WO2018149152A1 - 充放电设备和包括该充放电设备的移动充电车 - Google Patents

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circuit breaker
battery pack
module
electrically connected
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徐红刚
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上海蔚来汽车有限公司
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Definitions

  • the present invention relates to the field of mobile charging and discharging, and in particular to a charging and discharging device and a mobile charging vehicle including the charging and discharging device.
  • the present invention provides a charging and discharging device and the same comprising the charging and discharging device Mobile charging car.
  • a charge and discharge device including: a first battery pack for storing electric energy and capable of being connected to an external DC power source and thus being charged; a converter module, the first converter module being selectively operable in an AC/DC mode or a DC/DC mode; in the AC/DC mode, an input of the first converter module is connected to an external AC power source The output of the first converter module is connected to the first battery pack or the first object to be charged, so as to convert the alternating current of the external alternating current power source into direct current and thus charge the first battery pack or Pending Charging the electric object; in the DC/DC mode, the input end of the first converter module is connected to the first battery pack, and the output end of the first converter module is connected to the first object to be charged, so that The first battery pack charges the first object to be charged.
  • the charging and discharging device further includes a first DC circuit breaker, a second DC circuit breaker, a first AC circuit breaker, a first DC contactor, and a second DC contactor. And a third DC contactor, wherein the first end of the first DC breaker is electrically connected to the first battery, and the second end of the first DC breaker is electrically connected to the second DC a first end of the circuit breaker, a first end of the first DC contactor, and a first end of the third DC contactor; a second end of the second DC circuit breaker electrically connecting the first change The input end of the first module and the first end of the first alternating current circuit breaker; the second end of the first direct current contactor is electrically connected to the output end of the first converter module and the second direct current contact a first end of the first alternating current circuit breaker is electrically connected to an external alternating current power source, and a first end of the first alternating current circuit breaker is further electrically connected to
  • the first alternating current circuit breaker is interlocked with the second direct current circuit breaker.
  • the charging and discharging device further includes a first AC contactor, the first end of the first AC contactor electrically connecting the input end of the first converter module, The second end of the first AC contactor is electrically connected to the first end of the first AC circuit breaker.
  • the charge and discharge device further includes: a second battery pack for storing electrical energy and capable of being connected to an external DC power source and thus being charged; a second converter module, said The second converter module is selectively operable in an AC/DC mode or a DC/DC mode; in the AC/DC mode, an input of the second converter module is coupled to an external AC power source, the second transformation The output of the module is connected to the second battery pack or the second object to be charged, so as to convert the alternating current of the external alternating current power source into direct current and thus charge the second battery pack or charge the second object to be charged; In the DC/DC mode, an input end of the second converter module is connected to the second battery pack, and an output end of the second converter module is connected to a second object to be charged, so that the second battery The group charges the second object to be charged.
  • a second battery pack for storing electrical energy and capable of being connected to an external DC power source and thus being charged
  • a second converter module said The second converter module is selectively operable in an AC/DC mode or
  • the charging and discharging device further includes a third DC circuit breaker, a fourth DC circuit breaker, a second AC circuit breaker, a fourth DC contactor, a fifth DC contactor, and a DC contactor, wherein the first end of the third DC circuit breaker is electrically connected to the second battery pack, and the second end of the third DC circuit breaker is electrically connected to the fourth DC breaker a first end, a first end of the fourth DC contactor and a first end of the sixth DC contactor; a second end of the fourth DC circuit breaker electrically connected to an input end of the second converter module And the first end of the second AC circuit breaker; the second end of the fourth DC contactor is electrically connected to the output end of the second converter module and the first end of the fifth DC contactor, respectively;
  • the second end of the second AC circuit breaker is electrically connected to an external AC power source, and the first end of the second AC circuit breaker is further electrically connected to an input end of the second converter module
  • the second alternating current circuit breaker is interlocked with the fourth direct current circuit breaker.
  • the charge and discharge device further includes a second AC contactor, the first end of the second AC contactor being electrically connected to the input end of the second converter module, The second end of the second AC contactor is electrically connected to the first end of the second AC circuit breaker.
  • the charging and discharging device further includes an interconnecting contact, the first end of the interconnecting contactor electrically connecting the output end of the first converter module, the interconnecting contactor The second end is electrically coupled to the output of the second converter module to enable the first converter module to be selectively coupled in parallel with the second converter module.
  • the charge and discharge device further includes a controller, the controller and the first converter module, the first battery pack, and the second converter module, respectively And communicating with the second battery pack for controlling operation of the first converter module, the first battery pack, the second converter module, and the second battery pack.
  • the second DC contactor is interlocked with the fifth DC contactor when the interconnecting contactor is closed.
  • the controller includes a main controller, a first sub-controller, and a second sub-controller, the first sub-controller and the main a controller, the first battery pack and the first converter module are communicatively coupled to control operation of the first battery pack and the first converter module; the second sub-controller respectively The main controller, the second battery pack and the second converter module are communicatively coupled for controlling operation of the second battery pack and the second converter module; the main controller is used for coordinating The cooperation between the first sub-controller and the second sub-controller is described.
  • a charge and discharge device comprising: a first battery pack for storing electrical energy and capable of being connected to an external DC power source and thus being charged; a first converter module assembly
  • the first converter module assembly includes a first AC/DC module and a first DC/DC module, and an input end of the first AC/DC module is connectable to an external AC power source, the first AC/DC module
  • the output end can be selectively connected to the first battery pack or the first object to be charged to convert the alternating current of the external alternating current power source into direct current and thus charge the first battery pack or the first object to be charged;
  • An input end of the first DC/DC module is connectable to the first battery pack, and an output end of the first DC/DC module is connectable to a first object to be charged to enable the first battery pack to Charging the first object to be charged.
  • the charging and discharging device further includes a first DC circuit breaker, a second DC circuit breaker, a first AC circuit breaker, a first DC contactor, and a second DC contactor. And a third DC contactor, wherein the first end of the first DC breaker is electrically connected to the first battery, and the second end of the first DC breaker is electrically connected to the second DC a first end of the circuit breaker, a first end of the first DC contactor, and a first end of the third DC contactor; a second end of the second DC circuit breaker electrically connected to the first DC An input end of the /DC module and a first end of the first AC circuit breaker; a second end of the first DC contactor electrically connecting an output end of the first AC/DC module and the second a first end of the DC contactor; the second end of the first AC circuit breaker is electrically connected to an external AC power source, and the first end of the first AC circuit breaker is further connected to the
  • the first alternating current circuit breaker is interlocked with the second direct current circuit breaker.
  • the charging and discharging device further includes a first AC contactor, the first end of the first AC contactor electrically connecting the first An input end of the AC/DC module, the second end of the first AC contactor is electrically connected to the first end of the first AC circuit breaker.
  • the charge and discharge device further includes: a second battery pack for storing electrical energy and capable of being connected to an external DC power source and thus being charged; the second converter module assembly
  • the second converter module assembly includes a second AC/DC module and a second DC/DC module, the input of the second AC/DC module being connectable to an external AC power source, and the output of the second AC/DC module
  • the terminal can be selectively connected to the second battery pack or the second object to be charged to convert the alternating current of the external alternating current power source into direct current and thereby charge the second battery pack or charge the second object to be charged;
  • the input end of the second DC/DC module can be connected to the second battery pack, and the output end of the second DC/DC module can be connected to the second object to be charged, so that the second battery pack can be The second object to be charged is charged.
  • the charging and discharging device further includes a third DC circuit breaker, a fourth DC circuit breaker, a second AC circuit breaker, a fourth DC contactor, a fifth DC contactor, and a DC contactor, wherein the first end of the third DC circuit breaker is electrically connected to the second battery pack, and the second end of the third DC circuit breaker is electrically connected to the fourth DC breaker a first end, a first end of the fourth DC contactor and a first end of the sixth DC contactor; a second end of the fourth DC circuit breaker electrically connected to an input of the second DC/DC module And a first end of the second AC circuit breaker; the second end of the fourth DC contactor is electrically connected to the output end of the second AC/DC module and the first end of the fifth DC contactor, respectively a second end of the second AC circuit breaker is electrically connected to an external AC power source, and a first end of the second AC circuit breaker is further electrically connected to an input end
  • the second alternating current circuit breaker is interlocked with the fourth direct current circuit breaker.
  • the charging and discharging device further includes a second AC contactor, and the first end of the second AC contactor is electrically connected to the input end of the second AC/DC module, The second end of the second AC contactor is electrically connected to the first end of the second AC circuit breaker.
  • the charging and discharging device further includes an interconnecting contact, the first end of the interconnecting contact electrically connecting the first AC/DC module and/or the first DC An output of the /DC module, the second end of the interconnecting contactor electrically connecting the output of the second AC/DC module and/or the second DC/DC module to cause the first AC/DC
  • the module and/or the first DC/DC module can be selectively in parallel with the second AC/DC module and/or the second DC/DC module.
