CN215267758U - 带储能功能的一体式充换电柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布带储能功能的一体式充换电柜，包括柜控系统、电源系统和充电系统，所述电源系统包括AC/DC整流电源、柜控电源、多个双向DC/DC充电电源、逆变电源和多个储能电池；所述AC/DC整流电源和柜控电源的输入端与市电相连，所述多个双向DC/DC充电电源的输入端与所述AC/DC整流电源和柜控电源的输出端相连，所述多个双向DC/DC充电电源的输出端分别与所述储能电池和相连。本实用新型在正常工作状态下通过标准化电池进行储能，在市电停电时，通过柜内双向DC/DC充电电源实现电池反向供电给AC/DC整流电源和柜控电源，在停电状态下可继续换电操作。
Description
技术领域
本实用新型属于储能设备技术领域，具体涉及一种带储能功能的一体式充换电柜。
背景技术
随着国家大力支持新能源可持续发展，换电业务应运而生，2019年和2020 年在铁塔等企业的导向下，市场出现大量面向美团、饿了么等B端骑手客户群提供换电业务而产生的充电柜、换电柜和标准化电池，但是常规充换电柜停电状态下无法换电，对使用形成限制，电池储能电无法逆变为交流电，使用方式较为单一，利用率小。
中国实用新型专利CN212486129U公开了一种充换电控制系统和充换电柜。充换电控制系统用双向大功率整流模块构成直流母线可以减小对电网的扰动，且提高效率。在用市电充电时，市电通过双向AC/DC变换器整流后对直流母线进行供电，同时新能源发电模块产生的电能通过新能源双向DC/DC变换器整流后对所述直流母线进行供电；电池双向DC/DC变换器利用所述直流母线中的电能对所述储能电池进行充电。市电停电后，能量管理单元根据各个储能电池的电能情况，控制部分电池DC/DC变换器工作在放电状态向其它储能电池进行充电，快速完成换电过程；还可以控制电池DC/DC变换器工作在放电状态，控制双向AC/DC变换器工作在独立供电状态，反向给交流侧重要负荷进行供电，以实现备电功能。对比文件中在市电停电后，能量管理单元控制部分电池DC/DC变换器工作在放电状态向其它储能电池进行充电，实现换电过程，但其不能将储能电池的直流电转变为交流电供给外部使用。
实用新型内容
为了克服现有技术中的问题，本实用新型提供一种带储能功能的一体式充换电柜，正常工作状态下通过标准化电池进行储能。在市电停电时，通过柜内双向 DC/DC充电电源实现电池反向供电给AC/DC整流电源和柜控电源，在停电状态下可继续换电操作，不间断提供换电功能；同时通过电源逆变模块，可将电池反向供电直流电逆变为交流电供给外部使用。
为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
本实用新型提供一种带储能功能的一体式充换电柜，包括柜控系统、电源系统和充电系统，所述电源系统包括AC/DC整流电源、柜控电源、多个双向DC/DC 充电电源、逆变电源和多个储能电池；
所述AC/DC整流电源和柜控电源的输入端与市电相连，所述多个双向DC/DC 充电电源的输入端与所述AC/DC整流电源和柜控电源的输出端相连，所述多个双向DC/DC充电电源的输出端分别与所述储能电池和相连，所述柜控系统控制所述电源系统和充电系统。
作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的一体式充换电柜中，所述多个双向DC/DC充电电源的输出端与所述逆变电源相连，用于将储能电池反向供电提供的直流电逆变为交流电。
作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的一体式充换电柜中，所述逆变电源与交流220V输出端口相连，交流220V输出端口用于给市政工程设备、办公设备或家用设备等进行供电。
作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的一体式充换电柜中，所述多个双向DC/DC充电电源的输出端与直流48V输出端口相连，直流48V输出端口用于为通信设备提供电源。
作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的一体式充换电柜中，所述充电系统包括充电开关板，所述充电开关板用于控制市电充电系统的开关和闭合。
作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的一体式充换电柜中，所述柜控系统包括主控模块、检测模块和仓控模块，所述检测模块和仓控模块分别与所述主控模块相连，主控模块负责系统的逻辑运算、数据上传，是整个柜控系统的核心；检测模块负责柜内消防、安全等状态检测、信息采集，执行散热系统的开闭；仓控模块负责电池仓内消防、安全、与电池的BMS通讯等功能。
