DC/AC电路发送控制信号；

所述双向DC/AC电路包括双向DC/AC单元、双向DC/DC单元、LCL滤波电路；双向DC/AC单元分别连接双向DC/DC单元及LCL滤波电路，双向DC/DC单元连接新能源汽车的电源模块，所述LCL滤波电路能连接电网或双电源切换开关；

所述双向DC/DC单元包括第一三极管、第二三极管、第一二极管及第二二极管；所述电源系统进一步包括第四电容、第七电感；

所述双向DC/AC单元包括第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管及第八二极管；

所述LCL滤波电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第一电容、第二电容及第三电容；

其中，第一三极管的集电极连接第一二极管的负极、第四电容的第一端、第三三极管的集电极、第三二极管的负极、第五三极管的集电极、第五二极管的负极、第七三极管的集电极、第七二极管的负极；

第一三极管的发射极连接第七电感的第二端、第一二极管的正极、第二三极管的集电极、第二二极管的负极；

第三三极管的发射极连接第三二极管的正极、第一电感的第一端、第四三极管的集电极、第四二极管的负极；第一电感的第二端分别连接第二电感的第一端、第一电容的第一端；

第五三极管的发射极连接第五二极管的正极、第三电感的第一端、第六三极管的集电极、第六二极管的负极；第三电感的第二端分别连接第四电感的第一端、第二电容的第一端；

第七三极管的发射极连接第七二极管的正极、第五电感的第一端、第八三极管的集电极、第八二极管的负极；第五电感的第二端分别连接第六电感的第一端、第三电容的第一端；第一电容的第二端连接第二电容的第二端及第三电容的第二端；

第二三极管的发射极连接第二二极管的正极、第四电容的第二端、第四三极管的发射极、第四二极管的正极、第六三极管的发射极、第六二极管的正极、第八三极管的发射极、第八二极管的正极。

2.一种可用于电梯应急供电的电源系统，其特征在于，所述电源系统包括：电网、新能源汽车、双电源切换开关及用电部件；

所述双电源切换开关分别连接电网、新能源汽车及用电部件，所述新能源汽车连接电网；

所述新能源汽车包括电源模块、双向DC/AC电路、电源管路电路，所述双向DC/AC电路分别连接电源模块及电源管路电路；所述双向DC/AC电路通过第一开关连接电网，所述双向DC/AC电路能连接双电源切换开关；

所述电源管路电路的输出端连接所述双向DC/AC电路的输入端，能向所述双向DC/AC电路发送控制信号；

所述双向DC/AC电路包括双向DC/AC单元、双向DC/DC单元、LCL滤波电路；双向DC/AC单元分别连接双向DC/DC单元及LCL滤波电路，双向DC/DC单元连接新能源汽车的电源模块，所述LCL滤波电路能连接电网或双电源切换开关。

3.根据权利要求2所述的可用于电梯应急供电的电源系统，其特征在于：

所述双向DC/DC单元包括第一三极管、第二三极管、第一二极管及第二二极管；第一三极管的集电极连接第一二极管的负极；第一三极管的发射极连接第一二极管的正极、第二三极管的集电极、第二二极管的负极；第二三极管的发射极连接第二二极管的正极。

4.根据权利要求2所述的可用于电梯应急供电的电源系统，其特征在于：

所述双向DC/AC单元包括第三三极管、第四三极管、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第八三极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管及第八二极管；

所述第三三极管的集电极分别连接第三二极管的负极、第五三极管的集电极、第五二极管的负极、第七三极管的集电极、第七二极管的负极；

第三三极管的发射极连接第三二极管的正极、第四三极管的集电极、第四二极管的负极；

第五三极管的发射极连接第五二极管的正极、第六三极管的集电极、第六二极管的负极；

第七三极管的发射极连接第七二极管的正极、第八三极管的集电极、第八二极管的负极；

第四三极管的发射极连接第四二极管的正极、第六三极管的发射极、第六二极管的正极、第八三极管的发射极、第八二极管的正极。

5.根据权利要求2所述的可用于电梯应急供电的电源系统，其特征在于：

所述LCL滤波电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第五电感、第六电感、第一电容、第二电容及第三电容；

第一电感的第二端分别连接第二电感的第一端、第一电容的第一端；第三电感的第二端分别连接第四电感的第一端、第二电容的第一端；第五电感的第二端分别连接第六电感的第一端、第三电容的第一端；第一电容的第二端连接第二电容的第二端及第三电容的第二端。

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