  • the charge and discharge device further includes a controller, the controller and the first converter module assembly, the first battery pack, and the second converter, respectively
  • a module assembly and the second battery pack are communicatively coupled for controlling operation of the first converter module assembly, the first battery pack, the second converter module assembly, and the second battery pack.
  • the second DC contactor is interlocked with the fifth DC contactor when the interconnecting contactor is closed.
  • the controller includes a main controller, a first sub-controller, and a second sub-controller, the first sub-controller and the main controller, respectively a first battery pack and the first converter module assembly are communicatively coupled for controlling operation of the first battery pack and the first converter module assembly; the second sub-controller and the main control respectively The second battery pack and the second converter module assembly are communicatively coupled for controlling operation of the second battery pack and the second converter module assembly; the primary controller is configured to coordinate the A cooperation between the first sub-controller and the second sub-controller.
  • the present invention also provides a mobile charging vehicle, wherein the mobile charging vehicle includes one of the above-described charging and discharging devices.
  • the charging and discharging device and the mobile charging vehicle of the present invention can be supplemented by an external DC power source, or can be supplemented by an external AC power source, thereby realizing a charging and discharging device and a mobile charging vehicle.
  • the charging and discharging device and the mobile charging car of the present invention can use the battery pack to charge the object to be charged, and can also use the external AC power source to charge the object while charging itself. Charging, the flexibility of charging the object to be charged is achieved, and it is very convenient to use.
  • the charging and discharging device and the mobile charging car of the present invention can charge the battery pack by using the DC charging pile, and can also charge the object to be charged by the external AC power source, thereby improving the service of the charging and discharging device and the mobile charging car. effectiveness.
  • FIG. 1 is a schematic structural view of a charge and discharge device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic structural view of a charge and discharge device according to another embodiment of the present invention.
  • the basic idea of the present invention is to reduce the mobile charging vehicle by making the existing mobile charging vehicle use the AC power supply to supplement the power through the AC/DC module, or by using the DC power supply to supplement the power through the DC charging pile.
  • the dependence on the DC charging pile makes the charging of the mobile charging car more convenient.
  • the battery pack of the mobile charging vehicle can be charged by the DC/DC module, or the external AC power can be treated by the AC/DC module.
  • the charging object is charged, so that the mobile charging vehicle can charge the object to be charged through the external AC power source while charging the battery through the DC charging pile, thereby improving the diversity and adaptability of charging the object to be charged.
  • the charge and discharge device includes first and second battery packs (battery pack 1 and battery pack 2 shown in FIG. 1), first and second converter modules (converter module 1 and converter module 2 shown in FIG. 1)
  • the first converter module and the second converter module are both dual function modules, which can operate in either AC/DC mode or DC/DC mode.
  • the input end of the first converter module is connected to an external AC power source, and the output end of the first converter module is connected to the first battery pack or the first object to be charged, so as to convert the AC power of the external AC power source.
  • the input of the first converter module is connected to the first battery pack, and the output of the first converter module is connected to the first A charging object is to be charged to charge the first battery pack to the first object to be charged.
  • the input of the second converter module is connected to an external AC power source, and the output of the second converter module is connected to the second battery pack or the second object to be charged, so that the external AC power source is connected.
  • the alternating current is converted into direct current and thus the second battery pack or the second object to be charged; in the DC/DC mode, the input of the second converter module is connected to the second battery pack, the output of the second converter module Connected to the second object to be charged, so that the second battery pack charges the second object to be charged.
  • the first object to be charged and the second object to be charged refer to any type of object to be charged connected to the output of the converter module, and there is no succession or priority between the two.
  • the object to be charged may be an electric car, an electric bicycle or other device that needs to be charged.
  • the charge and discharge device further includes a first DC circuit breaker 11, a second DC circuit breaker 12, a first AC circuit breaker 13, a first DC contactor 15, a second DC contactor 17, and a third DC contactor 14 , wherein the first end of the first DC circuit breaker 11 is electrically connected to the first battery pack, and the second end of the first DC circuit breaker 11 is electrically connected to the first end of the second DC breaker 12 a first end of the first DC contactor 15 and a first end of the third DC contactor 14; a second end of the second DC breaker 12 is electrically connected to the input end of the first converter module and the first AC circuit breaker The first end of the first DC contactor 15 is electrically connected to the output end of the first converter module and the first end of the second DC contactor 17, respectively; the second end of the first AC circuit breaker 13 Electrically connected to the external AC power source, and the first end of the first AC circuit breaker 13 is also electrically connected to the input end of the first converter module; the second end of
  • the charge and discharge device further includes a first AC contactor 16, the first end of the first AC contactor 16 is electrically connected to the input end of the first converter module, and the second end of the first AC contactor 16 The terminal is electrically connected to the first end of the first AC circuit breaker 13. In some embodiments of the charge and discharge device of the present invention, the charge and discharge device may not include the first AC contactor 16.
  • the charge and discharge device further includes a third DC circuit breaker 21, a fourth DC circuit breaker 22, a second AC circuit breaker 23, a fourth DC contactor 25, a fifth DC contactor 27, and a sixth The DC contactor 24, wherein the first end of the third DC circuit breaker 21 is electrically connected to the second battery pack, and the second end of the third DC circuit breaker 21 is electrically connected to the first end and the fourth end of the fourth DC circuit breaker 22, respectively.
  • the second end of the fourth DC contactor 25 is electrically connected to the second converter
  • the output end of the module and the first end of the fifth DC contactor 27; the second end of the second AC circuit breaker 23 is electrically connected to the external AC power source, and the first end of the second AC circuit breaker 23 is also connected to the second converter
  • the input end of the module is electrically connected; the second end of the fifth DC contactor 27 is electrically connected to the second object to be charged, and the first end of the fifth DC contactor 27 is also electrically connected to the output end of the second converter module;
  • the second end of the sixth DC contactor 24 is electrically connected to an external DC power source.
  • the charge and discharge device further includes a second AC contactor 26, the first end of the second AC contactor 26 is electrically connected to the input end of the second converter module, and the second AC contactor 26 is second.
  • the terminal is electrically connected to the first end of the second AC breaker 23.
  • the charge and discharge device may not include the second AC contactor 26.
  • the charge and discharge device of the present invention further includes a main controller and first and second sub-controllers, wherein the first sub-controller and the main controller, respectively
  • the first battery pack and the first converter module are in communication connection (the communication connection in FIG. 1 is indicated by a broken line) for controlling the operation of the first battery pack and the first converter module;
  • a second sub-controller communicatively coupled to the main controller, the second battery pack, and the second converter module for controlling operation of the second battery pack and the second converter module;
  • the master controller is configured to coordinate the cooperation between the first sub-controller and the second sub-controller.
  • the charge and discharge device further includes an interconnecting contactor 31.
  • the first end of the interconnecting contactor 31 is electrically connected to the output end of the first converter module, and the second end of the interconnecting contactor 31 is electrically connected to the second transform.
  • the output of the module is such that the first converter module can be selectively coupled in parallel with the second converter module.
  • the two battery packs can work independently without mutual interference; when the interconnecting contactor 31 is closed, the first battery pack and the second battery pack can be connected in parallel to the first waiting
  • the charging object or the second object to be charged is charged, or the power of the AC power source can be charged in parallel by the first converter module and the second converter module to charge the first object to be charged or the object to be charged. In the latter case, since only one object to be charged is charged, the charging power is large and the speed is fast. If one set of battery packs is discharged, another set of battery packs can be used to continue charging the object to be charged.
  • the second DC contactor 17, the fifth DC contactor 27 and the interconnection contactor 31 are electrically latched, and only two sets of DC contactors can be closed at most, and three sets of DC contactors are not allowed to be simultaneously closed.
  • the first alternating current circuit breaker 13 is mechanically locked with the second DC circuit breaker 12; the second AC circuit breaker 23 and the fourth DC circuit breaker 22 are mechanically blocked. That is, when the first AC circuit breaker 13 is closed, the second DC circuit breaker 12 is opened, and vice versa; when the second AC circuit breaker 23 is closed, the fourth DC circuit breaker 22 is opened, and vice versa.
  • the third DC circuit breaker 21 and the sixth DC contactor 24 are closed, and the fourth DC circuit breaker 22 and the fourth DC contact are closed.
  • the device 25 is disconnected.
  • the first converter module When the first battery pack is replenished by the external AC power source, the first converter module is switched to the AC/DC mode. At this time, the first AC circuit breaker 13, the first AC contactor 16, and the first DC contactor 15 And the first DC circuit breaker 11 is closed, the second DC circuit breaker 12, the second DC contactor 17, the third DC contactor 14 and the interconnection contactor 31 are disconnected, and the AC power is rectified by the first converter module. A battery pack is replenished.
  • the second converter module is switched to the AC/DC mode.
  • the second AC breaker 23, the second AC contactor 26, and the fourth DC contactor 25 and the third DC circuit breaker 21 are closed, the fourth DC circuit breaker 22 and the fifth DC contactor 27, the sixth DC contactor 24 and the interconnection contactor 31 are disconnected, and the AC power is rectified by the second converter module.
