移动储能方舱电源系统与控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种移动储能方舱电源系统与控制方法，电池通过直流接触器KM1与PCS储能变流器直流侧相连，PCS储能变流器交流侧通过接触器KM2与交流母线输入侧相连，所述交流母线输出侧连接有交流充电插座、直流充电桩、交流供电插座；直流空开Q2输入侧与电池相连，DC/DC开关电源输出侧经二极管D1分别与BMS电池管理系统、控制系统的电源输入端相连接；AC/DC开关电源输出侧经二极管D2分别与BMS电池管理系统、控制系统的电源输入端相连接。本发明专利技术提高空间利用率的情况下同时可有效降低移动储能方舱电源的集成成本。解决并可有效保障移动储能方舱电源各种情况下的启动控制及其冗余供电，提高系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
移动储能方舱电源系统与控制方法
本专利技术涉及一种移动储能方舱电源系统与控制方法，属于移动电源

技术介绍
环境污染加剧，节能减排和供电可靠性要求进一步提高，以及用户个性化需求增多，亟需一种清洁、灵活、可靠的供电方式实现对传统燃油发电的替代，移动储能应运而生。然而，无论是移动式储能车还是储能式集装箱，其尺寸往往比较大，对于狭窄、限高等用电场所、电量需求小、功率需求小的临时供电场景往往无法满足，尤其体现在农电、物流、环保、电力基建、基站巡检和5G改造、石化管道焊接等施工现场。
技术实现思路
目的：目前的移动储能电源一般使用UPS作为启动电源，对于小型储能电源系统，存在着损耗大、操作不便、缺乏冗余供电等缺点；为了克服现有技术中存在的不足，加强移动储能方舱电源的供电可靠性，提升移动储能方舱电源的使用便捷性，本专利技术提供一种移动储能方舱电源系统与控制方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种移动储能方舱电源系统，包括：一次系统、二次启动电路，所述一次系统包括：电池通过直流接触器KM1与PCS储能变流器直流侧相连，PCS储能变流器交流侧通过接触器KM2与交流母线输入侧相连，所述交流母线输出侧连接有交流充电插座和/或直流充电桩和/或交流供电插座；所述二次启动电路包括：直流空开Q2输入侧与电池相连，直流空开Q2输出侧与直流空开Q1输入侧相连，直流空开Q1输出侧与DC/DC开关电源输入侧相连，DC/DC开关电源输出侧经二极管D1分别与BMS电池管理系统、控制系统的电源输入端相连接；AC/DC开关电源输入侧与交流母线输入侧相连接，AC/DC开关电源输出侧经二极管D2分别与BMS电池管理系统、控制系统的电源输入端相连接；所述控制系统分别与BMS电池管理系统、控制屏、PCS储能变流器、直流充电桩进行通讯。作为优选方案，还包括直流充电系统，所述直流接触器KM1输出端还连接有直流充电系统，BMS电池管理系统与直流充电系统之间进行通讯。作为优选方案，所述DC/DC开关电源输入电压范围200VDC-1000VDC，输出为23.5VDC。作为优选方案，所述AC/DC开关电源输入电压为三相400V交流电压，输出为24VDC。作为优选方案，所述控制系统分别与BMS电池管理系统、控制屏、PCS储能变流器、直流充电桩采用RS485进行通讯。作为优选方案，所述BMS电池管理系统与直流充电系统之间采用CAN进行通讯。一种移动储能方舱电源系统的控制方法，包括如下步骤：步骤1-1：合直流空开Q2、直流空开Q1，DC/DC开关电源将正常工作并稳压输出直流电压；步骤1-2：BMS电池管理系统、控制系统得电并正常工作；步骤1-3：BMS电池管理系统自检，检测内容至少包括电池单体电压、单体温度、压差、温差、总压、PCS通讯状态其中一种信息；步骤1-4：BMS电池管理系统通过自检，判断电池状态正常则进入步骤1-5，判断电池状态异常立即切断接触器KM1同时发出报警信号，延时t时间发出脱扣信号使直流空开Q2断开；步骤1-5：BMS电池管理系统控制接触器KM1吸合；步骤1-6：BMS电池管理系统判断直流充电系统是否有外部充电枪插入，如插入，BMS电池管理系统向外部充电枪请求充电电压和充电电流，采用直流充电模式给电池组充电，如未插入转入步骤1-7。