一种离网可移动快充系统及其管理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种离网可移动快充系统及管理方法，包括可移动集装箱可移动集装箱内设有电池储能堆、多路智能高压箱(MLiC)、车载快充器；离网可移动集装箱快充单元采用池储能堆在完全没有电网供电及没有其他外部设施支持情况下依靠可移动集装箱内置的多路智能高压箱(MLiC)、车载快充器，可独立的为多辆新能源汽车提供快速充电服务；集中储能与调度管理站，集中储能与调度管理站为离网可移动集装箱快充单元提供电网快速充电或可再生能源补电；该发明专利技术提供了离网可移动集装箱快充单元不受配电许可和电网能力限制，在充分发挥退役电池标准箱为多辆电动汽车进行快速充电的基础上推动大规模商业化布局快充站，并有效降低电动汽车充电成本，提高充电便利性。

A kind of off grid mobile fast charging system and its management method

【技术实现步骤摘要】
一种离网可移动快充系统及其管理方法
本专利技术涉及新能源电动汽车领域，尤其是涉及电动汽车快速充电、退役电池梯次利用和离网充电系统开发及运营管理模式等。
技术介绍
目前新能源汽车的发展受到了快充设施缺乏的制约，而建设快充站不仅受市区成熟电网容量的制约、配电系统的制约，更受到充电站基础建设的制约，包括建设用地的成本制约和固定建设投资的制约，越来越受到人们的关注。现有的快充站由于需要建设面积较大、建设和维护费用高昂，很难在市区范围内大量建设，偶尔可看到在某条高速公路上建设了几个快速充电站。受里程焦虑和充电焦虑影响，极少新能源汽车会上高速行驶，因此利用率极低，无法实现盈利，反过来限制了快充站的投资和建设。为解决快充站建设难使得新能源汽车推广困难的局面，很多人开始探讨多种运营模式，包括快速更换电池、召唤式应急充电车服务和多种服务集成模式，运营成本高且很难持续维持。专利申请号201811511957.7的专利技术名称为充电方法、装置及系统。该申请专利技术专利将多个独立的充电设备组成一个多机并联的充电系统，解决了单一充电设备能提供的充电枪过少，充电速度较低的问题。专利申请号201720413961.4公开了一种分布式移动充/换电车系统和储能式充电桩总成。该专利技术的储能式充电桩包括一个慢充充电桩和一个分布式充电箱。其中，充电桩既能为电动汽车充电，还可以反过来为分布式充电箱充电，而分布式充电箱由两个主从结构的小型电池组通过串联连接，经过AC/DC变换器后通过开关与外部充电桩连接，可输出交流电为慢充充电桩供电从而实现对电动汽车充电。所申请专利技术的分布式移动充/换电车系统可安装交流慢充充电桩和对外充电系统，其中每个对外充电系统包含AC/DC转换器和多个通过接插件做静态并联连接的电池放电系统，也允许多个对外充电系统通过接插件做静态并联连接为慢充桩供电。而每个放电系统则是由主从串联电池组加DC/DC变换器组成的。上述两个专利技术专利申请中的电池储能装置使用大量的DC/DC变换器实现电池组之间的静态并联连接，再通过AC/DC变换器与慢充充电桩连接，不仅建造成本高、运营成本高，并且大功率AC/DC及DC/DC的可靠性差，而且不适合可持续和大规模商业化运营。现有专利ZL201811571280.6一种标准化增程动力系统及管理方法提出了新能源汽车采用动力电池标准箱与标准车载增程器进行综合来设计与开发增程式电动车的方法，使得一辆新能源汽车可以安装多个动力电池标准箱，通过车载增程器对动力电池标准箱进行动态平衡实现并联连接。而将动力电池标准箱进行并联连接依靠的是车载增器，而不能以退役动力电池标准箱为基础，将退役的动力电池标准箱用于离网快充储能实现梯次利用。
技术实现思路
为解决新能源汽车快速充电站低成本使用、高密度布局和低成本建设问题，本专利技术旨在以退役动力电池标准箱为基础，将退役的动力电池标准箱用于离网快充储能实现梯次利用；本专利技术提供了一种离网可移动快充系统及管理方法，一方面，本专利技术提供了一种离网可移动集装箱快充单元和集中储能与调度管理站，所述离网可移动集装箱快充单元包括可移动集装箱；所述可移动集装箱内设有电池储能堆、多路智能高压箱(MLiC)、车载快充器、充电枪；所述电池储能堆通过多路智能高压箱(MLiC)与车载快充器进行电气连接，为车载快充器供电，所述车载快充器与充电枪连接；所述离网可移动集装箱快充单元采用电池储能堆在完全没有电网供电及没有其他外部设施支持情况下依靠可移动集装箱内置的多路智能高压箱(MLiC)、车载快充器，可独立的为新能源汽车的电池进行快速充电；所述集中储能与调度管理站包括监控与调度服务器、配电站、储能充电站；所述储能充电站通过多路智能高压箱(MLiC)与电池储能堆进行电气连接；所述多路智能高压箱(MLiC)通过CAN2通讯控制储能充电站给电池储能堆进行补电；所述配电站通过交流总线与储能充电站连接；所述监控与调度服务器通过CAN通讯与储能充电站交换数据及实时控制，通过CAN2通讯及GPRS远程通讯与离网可移动集装箱快充单元交换数据及实时控制；所述监控与调度服务器为离网可移动集装箱快充单元通过配电站提供电网快速充电或可再生能源补电。进一步地，所述集中储能与调度管理站还包括维修设施，所述维修设施可以为离网可移动快充单元提供维修保养和售后服务。进一步地，所述电池储能堆由多个退役动力电池标准箱动态并联连接形成；且所述电池储能堆内所含多个退役动力电池标准箱的数量可以动态增减。进一步地，所述多路智能高压箱(MLiC)包括控制单元、主开关组、动力直流总线；所述主开关组包括多个主开关(Ki)(i＝1,2,…,n)；所述控制单元直接控制多个总开关的接通与断开，并通过CAN1通讯控制各退役动力电池标准箱中主接触器的开关；所述主开关的数量与所述退役动力电池标准箱的数量均为n个，n为1、2……n，所述控制单元通过CAN1通讯动态连接退役动力电池标准箱1、退役动力电池标准箱2……退役动力电池标准箱n，同时控制退役动力电池标准箱1、退役动力电池标准箱2……退役动力电池标准箱n通过主开关K1、主开关K2……主开关Kn与动力直流总线连接。进一步地，所述车载快充器为N个，N为1、2……N；所述MLiC多路智能高压箱中的控制单元通过CAN2通讯直接与车载快充器1，车载快充器2……车载快充器N进行通讯，协调最大允许供电电流和给电动车充电的起始与结束；同时控制单元通过CAN2与储能充电站进行通讯，协调最大允许储能充电电流与控制给电池堆充电的起始与结束。进一步地，所述离网可移动集装箱快充单元内安装有独立的冷却系统，采用电池储能堆供电，分别为电池储能堆中的退役动力动力电池标准箱及车载快充器提供冷却水循环和散热，保证所述离网可移动集装箱快充标准单元的连续、稳定和独立的运行。进一步地，所述多路智能高压箱(MLiC)通过CAN通讯动态监控所有的退役动力动力电池标准箱的电压、最大允许充放电倍率、各退役动力动力电池标准箱内的电芯最高温度、电芯最高电压、电芯最低电压；多路智能高压箱(MLiC)的控制单元在离网可移动集装箱快充单元的工作中动态选择、连接或断开电池储能堆内的各退役动力电池标准箱，允许同一种材料或不同材料的不同健康状态的退役动力电池标准箱动态并联直接连接；多路智能高压箱(MLiC)的控制单元在给电动汽车快速充电控制与管理过程中或在给储能充电站补电时，在确定需要将某一个退役动力电池标准箱断开时，立即控制各车载快充器迅速降低供电电流或控制储能充电站降低充电电流，在该退役动力电池标准箱供电或放电电流低于断开阈值后立即将相应的总开关断开，然后控制各车载快充器或储能充电站迅速恢复充电电流，继续快速供电或充电。进一步地，所述退役动力电池标准箱的材料包括但不限于钛酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池、锰酸锂电池、金属空气电池、固态锂电池等。进一步地，所述退役动力电池标准箱具有统一的电压平台、电气接口及CAN通讯协议，其CAN通讯的ID地址可以通过标定手动设置。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离网可移动快充系统，其特征在于，包括：/n离网可移动集装箱快充单元和集中储能与调度管理站，所述离网可移动集装箱快充单元包括可移动集装箱；所述可移动集装箱内设有电池储能堆、多路智能高压箱(MLiC)、车载快充器、充电枪；/n所述电池储能堆通过多路智能高压箱(MLiC)与车载快充器进行电气连接，为车载快充器供电，所述车载快充器与充电枪连接；/n所述离网可移动集装箱快充单元采用电池储能堆在完全没有电网供电及没有其他外部设施支持情况下依靠可移动集装箱内置的多路智能高压箱(MLiC)、车载快充器，可独立的为新能源汽车的电池进行快速充电；/n所述集中储能与调度管理站包括监控与调度服务器、配电站、储能充电站；/n所述储能充电站通过多路智能高压箱(MLiC)与电池储能堆进行电气连接；所述多路智能高压箱(MLiC)通过CAN2通讯控制储能充电站给电池储能堆进行补电；/n所述配电站通过交流总线与储能充电站连接；/n所述监控与调度服务器通过CAN通讯与储能充电站交换数据及实时控制，通过CAN2通讯及GPRS远程通讯与离网可移动集装箱快充单元交换数据及实时控制；所述监控与调度服务器为离网可移动集装箱快充单元通过配电站提供电网快速充电或可再生能源补电。/n...

