一种离网可移动快充系统及其管理方法与流程

本发明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。

背景技术：

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的发明名称为充电方法、装置及系统。该申请发明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。该发明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。所申请发明的分布式移动充/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。

上述两个发明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。

技术实现要素：

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，本发明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；本发明提供了一种离网可移动快充系统及管理方法，一方面，本发明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。

进一步地，所述监控与调度服务器通过gprs远程通讯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。

进一步地，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。

进一步地，所述离网可移动集装箱快充单元通过can1通讯和can2通讯获得各退役动力电池标准箱的状态、各车载快充器的供电需求和储能充电站的充电要求，采用退役动力电池标准箱均衡供电或均衡充电控制方法，直接控制各动力动力电池标准箱为车载快充器供电或接受储能充电站的充电。

进一步地，本发明还提供了一种动力电池标准箱储能堆均衡供电控制方法为，给电动汽车充电时，控制单元首先控制将部分电压最高且一致的动力动力电池标准箱连接到动力直流总线上进行供电；在供电过程中随着各供电动力动力电池标准箱的电压逐渐降低接近其余低电压动力电池标准箱的电压水平，立即将其他低电压的动力电池标准箱继续接入动力直流总线进行供电，直至全部动力动力电池标准箱都接入动力直流总线供电。在供电过程中，如果发现某一只动力动力电池标准箱i中的电芯温度过高、电芯电压过低或动力动力电池标准箱故障，控制单元立即通过开关ki(i＝1，2，n)切断该动力动力电池标准箱的供电，由其他动力动力电池标准箱继续为动力直流总线供电。

进一步地，本发明还提供了一种动力电池标准箱储能堆均衡充电控制方法，在集装箱快充单元进行储能补电时，控制单元首先控制将电压最低且一致的动力动力电池标准箱连接到动力直流总线上进行充电；在充电过程中随着各充电的动力动力电池标准箱电压的逐渐升高接近其余高电压动力动力电池标准箱的电压水平，立即将高电压的动力动力电池标准箱继续接入动力直流总线接受充电，直至全部动力动力电池标准箱都接入动力直流总线；在充电过程中，如果发现某一只动力电池标准箱i中的电芯温度过高、电芯电压过高或动力电池标准箱故障，控制单元立即通过开关ki(i＝1，2，n)切断该动力动力电池标准箱的充电，由其他动力动力电池标准箱继续通过动力直流总线接受充电。

进一步地，所述控制单元在确定需要将动力动力电池标准箱i断开时，立即通过can2发送命令，控制车载快充器或储能充电站迅速降低供电或充电电流，在该动力动力电池标准箱i的供电或放电电流低于断开阈值后立即将ki(i＝1,2,…n)断开，之后立即发送can1通讯命令，将动力动力电池标准箱i内部接触器断开；随后发送can2通讯命令，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，所述内置车载快充器满足相关国家及地区充电标准，可独立为电动汽车充电；各车载快充器接受来自mlic的动力直流总线的直流供电，具有高倍率快速充电的能力，通过can2通讯接受mlic控制单元的充电过程控制，可实时动态改变充电电流。

另一方面，本发明提供了一种离网可移动快充系统进行快充的控制方法，包括以下步骤：

s1：系统上电后，控制单元检查离网可移动集装箱快充单元是否需要立即工作，如果不需要立即启动工作，进入步骤s2；如果需要立即启动工作，进入步骤s3；

s2：控制单元立即通过can2发送命令，关闭所有车载快充器，通过can1发送命令，断开所有退役动力电池标准箱的动力接触器，同时断开全部主开关切断动力直流总线与各退役动力电池标准箱之间的动力连接，进入待机模式；

s3：控制单元检查是否需要进行提供离网充电服务；如果需要提供离网充电服务，则进行退役动力电池标准箱并联供电均衡控制，进行步骤s4；如果确定不需要提供离网充电服务，则进行退役电池箱动态并联补电均衡控制，进行步骤s5；

s4：控制单元通过can2命令启动车载快充器j(j＝1,2,…,n)，使车载快充器j(j＝1,2,…,n)进入正常充电控制服务；

s5：控制单元首先通过can2命令启动储能充电站，使电池储能堆进入正常补电控制。

优选地，所述步骤s4中的正常充电控制流程为：

在正常充电控制过程中，控制单元如果某一个退役动力电池标准箱出现故障或剩余电量较低，需要断开连接停止供电，则控制单元通过can2通讯控制车载快充器迅速减低供电需求，并实时监控退役动力电池标准箱的供电电流，当确定供电电流小于3amp时立即断开对应的主开关和退役动力电池标准箱的动力接触器，并控制车载快充器迅速恢复充电电流；由于减少了供电的退役动力电池标准箱，一旦发现电池堆的供电能力不足时立即启动车载快充器开始充电，进入将功率供电流程，否则维持正常供电流程。