  • the second battery pack is replenished.
  • the first converter module switches to the DC/DC mode, and at this time, the first DC circuit breaker 11, the second DC circuit breaker 12, and the second DC contactor 17 is closed, the first AC circuit breaker 13, the first AC contactor 16, the first DC contactor 15 and the third DC contactor 14 are disconnected, and the electric energy of the first battery pack is rectified by the first converter module. A charging object is charged.
  • the second converter module switches to the DC/DC mode.
  • the third DC circuit breaker 21, the fourth DC circuit breaker 22, and the fifth DC contactor 27 Closing, the second AC circuit breaker 23, the second AC contactor 26, the fourth DC contactor 25 and the sixth DC contactor 24 are disconnected, and the electric energy of the second battery pack is rectified by the second DC/DC module to be second The object to be charged is charged.
  • the first converter module When the first object to be charged is charged by the AC power source, the first converter module is switched to the AC/DC mode. At this time, the first AC circuit breaker 13, the first AC contactor 16, and the first The two DC contactors 17 are closed, the first DC circuit breaker 11, the second DC circuit breaker 12, the first DC contactor 15 and the interconnection contactor 31 are disconnected, and the AC power is rectified by the first converter module to be first The object to be charged is charged.
  • the second converter module When the second object to be charged is charged by the AC power source, the second converter module is switched to the AC/DC mode, and at this time, the second AC circuit breaker 23, the second AC contactor 26, and the fifth DC contactor 27 are closed.
  • the third DC circuit breaker 21, the fourth DC circuit breaker 22, the fourth DC contactor 25 and the interconnection contactor 31 are disconnected, and the AC power is rectified by the second converter module to charge the second object to be charged.
  • a charge and discharge device includes first and second battery packs (battery pack 1 and battery pack 2 shown in FIG. 2), first and second converter module assemblies.
  • Translator module assembly 1 and converter module assembly 2 shown in Fig. 2 wherein the first converter module assembly includes a first AC/DC module (AC/DC module 1 shown in Fig. 2) and a first DC/ DC module (DC/DC module 1 shown in Fig. 2)
  • the second converter module assembly includes a second AC/DC module (AC/DC module 2 shown in Fig. 2) and a second DC/DC module (Fig.
  • the illustrated DC/DC module 2 The illustrated DC/DC module 2); the input of the first AC/DC module can be connected to an external AC power source, the output of the first AC/DC module being selectively connectable to the first battery pack or the first to be charged Object, in order to convert the alternating current of the external alternating current power source into direct current and thus charge the first battery pack or charge the first object to be charged; the input end of the first DC/DC module can be connected to the first battery pack, the first DC/ The output of the DC module can be connected to the first object to be charged to enable the first battery pack to charge the first object to be charged; the second AC/DC module The input end can be connected to an external AC power source, and the output end of the second AC/DC module can be selectively connected to the second battery pack or the second object to be charged, so as to convert the AC power of the external AC power source into DC power and thus be the second Charging the battery pack or charging the second object to be charged; the input end of the second DC/DC module can be connected to the second battery pack, and
  • the AC/DC module and the DC/DC module are combined to form a converter module assembly, and the AC/DC module and the DC/DC module are mutually connected; however, the AC/DC module and the DC/DC module may not Combined, they are set up as separate modules that are independent of each other.
  • the first object to be charged and the second object to be charged refer to any type of object to be charged connected to the output of the converter module.
  • the object to be charged may be an electric car, an electric bicycle or other device that needs to be charged.
  • the charge and discharge device further includes a first DC circuit breaker 11, a second DC circuit breaker 12, a first AC circuit breaker 13, a first DC contactor 15, a second DC contactor 17, and a third DC contactor 14 , wherein the first end of the first DC circuit breaker 11 is electrically connected to the first battery pack, and the second end of the first DC circuit breaker 11 is electrically connected to the first end of the second DC breaker 12 a first end of the first DC contactor 15 and a first end of the third DC contactor 14; a second end of the second DC circuit breaker 12 is electrically connected to the input end of the first DC/DC module and the first AC open circuit The first end of the first DC contactor 15 is electrically connected to the output end of the first AC/DC module and the first end of the second DC contactor 17, respectively; The two ends are electrically connected to the external AC power source, and the first end of the first AC circuit breaker 13 is also electrically connected to the input end of the first AC/DC module; the second end of the
  • the charge and discharge device further includes a first AC contactor 16, the first end of the first AC contactor 16 is electrically connected to the input end of the first AC/DC module, and the first AC contactor 16 is The two ends are electrically connected to the first end of the first AC circuit breaker 13. In some embodiments of the charge and discharge device of the present invention, the charge and discharge device may not include the first AC contactor 16.
  • the charge and discharge device further includes a third DC circuit breaker 21, a fourth DC circuit breaker 22, a second AC circuit breaker 23, a fourth DC contactor 25, a fifth DC contactor 27, and a sixth The DC contactor 24, wherein the first end of the third DC circuit breaker 21 is electrically connected to the second battery pack, and the second end of the third DC circuit breaker 21 is electrically connected to the first end and the fourth end of the fourth DC circuit breaker 22, respectively.
  • the charge and discharge device further includes a second AC contactor 26, the first end of the second AC contactor 26 is electrically connected to the input end of the second AC/DC module, and the second AC contactor 26 is The two ends are electrically connected to the first end of the second AC breaker 23.
  • the charge and discharge device may not include the second AC contactor 26.
  • the charge and discharge device of the present invention further includes a main controller and first and second sub-controllers, wherein the first sub-controller and the main controller, respectively
  • the first battery pack and the first converter module assembly are communicatively coupled (the communication connection in FIG. 2 is indicated by a broken line) for controlling the operation of the first battery pack and the first converter module assembly;
  • a second sub-controller communicatively coupled to the main controller, the second battery pack, and the second converter module assembly for controlling the second battery pack and the second converter module assembly
  • the master controller is configured to coordinate the cooperation between the first sub-controller and the second sub-controller.
  • the charge and discharge device further includes an interconnecting contactor 31, the first end of the interconnecting contactor 31 electrically connecting the output of the first AC/DC module and/or the first DC/DC module, the interconnecting contactor The second end of 31 is electrically coupled to the output of the second AC/DC module and/or the second DC/DC module to enable the first AC/DC module and/or the first DC/DC module to be coupled to the second AC/DC
  • the modules and/or the second DC/DC modules are selectively connected in parallel.
  • the two battery packs can work independently without mutual interference; when the interconnecting contactor 31 is closed, the first battery pack and the second battery pack can be connected in parallel to the first waiting
  • the charging object or the second object to be charged is charged, or the power of the AC power source may be charged in parallel by the first AC/DC module and the second AC/DC module to charge the first object to be charged or the object to be charged. In the latter case, since only one object to be charged is charged, the charging power is large and the speed is fast. If one set of battery packs is discharged, another set of battery packs can be used to continue charging the object to be charged.
  • the second DC contactor 17, the fifth DC contactor 27 and the interconnection contactor 31 are electrically latched, and only two sets of DC contactors can be closed at most, and three sets of DC contactors are not allowed to be simultaneously closed.
  • the first AC circuit breaker 13 and the second DC circuit breaker 12 are mechanically blocked; the second AC circuit breaker 23 and the fourth DC circuit breaker 22 are mechanically blocked. That is, when the first AC circuit breaker 13 is closed, the second DC circuit breaker 12 is opened, and vice versa; when the second AC circuit breaker 23 is closed, the fourth DC circuit breaker 22 is opened, and vice versa.
  • the first DC circuit breaker 11 and the third DC contactor 14 are closed, and the second DC circuit breaker 12 and the first straight circuit are closed.
  • the flow contactor 15 is disconnected.
  • the third DC circuit breaker 21 and the sixth DC contactor 24 are closed, and the fourth DC circuit breaker 22 and the fourth DC contact are closed.
  • the device 25 is disconnected.
  • the first AC circuit breaker 13 When the first battery pack is replenished with an external AC power source, the first AC circuit breaker 13, the first AC contactor 16, the first DC contactor 15, and the first DC circuit breaker 11 are closed, and the second DC circuit breaker is closed. 12. The second DC contactor 17, the third DC contactor 14, and the interconnecting contactor 31 are disconnected, and the AC power is supplied to the first battery pack after passing through the first AC/DC module.
  • the second AC breaker 23, the second AC contactor 26, the fourth DC contactor 25, and the third DC breaker 21 are closed, and the fourth DC breaker is closed. 22 and the fifth DC contactor 27, the sixth DC contactor 24 and the interconnection contactor 31 are disconnected, and the AC power is supplied to the second battery pack after passing through the second AC/DC module.
  • the first battery pack When the first battery pack is used to charge the first object to be charged, the first DC circuit breaker 11, the second DC circuit breaker 12 and the second DC contactor 17 are closed, the first AC circuit breaker 13 and the first AC contactor 16. The first DC contactor 15 and the third DC contactor 14 are disconnected, and the first battery pack receives the first DC/DC module to charge the first object to be charged.