【技术特征摘要】
1.一种离网可移动快充系统，其特征在于，包括：
离网可移动集装箱快充单元和集中储能与调度管理站，所述离网可移动集装箱快充单元包括可移动集装箱；所述可移动集装箱内设有电池储能堆、多路智能高压箱(MLiC)、车载快充器、充电枪；
所述电池储能堆通过多路智能高压箱(MLiC)与车载快充器进行电气连接，为车载快充器供电，所述车载快充器与充电枪连接；
所述离网可移动集装箱快充单元采用电池储能堆在完全没有电网供电及没有其他外部设施支持情况下依靠可移动集装箱内置的多路智能高压箱(MLiC)、车载快充器，可独立的为新能源汽车的电池进行快速充电；
所述集中储能与调度管理站包括监控与调度服务器、配电站、储能充电站；
所述储能充电站通过多路智能高压箱(MLiC)与电池储能堆进行电气连接；所述多路智能高压箱(MLiC)通过CAN2通讯控制储能充电站给电池储能堆进行补电；
所述配电站通过交流总线与储能充电站连接；
所述监控与调度服务器通过CAN通讯与储能充电站交换数据及实时控制，通过CAN2通讯及GPRS远程通讯与离网可移动集装箱快充单元交换数据及实时控制；所述监控与调度服务器为离网可移动集装箱快充单元通过配电站提供电网快速充电或可再生能源补电。


2.根据权利要求1所述的一种离网可移动快充系统，其特征在于，所述电池储能堆由多个退役动力电池标准箱动态并联连接形成；且所述电池储能堆内所含多个退役动力电池标准箱的数量可以动态增减。


3.根据权利要求2所述的一种离网可移动快充系统，其特征在于，所述多路智能高压箱(MLiC)包括控制单元、主开关组、动力直流总线；所述主开关组包括多个主开关(Ki)(i＝1,2,…,n)；所述控制单元直接控制多个主开关的接通与断开，并通过CAN1通讯控制各退役动力电池标准箱中主接触器的开关；所述主开关的数量与所述退役动力电池标准箱的数量均为n个，n为大于等于1的整数，所述控制单元通过CAN1通讯动态连接退役动力电池标准箱1、退役动力电池标准箱2……退役动力电池标准箱n，同时控制退役动力电池标准箱1、退役动力电池标准箱2……退役动力电池标准箱n通过主开关K1、主开关K2……主开关Kn与动力直流总线连接。


