CN219312538U - 充换电系统 - Google Patents

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杨潮
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Abstract

本实用新型涉及换电站领域，具体提供一种充换电系统，旨在解决现有技术中直流母线技术不成熟，设备造价较高，同时在直流母线和交流电网之间采用双向转换器，当双向转换器发生故障后，整个系统不能使用，抗风险能力较差的问题。为此目的，本实用新型的充换电系统，包括交流母线、双向逆变器和电池充电仓；交流母线与电网连接，双向逆变器的数量为多个，每个电池充电仓均通过双向逆变器与交流母线连接系统整体的稳定性更好。双向逆变器能够将交流母线上的交流电转换为直流电，能够给电池充电仓内的电池充电，同时通过双向逆变器将直流电转换为交流电，方便电池充电仓中的电池向电网馈电，从而创造收益，尽早地收回成本。

Description

充换电系统
技术领域
本实用新型涉及换电站领域，具体提供一种充换电系统。
背景技术
汽车是目前流行最广、节能环保的绿色出行交通工具，电动车配套的蓄电池一次充电经常需要5-8小时，一旦行驶途中没有电能，将使行车人陷入尴尬的境地。为此，需要像汽车加油站一样布设“电动汽车充电站”，但是，建设电动汽车充电站面临着土地资源不足、电能接入方式单一、电网接入困难、建造成本较高和投资回报年限长的问题，如此，严重制约了充电站的分布密度，也降低了用户对电动汽车的使用体验，不利于新能源汽车行业的进一步发展
在公开号为CN209488191U的专利文件中，公开了通过光伏给储能电池充电的，并且能够将直流母线上的多余的电能通过双向转换器传输至交流电网，在能给储能电池充电的同时，多余的电输送给电网，还能实现盈利，并有利于缩短投资回报年限。
但是，在传输时采用直流母线进行传输，相关的直流技术并不成熟，设备造价较高，同时在直流母线和交流电网之间采用双向转换器，当双向转换器发生故障后，整个系统不能使用，抗风险能力较差。
因此，本领域需要一种新的充换电系统来解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型旨在解决上述技术问题，解决现有技术中直流母线技术不成熟，设备造价较高，同时在直流母线和交流电网之间采用双向转换器，当双向转换器发生故障后，整个系统不能使用，抗风险能力较差的问题。
本实用新型提供一种充换电系统，包括交流母线、双向逆变器和电池充电仓；所述交流母线与电网连接，所述双向逆变器的数量为多个，每个所述电池充电仓均通过所述双向逆变器与所述交流母线连接。
在采用上述技术方案的情况下，交流母线和直流母线相比，交流电的技术更加成熟，同时组网更方便，采用双向逆变器连接电池充电仓和交流母线，双向逆变器能够将交流母线上的交流电转换为直流电，从而能够给电池充电仓供电，用于给电池充电仓内的电池充电，在用电高峰时段，电池充电仓内的电池通过双向逆变器将直流电转换为交流电，方便电池充电仓中的电池向电网馈电，从而创造收益，尽早地收回成本，同时采用多个双向逆变器能够避免采用单一双向逆变器稳定性差的问题，提高系统抗风险能力。
在上述充换电系统的具体实施方式中，所述双向逆变器的一端与所述交流母线连接，所述双向逆变器的另一端上连接有至少一个所述电池充电仓。
在采用上述技术方案的情况下，双向逆变器的一端上连接多个电池充电仓，在保证稳定性的同时，增加连接电池充电仓的数量，从而提高电力共享效果，进一步降低成本。
在上述充换电系统的具体实施方式中，所述电池充电仓和所述双向逆变器之间设置有直流开关。
在上述充换电系统的具体实施方式中，还包括控制器，所述控制器与所述双向逆变器和所述直流开关连接。
在上述充换电系统的具体实施方式中，所述双向逆变器和所述交流母线之间设置有交流开关。
在上述充换电系统的具体实施方式中，还包括有充电模块和充电桩，所述充电桩通过所述充电模块与交流母线连接。
在采用上述技术方案的情况下，当将电池充电仓内的电池充满或者部分充满时，可以通过充电桩给满足国标的任何品牌电动汽车充电。
在上述充换电系统的具体实施方式中，所述充电模块的数量至少为一个。
在上述充换电系统的具体实施方式中，所述充电模块和所述交流母线之间设置有交流开关。
