储能电池充放电系统与方法以及相关设备技术方案

本发明专利技术涉及大功率设备充电领域，具体涉及一种储能电池充放电系统与方法以及相关设备，目的是为了在无充电桩，甚至无电力供应的地区，实现对电动汽车等大功率设备的充电服务。本发明专利技术提出的储能电池充放电系统，包括：主控板、多套充放电子系统。本发明专利技术采用电动汽车退役的动力电池包作为储能电池，利用系统自带的自然能发电设备为储能电池补充电能，然后通过储能电池放电，为待充电设备进行充电服务。实现了在没有充电桩，甚至没有电力供应的地方为大功率设备提供充电服务。另外，根据待充电设备所需的充电电压、电流，选择一个或多个动力电池包提供电能输出，保证了稳定快速的充电服务。

Energy storage battery charging and discharging system and method and related equipment

The invention relates to the charging field of high power equipment, in particular to a charging and discharging system and method of energy storage battery and related equipment. The purpose is to realize charging service for large power equipment such as electric vehicle in the area of no charging pile or even power supply. The charging and discharging system of the energy storage battery proposed by the invention comprises a main control board and a plurality of charging and discharging electronic systems. The invention adopts the power battery pack which is decommissioned by the electric vehicle as the energy storage battery, and uses the natural energy generation equipment brought by the system to supplement the energy of the energy storage battery, and then discharge the battery through the energy storage battery to charge the charging equipment. It realized charging service for high-power equipment without charging piles or even without power supply. In addition, according to the charging voltage and current required to be charged, one or more power battery packages are selected to provide power output, which ensures a stable and fast charging service.

【技术实现步骤摘要】
储能电池充放电系统与方法以及相关设备
本专利技术涉及大功率的功率变换设备领域，具体涉及一种储能电池充放电系统与方法以及相关设备。
技术介绍
目前给电动汽车充电的充电桩已经非常普遍，但是针对相对偏远，没有电力供应或虽有电力但无充电桩的地方，想要即时充电就变得非常困难。因此，如何充分利用电动汽车退役的阶梯电池，作为储能电池来为电动汽车及其他需要充电的大功率设备提供稳定的充电服务，是需要解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出了一种储能电池充放电系统与方法以及相关设备，实现了在无电力供应或无充电桩的地方对大功率设备提供充电服务。本专利技术的一方面，提出一种储能电池充放电系统，包括：主控板、一套或多套充放电子系统；所述主控板，用于控制所述充放电子系统的充电或放电操作；所述充放电子系统，包括：储能电池、补能单元、放电单元；所述储能电池，用于储存电能和对外输出电能；所述补能单元，包括：补能板和自然能发电设备；所述补能板，用于根据所述主控板的指令控制所述自然能发电设备对所述储能电池进行电能补充；所述放电单元，用于根据所述主控板的指令控制所述储能电池放电，为外部待充电设备提供充电服务。优选地，所述储能电池，为电池包；所述放电单元，包括：放电板、DC/DC模块；所述放电板，配置为：根据所述主控板的指令，控制所述电池包和所述DC/DC模块进行放电操作，从而为所述待充电设备充电；所述DC/DC模块，配置为：根据所述放电板的指令，对所述电池包输出的电压进行变换。优选地，所述主控板、所述自然能发电设备、所述电池包、所述DC/DC模块均包括CAN总线接口；所述补能板与所述放电板均包括三个CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网络)总线接口：CAN1、CAN2、CAN3；其中，所述补能板的CAN1、CAN2、CAN3接口分别与所述电池包的CAN接口、所述自然能发电设备的CAN接口、所述主控板的CAN接口相连；所述放电板的CAN1、CAN2、CAN3接口分别与所述待充电设备的CAN接口、所述DC/DC模块的CAN接口、所述主控板的CAN接口相连；对所述电池包进行充电时，由所述主控板控制所述补能板通过BMS(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，电池管理系统)获取所述电池包当前的剩余电压、目标电压、充电所需的电压、电流，并通知所述自然能发电设备；所述自然能发电设备通过调整其内部直流变换器的输出电压、电流大小，对所述电池包进行充电；对所述电池包进行放电时，由所述主控板控制所述放电板获取所述待充电设备的电池类型、电池剩余电压、目标电压、充电所需的电压、电流；所述主控板根据充电所需的电压、电流，选择一套或一套以上的充放电子系统，并通知所选的各充放电子系统中的放电板，由每块放电板通知对应的补能板通过BMS控制电池包里的接触器，对外放电；放电时，若选择了一套以上的充放电子系统对同一待充电设备充电，则将所选的各充放电子系统中的DC/DC模块输出端并联，同时向所述待充电设备输出电能。优选地，所述补能单元还包括备用的补能接口，当有外部电力供应时，采用充电桩进行电能的补充。优选地，所述充放电子系统还包括：冷却装置；所述冷却装置，用于根据所述主控板的指令对所述电池包的温度进行调节。优选地，所述冷却装置为水冷装置。优选地，所述放电单元还包括：信号输入设备；所述放电板还具有多个DI(DigitalIn，数字输入)接口，所述DI接口连接所述信号输入设备；所述信号输入设备包括：急停按钮；所述急停按钮，用于接受紧急停止放电的指令。优选地，所述放电单元还包括：信号输出设备；所述放电板还具有多个DO(DigitalOut，数字输出)接口，所述DO接口连接所述信号输出设备；所述信号输出设备包括：直流接触器；所述放电板通过控制所述直流接触器的控制开关，进而控制所述直流接触器的触点闭合/断开；所述直流接触器的触点，用于控制所述DC/DC模块的输出端与所述待充电设备的输入端之间电力线的通/断。优选地，所述补能单元还包括：第一异常监测模块；所述补能板还通过CAN2接口与所述第一异常监测模块相连；所述第一异常监测模块，用于监测补能过程中的异常情况，并将监测结果发送给所述补能板；所述补能过程中的异常情况包括：从所述自然能发电设备输出端到所述电池包输入端之间，功率回路上的对地绝缘阻抗低于预设的对地绝缘阻抗阈值；所述自然能发电设备的输出端电压与所述电池包的电压之间的差值，超过预设的压差阈值；所述电池包的内部温度超过预设的温度范围；所述电池包输入接口温度超过预设的温度阈值。优选地，所述放电单元还包括：第二异常监测模块；所述放电板还通过CAN2接口与所述第二异常监测模块相连；所述第二异常监测模块，用于监测放电过程中的异常情况，并将检测结果发送给所述放电板；所述放电过程中的异常情况包括：从所述电池包输出端到所述待充电设备的输入端之间，功率回路上的对地绝缘阻抗低于预设的对地绝缘阻抗阈值；所述电池包的电压与所述DC/DC模块的输入电压之间的差值，超过预设的压差阈值；所述DC/DC模块的输出电压与所述待充电设备的电池电压之间的差值，超过预设的压差阈值；所述电池包的内部温度超过预设的温度范围；所述电池包输出接口温度超过预设的温度阈值。优选地，所述放电单元还包括：电表；所述放电板还通过RS485接口与所述电表相连；所述电表，用于计量放电时所述电池包向外输出的电能。优选地，所述待充电设备为电动汽车，所述电池包为动力电池包。优选地，所述放电板还具有一个CC(ConnectionConfirm，充电连接确认)接口，该接口与所述电动汽车的CC接口相连，用于检测充电枪是否插入所述电动汽车。优选地，所述自然能发电设备，包括：太阳能发电设备、风能发电设备。本专利技术的另一方面，提出一种储能电池充放电方法，基于上面所述的储能电池充放电系统。优选地，对所述储能电池进行充电的方法包括：获取所述储能电池的当前剩余电压、以及目标电压、充电所需的电压和电流；根据所获取的充电所需的电压和电流，对所述储能电池进行充电；在充电过程中，按预设的第一时间间隔，周期性地获取所述储能电池当前的剩余电压，直到该剩余电压大于或等于所述储能电池的目标电压时，停止充电。优选地，对所述储能电池进行放电的方法包括：获取所述待充电设备的电池类型、当前剩余电压，以及目标电压、充电所需的电压、电流；根据所获取的充电所需的电压、电流，选择一个或多个储能电池；利用所选择的储能电池向所述待充电设备输出电能；在放电过程中，按预设的第二时间间隔，周期性地获取所述待充电设备当前的剩余电压，直到该剩余电压大于或等于所述待充电设备的目标电压时，停止放电；其中：当选择了多个储能电池时，将多个储能电池的输出经DC/DC后台并联，同时向所述待充电设备输出电能。优选地，充电或放电过程中，还包括：周期性地检测所述储能电池的温度，若该温度超出预设的温度范围，则通过控制冷却装置使得所述储能电池的温度处于所述预设的温度范围内；周期性地检测所述储能电池输入接口或输出接口的温度，若该温度超出预设的温度阈值，则停止充电或放电。优选地，充电或放电过程中，还包括：周期性地检测所述储能电池的功率输入回路或功率输出回路上的对地绝缘阻抗，若对地绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储能电池充放电系统，其特征在于，包括：主控板、一套或多套充放电子系统；所述主控板，用于控制所述充放电子系统的充电或放电操作；所述充放电子系统，包括：储能电池、补能单元、放电单元；所述储能电池，用于储存电能和对外输出电能；所述补能单元，包括：补能板和自然能发电设备；所述补能板，用于根据所述主控板的指令控制所述自然能发电设备对所述储能电池进行电能补充；所述放电单元，用于根据所述主控板的指令控制所述储能电池放电，为外部待充电设备提供充电服务。

【技术特征摘要】
1.一种储能电池充放电系统，其特征在于，包括：主控板、一套或多套充放电子系统；所述主控板，用于控制所述充放电子系统的充电或放电操作；所述充放电子系统，包括：储能电池、补能单元、放电单元；所述储能电池，用于储存电能和对外输出电能；所述补能单元，包括：补能板和自然能发电设备；所述补能板，用于根据所述主控板的指令控制所述自然能发电设备对所述储能电池进行电能补充；所述放电单元，用于根据所述主控板的指令控制所述储能电池放电，为外部待充电设备提供充电服务。2.根据权利要求1所述的储能电池充放电系统，其特征在于，所述储能电池，为电池包；所述放电单元，包括：放电板、DC/DC模块；所述放电板，配置为：根据所述主控板的指令，控制所述电池包和所述DC/DC模块进行放电操作，从而为所述待充电设备充电；所述DC/DC模块，配置为：根据所述放电板的指令，对所述电池包输出的电压进行变换。3.根据权利要求2所述的储能电池充放电系统，其特征在于，所述自然能发电设备、所述主控板、所述电池包、所述DC/DC模块均包括CAN总线接口；所述补能板与所述放电板均包括三个CAN总线接口：CAN1、CAN2、CAN3；其中，所述补能板的CAN1、CAN2、CAN3接口分别与所述电池包的CAN接口、所述自然能发电设备的CAN接口、所述主控板的CAN接口相连；所述放电板的CAN1、CAN2、CAN3接口分别与所述待充电设备的CAN接口、所述DC/DC模块的CAN接口、所述主控板的CAN接口相连；对所述电池包进行充电时，由所述主控板控制所述补能板通过BMS获取所述电池包当前的剩余电压、目标电压、充电所需的电压、电流，并通知所述自然能发电设备；所述自然能发电设备通过调整其内部直流变换器的输出电压、电流大小，对所述电池包进行充电；对所述电池包进行放电时，由所述主控板控制所述放电板获取所述待充电设备的电池类型、电池剩余电压、目标电压、充电所需的电压、电流；所述主控板根据充电所需的电压、电流，选择一套或一套以上的充放电子系统，并通知所选的各充放电子系统中的放电板，由每块放电板通知对应的补能板通过BMS控制电池包里的接触器，对外放电；放电时，若选择了一套以上的充放电子系统对同一待充电设备充电，则将所选的各充放电子系统中的DC/DC模块输出端并联，同时向所述待充电设备输出电能。4.根据权利要求3所述的储能电池充放电系统，其特征在于，所述补能单元还包括备用的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴广涛，
申请(专利权)人：蔚来汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81