  • the third DC circuit breaker 21, the fourth DC circuit breaker 22, and the fifth DC contactor 27 are closed, and the second AC circuit breaker 23 and the second AC contactor 26 are closed.
  • the fourth DC contactor 25 and the sixth DC contactor 24 are disconnected, and the electric energy of the second battery pack passes through the second DC/DC module to charge the second object to be charged.
  • the first AC circuit breaker 13 When the first object to be charged is charged by the AC power source, the first AC circuit breaker 13, the first AC contactor 16, and the second DC contactor 17 are closed, and the first DC circuit breaker 11 and the second DC circuit breaker 12 are The first DC contactor 15 and the interconnecting contactor 31 are disconnected, and the first AC/DC module is charged after the AC power is passed through the first AC/DC module.
  • the second AC circuit breaker 23, the second AC contactor 26, and the fifth DC contactor 27 are closed, and the third DC circuit breaker 21 and the fourth DC circuit breaker 22, The four DC contactors 25 and the interconnection contactor 31 are disconnected, and the second AC/DC module charges the second to-be-charged object after the AC power is passed through the second AC/DC module.
  • the charging and discharging device and the mobile charging vehicle of the present invention can use the DC charging pile to replenish the battery pack, or the AC power supply can be used to charge the battery pack through the AC/DC module, thereby realizing The diversity and adaptability of the battery pack charging mode improves the density of the charging point; meanwhile, the charging and discharging device and the mobile charging car of the present invention can use the battery pack to charge the object to be charged through the DC/DC module, or AC power supply
  • the AC/DC module charges the charging object, thereby achieving the versatility and flexibility of charging the object to be charged; in addition, the charging and discharging device and the mobile charging car of the present invention can charge the battery pack while using the DC charging pile Charging the object to be charged with an external AC power source improves the service efficiency of the charging and discharging device and the mobile charging car.
  • circuit breaker is described in the present application and the "contactor” is described, the two technical features essentially perform the same operation as long as the on-off function of the specific circuit can be realized. Those skilled in the art may interchange the two in whole or in part. Such variations do not depart from the principles of the invention and are therefore intended to fall within the scope of the invention.
  • FIGS. 1 and 2 two identical charge and discharge cells and one interconnect contactor disposed therebetween are shown in FIGS. 1 and 2, this is merely exemplary, and those skilled in the art may set more than two as needed.
  • a charge and discharge unit and one or more interconnect contactors provide different power outputs by connecting a plurality of charge and discharge cells in parallel.

Abstract

一种充放电设备和包括充放电设备的移动充电车，旨在增加电池组的补电电源类型和提高对待充电对象充电的多样性。充放电设备包括：电池组，其用于存储电能且能够连接到外部直流电源并因此被充电；变换器模块，其能够选择性地在AC/DC模式或DC/DC模式下工作，在AC/DC模式下其输入端与外部交流电源连接，输出端连接到电池组或待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为电池组或待充电对象充电；在DC/DC模式下其输入端连接到电池组，输出端连接到待充电对象，以使电池组为待充电对象充电。所述充放电设备可采用电池组和外部交流电源对待充电对象充电，实现对待充电对象充电的多样性。

Description

充放电设备和包括该充放电设备的移动充电车 技术领域
本发明涉及移动充放电领域，具体涉及一种充放电设备和包括该充放电设备的移动充电车。
背景技术
近几年，电动汽车产业快速发展，电动汽车的普及率迅速增加。但是，电动汽车充电不如燃油车加油那样方便，而且交流充电桩、直流充电桩或电动汽车换电站的密度也不如加油站那样大。电动汽车在行驶过程中，如果剩余电量不能支持其里程，导致电动汽车在行程中电量耗光，这需要及时对电动汽车进行充电。
在没有建设交流充电桩、直流充电桩或电动汽车换电站的区域中，一般利用移动充电车对电动汽车进行充电。然而，目前移动充电车一般利用直流充电桩进行补电，而且移动充电车不能在补电的同时对电动汽车进行充电。
因此，如何增加移动充电车的电池组的补电电源类型，并且提高对待充电对象充电的多样性，成为电动汽车行业发展过程中急需解决的重要问题。有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决增加对电池组补电的电源类型，并且提高对待充电对象充电的多样性的问题，本发明提供一种充放电设备及包括所述充放电设备的移动充电车。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种充放电设备，所述充放电设备包括：第一电池组，其用于存储电能并且能够连接到外部直流电源并因此被充电；第一变换器模块，所述第一变换器模块能够选择性地在AC/DC模式或DC/DC模式下工作；在AC/DC模式下，所述第一变换器模块的输入端连接到外部交流电源，所述第一变换器模块的输出端连接到所述第一电池组或第一待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为所述第一电池组充电或为第一待充 电对象充电；在DC/DC模式下，所述第一变换器模块的输入端连接到所述第一电池组，所述第一变换器模块的输出端连接到第一待充电对象，以使所述第一电池组为第一待充电对象充电。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括第一直流断路器、第二直流断路器、第一交流断路器、第一直流接触器、第二直流接触器和第三直流接触器，其中，所述第一直流断路器的第一端电连接所述第一电池组，所述第一直流断路器的第二端分别电连接所述第二直流断路器的第一端、所述第一直流接触器的第一端和所述第三直流接触器的第一端；所述第二直流断路器的第二端电连接所述第一变换器模块的输入端和所述第一交流断路器的第一端；所述第一直流接触器的第二端分别电连接所述第一变换器模块的输出端和所述第二直流接触器的第一端；所述第一交流断路器的第二端与外部交流电源电连接，并且所述第一交流断路器的第一端还与所述第一变换器模块的输入端电连接；所述第二直流接触器的第二端与第一待充电对象电连接，并且所述第二直流接触器的第一端还与所述第一变换器模块的输出端电连接；所述第三直流接触器的第二端电连接外部直流电源。