进一步地，所述步骤s5中的正常补电控制流程为：

在正常补电控制过程中，控制单元如果发现某一个动力电池标准箱出现故障或提前充满电需要断开连接停止补电，则控制单元通过can2通讯控制储能充电站迅速减低充电电流，并实时监控对应退役动力电池标准箱的充电电流，当确定充电电流小于3amp时立即断开对应主开关和对应退役动力电池标准箱的动力接触器，然后控制储能充电站迅速恢复充电电流；如果确认各个退役动力电池标准箱都充满电，则退出控制流程，否则继续进行正常的充电控制流程。

进一步地，所述步骤s3中的退役动力电池标准箱并联供电均衡控制包括以下几个步骤：

(1)控制单元通过can1通讯检查各退役动力电池标准箱的实际电压；

(2)如果各退役动力电池标准箱电压一致，进一步依次检查各个退役动力电池标准箱的故障状态、充电状态；

(3)如果确定各退役动力电池标准箱电压不一致，则立即找出电压最高且一致的一个或多个退役动力电池标准箱，将电压最高且一致的退役动力电池标准箱同时接入动力直流总线后立即检查电池储能堆的供电能力；如果供电能力足够，进入正常供电控制流程，否则进入降功率供电控制流程；

(4)继续确定电池储能堆中所有退役动力电池标准箱电压是否一致，如果电池储能堆中仍有动力电池标准箱电压不一致，则等待已经接入动力直流总线开始供电的退役动力电池标准箱随着放电电压下降，直到与原低电压的退役动力电池标准箱电压一致后，将原低电压的退役动力电池标准箱立即接入动力直流总线，然后通过can1通讯控制相应的退役动力电池标准箱闭合接触器，直到所有退役动力电池标准箱都接入直流总线，完成电池储能堆供电均衡控制。

进一步地，所述步骤(2)中检查各个退役动力电池标准箱的故障状态和充电状态的具体步骤为：如果某一个退役动力电池标准箱存在故障则立即断开相应的故障退役动力电池标准箱与动力直流总线的连接对应的总开关，否则直接接通无故障的退役动力电池标准箱的总开关，然后立即发送can1命令，将无故障的退役动力电池标准箱中的接触器闭合；进一步检查各个退役动力电池标准箱的充电状态；如果发现某个电池储能堆的平均充电状态不高于设置水平的20％，通过远程通讯gprs申请调换离网可移动集装箱快充单元，否则进入正常供电控制流程。

进一步地，所述步骤s3中的退役动力电池标准箱并联补电均衡控制包括以下几个步骤：

a、控制单元通过can1通讯检查各退役动力电池标准箱的实际电压；

b、如果各退役动力电池标准箱电压一致，进一步检查各个退役动力电池标准箱的故障状态、充电状态；

c、如果确定各退役动力电池标准箱电压不一致，则立即找出电压最低且一致的一个或多个退役动力电池标准箱，将电压最低且一致的退役动力电池标准箱同时接入动力直流总线后立即检查电池储能堆的实际电压；如果电压低于最大允许充电电压，进入恒流充电控制流程，否则进入恒压充电控制流程；

d、继续确定电池储能堆中所有退役动力电池标准箱电压是否一致，如果电池储能堆中仍有动力电池标准箱电压不一致，则等待已经接入动力直流总线开始充电的退役动力电池标准箱随着充电电压上升，直到与原高电压的退役动力电池标准箱电压一致后，将原高电压的退役动力电池标准箱立即接入动力直流总线，然后通过can1通讯控制相应的退役动力电池标准箱闭合接触器，直到所有退役动力电池标准箱都接入直流总线，完成电池储能堆补电均衡控制。

