一种快充电站系统技术方案

本发明专利技术涉及一种快充电站系统，快充电站的系统结构包括：可扩展储能模块，包括若干并联的动力电池包及各自对应的双向直流电压变换电路，与快充电桩连接，各支路独立接受管理单元的控制；电网供电模块，包括AC/DC电压变换电路和三相四线交流电输入，与可扩展储能模块并联；快充电桩，与储能供电模块连接，通过充电接头向待充电池输电；能量管理单元，分别与可扩展储能模块和电网供电模块连接，对各控制电路发送指令。与现有技术相比，本发明专利技术具有节省成本、工作效率高、配置灵活以及环保等优点。

A Fast Charging Station System

The invention relates to a fast charging station system. The system structure of the fast charging station includes: expandable energy storage module, including several parallel power battery packs and corresponding bidirectional DC voltage conversion circuits, which are connected with the fast charging pile, and each branch is controlled by the management unit independently; the power supply module of the power grid, including AC/DC voltage conversion circuit and three-phase four-wire AC input, can be connected with the system. Expanded energy storage module is connected in parallel; fast charging pile is connected with energy storage power supply module to transmit power to the batteries to be charged through charging connector; energy management unit is connected with expandable energy storage module and power supply module respectively to send instructions to each control circuit. Compared with the prior art, the invention has the advantages of cost saving, high working efficiency, flexible configuration and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种快充电站系统
本专利技术涉及充电
，尤其是涉及一种快充电站系统。
技术介绍
电动汽车作为近几年迅速发展起来的新型交通工具，具备环保、使用成本低、易维修保养等优点，在中国城市环境保护压力已至极点的情况下，电动汽车的推广已是一个不容再争辩的国家产业导向。随着电车技术走向成熟成形，与其配套的电动汽车充电站的发展也成为必然。然而电动汽车充电站网的建成不是短期内容易做到的，主要原因是给电动汽车快速充电需要瞬时强大的功率电力，常规电网无法满足，必须要建专用充电网络，这涉及整个国家电网改造，非一朝一夕能实现，若电动汽车不进行大功率快充，其充电过程漫长，给日常使用带来诸多不便，则难以实现电动汽车的普及，另一方面，从理论上讲动力电池容量衰减至80％时，就不适宜在车辆上继续使用，需要做相应的退役处理，随着近年来新能源汽车数量的激增，如何处理大量的退役动力电池已成业内关注的热点问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种快充电站系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种快充电站系统，包括：可拓展储能模块，用于满足电站储能和满足快充的能量功率需求，所述可拓展储能模块包括多个DC/DC电压变换器和多个动力电池包；电网供电模块，用于补充所述可拓展储能模块的能量功率不足，所述电网供电模块包括AC/DC电压变换器及设置于所述AC/DC电压变换器输出端的三相四线电缆；快充电桩，用于与所述电网供电模块和所述可拓展储能模块的各支路连接，并通过充电接头向待充车载电池输电；能量管理单元，用于与所述电网供电模块和所述可拓展储能模块的各支路连接，并对应发送指令。进一步地，多个所述动力电池包彼此并联连接，所述动力电池包包括电动车换电闲置的电池包和退役后再利用的电池包。进一步地，每个所述DC/DC电压变换器的输入端与每个所述动力电池包对应连接，每个所述DC/DC电压变换器的输出端支路均与所述快充电桩连接，所述DC/DC电压变换器的个数与所述动力电池包的个数相匹配。进一步地，每个所述DC/DC电压变换器内及所述AC/DC电压变换器内均包括多个开关管元件，所述能量管理单元通过独立控制各个所述开关管元件以控制系统与电网的能量交换过程及各个所述动力电池包的充放电过程。进一步地，每个所述开关管元件均为半导体可控开关管器件，所述半导体可控开关管器件包括MOSFET和IGBT。进一步地，每个所述DC/DC电压变换器均为双向直流/直流电压变换器，用于所述动力电池包充放电时输出端与输入源的来回转换。进一步地，所述AC/DC电压变换器为双向交流/直流电压变换器并分别与所述快充电桩、所述能量管理单元和电网连接，用于当所述动力电池包向电网馈电时将所述DC/DC电压变换器输出的直流高压逆变降压为三相交流电压以输入所述电网，当所述动力电池包充电或所述电网向所述快充电桩输电时将所述电网的三相四线交流电压升压整流为高压直流电以输入所述可拓展储能模块或所述快充电桩。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术所提出的快充电站给电车充电时电能来源分为可扩展储能模块和电网供电模块，进行大功率快充时使用储能模块中电池包供电可减少快充给电网带来的冲击，在储能模块难以满足充电功率需求时可由电网供电模块适当提供补充。(2)本专利技术动力电池包包括电动车换电闲置的电池包和退役后再利用的电池包，退役动力电池可梯级利用，真正做到物尽其用，延长了动力电池的使用寿命，并且储能成本低；可扩展储能模块中并联有足够数量的动力电池包且即插即用，取下满足使用要求的电池包为汽车换上，使电站可兼具换电站功能，迅速有效地的为车辆提供充足的动力源，换下的电池包可补充储能模块。(3)本专利技术可扩展储能模块每条支路各由一个DC/DC电压转换器连接，系统的可靠性高且维修方便；可利用峰谷电价对电网削峰填谷，在电网负荷高峰期由储能模块向电网馈电，在电网负荷低谷期从电网获取电能为储能模块充电，以获取电价差额收益。附图说明图1为本专利技术的系统结构示意图；附图标号说明：1为能量管理单元；2为动力电池包；3为DC/DC电压变换器；4为AC/DC电压变换器；5为快充电桩。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围。实施例如图1所示为本专利技术一种快充电站系统的系统结构示意图，包括有能量管理单元1：分别与电网供电模块和可扩展储能模块各支路连接，用于对各控制支路独立发送指令，控制系统与电网的能量交换过程和各电池包的充放电过程；若干并联的动力电池包2：包括退役后再利用的电池包和电动车换电后闲置的电池包，与各自对应的DC/DC电压变换器3的输入端连接；DC/DC电压变换器3为双向直流/直流电压变换器：和快充电桩5连接且与电网供电模块并联，电池放电时完成输出升压，在电池充电时可进行输入降压，每个DC/DC电压变换器3组成结构相同，各开关管受能量管理单元独立控制；电网供电模块中的AC/DC电压变换器4为双向交流/直流电压变换器并分别与快充电桩5、能量管理单元1和电网连接，其开关管包括MOSFET或IGBT受能量管理单元1控制，用于电池放电时将直流高压降压逆变为三相交流电压和充电时将三相交流电压升压整流为直流高压；快充电桩5：其输入端与电网供电模块和可扩展储能模块的各支路连接，通过充电接头向待充车载电池输电。本专利技术的工作方式如下：为电动汽车快速充电时，可扩展储能模块的电池包提供需求功率，不足量由电网补充；电网负荷高峰期时，若储能模块能量富余则向电网馈电；电网负荷低谷期时，由电网取电为储能模块电池包充电。本专利技术的工作原理如下：快充时，待充车载电池通过充电接头与快充电桩5连接，本专利技术开始工作，能量管理单元1发出指令，控制储能模块中DC/DC电压变换器3的开关管的开启和关断，各电池包放电输出直流低压，经由各DC/DC电压变换器3升压后在快充电桩5输入端产生稳定直流高压，充电接头输出电能从而实现车载电池快充，若储能模块无法满足大功率需求，能量管理单元1通过控制AC/DC电压变换器4开关管向电网取电，AC/DC电压变换器4将三相四线交流输入电压进行交流转直流、升压变换输出稳定直流高压，以补充不足功率；并网馈电时，能量管理单元1控制储能模块中DC/DC电压变换器3开关管使各电池包放电，输入变换电路的直流低压经各DC/DC电压变换器3升压后在AC/DC电压变换器4降压直流侧产生稳定直流高压，能量管理单元1控制AC/DC电压变换器4开关管工作使得AC/DC电压变换器4输入的直流高压逆变降压为三相四线交流电压向电网输送电能；储能模块电池包充电时，能量管理单元1控制AC/DC电压变换器4工作于升压整流状态，AC/DC电压变换器4将三相四线交流输入电压进行交流转直流、升压变换为稳定直流高压，进一步输入DC/DC电压变换器3，能量管理单元1控制DC/DC电压变换器3工作于降压状态，DC/DC电压变换器3输出直流低压为储能模块各电池包充电。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快充电站系统，其特征在于，包括：可拓展储能模块，用于满足电站储能和满足快充的能量功率需求，所述可拓展储能模块包括多个DC/DC电压变换器(3)和多个动力电池包(2)；电网供电模块，用于补充所述可拓展储能模块的能量功率不足，所述电网供电模块包括AC/DC电压变换器(4)及设置于所述AC/DC电压变换器(4)输出端的三相四线电缆；快充电桩(5)，用于与所述电网供电模块和所述可拓展储能模块的各支路连接，并通过充电接头向待充车载电池输电；能量管理单元(1)，用于与所述电网供电模块和所述可拓展储能模块的各支路连接，并对应发送指令。

