CN219576656U - 一种基于退役电池包梯次利用的储充系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及储能技术领域，具体为一种基于退役电池包梯次利用的储充系统，系统包括直流母线、多个退役电池包、多个DC/DC模块和DC/DC充电桩；多个DC/DC模块的一端通过直流母线连接DC/DC充电桩，多个DC/DC模块的另一端分别与多个退役电池包一一对应连接，每个退役电池包具有对应等级的额定电压；DC/DC模块用于将与其连接的退役电池包的额定电压转换为直流电压，以通过直流母线对DC/DC充电桩供电；DC/DC充电桩用于将直流电压转换为多个直流电压等级的供电电压，以适配不同充电车辆的电压等级需求；本实用新型能够提高退役梯次电池直接利用的便利性和利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及储能技术领域，尤其涉及一种基于退役电池包梯次利用的储充系统。
背景技术
动力电池被强制回收后，可能还具有充放电能力，因此，有必要对退役电池包进行梯次利用，充分发挥其价值。
相关技术中，在利用多种类别的退役电池包对充电桩供电时，存在兼容问题，给退役电池包的利用带来不便，且利用率不高。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例的目的是提供一种基于退役电池包梯次利用的储充系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本实用新型实施例提供了一种基于退役电池包梯次利用的储充系统，所述系统包括直流母线、多个退役电池包、多个DC/DC模块和DC/DC充电桩；
多个所述DC/DC模块的一端通过所述直流母线连接所述DC/DC充电桩，多个所述DC/DC模块的另一端分别与多个所述退役电池包一一对应连接，每个退役电池包具有对应等级的额定电压；
所述DC/DC模块，用于将与其连接的退役电池包的额定电压转换为直流电压，以通过所述直流母线对所述DC/DC充电桩供电；
所述DC/DC充电桩，用于将所述直流电压转换为多个直流电压等级的供电电压，以适配不同充电车辆的电压等级需求。
可选地，每个所述DC/DC模块具有对应的供电功率。
可选地，所述直流电压为1000VDC。
可选地，所述供电电压为200VDC～1000VDC。
可选地，所述系统还包括AC/DC模块，所述AC/DC模块、所述DC/DC充电桩和所述DC/DC模块具有相同电压等级的直流电压；所述AC/DC模块的一端连接电网，另一端通过所述直流母线分别连接所述DC/DC充电桩和多个所述DC/DC模块的一端；
所述AC/DC模块，用于将电网输入的三相交流电的交流电压转换为直流电压，以通过所述直流母线对所述DC/DC充电桩和/或所述DC/DC模块供电。
可选地，所述AC/DC模块为双向充电模块。
可选地，所述DC/DC模块为双向充电模块。
可选地，所述DC/DC模块还用于将所述AC/DC模块输出的直流电压转换为与其连接的退役电池包的额定电压，并导通所述AC/DC模块向所述退役电池包方向供电的电路。
可选地，所述DC/DC充电桩配置有DC/DC双向变换模块，所述DC/DC双向变换模块用于将充电车辆输出的供电电压转换为直流电压，并导通所述充电车辆向AC/DC模块方向供电的电路。
可选地，所述DC/DC双向变换模块还用于通过所述直流母线将所述直流电压传输给DC/DC模块，以对与其连接的退役电池包供电。
本实用新型实施例包括以下有益效果：本实施例提供的基于退役电池包梯次利用的储充系统，通过采用对应的DC/DC模块对退役电池包进行独立控制，从而将不同种类、不同品牌、不同容量配置的退役电池包统一接入储能系统，还可以实现新旧退役电池包混用，满足DC/DC充电桩的充电需求，便于退役电池包的梯次利用，提高了退役梯次电池直接利用的便利性和利用率。
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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种基于退役电池包梯次利用的储充系统的连接示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能充电模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的充电模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本实用新型实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。