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述第一交流断路器与所述第二直流断路器互锁。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括第一交流接触器，所述第一交流接触器的第一端电连接所述第一变换器模块的输入端，所述第一交流接触器的第二端电连接所述第一交流断路器的第一端。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括：第二电池组，其用于存储电能并且能够连接到外部直流电源并因此被充电；第二变换器模块，所述第二变换器模块能够选择性地在AC/DC模式或DC/DC模式下工作；在AC/DC模式下，所述第二变换器模块的输入端连接到外部交流电源，所述第二变换器模块的输出端连接到所述第二电池组或第二待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为所述第二电池组充电或为第二待充电对象充电；在DC/DC模式下，所述第二变换器模块的输入端连接到所述第二电池组，所述第二变换器模块的输出端连接到第二待充电对象，以使所述第二电池组为第二待充电对象充电。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括第三直流断路器、第四直流断路器、第二交流断路器、第四直流接触器、第五直流接触器和第六直流接触器，其中，所述第三直流断路器的第一端电连接所述第二电池组，所述第三直流断路器的第二端分别电连接所述第四直流断路器的第一端、所述第四直流接触器的第一端和所述第六直流接触器的第一端；所述第四直流断路器的第二端电连接所述第二变换器模块的输入端和所述第二交流断路器的第一端；所述第四直流接触器的第二端分别电连接所述第二变换器模块的输出端和所述第五直流接触器的第一端；所述第二交流断路器的第二端与外部交流电源电连接，并且所述第二交流断路器的第一端还与所述第二变换器模块的输入端电连接；所述第五直流接触器的第二端与第二待充电对象电连接，并且所述第五直流接触器的第一端还与所述第二变换器模块的输出端电连接；所述第六直流接触器的第二端电连接外部直流电源。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述第二交流断路器与所述第四直流断路器互锁。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括第二交流接触器，所述第二交流接触器的第一端电连接所述第二变换器模块的输入端，所述第二交流接触器的第二端电连接所述第二交流断路器的第一端。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括互联接触器，所述互联接触器的第一端电连接所述第一变换器模块的输出端，所述互联接触器的第二端电连接所述第二变换器模块的输出端，以使所述第一变换器模块能够与所述第二变换器模块选择性地并联。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括控制器，所述控制器分别与所述第一变换器模块、所述第一电池组、所述第二变换器模块和所述第二电池组通信连接，用于控制所述第一变换器模块、所述第一电池组、所述第二变换器模块和所述第二电池组的工作。
在上述的充放电设备的优选实施例中，当所述互联接触器闭合时，所述第二直流接触器与所述第五直流接触器互锁。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述控制器包括主控制器、第一子控制器和第二子控制器，所述第一子控制器分别与所述主 控制器、所述第一电池组和所述第一变换器模块通信连接，用于控制所述第一电池组和所述第一变换器模块的工作；所述第二子控制器分别与所述主控制器、所述第二电池组和所述第二变换器模块通信连接，用于控制所述第二电池组和所述第二变换器模块的工作；所述主控制器用于协调所述第一子控制器和所述第二子控制器之间的配合。
根据本发明的另一个方面，提供一种充放电设备，所述充放电设备包括：第一电池组，其用于存储电能并且能够连接到外部直流电源并因此被充电；第一变换器模块组件，所述第一变换器模块组件包括第一AC/DC模块和第一DC/DC模块，所述第一AC/DC模块的输入端能够与外部交流电源连接，所述第一AC/DC模块的输出端能够选择性地连接到所述第一电池组或第一待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为所述第一电池组或为第一待充电对象充电；所述第一DC/DC模块的输入端能够连接到所述第一电池组，所述第一DC/DC模块的输出端能够连接到第一待充电对象，以使所述第一电池组能够为第一待充电对象充电。
在上述的充放电设备的优选实施方式中，所述充放电设备还包括第一直流断路器、第二直流断路器、第一交流断路器、第一直流接触器、第二直流接触器和第三直流接触器，其中，所述第一直流断路器的第一端电连接所述第一电池组，所述第一直流断路器的第二端分别电连接所述第二直流断路器的第一端、所述第一直流接触器的第一端和所述第三直流接触器的第一端；所述第二直流断路器的第二端电连接所述第一DC/DC模块的输入端和所述第一交流断路器的第一端；所述第一直流接触器的第二端分别电连接所述第一AC/DC模块的输出端和所述第二直流接触器的第一端；所述第一交流断路器的第二端与外部交流电源电连接，并且所述第一交流断路器的第一端还与所述第一AC/DC模块的输入端电连接；所述第二直流接触器的第二端与第一待充电对象电连接，并且所述第二直流接触器的第一端还与所述第一DC/DC模块的输出端电连接；所述第三直流接触器的第二端电连接外部直流电源。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述第一交流断路器与所述第二直流断路器互锁。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括第一交流接触器，所述第一交流接触器的第一端电连接所述第一 AC/DC模块的输入端，所述第一交流接触器的第二端电连接所述第一交流断路器的第一端。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括：第二电池组，其用于存储电能并且能够连接到外部直流电源并因此被充电；第二变换器模块组件，所述第二变换器模块组件包括第二AC/DC模块和第二DC/DC模块，所述第二AC/DC模块的输入端能够与外部交流电源连接，所述第二AC/DC模块的输出端能够选择性地连接到所述第二电池组或第二待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为所述第二电池组充电或为第二待充电对象充电；所述第二DC/DC模块的输入端能够连接到所述第二电池组，所述第二DC/DC模块的输出端能够连接到第二待充电对象，以使所述第二电池组能够为第二待充电对象充电。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括第三直流断路器、第四直流断路器、第二交流断路器、第四直流接触器、第五直流接触器和第六直流接触器，其中，所述第三直流断路器的第一端电连接所述第二电池组，所述第三直流断路器的第二端分别电连接所述第四直流断路器的第一端、所述第四直流接触器的第一端和所述第六直流接触器的第一端；所述第四直流断路器的第二端电连接所述第二DC/DC模块的输入端和所述第二交流断路器的第一端；所述第四直流接触器的第二端分别电连接所述第二AC/DC模块的输出端和所述第五直流接触器的第一端；所述第二交流断路器的第二端与外部交流电源电连接，并且所述第二交流断路器的第一端还与所述第二AC/DC模块的输入端电连接；所述第五直流接触器的第二端与第二待充电对象电连接，并且所述第五直流接触器的第一端还与所述第二DC/DC模块的输出端电连接；所述第六直流接触器的第二端电连接外部直流电源。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述第二交流断路器与所述第四直流断路器互锁。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括第二交流接触器，所述第二交流接触器的第一端电连接所述第二AC/DC模块的输入端，所述第二交流接触器的第二端电连接所述第二交流断路器的第一端。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括互联接触器，所述互联接触器的第一端电连接所述第一AC/DC模块和/或所述第一DC/DC模块的输出端，所述互联接触器的第二端电连接所述第二AC/DC模块和/或所述第二DC/DC模块的输出端，以使所述第一AC/DC模块和/或所述第一DC/DC模块能够与所述第二AC/DC模块和/或所述第二DC/DC模块选择性地并联。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述充放电设备还包括控制器，所述控制器分别与所述第一变换器模块组件、所述第一电池组、所述第二变换器模块组件和所述第二电池组通信连接，用于控制所述第一变换器模块组件、所述第一电池组、所述第二变换器模块组件和所述第二电池组的工作。
在上述的充放电设备的优选实施例中，当所述互联接触器闭合时，所述第二直流接触器与所述第五直流接触器互锁。
在上述的充放电设备的优选实施例中，所述控制器包括主控制器、第一子控制器和第二子控制器，所述第一子控制器分别与所述主控制器、所述第一电池组和所述第一变换器模块组件通信连接，用于控制所述第一电池组和所述第一变换器模块组件的工作；所述第二子控制器分别与所述主控制器、所述第二电池组和所述第二变换器模块组件通信连接，用于控制所述第二电池组和所述第二变换器模块组件的工作；所述主控制器用于协调所述第一子控制器和所述第二子控制器之间的配合。
根据本发明的又一个方面，本发明还提供一种移动充电车，其中所述移动充电车包括上述充放电设备中的一种。
与现有技术的移动充电车相比，本发明的充放电设备和移动充电车既可以采用外部直流电源进行补电，也可以采用外部交流电源进行补电，实现了充放电设备和移动充电车的电池组补电的多样性和适应性；同时，本发明的充放电设备和移动充电车可以采用电池组对待充电对象进行充电，也可以在自身进行补电的同时采用外部交流电源对待充电对象进行充电，实现了待充电对象充电的灵活性，使用起来非常方便。换句话说，本发明的充放电设备和移动充电车在利用直流充电桩对电池组进行充电的同时，还能够利用外部交流电源对待充电对象进行充电，提高了充放电设备和移动充电车的服务效率。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的充放电设备的结构示意图。
