一种全气候车网互动系统技术方案

本发明专利技术公开了一种全气候车网互动系统，包括双向DC/DC模块、控制单元、直流接触器、塑壳断路器、系统电源，以及电动汽车双向充电设备必备的其他功能器件。为实现本发明专利技术的功能，设备内或者设备外，需要配备储能电池，或者其他储能设备，如超级电容等。储能电池具有充电装置，可配备PCS、光伏组件、风力发电机组或者其他充电装置，本系统具有储存电能的功能。本系统可配备EMS实现电动汽车、储能设备、发电设备与交流电网的电能互动管理，具有对电动汽车电池进行加热的功能。电动汽车在低温、高海拔等恶劣环境中，能通过本发明专利技术迅速提高电池温度，缩短低温环境中电动汽车的充电时间，缓解电动汽车动力电池在低温环境下性能衰减的问题。汽车动力电池在低温环境下性能衰减的问题。汽车动力电池在低温环境下性能衰减的问题。

An interactive system of full air waiting network

【技术实现步骤摘要】
一种全气候车网互动系统


[0001]本专利技术涉及电动汽车充电
，特别涉及一种全气候车网互动系统。

技术介绍

[0002]在冬季、寒冷、高海拔低温环境，因锂电池在低温环境下特性衰减，电动汽车在使用过程中，存在充电速度慢、输出功率小的问题。所以，电动汽车在低温环境下充电或者大功率输出时，首先要对电池进行加热，电池温度达到一定值，才能进行大电流的充电、大功率输出。而低温环境下充电时间漫长的问题，一直严重影响终端用户的使用体验。
[0003]传统方案中，电池包加热方案一般为车辆本身供能或者由电动汽车充电设备供能，通过电池外部包裹PTC电阻或在电池内部加入加热镍片的方法提升电池温度。此几种方式均存在以下缺陷，例如：
[0004]1)外部包裹PTC电阻加热、电池内部加入加热镍片加热，能量损耗大、热损失较多，综合加热效率低，存在电池加热不均匀的问题。
[0005]2)增加了电池或车辆的加工工艺工序，一定程度上增加了制造难度。
[0006]3)所有的电池外部加热方式都会增加车辆的成本，增加车身的自重，不利于节能降耗。
[0007]4)增加了电池包热失控风险等等问题。
[0008]亟需通过一种新的方法，解决电池低温环境迅速加热问题、性能衰减的问题，提高充电速度，提升电动汽车的续驶里程，缓解寒冷环境电动汽车用户的充电焦虑。
[0009]此外，现有电动汽车双向充电设备功率模块内部防护薄弱，在高湿度、高粉尘、高盐雾等恶劣环境使用时，绝缘性能会随着使用时间的增长指数级降低，甚至内部短路，严重影响电动汽车充电安全。
[0010]现有电动汽车直流充电设备，基本是通过AC/DC电源模块将外部交流电网的交流电能转换成适合电动汽车需要的直流电能，使用时电能只能从交流电网到电动汽车。