在上述充换电系统的具体实施方式中，还包括光伏模块，所述光伏模块采用光伏逆变器与所述交流母线连接。
在采用上述技术方案的情况下，光伏模块能够将太阳能转换为电能，通过光伏逆变器传输到交流母线上，便于给电池充电仓供电或者传输到电网中。
在上述充换电系统的具体实施方式中，所述光伏模块设置于充换电站的顶部和/或车位的上方。
在采用上述技术方案的情况下，可以有效利用光资源的同时，降低充换电站内和充电车位的温度，为充换电站和车位遮风避雨。
在上述充换电系统的具体实施方式中，所述光伏模块采用光伏电池。
在上述充换电系统的具体实施方式中，所述光伏逆变器和所述交流母线之间设置有交流开关，和/或所述电网和所述交流母线之间设置有总开关。
在采用上述技术方案的情况下，交流开关在电路中出现短路、断路或漏电等情况时，交流开关自动断开，保护电器的安全。
方案1.一种充换电系统，其特征在于，包括交流母线、双向逆变器和电池充电仓；所述交流母线与电网连接，所述双向逆变器的数量为多个，每个所述电池充电仓均通过所述双向逆变器与所述交流母线连接。
方案2.根据方案1所述的充换电系统，其特征在于，所述双向逆变器的一端与所述交流母线连接，所述双向逆变器的另一端上连接有至少一个所述电池充电仓。
方案3.根据方案1所述的充换电系统，其特征在于，所述电池充电仓和所述双向逆变器之间设置有直流开关。
方案4.根据方案3所述的充换电系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述双向逆变器和所述直流开关连接。
方案5.根据方案1所述的充换电系统，其特征在于，所述双向逆变器和所述交流母线之间设置有交流开关。
方案6.根据方案1所述的充换电系统，其特征在于，还包括有充电模块和充电桩，所述充电桩通过所述充电模块与交流母线连接。
方案7.根据方案6所述的充换电系统，其特征在于，所述充电模块的数量至少为一个。
方案8.根据方案7所述的充换电系统，其特征在于，所述充电模块和所述交流母线之间设置有交流开关。
方案9.根据方案1所述的充换电系统，其特征在于，还包括光伏模块，所述光伏模块采用光伏逆变器与所述交流母线连接。
方案10.根据方案9所述的充换电系统，其特征在于，所述光伏模块设置于充换电站的顶部和/或车位的上方。
方案11.根据方案9所述的充换电系统，其特征在于，所述光伏模块采用光伏电池。
方案12.根据方案9所述的充换电系统，其特征在于，所述光伏逆变器和所述交流母线之间设置有交流开关和/或所述电网和所述交流母线之间设置有总开关。
附图说明
下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：
图1是充换电系统的连接关系图；
图2是充换电系统中给电池充电仓供电时的电流方向示意图；
图3是充换电系统中电池充电仓向电网馈电时的电流方向示意图；
图4是是充换电系统中给充电模块供电时的电流方向示意图；
图5是充换电系统中光伏模块向电网馈电时的电流方向示意图。
附图标号列表：1、电网；2、交流母线；3、总开关；41、光伏模块；42、光伏逆变器；5、控制器；F1-F10、交流开关；P1-P7、双向逆变器；K1-K14、直流开关；B1-B14、电池充电仓；CH1-CH2、充电模块。
具体实施方式
下面参照附图来描述本申请的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非用于限制本申请的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。例如，尽管说明书中的交流开关是结合空气开关来描述的，但是，本申请显然可以采用其他的交流开关，例如干熔断器、漏电保护器等。
需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”等应作广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体连接；可以是机械连接，也可以是其他连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。另外，本申请中的“多个”表示至少两个。