图2是根据本发明的另一个实施例的充放电设备的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，该实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，尽管本申请是结合移动充电车和电动汽车来描述的，但是本发明的技术方案显然不局限于此，在不偏离本发明的基本原理的前提下，本领域技术人员可以根据需要将本发明应用于其他待充电对象或者移动或非移动充电设备。
总体而言，本发明的基本构思是通过使现有的移动充电车既可以通过AC/DC模块利用交流电源进行补电，也可以通过直流充电桩利用直流电源进行补电，从而降低移动充电车对直流充电桩的依赖，使移动充电车的补电更方便；同时，既可以利用移动充电车的电池组通过DC/DC模块对待充电对象充电，也可以利用外部交流电源通过AC/DC模块对待充电对象充电，使得移动充电车能够在通过直流充电桩为自身补电的同时通过外部交流电源为待充电对象充电，从而提高对待充电对象充电的多样性和适应性。
首先参阅图1，该图示出了根据本发明的第一实施例的充放电设备。该充放电设备包括第一和第二电池组(图1所示的电池组1和电池组2)、第一和第二变换器模块(图1所示的变换器模块1和变换器模块2)，其中第一变换器模块和第二变换器模块都是双功能模块，其既可以在AC/DC模式下工作，也可以在DC/DC模式下工作。在AC/DC模式下，第一变换器模块的输入端与外部交流电源连接，第一变换器模块的输出端连接到第一电池组或第一待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为第一电池组或第一待充电对象充电；在DC/DC模式下，第一变换器模块的输入端连接到第一电池组，第一变换器模块的输出端连接到第一待充电对象，以使第一电池组为第一待充电对象充电。 类似地，在AC/DC模式下，第二变换器模块的输入端与外部交流电源连接，第二变换器模块的输出端连接到第二电池组或第二待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为第二电池组或第二待充电对象充电；在DC/DC模式下，第二变换器模块的输入端连接到第二电池组，第二变换器模块的输出端连接到第二待充电对象，以使第二电池组为第二待充电对象充电。
在这里，第一待充电对象和第二待充电对象是指连接在变换器模块输出端的任意类型的待充电对象，两者没有先后或主次之分。待充电对象可以是电动汽车、电动自行车或者其它需要充电的设备。
在图1的实施例中，充放电设备还包括第一直流断路器11、第二直流断路器12、第一交流断路器13、第一直流接触器15、第二直流接触器17和第三直流接触器14，其中第一直流断路器11的第一端电连接第一电池组，第一直流断路器11的第二端分别电连接第二直流断路器12的第一端、第一直流接触器15的第一端和第三直流接触器14的第一端；第二直流断路器12的第二端电连接第一变换器模块的输入端和第一交流断路器13的第一端；第一直流接触器15的第二端分别电连接第一变换器模块的输出端和第二直流接触器17的第一端；第一交流断路器13的第二端与外部交流电源电连接，并且第一交流断路器13的第一端还与第一变换器模块的输入端电连接；第二直流接触器17的第二端与第一待充电对象电连接，并且第二直流接触器17的第一端还与第一变换器模块的输出端电连接；第三直流接触器14的第二端电连接外部直流电源。
在图1的实施例中，充放电设备还包括第一交流接触器16，第一交流接触器16的第一端电连接第一变换器模块的输入端，第一交流接触器16的第二端电连接第一交流断路器13的第一端。在本发明的充放电设备的一些实施例中，充放电设备可以不包括第一交流接触器16。
在图1的实施例中，充放电设备还包括第三直流断路器21、第四直流断路器22、第二交流断路器23、第四直流接触器25、第五直流接触器27和第六直流接触器24，其中，第三直流断路器21的第一端电连接第二电池组，第三直流断路器21的第二端分别电连接第四直流断路器22的第一端、第四直流接触器25的第一端和第六直流接触器24的第一端；第四直流断路器22的第二端电连接第二变换器模块的输入端和第二交流断路器23的第一端；第四直流接触器25的第二端分别电连接第二变换器 模块的输出端和第五直流接触器27的第一端；第二交流断路器23的第二端与外部交流电源电连接，并且第二交流断路器23的第一端还与第二变换器模块的输入端电连接；第五直流接触器27的第二端与第二待充电对象电连接，并且第五直流接触器27的第一端还与第二变换器模块的输出端电连接；第六直流接触器24的第二端电连接外部直流电源。
在图1的实施例中，充放电设备还包括第二交流接触器26，第二交流接触器26的第一端电连接第二变换器模块的输入端，第二交流接触器26的第二端电连接第二交流断路器23的第一端。类似地，在本发明的充放电设备的一些实施例中，充放电设备可以不包括第二交流接触器26。
继续参阅图1，在图1的实施例中，本发明的充放电设备还包括主控制器及第一和第二子控制器，其中所述第一子控制器分别与所述主控制器、所述第一电池组和所述第一变换器模块通信连接(图1中通信连接用虚线表示)，用于控制所述第一电池组和所述第一变换器模块的工作；所述第二子控制器分别与所述主控制器、所述第二电池组和所述第二变换器模块通信连接，用于控制所述第二电池组和所述第二变换器模块的工作；所述主控制器用于协调所述第一子控制器和所述第二子控制器之间的配合。
在图1的实施例中，充放电设备还包括互联接触器31，互联接触器31的第一端电连接第一变换器模块的输出端，互联接触器31的第二端电连接第二变换器模块的输出端，以使第一变换器模块能够与第二变换器模块选择性地并联。
在工作状态下，当互联接触器31断开时，两个电池组可以独立工作，互不干扰；当互联接触器31闭合时，第一电池组和第二电池组可以并联起来对第一待充电对象或第二待充电对象充电，或者交流电源的电能可以通过第一变换器模块和第二变换器模块并联起来对第一待充电对象或第二待充电对象充电。在后一种情形中，由于只对一个待充电对象充电，充电功率大，速度快。如果一组电池组电量释放完了，可采用另一组电池组继续为待充电对象充电。在正常工作时，第二直流接触器17、第五直流接触器27和互联接触器31进行电气闭锁，最多只能闭合2组直流接触器，不允许3组直流接触器同时闭合。
在本发明的充放电设备的正常工作状态中，第一交流断路器 13与第二直流断路器12机械闭锁；第二交流断路器23与第四直流断路器22机械闭锁。也就是说，当第一交流断路器13闭合时，第二直流断路器12打开，反之亦然；当第二交流断路器23闭合时，第四直流断路器22打开，反之亦然。
当采用直流充电桩(图1左侧的外部直流电源)对第一电池组补电时，第一直流断路器11和第三直流接触器14闭合，第二直流断路器12和第一直流接触器15断开。
当采用直流充电桩(图1右侧的外部直流电源)对第二电池组补电时，第三直流断路器21和第六直流接触器24闭合，第四直流断路器22和第四直流接触器25断开。
当采用外部交流电源对第一电池组补电时，第一变换器模块切换到AC/DC模式，此时，第一交流断路器13、第一交流接触器16、第一直流接触器15和第一直流断路器11闭合，第二直流断路器12、第二直流接触器17、第三直流接触器14和互联接触器31断开，交流电能通过第一变换器模块整流后对第一电池组补电。
当采用外部交流电源对所述第二电池组补电时，第二变换器模块切换到AC/DC模式，此时，第二交流断路器23、第二交流接触器26、第四直流接触器25和第三直流断路器21闭合，第四直流断路器22和第五直流接触器27、第六直流接触器24和互联接触器31断开，交流电能通过第二变换器模块整流后对第二电池组补电。
当采用第一电池组对第一待充电对象充电时，第一变换器模块切换到DC/DC模式，此时，第一直流断路器11、第二直流断路器12和第二直流接触器17闭合，第一交流断路器13、第一交流接触器16、第一直流接触器15和第三直流接触器14断开，第一电池组的电能通过第一变换器模块整流后对第一待充电对象充电。
当采用第二电池组对第二待充电对象充电时，第二变换器模块切换到DC/DC模式，此时，第三直流断路器21、第四直流断路器22和第五直流接触器27闭合，第二交流断路器23、第二交流接触器26、第四直流接触器25和第六直流接触器24断开，第二电池组的电能通过第二DC/DC模块整流后对第二待充电对象充电。
当采用交流电源对第一待充电对象充电时，第一变换器模块切换到AC/DC模式，此时，第一交流断路器13、第一交流接触器16和第 二直流接触器17闭合，第一直流断路器11、第二直流断路器12、第一直流接触器15和互联接触器31断开，交流电能通过第一变换器模块整流后对第一待充电对象充电。
当采用交流电源对第二待充电对象充电时，第二变换器模块切换到AC/DC模式，此时，第二交流断路器23、第二交流接触器26和第五直流接触器27闭合，第三直流断路器21、第四直流断路器22、第四直流接触器25和互联接触器31断开，交流电能通过第二变换器模块整流后对第二待充电对象充电。
下面结合图2来描述本发明的第二个实施例。如图2所示，根据本发明的第二实施例的充放电设备包括第一和第二电池组(图2所示的电池组1和电池组2)、第一和第二变换器模块组件(图2所示的变换器模块组件1和变换器模块组件2)，其中第一变换器模块组件包括第一AC/DC模块(图2所示的AC/DC模块1)和第一DC/DC模块(图2所示的DC/DC模块1)，第二变换器模块组件包括第二AC/DC模块(图2所示的AC/DC模块2)和第二DC/DC模块(图2所示的DC/DC模块2)；第一AC/DC模块的输入端能够与外部交流电源连接，第一AC/DC模块的输出端能够选择性地连接到第一电池组或第一待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为第一电池组充电或为第一待充电对象充电；第一DC/DC模块的输入端能够连接到第一电池组，第一DC/DC模块的输出端能够连接到第一待充电对象，以使第一电池组能够为第一待充电对象充电；第二AC/DC模块的输入端能够与外部交流电源连接，第二AC/DC模块的输出端能够选择性地连接到第二电池组或第二待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为第二电池组充电或为第二待充电对象充电；第二DC/DC模块的输入端能够连接到第二电池组，第二DC/DC模块的输出端能够连接到第二待充电对象，以使第二电池组能够为第二待充电对象充电。
在这里，AC/DC模块和DC/DC模块组合在一起形成变换器模块组件，而且AC/DC模块和DC/DC模块互斥地连接；然而，AC/DC模块和DC/DC模块也可以不组合在一起，而是设置成彼此独立的单独模块。第一待充电对象和第二待充电对象是指连接在变换器模块输出端的任意类型的待充电对象。待充电对象可以是电动汽车、电动自行车或者其它需要充电的设备。