首先，对实用新型中涉及的若干名词进行解析：
电动汽车V2G(Vehicle to Grid)技术，是指电动汽车给电网送电的技术，其核心思想就是利用大量电动汽车的储能源作为电网和可再生能源的缓冲。汽车到电网技术正受到人们的广泛关注，这是因为通过V2G，电网效率低以及可再生能源波动的问题不仅可以得到很大程度的缓解，还可以为电动车用户创造收益。详细介绍了V2G的概念及其可行性评估情况，并给出了其实现方法等。
能量管理系统(EMS)包括：数据采集和监控系统(SCADA系统)，自动发电控制(AGC)和经济调度控制(EDC)，电力系统状态估计(State Estimator)，安全分析(SecurityAnalysis)，调度员模拟培训系统(DTS)。
BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)，俗称之为电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。BMS电池管理系统单元包括BMS电池管理系统、控制模组、显示模组、无线通信模组、电气设备、用于为电气设备供电的电池组以及用于采集电池组的电池信息的采集模组，所述BMS电池管理系统通过通信接口分别与无线通信模组及显示模组连接，所述采集模组的输出端与BMS电池管理系统的输入端连接，所述BMS电池管理系统的输出端与控制模组的输入端连接，所述控制模组分别与电池组及电气设备连接，所述BMS电池管理系统通过无线通信模块与Server服务器端连接。
PCS(Power Conversion System，储能变流器)可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。PCS控制器通过CAN接口与BMS通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。
V2G(Vehicle to Grid，电动汽车V2G技术)，是指电动汽车给电网送电的技术，其核心思想就是利用大量电动汽车的储能源作为电网和可再生能源的缓冲。汽车到电网技术正受到人们的广泛关注，这是因为通过V2G，电网效率低以及可再生能源波动的问题不仅可以得到很大程度的缓解，还可以为电动车用户创造收益。
现在的电网实际上效率并不是非常高，因为一是成本较高，再就是容易造成浪费。其中一部分问题是由每天发生的负荷需求波动和需要对电网进行电压及频率调节引起的。当电网需求超过基本负荷发电厂的容量时，由于电网本身并没有足够的电能存储，调峰电厂就会投入运行，有时候旋转备用也会参与其中。而当电网需求较低时，用电量会低于基本负荷发电厂的输出，这样那些未被使用的能量均会被浪费掉。此外，对电网进行的电压和频率调节在很大程度上增加了电网的运营成本。
可再生能源系统(如太阳能，风能等)正被大量接入电力系统中。由于可再生能源自然的不连续性会引起发电的波动，迫切需要其他能源(如电池能量存储系统)进行补偿，以平滑可再生能源的自然可变性，保证电网频率的稳定并抑制由反向功率流引起的电压上升。
V2G的概念就是针对上述问题提出的，其核心思想就是利用大量电动汽车的储能源作为电网和可再生能源的缓冲。当电网负荷过高时，由电动汽车储能源向电网馈电；而当电网负荷低时，用来存储电网过剩的发电量，避免造成浪费。通过这种方式，电动汽车用户可以在电价低时，从电网买电，电网电价高时向电网售电，从而获得一定的收益。要使电动汽车实现V2G，需要在电网和汽车间配备双向的智能充电器。此双向充电器必须具有为电动汽车电池充电的功能，同时产生最小的电流谐波，也应具有根据调节向电网回馈能量的能力。
相关技术中，退役电池包梯次利用的主要技术路线有两条，一是全包利用，二是拆卸、筛选和重组。这两种方法各有优缺点，全包利用是欧盟梯次利用项目的核心技术。直接整包利用的优点是：不需要考虑不同制造商的各种电池的一致性。这是一项轻资产投资，甚至不需要特殊设备和存储区域。缺点是：需要了解原BMS的通信接口协议。出于竞争或知识产权的考虑，许多电池制造商不想向第三方开放接口，导致开发难度增加。
由于动力电池的寿命一般是5-8年左右，根据相关规定，动力电池容量衰减至额定容量的80％以下，就要面临退役、被强制回收。不再符合汽车使用标准的有些电池在退役时还具有充放电能力，该能力越强，价值就越高，这部分退役电池包被企业应用到储能系统，充分利用其价值。
为解决背景技术中的问题，本实用新型实施例提供的一种基于退役电池包梯次利用的储充系统，可以将不同种类、不同品牌、不同容量配置的退役电池包进行兼容，接入统一储能系统，还可以实现新旧退役电池包混用。并可以解决现有技术中充电桩因配电容量低而导致桩利用率较低的问题。