参见附图1，为解决现有技术中直流母线技术不成熟，设备造价较高，同时在直流母线和交流电网之间采用双向转换器，当双向转换器发生故障后，整个系统不能使用，抗风险能力较差的问题。本实用新型提供一种充换电系统，包括交流母线2、双向逆变器P1-P7和电池充电仓B1-B14；交流母线2与电网1连接，双向逆变器P1-P7的数量为多个，每个电池充电仓B1-B14均通过双向逆变器P1-P7与交流母线2连接。如此，交流母线2和直流母线相比，交流电的技术更加成熟，同时组网更方便，采用双向逆变器P1-P7连接电池充电仓B1-B14和交流母线2，双向逆变器P1-P7能够将交流母线2上的交流电转换为直流电，从而能够给电池充电仓B1-B14供电，用于给电池充电仓B1-B14内的电池充电，在用电高峰时段，电池充电仓B1-B14内的电池通过双向逆变器P1-P7将直流电转换为交流电，方便电池充电仓B1-B14中的电池向电网1馈电，从而创造收益，尽早地收回成本，同时采用多个双向逆变器P1-P7能够避免采用单一双向逆变器P1-P7稳定性差的问题，提高系统抗风险能力。
下面参照图1至5，对本申请的优选实施方式进行介绍。
如图1至5所示，一种优选实施方式中，充换电系统包括交流母线2、双向逆变器P1-P7、光伏逆变器42、充电模块CH1-CH2、电池充电仓B1-B14、充电桩、光伏模块41和控制器5；交流母线2与电网1连接，双向逆变器P1-P7、光伏逆变器42和充电模块CH1-CH2均与交流母线2连接，电池充电仓B1-B14与双向逆变器P1-P7连接，充电桩与充电模块CH1-CH2连接，光伏模块41与光伏逆变器42连接，控制器5与双向逆变器P1-P7连接，通过控制器5控制双向逆变器P1-P7的整流状态。
通过设置充电模块CH1-CH2和充电桩，当将电池充电仓B1-B14内的电池充满或者部分充满时，充电桩能够给满足国标的任何品牌的电动汽车充电。光伏模块41能够将太阳能转换为电能，通过光伏逆变器42传输到交流母线2上，便于给电池充电仓B1-B14供电或者传输到电网1中，进一步的加快回收成本的速度。
本申请图1中，一种优选地实施例中，双向逆变器P1-P7的数量为七个，双向逆变器P1-P7的一端与交流母线2连接，双向逆变器P1-P7的另一端上连接有两个电池充电仓B1-B14，并且在电池充电仓B1-B14和双向逆变器P1-P7之间设置有直流开关K1-K14，双向逆变器P1-P7和交流母线2之间设置有交流开关F4-F10。如此，在保证稳定性的同时，增加连接电池充电仓B1-B14的数量，从而降低成本。并且通过直流开关K1-K14能够控制电池充电仓B1-B14和双向逆变器P1-P7之间电流的传递和断开，直流开关K1-K14可以选择直流接触器、直流继电器等，只要能够实现控制电流的传递和断开即可。
进一步地，除上述双向逆变器P1-P7和交流母线2之间设置有交流开关F4-F10外，采用交流开关F1-F3连接的有，充电模块CH1-CH2和交流母线2之间设置有交流开关F2-F3，光伏逆变器42和交流母线2之间设置有交流开关F1，电网1和交流母线2之间设置有总开关3。交流开关F1-F10和总开关3均用于保护电路和设备，避免过载、短路等故障造成的危害，交流开关F1-F10和总开关3采用空气开关、熔断器、漏电保护器等，只要满足上述要求即可。
需要说明的是，双向逆变器P1-P7的数量为多个，双向逆变器P1-P7的数量可以根据换电站的大小和电池充电仓B1-B14的数量决定，最优的选择双向逆变器P1-P7的数量为七个，双向逆变器P1-P7的另一端上连接有电池充电仓B1-B14的数量为至少一个，最优的选择为两个，此时，既能够保证容纳足够的电池充电仓B1-B14，又能够使得双向逆变器P1-P7对电池充电仓B1-B14内的电池充电。
进一步的，直流开关K1-K14、交流开关F1-F10和总开关3均非必须设置，本领域技术人员基于其他应用场景选择是否设置电网1和交流母线2之间，以及具体的构造，当然也可以不设置，双向逆变器P1-P7的一端与交流母线2连接，双向逆变器P1-P7的另一端与电池充电仓B1-B14连接，电网1和交流母线2直接连接。
另一种可能的实施例，控制器5与双向逆变器P1-P7和直流开关K1-K14连接，控制器5控制双向逆变器P1-P7处于整流工作状态，同时控制直流开关K1-K14的开闭。
需要说明的是，控制器5的设置非必须，本领域技术人员可以基于其他应用场景选择是否设置控制器5，以及具体的构造，当然也可以不设置。