在图2的实施例中，充放电设备还包括第一直流断路器11、第二直流断路器12、第一交流断路器13、第一直流接触器15、第二直流接触器17和第三直流接触器14，其中第一直流断路器11的第一端电连接第一电池组，第一直流断路器11的第二端分别电连接第二直流断路器12的第一端、第一直流接触器15的第一端和第三直流接触器14的第一端；第二直流断路器12的第二端电连接第一DC/DC模块的输入端和第一交流断路器13的第一端；第一直流接触器15的第二端分别电连接第一AC/DC模块的输出端和第二直流接触器17的第一端；第一交流断路器13的第二端与外部交流电源电连接，并且第一交流断路器13的第一端还与第一AC/DC模块的输入端电连接；第二直流接触器17的第二端与第一待充电对象电连接，并且第二直流接触器17的第一端还与第一DC/DC模块的输出端电连接；第三直流接触器14的第二端电连接外部直流电源。
在图2的实施例中，充放电设备还包括第一交流接触器16，第一交流接触器16的第一端电连接第一AC/DC模块的输入端，第一交流接触器16的第二端电连接第一交流断路器13的第一端。在本发明的充放电设备的一些实施例中，充放电设备可以不包括第一交流接触器16。
在图2的实施例中，充放电设备还包括第三直流断路器21、第四直流断路器22、第二交流断路器23、第四直流接触器25、第五直流接触器27和第六直流接触器24，其中，第三直流断路器21的第一端电连接第二电池组，第三直流断路器21的第二端分别电连接第四直流断路器22的第一端、第四直流接触器25的第一端和第六直流接触器24的第一端；第四直流断路器22的第二端电连接第二DC/DC模块的输入端和第二交流断路器23的第一端；第四直流接触器25的第二端分别电连接第二AC/DC模块的输出端和第五直流接触器27的第一端；第二交流断路器23的第二端与外部交流电源电连接，并且第二交流断路器23的第一端还与第二AC/DC模块的输入端电连接；第五直流接触器27的第二端与第二待充电对象电连接，并且第五直流接触器27的第一端还与第二DC/DC模块的输出端电连接；第六直流接触器24的第二端电连接外部直流电源。
在图2的实施例中，充放电设备还包括第二交流接触器26，第二交流接触器26的第一端电连接第二AC/DC模块的输入端，第二交流接触器26的第二端电连接第二交流断路器23的第一端。类似地，在本发 明的充放电设备的一些实施例中，充放电设备可以不包括第二交流接触器26。
继续参阅图2，在图2的实施例中，本发明的充放电设备还包括主控制器及第一和第二子控制器，其中所述第一子控制器分别与所述主控制器、所述第一电池组和所述第一变换器模块组件通信连接(图2中通信连接用虚线表示)，用于控制所述第一电池组和所述第一变换器模块组件的工作；所述第二子控制器分别与所述主控制器、所述第二电池组和所述第二变换器模块组件通信连接，用于控制所述第二电池组和所述第二变换器模块组件的工作；所述主控制器用于协调所述第一子控制器和所述第二子控制器之间的配合。
在图2的实施例中，充放电设备还包括互联接触器31，互联接触器31的第一端电连接第一AC/DC模块和/或第一DC/DC模块的输出端，互联接触器31的第二端电连接第二AC/DC模块和/或第二DC/DC模块的输出端，以使第一AC/DC模块和/或第一DC/DC模块能够与第二AC/DC模块和/或第二DC/DC模块选择性地并联。
在工作状态下，当互联接触器31断开时，两个电池组可以独立工作，互不干扰；当互联接触器31闭合时，第一电池组和第二电池组可以并联起来对第一待充电对象或第二待充电对象充电，或者交流电源的电能可以通过第一AC/DC模块和第二AC/DC模块并联起来对第一待充电对象或第二待充电对象充电。在后一种情形中，由于只对一个待充电对象充电，充电功率大，速度快。如果一组电池组电量释放完了，可采用另一组电池组继续为待充电对象充电。在正常工作时，第二直流接触器17、第五直流接触器27和互联接触器31进行电气闭锁，最多只能闭合2组直流接触器，不允许3组直流接触器同时闭合。
在本发明的充放电设备的正常工作状态中，第一交流断路器13与第二直流断路器12机械闭锁；第二交流断路器23与第四直流断路器22机械闭锁。也就是说，当第一交流断路器13闭合时，第二直流断路器12打开，反之亦然；当第二交流断路器23闭合时，第四直流断路器22打开，反之亦然。
当采用直流充电桩(图2左侧的外部直流电源)对第一电池组补电时，第一直流断路器11和第三直流接触器14闭合，第二直流断路器12和第一直流接触器15断开。
当采用直流充电桩(图2右侧的外部直流电源)对第二电池组补电时，第三直流断路器21和第六直流接触器24闭合，第四直流断路器22和第四直流接触器25断开。
当采用外部交流电源对第一电池组补电时，第一交流断路器13、第一交流接触器16、第一直流接触器15和第一直流断路器11闭合，第二直流断路器12、第二直流接触器17、第三直流接触器14和互联接触器31断开，交流电能通过第一AC/DC模块后对第一电池组补电。
当采用外部交流电源对所述第二电池组补电时，第二交流断路器23、第二交流接触器26、第四直流接触器25和第三直流断路器21闭合，第四直流断路器22和第五直流接触器27、第六直流接触器24和互联接触器31断开，交流电能通过第二AC/DC模块后对第二电池组补电。
当采用第一电池组对第一待充电对象充电时，第一直流断路器11、第二直流断路器12和第二直流接触器17闭合，第一交流断路器13、第一交流接触器16、第一直流接触器15和第三直流接触器14断开，第一电池组的电能通过第一DC/DC模块后对第一待充电对象充电。
当采用第二电池组对第二待充电对象充电时，第三直流断路器21、第四直流断路器22和第五直流接触器27闭合，第二交流断路器23、第二交流接触器26、第四直流接触器25和第六直流接触器24断开，第二电池组的电能通过第二DC/DC模块后对第二待充电对象充电。
当采用交流电源对第一待充电对象充电时，第一交流断路器13、第一交流接触器16和第二直流接触器17闭合，第一直流断路器11、第二直流断路器12、第一直流接触器15和互联接触器31断开，交流电能通过第一AC/DC模块后对第一待充电对象充电。
当采用交流电源对第二待充电对象充电时，第二交流断路器23、第二交流接触器26和第五直流接触器27闭合，第三直流断路器21、第四直流断路器22、第四直流接触器25和互联接触器31断开，交流电能通过第二AC/DC模块后对第二待充电对象充电。
与现有的移动充电车相比，本发明的充放电设备和移动充电车可以采用直流充电桩对电池组补电，也可以采用交流电源通过AC/DC模块对电池组补电，从而实现了对电池组补电方式的多样性和适应性，提高了补电点的密度；同时，本发明的充放电设备和移动充电车既可以采用电池组通过DC/DC模块对待充电对象充电，也可以采用交流电源通 过AC/DC模块对待充电对象充电，从而实现了对待充电对象充电的多样性和灵活性；此外，本发明的充放电设备和移动充电车在利用直流充电桩对电池组进行充电的同时，能够利用外部交流电源对待充电对象进行充电，提高了充放电设备和移动充电车的服务效率。
需要指出的是，本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些物品或者设备/装置所固有的要素。
最后需要指出的是，尽管本申请中既描述了“断路器”，也描述了“接触器”，但是，这两种技术特征本质上执行相同的操作，只要能够实现对特定电路的通断作用，本领域技术人员可以全部或部分地将两者进行互换。这种变化并没有偏离本发明的原理，因此也将落入本发明的保护范围之内。此外，尽管图1和2中显示了两个相同的充放电单元和设置在它们之间的一个互连接触器，但是这仅仅是示例性的，本领域技术人员可以根据需要设置两个以上的充放电单元和一个以上的互连接触器，以便通过将多个充放电单元进行并联来提供不同的功率输出。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，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发明的保护范围之内。

Claims (25)

  1. 一种充放电设备，其特征在于，所述充放电设备包括：
    第一电池组，其用于存储电能并且能够连接到外部直流电源并因此被充电；
    第一变换器模块，所述第一变换器模块能够选择性地在AC/DC模式或DC/DC模式下工作；在AC/DC模式下，所述第一变换器模块的输入端连接到外部交流电源，所述第一变换器模块的输出端连接到所述第一电池组或第一待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为所述第一电池组充电或为第一待充电对象充电；在DC/DC模式下，所述第一变换器模块的输入端连接到所述第一电池组，所述第一变换器模块的输出端连接到第一待充电对象，以使所述第一电池组为第一待充电对象充电。
  2. 根据权利要求1所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括第一直流断路器(11)、第二直流断路器(12)、第一交流断路器(13)、第一直流接触器(15)、第二直流接触器(17)和第三直流接触器(14)，
    其中，所述第一直流断路器(11)的第一端电连接所述第一电池组，所述第一直流断路器(11)的第二端分别电连接所述第二直流断路器(12)的第一端、所述第一直流接触器(15)的第一端和所述第三直流接触器(14)的第一端；
    所述第二直流断路器(12)的第二端电连接所述第一变换器模块的输入端和所述第一交流断路器(13)的第一端；
    所述第一直流接触器(15)的第二端分别电连接所述第一变换器模块的输出端和所述第二直流接触器(17)的第一端；
    所述第一交流断路器(13)的第二端与外部交流电源电连接，并且所述第一交流断路器(13)的第一端还与所述第一变换器模块的输入端电连接；
    所述第二直流接触器(17)的第二端与第一待充电对象电连接，并且所述第二直流接触器(17)的第一端还与所述第一变换器模块的输出端电连接；
    所述第三直流接触器(14)的第二端电连接外部直流电源。
  3. 根据权利要求2所述的充放电设备，其特征在于，所述第一交流断路器(13)与所述第二直流断路器(12)互锁。
  4. 根据权利要求3所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括第一交流接触器(16)，所述第一交流接触器(16)的第一端电连接所述第一变换器模块的输入端，所述第一交流接触器(16)的第二端电连接所述第一交流断路器(13)的第一端。
  5. 根据权利要求4所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括：
    第二电池组，其用于存储电能并且能够连接到外部直流电源并因此被充电；