如图1所示，图1为本实用新型实施例提供的一种基于退役电池包梯次利用的储充系统，所述系统包括直流母线100、多个退役电池包200、多个DC/DC模块300和DC/DC充电桩400；
多个所述DC/DC模块300的一端通过所述直流母线100连接所述DC/DC充电桩400，多个所述DC/DC模块300的另一端分别与多个所述退役电池包200一一对应连接，每个退役电池包200具有对应等级的额定电压；
所述DC/DC模块300，用于将与其连接的退役电池包200的额定电压转换为直流电压，以通过所述直流母线100对所述DC/DC充电桩400供电；
所述DC/DC充电桩400，用于将所述直流电压转换为多个直流电压等级的供电电压，以适配不同充电车辆的电压等级需求。
本实用新型提供的实施例可用于在用电需求低的时候，通过退役电池包200储存电力，然后在需求增加的时候，通过退役电池包200为DC/DC充电桩400提供电能，从而提高能源效率。
此外，本实用新型提供的实施例中，电动汽车上退役下来的不同容量配置的退役电池包200采用对应的DC/DC模块300的进行独立控制，不同种类、不同品牌、不同容量配置的退役电池包200都可以接入统一储能系统，还可以实现新旧退役电池包200混用，这大大提高了退役梯次电池直接利用的便利性，便于退役电池包200的梯次利用。大大提高了退役梯次电池利用的经济性。
在一些实施例中，每个所述退役电池包200均单独配置有PCS，所述PCS连接DC/DC模块300，用于控制所述DC/DC模块300的通断。
本实用新型提供的实施例中，因为每个退役电池包200是单独配置的PCS，互不干扰，则退役电池包200的种类、品牌、容量大小都不受限制。可并联输出不同功率等级的PCS或者V2G充电桩。当晚上谷期电价时，可以通过PCS将退役电池包200充满电。若其中存在退役电池包200有故障，可以直接退出退役电池包200，不影响其他退役电池包200工作。
在一些实施例中，每个所述DC/DC模块300具有对应的供电功率。
本实用新型提供的实施例中，每个DC/DC模块300具有独立的颗粒度，各个DC/DC模块300的颗粒度可以不同或相同，例如，单个DC/DC模块300的供电功率可以为30kW、40kW..80kW等。本实用新型提供的实施例中，集合不同供电功率的DC/DC模块300作为储能变换单元，适配不同的退役电池包200，非常便于退役电池包200的梯次利用。
在一些实施例中，所述直流电压为1000VDC。
在一些实施例中，所述供电电压为200VDC～1000VDC。
在一些实施例中，所述系统还包括AC/DC模块500，所述AC/DC模块500、所述DC/DC充电桩400和所述DC/DC模块300具有相同电压等级的直流电压；所述AC/DC模块500的一端连接电网，另一端通过所述直流母线100分别连接所述DC/DC充电桩400和多个所述DC/DC模块300的一端；
所述AC/DC模块500，用于将电网输入的三相交流电的交流电压转换为直流电压，以通过所述直流母线100对所述DC/DC充电桩400和/或所述DC/DC模块300供电。
本实用新型提供的实施例中，AC/DC模块500的输入端连接电网，当电网配电容量充足时，AC/DC模块500将电网提供的三相交流电转为直流电，从而适配DC/DC充电桩400的电压，所述AC/DC模块500的输出端连接直流母线100，从而通过直流母线100将AC/DC模块500输出的直流电提供给DC/DC充电桩400；
通过AC/DC模块500将电网输入的三相交流电转换的直流电压无法满足DC/DC充电桩400的供电需求时，通过退役电池包200对DC/DC充电桩400进行供电，不同退役电池包200通过对应连接的DC/DC模块300进行放电，通过各个DC/DC模块300将不同等级的直流电压转换为与所述DC/DC充电桩400适配的直流电压，满足DC/DC充电桩400的充电需求。
在一些实施例中，所述AC/DC模块500为双向充电模块。
在一些实施例中，所述DC/DC模块300为双向充电模块，所述DC/DC模块300还用于当电网配电容量充足时，将所述AC/DC模块500输出的直流电压转换为与其连接的退役电池包200的额定电压，以对所述退役电池包200充电。
本实用新型提供的实施例中，AC/DC模块500和DC/DC模块300可通过双向变流器实现双向变换，从而实现能量双向传输。例如，在白天用电高峰期的时候，退役电池包200可以进行放电，将放出的电上传到直流母线100上，通过AC/DC模块500将直流电逆变成三相交流电传输到电网中。
在一些实施例中，所述DC/DC充电桩400配置有DC/DC双向变换模块600，所述DC/DC双向变换模块600用于将充电车辆输出的供电电压转换为直流电压，并通过所述直流母线100将所述直流电压传输给所述AC/DC模块500，以对所述电网供电。