作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的一体式充换电柜中，所述储能电池为三元锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、锰锡电池或铅酸电池中的一种。
作为一种可选的实施方式，在本实用新型提供的一体式充换电柜中，所述充换电柜包括柜体，所述的柜体两侧设有充电插座，所述充电插座用于输出市电。
本实用新型有益效果如下：
(1)本实用新型公布的带储能功能的一体式充换电柜，设计了储能电池，正常工作状态下利用市电，通过双向DC/DC充电电源像标准化储能电池充电，实现储能。在市电停电时，通过双向DC/DC充电电源将储能电池的直流电反向供电给AC/DC整流电源和柜控电源，使柜控电源供电后让整个系统继续运行，实现停电状态下的继续换电操作，不间断提供换电功能。
(2)本实用新型公布的带储能功能的一体式充换电柜中，通过设置逆变电源，可以将储能电池提供的直流电逆变为交流电，供给外部用电器使用。
(3)本实用新型中设置了直流48V输出端口，用于为通信设备提供电源。
附图说明
图1为本实用新型公布的充换电柜电源系统的结构框图；
图2为本实用新型公布的充换电柜的结构框图；
图3为本实用新型公布的充换电柜电路连接结构示意图；
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做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。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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公开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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
现有的充换电柜停电状态下无法换电，对使用形成限制，电池储能电无法逆变为交流电公公给外部使用，使用方式较为单一，利用率小。
本实施例提供一种带储能功能的一体式充换电柜，包括柜控系统、电源系统和充电系统，电源系统包括AC/DC整流电源、柜控电源、多个双向DC/DC充电电源、逆变电源和多个储能电池。
AC/DC整流电源和柜控电源的输入端与市电相连，多个双向DC/DC充电电源的输入端与所述AC/DC整流电源和柜控电源的输出端相连，多个双向DC/DC充电电源的输出端分别与储能电池和相连，柜控系统控制所述电源系统和充电系统。
在具体实施过程中，本申请中的一体式充换电柜包括钣金柜体，钣金柜体作为一个载体，如图2所示，其内部设置有柜控系统、电源系统和充电系统，其中柜控系统控制电源系统和充电系统，电源系统包括AC/DC整流电源、柜控电源、多个双向DC/DC充电电源、逆变电源和多个储能电池，其中AC/DC整流电源与柜控电源是一个整体电源。
如图1所示，AC/DC整流电源和柜控电源的输入端与市电相连，在有电时，通过市电为AC/DC整流电源和柜控电源供电，AC/DC整流电源和柜控电源的输出端与多个双向DC/DC充电电源相连，多个双向DC/DC充电电源相连与多个储能电池相连，其中双向DC/DC充电电源的数量与储能电池的数量相对应。工作状态如下：市电有电时，通过双向DC/DC充电电源像标准化储能电池充电，实现储能。在市电停电时，储能电池成为备用电源，通过双向DC/DC充电电源将储能电池的直流电反向供电给AC/DC整流电源和柜控电源，使柜控电源供电后让整个系统继续运行，在停电状态下也能继续换电操作。
作为进一步改进的实施方案，多个双向DC/DC充电电源的输出端与逆变电源相连，用于将储能电池反向供电提供的直流电逆变为交流电。
作为进一步改进的实施方案，逆变电源与交流220V输出端口相连。
在具体实施过程中，市电可用时，双向DC/DC充电电源用于为储能电池充电，市电不可用时，储能电池作为备用电源，双向DC/DC充电电源将储能电池的电方向供给其他元件使用，因此双向DC/DC充电电源的输入端和输出端是相对不同的工作状态而言的，在本实施例中，多个双向DC/DC充电电源还与逆变电源相连，作用在于将储能电池中的直流电转变为220V交流电，输出后，供给其他用电设备使用，包括市政工程设备、例如红绿灯、路灯等，办公设备、例如电脑、打印机、取暖设备等或其他的家用设备。