步骤1-7：控制系统判断当前PCS储能变流器输入、输出状态以及内部状态，如正常则进入步骤1-8，如不正常则立即切断接触器KM2同时发出报警信号；步骤1-8：判断交流母线是否正常，如正常则AC/DC开关电源将正常工作并稳压输出直流电压，向BMS电池管理系统、控制系统进行冗余供电；步骤1-9：控制系统控制PCS储能变流器进入开机流程并转入充电运行模式，外部交流电源经交流充电插座通过PCS储能变流器给电池充电；步骤1-10：充电完成，BMS电池管理系统向外部充电枪或PCS储能变流器发出充满指令，系统停机。作为优选方案，还包括如下步骤：步骤2-1：合直流空开Q2、直流空开Q1，DC/DC开关电源将正常工作并稳压输出直流电压；步骤2-2：BMS电池管理系统、控制系统得电并正常工作；步骤2-3：BMS电池管理系统自检，检测内容至少包括电池单体电压、单体温度、压差、温差、总压、PCS通讯状态其中一种信息；步骤2-4：BMS电池管理系统通过自检，判断电池状态正常则进入步骤2-5，判断电池状态异常则立即切断接触器KM1并发出脱扣信号使直流空开Q2脱扣；步骤2-5：BMS电池管理系统控制接触器KM1吸合；步骤2-6：控制系统判断当前PCS储能变流器输入、输出状态以及内部状态，如正常则进入步骤2-7，如不正常立即切断接触器KM2并发出报警信号；步骤2-7：控制系统下发开机指令，PCS储能变流器进入开机流程并转入V/F控制状态，交流母线对外输出AC400V给直流充电桩或AV400V/AC220V给交流供电插座；步骤2-8：判断交流母线电压是否正常，正常则转入步骤2-9，不正常则控制系统控制PCS储能变流器保护停机并发出报警信号；步骤2-9：判断电池电量是否充足，如充足则直流充电桩和/或交流供电插座正常输出供电转入步骤2-10，电池电量如不足则BMS电池管理系统下发禁放信号，系统停止对外输出供电；步骤2-10：AC/DC开关电源得电正常工作并稳压输出直流电压，向电池BMS管理系统、控制系统进行冗余供电；步骤2-11：检测直流充电桩上的充电枪是否插入外部车辆，如有则控制系统向直流充电桩下发开机指令，直流充电桩可根据外部车辆车载BMS管理系统请求输出200-750V电压充电；如无则不动作；步骤2-12：供电结束，控制系统下发停机指令，系统停机。有益效果：本专利技术提供的移动储能方舱电源系统与控制方法，针对移动储能方舱系统的拓扑结构和二次电路结构进行改良优化，重新设计了控制逻辑和方法。与现有技术相比，有益效果如下：1）本专利技术中，无论是充电模式还是供电模式，移动储能方舱电源系统都可以无外接电源自行启动，减少UPS等设备在移动储能方舱电源内的使用，在提高空间利用率的情况下同时可有效降低移动储能方舱电源的集成成本。2）本专利技术中，针对交/直流充电、交/直流供电等多种控制模式做了设计和阐述，解决并可有效保障移动储能方舱电源各种情况下的启动控制及其冗余供电，提高系统的可靠性。附图说明图1为本专利技术移动储能方舱电源控制系统电路结构图；图2为本专利技术移动储能方舱电源充电模式控制方法流程图；图3为本专利技术移动储能方舱电源供电模式控制方法流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作更进一步的说明。图1详细地给出了本专利技术电源系统所采用的电气结构，一种移动储能方舱电源系统，包括一次系统、二次启动电路，其中一次系统包括：电池1通过直流接触器KM1与PC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动储能方舱电源系统，包括：一次系统、二次启动电路，其特征在于：所述一次系统包括：电池通过直流接触器KM1与PCS储能变流器直流侧相连，PCS储能变流器交流侧通过接触器KM2与交流母线输入侧相连，所述交流母线输出侧连接有交流充电插座和/或直流充电桩和/或交流供电插座；/n所述二次启动电路包括：直流空开Q2输入侧与电池相连，直流空开Q2输出侧与直流空开Q1输入侧相连，直流空开Q1输出侧与DC/DC开关电源输入侧相连，DC/DC开关电源输出侧经二极管D1分别与BMS电池管理系统、控制系统的电源输入端相连接；AC/DC开关电源输入侧与交流母线输入侧相连接，AC/DC开关电源输出侧经二极管D2分别与BMS电池管理系统、控制系统的电源输入端相连接；所述控制系统分别与BMS电池管理系统、控制屏、PCS储能变流器、直流充电桩进行通讯。/n