【技术特征摘要】
1.一种快充电站系统，其特征在于，包括：可拓展储能模块，用于满足电站储能和满足快充的能量功率需求，所述可拓展储能模块包括多个DC/DC电压变换器(3)和多个动力电池包(2)；电网供电模块，用于补充所述可拓展储能模块的能量功率不足，所述电网供电模块包括AC/DC电压变换器(4)及设置于所述AC/DC电压变换器(4)输出端的三相四线电缆；快充电桩(5)，用于与所述电网供电模块和所述可拓展储能模块的各支路连接，并通过充电接头向待充车载电池输电；能量管理单元(1)，用于与所述电网供电模块和所述可拓展储能模块的各支路连接，并对应发送指令。2.根据权利要求1所述的一种快充电站系统，其特征在于，多个所述动力电池包(2)彼此并联连接，所述动力电池包(2)包括电动车换电闲置的电池包和退役后再利用的电池包。3.根据权利要求1所述的一种快充电站系统，其特征在于，每个所述DC/DC电压变换器(3)的输入端与每个所述动力电池包(2)对应连接，每个所述DC/DC电压变换器(3)的输出端支路均与所述快充电桩(5)连接，所述DC/DC电压变换器(3)的个数与所述动力电池包(2)的个数相匹配。4.根据权利要求1所述的一种快充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏学哲，戴海峰，王学远，李司达，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31