作为进一步改进的实施方案，多个双向DC/DC充电电源的输出端与直流48V 输出端口相连。
在本实施例中，一体式充换电柜还设有直流48V输出端口，在电源系统中即为多个双向DC/DC充电电源与直流48V输出端口相连，输出后，主要用于为通信设备提供电源。
作为进一步改进的实施方案，充电系统包括充电开关板，充电开关板用于控制市电充电系统的开关和闭合。
作为进一步改进的实施方案，柜控系统包括主控模块、检测模块和仓控模块，所述检测模块和仓控模块分别与所述主控模块相连。
在本实施例中，柜控系统控制充电系统，柜控系统包括主控模块、检测模块和仓控模块，检测模块和仓控模块分别与主控模块相连，主控模块负责系统的逻辑运算、数据上传，是整个柜控系统的核心；检测模块负责柜内消防、安全等状态检测、信息采集，执行散热系统的开闭；仓控模块负责电池仓内消防、安全、与电池的BMS通讯等功能；充电开关板负责执行市电充电系统的开关和闭合。
作为进一步改进的实施方案，储能电池为三元锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、锰锡电池或铅酸电池中的一种。
在具体实施过程中，电池包可以为市面上的各种标准化电池包，例如三元锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、锰锡电池或铅酸电池。
作为进一步改进的实施方案，充换电柜的柜体两侧设有充电插座，其中充电插座用于输出市电，在本实施利中，充换电柜的电路连接示意图如图3所示，市电通过保护装置输入到AC/DC整流电源和柜控电源以及充电开关板，通过AC/DC 整流电源和柜控电源控制柜控系统和充电系统，利用充电开关板控制柜体两端的插座。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于这些说明。对于本实用新型所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.带储能功能的一体式充换电柜，其特征在于，包括柜控系统、电源系统和充电系统，所述电源系统包括AC/DC整流电源、柜控电源、多个双向DC/DC充电电源、逆变电源和多个储能电池；
所述AC/DC整流电源和柜控电源的输入端与市电相连，所述多个双向DC/DC充电电源的输入端与所述AC/DC整流电源和柜控电源的输出端相连，所述多个双向DC/DC充电电源的输出端分别与所述储能电池和相连，所述柜控系统控制所述电源系统和充电系统。
2.根据权利要求1所述的带储能功能的一体式充换电柜，其特征在于，所述多个双向DC/DC充电电源的输出端与所述逆变电源相连，用于将储能电池反向供电提供的直流电逆变为交流电。
3.根据权利要求2所述的带储能功能的一体式充换电柜，其特征在于，所述逆变电源与交流220V输出端口相连。
4.根据权利要求1所述的带储能功能的一体式充换电柜，其特征在于，所述多个双向DC/DC充电电源的输出端与直流48V输出端口相连。
5.根据权利要求1所述的带储能功能的一体式充换电柜，其特征在于，所述充电系统包括充电开关板，所述充电开关板用于控制市电充电系统的开关和闭合。
6.根据权利要求1所述的带储能功能的一体式充换电柜，其特征在于，所述柜控系统包括主控模块、检测模块和仓控模块，所述检测模块和仓控模块分别与所述主控模块相连。
7.根据权利要求1所述的带储能功能的一体式充换电柜，其特征在于，所述储能电池为三元锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、锰锡电池或铅酸电池中的一种。
8.根据权利要求1-7任一所述的带储能功能的一体式充换电柜，其特征在于，所述充换电柜包括柜体，所述柜体两侧设有充电插座，所述充电插座用于输出市电。
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 411201 28 Bai Shi Road, Jing Kai District, Xiangtan, Hunan Patentee after: Weisheng Energy Technology Co.,Ltd. Address before: 411201 28 Bai Shi Road, Jing Kai District, Xiangtan, Hunan Patentee before: WASION ELECTRIC Co.,Ltd. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |