储能式自由联动直流充电系统技术方案

一种储能式自由联动直流充电系统，用于为车辆电池充电，该直流充电系统包括总控单元，该总控单元连接多个充电桩，每个充电桩包括有各自的储能电池和双输入充电模组，每个充电桩还包括有多个与双输入充电模组连接的充电枪，充电桩的双输入充电模组的输出端之间通过开关连接，总控单元通过控制每个充电桩的双输入充电模块和充电控制器，自动切换充电桩的充电状态，自动分配充电桩的充电功率。

Energy storage type free linkage DC charging system

A free-acting energy-storage DC charging system for charging vehicle batteries comprises a master control unit connected to a plurality of charging piles, each of which comprises its own energy-storage battery and a dual-input charging module, and each charging pile also includes a plurality of charging modules connected to a dual-input charging module. The output of the charging gun and the double input charging module of the charging pile are connected by a switch. By controlling the double input charging module and the charging controller of each charging pile, the general control unit automatically switches the charging state of the charging pile and automatically distributes the charging power of the charging pile.

【技术实现步骤摘要】
储能式自由联动直流充电系统
本专利技术属于电动汽车
，涉及直流充电系统，特别涉及一种储能式自由联动直流充电系统。
技术介绍
为电动汽车充电的充电桩已经成为电动汽车发展过程中重要的组成部分。专利文献CN106026279A公开了“一种具有储能装置的充电桩，该充电桩包括：多个充电终端，用于对多个电动汽车的电池组进行充电；有源电力滤波器，用于实时对充电桩进行谐波滤除，提高充电桩运行的功率因素；储能装置，用于从配电网吸收电能，并用于对充电终端快速提供电能；监控装置，用于控制充电桩的运行，该监控装置包括：谐波检测模块，用于实时检测充电桩的无功和谐波电流大小；储能装置监测与调度模块，用于实时检测储能装置的储能状态，根据检测结果，随时将储能单元在配电网与充电终端之间进行投切；充电服务及控制模块，用于控制上述每个充电终端对电池组的充电功率，控制有源电力滤波器对充电桩的进行谐波滤除”。该充电桩“在现有配电网不增容的情况下，利用储能装置实现电动汽车大功率快速充电，实现配电网和充电桩之间的缓冲，减少对配电网的短时干扰和冲击”。专利文献CN105827004A公开了“一种电动汽车充电桩，包括：直流充电机、控制器、储能模块、耦合电路和控制接口；所述控制器用于检测是否有电动汽车使用充电桩，并且在检测到没有电动汽车使用充电桩时，控制所述控制接口内部呈连接状态，从而将直流充电机与储能模块相连接，使直流充电机对储能模块进行充电；在检测到有电动汽车使用充电桩时，控制所述控制接口内部呈断开状态，从而将直流充电机与储能模块断开，使直流充电机停止对储能模块进行充电，此时控制所述耦合电路将储能模块与直流充电机共同输出给电动汽车充电”。该方案“使用直流充电机与储能模块相结合的技术，可以避免单独使用储能模块的容量限制，充电不受储能模块电量的影响，且能在低谷时期进行储能，高效合理地利用电网，减少谐波畸变率，减轻电网污染”。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种储能式自由联动直流充电系统，目的在于，现有的对于车辆电池的储能充电系统控制连接复杂，同时也无法实现充电站的充电桩和充电枪的自由联动充电模式的问题。本专利技术的实施例之一，一种直流充电系统，用于为车辆电池充电，该直流充电系统包括储能电池和双输入充电模组，其中，双输入充电模组与储能电池连接，同时，双输入充电模组接入交流电网，双输入充电模组的输出连接多个充电枪，充电枪用于给车辆的电池充电，双输入充电模组由交流/直流转换模块、直流/直流转换模块、交直流切换模块组成。双输入充电模组与每个充电枪之间串接有绝缘检测模块、充电控制器和电表，绝缘检测模块用于检测充电枪电缆的绝缘参数，充电控制器用于控制充电枪充电电流的大小，电表用于检测充电枪充电电流数值。本专利技术的实施例之一，储能式直流充电系统包括总控单元，该总控单元连接多个充电桩，每个充电桩包括有各自的储能电池和双输入充电模组，每个充电桩还包括有多个与双输入充电模组连接的充电枪，充电桩的双输入充电模组的输出端之间通过开关连接。总控单元通过控制每个充电桩的双输入充电模块和充电控制器，自动切换充电桩的充电状态，自动分配充电桩的充电功率。总控单元对于充电桩的控制方法包括：当充电桩连接车辆电池开始充电时，充电桩与车载BMS进行握手，充电桩收到车载BMS请求的电压电流需求后，向总控单元发送要求分配的电压电流值，在充电过程中，充电桩向总控单元循环发送所述的电压电流值。当充电桩停止充电后，充电桩向总控单元发送停止充电命令，且充电桩收到总控单元的应答后认为命令发送成功，充电桩转入空闲状态。BMS是电池管理系统(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM)的缩写。BMS可以提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电。当总控单元判断需要重新分配充电功率时，则总控单元先关闭所有双输入充电模组，然后控制继电器开关进行切换，随后再给需要的双输入充电模组开机。本专利技术通过将储能电池与自由联动充电站相结合，获得的有益效果包括：1.储能电池梯次利用，有巨大环保意义和经济价值。当充电场站总功率不足时，可利用储能大功率充电，例如场站总配电630kVA时，1Mwh储能有电时，最大输出功率可达到1.5Mw。2.储能电池可利用峰谷电价差额进行充电，产生极大的经济效益。削峰填谷，有利于电网。3.可以离网充电。当电网断电时，也可以对电动汽车进行充电，类似电动汽车充电宝。4.整体系统简单，增加成本仅为电池成本。5.充电站实现了任意枪、任意功率分配，不仅满足白天快充、夜间慢充的要求，同时具有极强的兼容性，是大型场站的极佳选择。附图说明通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，其中：图1是本专利技术实施例中直流充电系统储能方式实现示意图。图2是本专利技术实施例中直流充电系统能量流转示意图。图3是现有技术中自由联动充电站示意图。图4是现有技术中自由联动充电站控制结构示意图。图5是本专利技术实施例中储能式直流充电自由联动系统结构图示意图。图6是本专利技术实施例中自由联动直流充电系统实现示意图。图7是本专利技术实施例中多桩充电功率分配策略之一流程图。图8是本专利技术实施例中多桩充电功率分配策略之一流程图。图9是本专利技术实施例中多桩充电功率分配策略之一流程图。图10是本专利技术实施例中多桩充电功率分配策略之一流程图。图11是本专利技术实施例中多桩充电功率分配策略之一流程图。图12，本专利技术实施例中多桩充电切换连接电路示意图。具体实施方式根据一个或者多个实施例，如图1所示，一种直流充电系统，用于为车辆电池充电，该直流充电系统包括储能电池和双输入充电模组。双输入充电模组与储能电池连接，同时，双输入充电模组接入交流电网。双输入充电模组的输出连接多个充电枪，充电枪用于给车辆的电池充电。双输入充电模组由交流/直流转换模块、直流/直流转换模块、交直流切换模块组成。交流/直流转换模块实现交流到直流的转换，直流/直流转换模块用于实现直流到直流的转换，交直流切换模块用于实现交流与直流之间的切换。采用充电机(交流/直流双输入，输出直流)作为双输入充电模组，基于总功率为360KW一拖四的直流桩，增加储能电池。其中，储能电池可以采用1Mwh容量的电池，继电器和控制组件共同实现储能式充电桩。结合图2，图中充电过程-能量流①：交流电网给电动汽车进行充电：闭合K3，断开K1，K2。充电过程-能量流②：储能电池给电动汽车进行充电：闭合K2；断开K1，K3。充电工作-能量流③：交流电网给储能电池进行充电：闭合K3，K1；断开K2。充电桩功率分配遵从相邻切换的原理，可以实现功率任意分配，满足单枪180kw的需求。根据一个或多个实施例，将储能电池连接至直流母线，然后接入换电箱，给换电箱内的换电电池充电。换电箱可以方便地从电动汽车上拆卸和安装，也是一种给电动汽车补充电量的方式。储能电池对应的充电机，可以采用交流电网输入对换电电池进行充电。换电箱电池既采用直流目前进行充电，也可以采用交流电网进行充电。换电箱装上电动汽车后，换电电池给汽车提供行驶动力。图3是现有技术中自由联动充电站示意图。图4是现有技术中自由联动充电站控制结构示意图。自由联动四桩整体电气方案结构图如图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流充电系统，用于为车辆电池充电，其特征在于，该直流充电系统包括储能电池和双输入充电模组，其中，双输入充电模组与储能电池连接，同时，双输入充电模组接入交流电网，双输入充电模组的输出连接多个充电枪，充电枪用于给车辆的电池充电，双输入充电模组由交流/直流转换模块、直流/直流转换模块和交直流切换模块组成。

