專利名稱：一種雙向換電站充放電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種用于電動車充放電的換電站，具體是換電站的充放電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前電動車行業(yè)正在興起，隨之配備的電動車充電機也跟著發(fā)展起來，由于電動車充電或換電都需要用到蓄電池(或超級電容)，蓄電池(或超級電容)又是一種很好貯能裝置，而電網(wǎng)的用電量隨著生產(chǎn)時間的不同而不同，白天用電量大，電網(wǎng)超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，而夜晚用電量極少，造成了發(fā)電與傳輸設(shè)施閑置，為避免這種現(xiàn)象對電網(wǎng)造成的不良影響，不少地方電網(wǎng)公司實行了峰谷不同電價。隨著電動車的普及，利用大量電動車或其它們的更換充電的電池在晚上進(jìn)行充電貯能，白天回饋到電網(wǎng)進(jìn)行電量平衡，利用這個峰谷差價，給電動車使用者節(jié)省了成本，同時平衡了電網(wǎng)用電量，減少剛性投資。因此，對電動車充電同時可以給電動車電池貯能進(jìn)行逆向回饋到電網(wǎng)，必然成為一種趨勢。目前這種雙向換電站用的充放電機主要有兩種結(jié)構(gòu)模式，一種結(jié)構(gòu)模式是在充電機內(nèi)部AC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中采用雙向整流逆變橋拓?fù)洌渫負(fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示，三相交流輸入經(jīng)輸入濾波器/逆變輸出平滑器，再經(jīng)輸出逆變橋/輸入整流橋，由PFC電路輸出，這種電路的缺點是電路拓?fù)湎喈?dāng)復(fù)雜，輸入濾波器同時兼作逆變輸出平滑器，由于逆變輸出為低頻，體積較大。另外由于AC變DC的功率與DC變?yōu)锳C的功率是相當(dāng)?shù)?，功率器件浪費較大，成本較高。另一種結(jié)構(gòu)模式如圖2所示，三相交流輸入經(jīng)AC/DC充電整流模塊后由直流端口 /直流充電柱輸出，同時經(jīng)DC/AC逆變模塊后由逆變端口輸出。這種結(jié)構(gòu)的特點是在每組充電機AC/DC充電整流模塊或模塊組中，同時在電池端口與交流輸入端口間再并入一個DC/AC逆變模塊，缺點是交流逆變模塊固定，系統(tǒng)利用率低，同時逆變模塊沒有冗余設(shè)計，可靠性差，每組都要配置逆變模塊，投資高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為`解決現(xiàn)有雙向充電系統(tǒng)電路復(fù)雜、逆變功率固定不可變，可靠性低等問題而提出一種新的雙向換電站充放電系統(tǒng)。本實用新型采用的技術(shù)方案是:具有對應(yīng)給K個電池箱充電的K個AC/DC整流模塊或模塊組，以及I個逆變模塊或逆變模塊組，K大于I ;逆變模塊或逆變模塊組的直流輸入端口通過一組開關(guān)與一組開關(guān)所對應(yīng)的各個電池箱的正負(fù)極相連；每個電池箱配有相應(yīng)的電池管理系統(tǒng)，主控制通信單元分別連接各個AC/DC整流模塊或模塊組和各個電池管理系統(tǒng)；充電時所有開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，某個電池箱放電時，其相應(yīng)組的一開關(guān)閉合。所述開關(guān)是手動式、各種電子式或其它類電子式。每個電池箱正極接開關(guān)、負(fù)極并聯(lián)。可有多個逆變模塊或逆變模塊組，各逆變模塊或逆變模塊組的直流輸入端與各電池箱之間連接有切換開關(guān)。本實用新型采用多模塊化直流充電系統(tǒng)、模塊化逆變系統(tǒng)及自動切換控制模塊，可以通過開關(guān)進(jìn)行充放電控制，根據(jù)需要在各電池箱與模塊間進(jìn)行切換，節(jié)省投資，提高了系統(tǒng)整體充放電速度，也提高系統(tǒng)的利用率。

圖1和圖2現(xiàn)有兩種雙向換電站用的充放電機的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實用新型一種雙向換電站充放電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4是當(dāng)本實用新型中的電池箱組采用正極加開關(guān)、負(fù)極并聯(lián)時的結(jié)構(gòu)圖；圖5是當(dāng)本實用新型采用多個逆變模塊時的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