    第二变换器模块，所述第二变换器模块能够选择性地在AC/DC模式或DC/DC模式下工作；在AC/DC模式下，所述第二变换器模块的输入端连接到外部交流电源，所述第二变换器模块的输出端连接到所述第二电池组或第二待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为所述第二电池组充电或为第二待充电对象充电；在DC/DC模式下，所述第二变换器模块的输入端连接到所述第二电池组，所述第二变换器模块的输出端连接到第二待充电对象，以使所述第二电池组为第二待充电对象充电。
  6. 根据权利要求5所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括第三直流断路器(21)、第四直流断路器(22)、第二交流断路器(23)、第四直流接触器(25)、第五直流接触器(27)和第六直流接触器(24)，
    其中，所述第三直流断路器(21)的第一端电连接所述第二电池组，所述第三直流断路器(21)的第二端分别电连接所述第四直流断路器(22)的第一端、所述第四直流接触器(25)的第一端和所述第六直流接触器(24)的第一端；
    所述第四直流断路器(22)的第二端电连接所述第二变换器模块的 输入端和所述第二交流断路器(23)的第一端；
    所述第四直流接触器(25)的第二端分别电连接所述第二变换器模块的输出端和所述第五直流接触器(27)的第一端；
    所述第二交流断路器(23)的第二端与外部交流电源电连接，并且所述第二交流断路器(23)的第一端还与所述第二变换器模块的输入端电连接；
    所述第五直流接触器(27)的第二端与第二待充电对象电连接，并且所述第五直流接触器(27)的第一端还与所述第二变换器模块的输出端电连接；
    所述第六直流接触器(24)的第二端电连接外部直流电源。
  7. 根据权利要求6所述的充放电设备，其特征在于，所述第二交流断路器(23)与所述第四直流断路器(22)互锁。
  8. 根据权利要求7所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括第二交流接触器(26)，所述第二交流接触器(26)的第一端电连接所述第二变换器模块的输入端，所述第二交流接触器(26)的第二端电连接所述第二交流断路器(23)的第一端。
  9. 根据权利要求6至8中任一项所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括互联接触器(31)，所述互联接触器(31)的第一端电连接所述第一变换器模块的输出端，所述互联接触器(31)的第二端电连接所述第二变换器模块的输出端，以使所述第一变换器模块能够与所述第二变换器模块选择性地并联。
  10. 根据权利要求9所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括控制器，所述控制器分别与所述第一变换器模块、所述第一电池组、所述第二变换器模块和所述第二电池组通信连接，用于控制所述第一变换器模块、所述第一电池组、所述第二变换器模块和所述第二电池组的工作。
  11. 根据权利要求10所述的充放电设备，其特征在于，当所述互联 接触器(31)闭合时，所述第二直流接触器(17)与所述第五直流接触器(27)互锁。
  12. 根据权利要求10所述的充放电设备，其特征在于，所述控制器包括主控制器、第一子控制器和第二子控制器，所述第一子控制器分别与所述主控制器、所述第一电池组和所述第一变换器模块通信连接，用于控制所述第一电池组和所述第一变换器模块的工作；
    所述第二子控制器分别与所述主控制器、所述第二电池组和所述第二变换器模块通信连接，用于控制所述第二电池组和所述第二变换器模块的工作；
    所述主控制器用于协调所述第一子控制器和所述第二子控制器之间的配合。
  13. 一种充放电设备，其特征在于，所述充放电设备包括：
    第一电池组，其用于存储电能并且能够连接到外部直流电源并因此被充电；
    第一变换器模块组件，所述第一变换器模块组件包括第一AC/DC模块和第一DC/DC模块，所述第一AC/DC模块的输入端能够与外部交流电源连接，所述第一AC/DC模块的输出端能够选择性地连接到所述第一电池组或第一待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为所述第一电池组充电或为第一待充电对象充电；所述第一DC/DC模块的输入端能够连接到所述第一电池组，所述第一DC/DC模块的输出端能够连接到第一待充电对象，以使所述第一电池组能够为第一待充电对象充电。
  14. 根据权利要求13所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括第一直流断路器(11)、第二直流断路器(12)、第一交流断路器(13)、第一直流接触器(15)、第二直流接触器(17)和第三直流接触器(14)，
    其中，所述第一直流断路器(11)的第一端电连接所述第一电池组，所述第一直流断路器(11)的第二端分别电连接所述第二直流断路器(12)的第一端、所述第一直流接触器(15)的第一端和所述第三直流接触器 (14)的第一端；
    所述第二直流断路器(12)的第二端电连接所述第一DC/DC模块的输入端和所述第一交流断路器(13)的第一端；
    所述第一直流接触器(15)的第二端分别电连接所述第一AC/DC模块的输出端和所述第二直流接触器(17)的第一端；
    所述第一交流断路器(13)的第二端与外部交流电源电连接，并且所述第一交流断路器(13)的第一端还与所述第一AC/DC模块的输入端电连接；
    所述第二直流接触器(17)的第二端与第一待充电对象电连接，并且所述第二直流接触器(17)的第一端还与所述第一DC/DC模块的输出端电连接；
    所述第三直流接触器(14)的第二端电连接外部直流电源。
  15. 根据权利要求14所述的充放电设备，其特征在于，所述第一交流断路器(13)与所述第二直流断路器(12)互锁。
  16. 根据权利要求15所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括第一交流接触器(16)，所述第一交流接触器(16)的第一端电连接所述第一AC/DC模块的输入端，所述第一交流接触器(16)的第二端电连接所述第一交流断路器(13)的第一端。
  17. 根据权利要求16所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括：
    第二电池组，其用于存储电能并且能够连接到外部直流电源并因此被充电；
    第二变换器模块组件，所述第二变换器模块组件包括第二AC/DC模块和第二DC/DC模块，所述第二AC/DC模块的输入端能够与外部交流电源连接，所述第二AC/DC模块的输出端能够选择性地连接到所述第二电池组或第二待充电对象，以便将外部交流电源的交流电转换成直流电并因此为所述第二电池组充电或为第二待充电对象充电；所述第二DC/DC模块的输入端能够连接到所述第二电池组，所述第二DC/DC模块的输出端能够连接到第二待充电对象，以使所述第二电池组能够为第二待充电 对象充电。
  18. 根据权利要求17所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括第三直流断路器(21)、第四直流断路器(22)、第二交流断路器(23)、第四直流接触器(25)、第五直流接触器(27)和第六直流接触器(24)，
    其中，所述第三直流断路器(21)的第一端电连接所述第二电池组，所述第三直流断路器(21)的第二端分别电连接所述第四直流断路器(22)的第一端、所述第四直流接触器(25)的第一端和所述第六直流接触器(24)的第一端；
    所述第四直流断路器(22)的第二端电连接所述第二DC/DC模块的输入端和所述第二交流断路器(23)的第一端；
    所述第四直流接触器(25)的第二端分别电连接所述第二AC/DC模块的输出端和所述第五直流接触器(27)的第一端；
    所述第二交流断路器(23)的第二端与外部交流电源电连接，并且所述第二交流断路器(23)的第一端还与所述第二AC/DC模块的输入端电连接；
    所述第五直流接触器(27)的第二端与第二待充电对象电连接，并且所述第五直流接触器(27)的第一端还与所述第二DC/DC模块的输出端电连接；
    所述第六直流接触器(24)的第二端电连接外部直流电源。
  19. 根据权利要求18所述的充放电设备，其特征在于，所述第二交流断路器(23)与所述第四直流断路器(22)互锁。
  20. 根据权利要求19所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括第二交流接触器(26)，所述第二交流接触器(26)的第一端电连接所述第二AC/DC模块的输入端，所述第二交流接触器(26)的第二端电连接所述第二交流断路器(23)的第一端。
  21. 根据权利要求18至20中任一项所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括互联接触器(31)，所述互联接触器(31)的第 一端电连接所述第一AC/DC模块和/或所述第一DC/DC模块的输出端，所述互联接触器(31)的第二端电连接所述第二AC/DC模块和/或所述第二DC/DC模块的输出端，以使所述第一AC/DC模块和/或所述第一DC/DC模块能够与所述第二AC/DC模块和/或所述第二DC/DC模块选择性地并联。
  22. 根据权利要求21所述的充放电设备，其特征在于，所述充放电设备还包括控制器，所述控制器分别与所述第一变换器模块组件、所述第一电池组、所述第二变换器模块组件和所述第二电池组通信连接，用于控制所述第一变换器模块组件、所述第一电池组、所述第二变换器模块组件和所述第二电池组的工作。
  23. 根据权利要求22所述的充放电设备，其特征在于，当所述互联接触器(31)闭合时，所述第二直流接触器(17)与所述第五直流接触器(27)互锁。
  24. 根据权利要求22所述的充放电设备，其特征在于，所述控制器包括主控制器、第一子控制器和第二子控制器，所述第一子控制器分别与所述主控制器、所述第一电池组和所述第一变换器模块组件通信连接，用于控制所述第一电池组和所述第一变换器模块组件的工作；
    所述第二子控制器分别与所述主控制器、所述第二电池组和所述第二变换器模块组件通信连接，用于控制所述第二电池组和所述第二变换器模块组件的工作；
    所述主控制器用于协调所述第一子控制器和所述第二子控制器之间的配合。
  25. 一种移动充电车，其特征在于，所述移动充电车包括根据权利要求1至24中任一项所述的充放电设备。
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