技术实现思路

[0011]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种全气候车网互动系统。
[0012]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0013]一种全气候车网互动系统，包括：储能系统和充电系统，所述储能系统包括储能电池及其电池管理系统、发电组件及其对应的发电组件转换模块组、能量管理系统以及储能变流器，其中，所述储能电池及其电池管理系统通过所述发电组件转换模块连接至所述发电组件，所述能量管理系统分别连接发电组件转换模块组和储能变流器；
[0014]所述充电系统包括双向DC/DC电源模块组、接触器组和控制模块，其中，所述双向DC/DC电源模块组一端通过塑壳断路器连接至储能系统，另一端通过接触器组连接至电动汽车；所述控制模块分别连接至所述双向DC/DC电源模块组、接触器组以及能量管理系统并为其提供充电能控制。
[0015]进一步的，所述发电组件及其对应的发电组件转换模块组包括光伏组件以及光伏组件电能转换DC/DC模块组、风力发电机组以及风力发电机组电能转换AC/DC模块组，其中，所述光伏组件电能转换DC/DC模块组的输入侧与光伏组件连接，输出侧连接所述全气候车网互动系统的直流母线；风力发电机组电能转换AC/DC模块组的输入侧与风力发电机组连接，输出侧连接所述全气候车网互动系统的直流母线。
[0016]进一步的，所述储能变流器的交流侧与电网连接，直流侧与所述全气候车网互动系统的直流母线相连接；所述储能电池的及其电池管理系统与所述全气候车网互动系统的直流母线相连接。
[0017]进一步的，所述双向DC/DC电源模块组包括第一双向DC/DC电源模块组和第一双向DC/DC电源模块组，其中，所述第一双向DC/DC电源模块组的高压侧通过铜排与所述塑壳断路器连接，电池侧通过接触器组连接至第一电动汽车；所述第二双向DC/DC电源模块组的高压侧通过铜排与所述塑壳断路器连接，电池侧通过接触器组连接至所述第二电动汽车。
[0018]进一步的，所述接触器组包括第一接触器组、第二接触器组和第三接触器组，其中，所述第一接触器组一端连接所述第一双向DC/DC电源模块组的电池侧，另一端通过充电连接器与所述第一电动汽车相连；所述第二接触器组一端连接所述第二双向DC/DC电源模块组的电池侧，另一端通过充电连接器与所述第二电动汽车相连；所述第一接触器组还通过所述第三接触器组连接至所述第二接触器组。
[0019]进一步的，所述控制模块包括断路器、电动汽车双向充电设备辅助电源、电动汽车双向充电设备管理单元、云平台和人机交互系统，其中，所述断路器进线侧与交流进线连接，负载侧与电动汽车双向充电设备辅助电源连接；所述电动汽车双向充电设备辅助电源输出侧与电动汽车双向充电设备管理单元连接；所述电动汽车双向充电设备管理单元分别与所述云平台、人机交互系统、第一接触器组、第二接触器组、第三接触器组、第一双向DC/DC电源模块组、第二双向DC/DC电源模块组、第一电动汽车、第二电动汽车、以及能量管理系统进行通信连接。
[0020]进一步的，所述能量管理系统还连接至电网系统，用于与电网进行通信获取电网实时负荷情况、参与电网调度及监测电网质量
[0021]本专利技术具有以下有益效果：
[0022]本专利技术具备对电动汽车动力电池进行高频脉冲加热功能，能够通过对电动汽车动力电池进行高频大电流充电、放电，此过程产生大量的热能能够使电动汽车动力电池在短时间内达到正常充电或大功率输出所需要的温度，且电池包各个电芯加热均匀，电动汽车动力电池在到达一定的温度后，充电速度会成倍提高。进而提高低温环境下电动汽车的充电效率，同时，释放由于低温环境导致的动力电池性能衰减的能量，提升电动汽车的续航能力。
[0023]本专利技术通过在DC/DC功率模块内部增加高防护涂层，解决了高湿度、高粉尘、高盐雾等恶劣环境的充电问题，并具备常温、高温环境下对电动汽车进行充电的能力，可实现电动汽车的全气候大电流高质量充电。
[0024]本专利技术可接入光伏、风力发电机组等绿色新能源发电设备，可实现低碳甚至零碳给电动汽车充电或将绿色电能反馈至交流电网。
[0025]本专利技术，兼具储能功能，通过EMS的有效协调管控，利用大量电动汽车以及自身的
储能设备作为储能载体，当电网负荷过高或者用电高峰时段，电动汽车、储能设备、发电设备能经PCS反向向电网馈电。当电网负荷较低或者用电低谷时段，电动汽车、储能设备进行有序充电，实现电动汽车、储能设备和电网之间的双向充电、放电，起到削峰填谷、参与电力市场、参与辅助服务市场等的作用。可以显著降低电网的负荷波动，协调促进电网需求侧的平稳运行，在最大程度消纳新能源的同时降低了配电电网的建设改造成本。系统具备车网互动功能。
[0026]本专利技术具备高频大电流脉冲加热、常规充电、V2G充电三种充电模式，极大方便了终端客户的使用，扩展了使用者的选择范围。
[0027]本专利技术具备电动汽车动力电池温度监控功能，在电动汽车动力电池达到可正常使用的温度后，可以由高频大电流脉冲加热模式自动转换为常规充电模式，安全可靠。
[0028]本专利技术在没有储能电池时，也可以通过DC/DC电源模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全气候车网互动系统，其特征在于，包括：储能系统和充电系统，所述储能系统包括储能电池及其电池管理系统(3)、发电组件及其对应的发电组件转换模块组、能量管理系统(1)以及储能变流器(2)，其中，所述储能电池及其电池管理系统(3)通过所述发电组件转换模块连接至所述发电组件，所述能量管理系统(1)分别连接发电组件转换模块组和储能变流器(2)；所述充电系统包括双向DC/DC电源模块组、接触器组和控制模块，其中，所述双向DC/DC电源模块组一端通过塑壳断路器(8)连接至储能系统，另一端通过接触器组连接至电动汽车；所述控制模块分别连接至所述双向DC/DC电源模块组、接触器组以及能量管理系统(1)并为其提供充电能控制。2.根据权利要求1所述的全气候车网互动系统，其特征在于，所述发电组件及其对应的发电组件转换模块组包括光伏组件(4)以及光伏组件电能转换DC/DC模块组(5)、风力发电机组(6)以及风力发电机组电能转换AC/DC模块组(7)，其中，所述光伏组件(4)电能转换DC/DC模块组的输入侧与光伏组件(4)连接，输出侧连接所述全气候车网互动系统的直流母线；风力发电机组(6)电能转换AC/DC模块组的输入侧与风力发电机组(6)连接，输出侧连接所述全气候车网互动系统的直流母线。3.根据权利要求1所述的全气候车网互动系统，其特征在于，所述储能变流器(2)用于给储能电池充电以及给电动汽车双向充电设备供电并将储能设备中的电能回馈给交流电网，其交流侧与电网连接，直流侧与所述全气候车网互动系统的直流母线相连接；所述储能电池的及其电池管理系统与所述全气候车网互动系统的直流母线相连接。4.根据权利要求1所述的全气候车网互动系统，其特征在于，所述双向DC/DC电源模块组包括第一双向DC/DC电源模块组(9)和第二双向DC/DC电源模块组(13)，其中，所述第一双向DC/DC电源模块组(9)的高压侧通过铜排与所述塑壳断路器...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙怀时，
申请(专利权)人：北京链宇科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：