如圖3所示，本實用新型有K個AC/DC整流模塊或模塊組，K大于1，即有兩個以上的AC/DC整流模塊或模塊組，對應(yīng)給K個電池箱充電，每個電池箱配有相應(yīng)的電池管理系統(tǒng)BMS，主控制通信單元分別連接各個AC/DC整流模塊或模塊組和各個電池管理系統(tǒng)BMS。通過主控制通信單元與各個模塊組的通信控制對整個充電過程進(jìn)行控制。同時配有I個逆變模塊或逆變模塊組，當(dāng)用逆變模塊組時，就可以實現(xiàn)冗余設(shè)計，提高逆變組的可靠性，逆變模塊或逆變模塊組的直流輸入端口通過一組開關(guān)與一組開關(guān)所對應(yīng)的各個電池箱的正負(fù)極相連，所用的開關(guān)可以是手動的，如空開，閘刀等，也可以是自動的各種電子開關(guān)，如M0SFET、三極管、晶閘管、IGBT、繼電器、接觸器或其它類電子開關(guān)，可以以切換模式對各電池箱進(jìn)行放電；所用的電子開關(guān)可以是單向的，也可以是雙向的，圖3所示的是以通過主控制單元控制開與關(guān)過程的電子式開關(guān)，正常充電過程中，所有開關(guān)均處于斷開狀態(tài)；當(dāng)某個電池箱需要放電時，相應(yīng)組的一開關(guān)閉合，電池箱中的電池通過開關(guān)與逆變模塊組連接上，電池在主控制單元的控制下進(jìn)行放電，并有一定放電保護(hù)(如過流，低壓等)，如有多個電池箱需要放電，則可以根據(jù)電池箱電壓是否相同，如相同的也可以同量放電，只要逆變模塊組的功率能滿足， 如逆變模塊組的功率不能滿足，主控制單元根據(jù)后臺或自動給各個電池箱排序進(jìn)行放電。這樣，就不用給各個電池箱單獨配置逆變模塊了，提高了系統(tǒng)的利用率，節(jié)省了投資。當(dāng)放電需求較多時，也可以將逆變模塊組增加，采用多組進(jìn)行綜合切換，提高系統(tǒng)整體放電速度。由于充電整流模塊是模塊化的，逆變也是模塊化的，系統(tǒng)模塊個數(shù)也可以不用在一開始就配齊，可能根據(jù)換電站的業(yè)務(wù)量，靈活增加，當(dāng)業(yè)務(wù)量增加時，再逐步補充充電模塊和相應(yīng)的逆變模塊，達(dá)到節(jié)省投資的目的，同時，不用進(jìn)行重復(fù)建設(shè)。圖3所示是系統(tǒng)中的一組開關(guān)可以用單極加開關(guān)，另一極并聯(lián)模式進(jìn)行切換。如圖4所示是電池箱采用正極加開關(guān)進(jìn)行切換控制，負(fù)極并聯(lián)的一種逆變可切換的換電站系統(tǒng)。圖5是逆變模塊是由多模塊組成的結(jié)構(gòu)，各逆變模塊的直流輸入端與各電池箱之間連接有切換開關(guān)，可以根據(jù)需要在各電池箱與逆變輸入間進(jìn)行切換，切換控制可以與主控制通信單元根據(jù)客戶需要進(jìn)行切換，也可以根據(jù)各電池箱的放電需要進(jìn)行切換，當(dāng)一個逆變模塊不足以支持某電池箱放電需要時，可再切換入另一個空閑模塊，直到滿足要求為止。如放電到一定程度，所需要的逆變模塊過多時，又可將逆變模塊切換斷開。逆變模塊的切換可以根據(jù)BMS通信要求進(jìn)行，也可 以根據(jù)不同渠道輸入(如后臺等)要求進(jìn)行切換。
權(quán)利要求1.一種雙向換電站充放電系統(tǒng)，其特征是:具有對應(yīng)給K個電池箱充電的K個AC/DC整流模塊或模塊組，以及I個逆變模塊或逆變模塊組，K大于I ;逆變模塊或逆變模塊組的直流輸入端口通過一組開關(guān)與一組開關(guān)所對應(yīng)的各個電池箱的正負(fù)極相連；每個電池箱配有相應(yīng)的電池管理系統(tǒng)，主控制通信單元分別連接各個AC/DC整流模塊或模塊組和各個電池管理系統(tǒng)；充電時所有開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，某個電池箱放電時，其相應(yīng)組的一開關(guān)閉合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向換電站充放電系統(tǒng)，其特征是:每個電池箱正極接開關(guān)、負(fù)極并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向換電站充放電系統(tǒng)，其特征是:可有多個逆變模塊或逆變模塊組，各逆 變模塊或逆變模塊組的直流輸入端與各電池箱之間連接有切換開關(guān)。
專利摘要本實用新型公開一種用于電動車充放電的雙向換電站充放電系統(tǒng)，具有對應(yīng)給K個電池箱充電的K個AC/DC整流模塊或模塊組，以及1個逆變模塊或逆變模塊組，K大于1；逆變模塊或逆變模塊組的直流輸入端口通過一組開關(guān)與一組開關(guān)所對應(yīng)的各個電池箱的正負(fù)極相連；每個電池箱配有相應(yīng)的電池管理系統(tǒng)，主控制通信單元分別連接各個AC/DC整流模塊或模塊組和各個電池管理系統(tǒng)；充電時所有開關(guān)均處于斷開狀態(tài)，某個電池箱放電時，其相應(yīng)組的一開關(guān)閉合；可以通過開關(guān)進(jìn)行充放電控制，節(jié)省投資，提高了系統(tǒng)整體充放電速度和利用率。
文檔編號H02J7/02GK203151189SQ201220651258
公開日2013年8月21日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者吳連日 申請人:江蘇嘉鈺新能源技術(shù)有限公司