本实用新型提供的实施例中，通过AC/DC模块500的双向变换模块将直流电逆变成三相交流电传输到电网中；另外，同DC/DC模块300一样，DC/DC充电桩400可以实现V2G功能，充电车辆也可以基于V2G技术通过DC/DC充电桩400将充电车辆的电能上传到直流母线100上然后通过AC/DC模块500将直流电逆变成三相交流电传输到电网中。这样可以保证电网高峰期间的稳定性。
在一些实施例中，所述DC/DC双向变换模块600还用于通过所述直流母线100将所述直流电压传输给DC/DC模块300，以对与其连接的退役电池包200供电。
本实用新型的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
应当理解，在本实用新型中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上参照附图说明了本实用新型实施例的优选实施例，并非因此局限本实用新型实施例的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型实施例的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型实施例的权利范围之内。
Claims (10)
1.一种基于退役电池包梯次利用的储充系统，其特征在于，所述系统包括直流母线、多个退役电池包、多个DC/DC模块和DC/DC充电桩；
多个所述DC/DC模块的一端通过所述直流母线连接所述DC/DC充电桩，多个所述DC/DC模块的另一端分别与多个所述退役电池包一一对应连接，每个退役电池包具有对应等级的额定电压；
所述DC/DC模块，用于将与其连接的退役电池包的额定电压转换为直流电压，以通过所述直流母线对所述DC/DC充电桩供电；
所述DC/DC充电桩，用于将所述直流电压转换为多个直流电压等级的供电电压，以适配不同充电车辆的电压等级需求。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个所述DC/DC模块具有对应的供电功率。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流电压为1000VDC。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述供电电压为200VDC～1000VDC。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括AC/DC模块，所述AC/DC模块、所述DC/DC充电桩和所述DC/DC模块具有相同电压等级的直流电压；所述AC/DC模块的一端连接电网，另一端通过所述直流母线分别连接所述DC/DC充电桩和多个所述DC/DC模块的一端；
所述AC/DC模块，用于将电网输入的三相交流电的交流电压转换为直流电压，以通过所述直流母线对所述DC/DC充电桩和/或所述DC/DC模块供电。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述AC/DC模块为双向充电模块。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述DC/DC模块为双向充电模块。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述DC/DC模块还用于将所述AC/DC模块输出的直流电压转换为与其连接的退役电池包的额定电压，并导通所述AC/DC模块向所述退役电池包方向供电的电路。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述DC/DC充电桩配置有DC/DC双向变换模块，所述DC/DC双向变换模块用于将充电车辆输出的供电电压转换为直流电压，并导通所述充电车辆向AC/DC模块方向供电的电路。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述DC/DC双向变换模块还用于通过所述直流母线将所述直流电压传输给DC/DC模块，以对与其连接的退役电池包供电。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| PP01 | Preservation of patent right | ||
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Effective date of registration: 20240603 Granted publication date: 20230822 |