【技术特征摘要】
1.一种直流充电系统，用于为车辆电池充电，其特征在于，该直流充电系统包括储能电池和双输入充电模组，其中，双输入充电模组与储能电池连接，同时，双输入充电模组接入交流电网，双输入充电模组的输出连接多个充电枪，充电枪用于给车辆的电池充电，双输入充电模组由交流/直流转换模块、直流/直流转换模块和交直流切换模块组成。2.根据权利要求1所述的直流充电系统，其特征在于，双输入充电模组与每个充电枪之间串接有绝缘检测模块、充电控制器和电表，绝缘检测模块用于检测充电枪电缆的绝缘参数，充电控制器用于控制充电枪充电电流的大小，电表用于检测充电枪充电电流数值。3.根据权利要求1所述的直流充电系统，其特征在于，车辆电池是换电电池，换电电池被安装在换电箱内，换电箱通过所述直流充电系统充电。4.根据权利要求2所述的直流充电系统，其特征在于，该直流充电系统包括总控单元，该总控单元连接多个充电桩，每个充电桩包括有各自的储能电池和双输入充电模组，每个充电桩还包括有多个与双输入充电模组连接的充电枪，充电桩的双输入充电模组的输出端之间通过开关连接，总控单元通过控制每个充电桩的双输入充电模块和充电控制器，自动切换充电桩的充电状态，自动分配充电桩的充电功率。5.根据权利要求2所述的直流充电系统，其特征在于，该直流充电系统包括总控单元和一个储能电池，该总控单元连接多个充电桩，每个充电桩连接储能电池，充电桩包括双输入充电模组，以及与双输入充电模组连接的充电枪，各充电桩的双输入充电模组的输出端之间通过开关连接，总控单元通过控制每个充电桩的双输入充电模块和充电控制器，自动切换充电桩的充电状态，自动分配充电桩的充电功率。6.根据权利要求4或5所述的直流充电系统，其特征在于，总控单元对于充电桩的控制方法包括：当充电桩连接车辆电池开始充电时，充电桩与车载BMS进行握手，充电桩收到车载BMS请求的电压电流需求后，向总控单元发送要求分配的电压电流值，在充电过程中，充电桩向总控单元循环发送所述的电压电流值；当充电桩停止充电后，充电桩向总控单元发送停止充电命令，且充电桩收到总控单元的应答后认为命令发送成功，充电桩转入空闲状态。7.根据权利要求6所述的直流充电系统，其特征在于，总控单元对于充电桩的充电功率的分配有以下几种情况：a)若充电桩处于空闲状态，若有一个充电桩请求开始充电时，总控单元需等待充电桩请求功率稳定后，即连续收到多次相同的功率请求，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐新恒，王冬，赵新红，崔亦凡，陆文超，
申请(专利权)人：上海上汽安悦充电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31