【技术特征摘要】
1.一种移动储能方舱电源系统，包括：一次系统、二次启动电路，其特征在于：所述一次系统包括：电池通过直流接触器KM1与PCS储能变流器直流侧相连，PCS储能变流器交流侧通过接触器KM2与交流母线输入侧相连，所述交流母线输出侧连接有交流充电插座和/或直流充电桩和/或交流供电插座；
所述二次启动电路包括：直流空开Q2输入侧与电池相连，直流空开Q2输出侧与直流空开Q1输入侧相连，直流空开Q1输出侧与DC/DC开关电源输入侧相连，DC/DC开关电源输出侧经二极管D1分别与BMS电池管理系统、控制系统的电源输入端相连接；AC/DC开关电源输入侧与交流母线输入侧相连接，AC/DC开关电源输出侧经二极管D2分别与BMS电池管理系统、控制系统的电源输入端相连接；所述控制系统分别与BMS电池管理系统、控制屏、PCS储能变流器、直流充电桩进行通讯。


2.根据权利要求1所述的移动储能方舱电源系统，其特征在于：还包括直流充电系统，所述直流接触器KM1输出端还连接有直流充电系统，BMS电池管理系统与直流充电系统之间进行通讯。


3.根据权利要求1所述的移动储能方舱电源系统，其特征在于：所述DC/DC开关电源输入电压范围200VDC-1000VDC，输出为23.5VDC。


4.根据权利要求1所述的移动储能方舱电源系统与控制方法，其特征在于：所述AC/DC开关电源输入电压为三相400V交流电压，输出为24VDC。


5.根据权利要求1所述的移动储能方舱电源系统，其特征在于：所述控制系统分别与BMS电池管理系统、控制屏、PCS储能变流器、直流充电桩采用RS485进行通讯。


6.根据权利要求2所述的移动储能方舱电源系统，其特征在于：所述BMS电池管理系统与直流充电系统之间采用CAN进行通讯。


7.根据权利要求1至6任一项所述的移动储能方舱电源系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1-1：合直流空开Q2、直流空开Q1，DC/DC开关电源将正常工作并稳压输出直流电压；
步骤1-2：BMS电池管理系统、控制系统得电并正常工作；
步骤1-3：BMS电池管理系统自检，检测内容至少包括电池单体电压、单体温度、压差、温差、总压、PCS通讯状态其中一种信息；
步骤1-4：BMS电池管理系统通过自检，判断电池状态正常则进入步骤1-5，判断电池状态异常立即切断接触器KM1同时发出报警信号，延时t时间发出脱扣信号使直流空开Q2断开；
步骤1-5：BMS电池管理系统控制接触器KM1吸合；
步骤1-6：BMS电池管理系统判断直...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡钧，樊森，周显威，王峰，
申请(专利权)人：国网江苏综合能源服务有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32