一种优选的实施例，充电桩有两个，每个充电桩通过一个充电模块CH1-CH2与交流母线2连接，通过充电桩能够给车辆进行充电。
需要说明的是，充电模块CH1-CH2的数量至少为一个，根据充电的需求可以采用多个充电模块CH1-CH2，两个充电模块CH1-CH2为最优的选择，并且一个充电模块CH1-CH2能够连接多个充电桩。需要进一步说的是，充电模块CH1-CH2和充电桩的设置非必须，本领域技术人员基于其他应用场景选择是否设置充电模块CH1-CH2和充电桩，以及具体的构造，当然也可以不设置充电模块CH1-CH2和充电桩。
另一种可能的实施例，光伏模块41设置于充换电站的顶部和/或车位的上方，光伏模块41采用光伏电池。如此，可以有效利用光资源的同时，降低充换电站内和充电车位的温度，为充换电站和车位遮风避雨。
需要说明的是，光伏模块41用于将太阳能转换为电能，光伏模块41能够设置于车位上方的车棚的顶部，用于吸收热量，降低车棚内的温度。或者光伏模块41作为车棚的顶部，减少了原本用于建造车棚的成本。光伏模块41还能够设置于除上述位置之外的任何位置，能够吸收太阳能即可。进一步的，光伏模块41和光伏逆变器42非必须设置，本领域技术人员可以基于其他应用场景选择是否设置光伏模块41和光伏逆变器42，以及具体的构造，当然光伏模块41和光伏逆变器42也可以不设置。
下面结合图1-5对本申请的一种可能的使用方式进行描述。在需要对电池充电仓B1-B14内的电池充电时(电流的流动方向如图2所示)，电网1中的电能，经过总开关3、交流母线2、交流开关F4-F10、双向逆变器P1-P7、直流开关K1-K14到达电池充电仓B1-B14，完成对电池的充电。
如图3所示，在电网1需要使用电池充电仓B1-B14内的电池的电能时，电流的流动方向与图3的箭头方向相同，电池中的电能经过直流开关K1-K14、双向逆变器P1-P7、交流开关F4-F10、交流母线2、总开关3到达电网1，完成对电网1的馈电。
如图4所示，在需要对车辆充电时，电网1中的电能经过总开关3、交流母线2、交流开关F2-F3、充电模块CH1-CH2和充电桩(图中没有表示)对车辆进行充电。
如图5，在光伏模块41工作时，光伏模块41将光能转换为电能，经过光伏逆变器42、交流开关F1、交流母线2、总开关3到达电网1，实现对电网1的馈电。
本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本申请的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种充换电系统，其特征在于，包括交流母线、双向逆变器和电池充电仓；所述交流母线与电网连接，所述双向逆变器的数量为多个，每个所述电池充电仓均通过所述双向逆变器与所述交流母线连接。
2.根据权利要求1所述的充换电系统，其特征在于，所述双向逆变器的一端与所述交流母线连接，所述双向逆变器的另一端上连接有至少一个所述电池充电仓。
3.根据权利要求1所述的充换电系统，其特征在于，所述电池充电仓和所述双向逆变器之间设置有直流开关。
4.根据权利要求3所述的充换电系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述双向逆变器和所述直流开关连接。
5.根据权利要求1所述的充换电系统，其特征在于，所述双向逆变器和所述交流母线之间设置有交流开关。
6.根据权利要求1所述的充换电系统，其特征在于，还包括有充电模块和充电桩，所述充电桩通过所述充电模块与交流母线连接。
7.根据权利要求6所述的充换电系统，其特征在于，所述充电模块的数量至少为一个。
8.根据权利要求7所述的充换电系统，其特征在于，所述充电模块和所述交流母线之间设置有交流开关。
9.根据权利要求1所述的充换电系统，其特征在于，还包括光伏模块，所述光伏模块采用光伏逆变器与所述交流母线连接。
10.根据权利要求9所述的充换电系统，其特征在于，所述光伏模块设置于充换电站的顶部和/或车位的上方。
11.根据权利要求9所述的充换电系统，其特征在于，所述光伏模块采用光伏电池。
12.根据权利要求9所述的充换电系统，其特征在于，所述光伏逆变器和所述交流母线之间设置有交流开关和/或所述电网和所述交流母线之间设置有总开关。
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