4.根据权利要求3所述的一种离网可移动快充系统，其特征在于，所述车载充电器为N个，N为大于等于1的整数；所述MLiC多路智能高压箱中的控制单元通过CAN2通讯直接与车载快充器1，车载快充器2……车载快充器N进行通讯，协调最大允许供电电流和控制给电动车充电的起始与结束；同时控制单元通过CAN2与储能充电站进行通讯，协调最大允许储能充电电流与控制给电池堆充电的起始与结束。


5.根据权利要求4所述的一种离网可移动快充系统，其特征在于，所述离网可移动集装箱快充单元内安装有独立的冷却系统，采用电池储能堆供电，分别为电池储能堆中的退役动力电池标准箱及车载快充器提供冷却水循环和散热，保证所述离网可移动集装箱快充标准单元的连续、稳定和独立的运行。


6.根据权利要求3所述的一种离网可移动快充系统，其特征在于，所述多路智能高压箱(MLiC)通过CAN通讯动态监控所有的退役动力电池标准箱的电压、最大允许充放电倍率、各退役动力电池标准箱内的电芯最高温度、电芯最高电压、电芯最低电压；
多路智能高压箱(MLiC)的控制单元在离网可移动集装箱快充单元的工作中动态选择、连接或断开电池储能堆内的各退役动力电池标准箱，允许同一种材料或不同材料的不同健康状态的退役动力电池标准箱动态并联直接连接；
多路智能高压箱(MLiC)的控制单元在给电动汽车快速充电控制与管理过程中或在给储能充电站补电时，在确定需要将某一个退役动力电池标准箱断开时，立即控制各车载快充器迅速降低供电电流或控制储能充电站降低充电电流，在该退役动力电池标准箱供电或放电电流低于断开阈值后立即将相应的主开关断开，然后控制各车载快充器或储能充电站迅速恢复充电电流，继续快速供电或充电。


7.根据权利要求1所述的一种离网可移动快充系统，其特征在于，所述退役动力电池标准箱的材料包括但不限于钛酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池、锰酸锂电池、金属空气电池和固态锂电池。


8.根据权利要求1所述的一种离网可移动快充系统，其特征在于，所述退役动力电池标准箱具有统一的电压平台、电气接口及CAN通讯协议，其CAN通讯的ID地址可通过标定手动设置。


9.根据权利要求1所述的一种离网可移动快充系统，其特征在于，所述监控与调度服务器通过GPRS远程通讯远程监控各离网可移动集装箱快充单元的状态，所述状态包括充电量、充电状态、健康状态、位置，当监控与调度服务器发现布置的某一个离网可移动集装箱快充单元电量低于更换阈值时，根据可移动集装箱快充单元实际剩余电量及更换行程的路线和距离，优化调度集装箱拖车，选择使用系统中的合适的离网可移动集装箱快充单元及时更换可移动集装箱快充单元，确保电动汽车的连续充电服务。


10.根据权利要求1所述的一种离网可移动快充系统，其特征在于，还包括加盟式集装箱快充单元入站系统，所述加盟式集装箱快充单元入站系统允许社会独立运营商或个人申请成为A类会员或B类会员；
A类会员可使用所述集中储能与调度管理站的场地、充电资源、拖车资源和维修资源，接受所述离网可移动快充系统充电服务调度管理；
B类会员可使用自己独特的充电资源、维修资源和拖车资源，根据其集装箱快充单元的容量、当前充电状态和所在的具体定位，优化更换路线进行自动调配使用，确保合理及最佳配置电动汽车快速充电资源；
所述的独特的充电资源包括电网供电、沼气发电、桔梗发电、醇醚燃料发电、太阳能发电、风能发电。


11.一种利用如权利要求1-10任一项所述的离网可移动快充系统进行快充的控制方法，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璟瑜，吴德平，
申请(专利权)人：苏州达思灵新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32