进一步地，所述步骤(b)中检查各个退役动力电池标准箱的故障状态和充电状态的具体步骤为：如果某一个退役动力电池标准箱存在故障则立即断开相应的故障退役动力电池标准箱与动力直流总线的连接对应的总开关，否则直接接通无故障的退役动力电池标准箱的总开关，然后立即发送can1命令，将无故障的退役动力电池标准箱中的接触器闭合；进一步检查各个退役动力电池标准箱的充电状态；如果发现某个电池储能堆的平均充电状态高于设置水平的95％，通过can2通讯控制储能补电站停止充电过程，否则进入正常补电控制流程。

本发明的有益效果在于：

一、在新能源汽车快充充电站开发与布局策略中，提出了市区外集中储能补电、维护与管理，市区内分布式布局离网快充充电站的离网式可移动快充系统技术及管理方法，主要依靠电动汽车退役的动力电池标准箱搭建集装箱可移动快充单元并内置车载快充器，采用集装箱拖车进行快速更换。

由于不需要在市区内投资建设电网供电设施和充电站基础设施，因此整个市内快充充电站布局简单。解决了目前市区内快速充电站建设因为建设程序复杂、建设周期长和高投入而使得快充站数量很少的难题。

二、本发明采用电动汽车的退役动力电池标准箱均衡供电或均衡充电控制方法，直接动态并联连接多个退役动力电池标准箱，不需要使用大功率dc/dc或ac/dc变换器，使得电动汽车退役电池的梯次利用在技术上具有现实可执行性。因为允许故障退役动力电池标准箱动态隔离，使得整个离网快充单元运行的可靠性大大提高，改善了离网快充站的连续提供快充充电的服务能力。同时因为允许不同数量的动力电池标准箱动态直接连接，可随时加入新的动力电池标准箱或随时换掉故障的动力电池标准箱，保证了集装箱快充单元的使用率。

三、本发明也提出了全新的加盟式集装箱快充单元入站管理系统，允许拥有投资能力的独立运营商或个人自主投资建造集装箱快充单元，以会员形式动态加入离网式可移动快充系统，通过系统优化分配参与市区内分布式快充站的运营。同时鼓励会员采用清洁能源、可再生能源或生物燃料发电。充分发挥了离网可移动快充系统整合社会资源迅速提高新能源汽车快充站配置能力的优势。

四、本发明为电动汽车快速充电站开发和管理提供一个创新方案，其中快充站点的建立由完全离网运行的集装箱快充单元承担，不受城市内配电许可和电网能力限制，不依赖充电站基础设施建设，使得充电站点在市区内可以快速设立、动态布局，在充分发挥电动汽车退役的动力动力电池标准箱通过集成储能可同时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。

附图说明

图1为本发明提供的离网可移动集装箱快充单元的结构示意图；

图2为本发明提供的集中储能与调度管理站的结构示意图；

图3为本发明提供的离网可移动集装箱快充单元控制流程图；

图4为本发明提供的退役动力电池标准箱均衡供电控制方法流程图；

图5为本发明提供的退役动力电池标准箱均衡充电控制方法流程图；

附图标记：

1、多路智能高压箱；2、控制单元；3、离网可移动集装箱快充单元；4、电池储能堆，5、储能充电站；6、监控与调度服务器,7、配电站。

具体实施例

以下结合附图对本发明所保护的技术方案做具体说明。

一种离网可移动快充系统，包括：离网可移动集装箱快充单元，包括可移动集装箱、集中储能与调度管理站；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，为车载快充器提供供电，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提供快速充电服务；

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；其中，本发明提供的储能充电站为n个，n为整数。

其中，本发明提供的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。

作为优选实施例，本发明提供的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。

其中，本发明提供的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。

本发明提供的多路智能高压箱(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。

作为优选实施例，本发明提供的车载充电器为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。

作为优选实施例，本发明提供的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。

作为优选实施例，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；

作为优选实施例，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；

其中，本发明提供的退役动力电池标准箱可以由多种电池材料构成，包括钛酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池、锰酸锂电池、金属空气电池、锂硫电池、固态锂电池等等。

另外，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。其中，电气接口包括动力接口和控制信号接口。其中，动力接口1p+、1p-,2p+、2p-乃至np+、np-构成,控制信号标准电气接口包括如下信号：12v电源，gnd信号地，can通讯can+/can-，电门锁信号vign，充电自锁信号等。

本发明提供的多路智能高压箱(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。

本发明提供的集中储能与调度管理站通过监控与调度服务器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所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。

其中，本发明提供的快充系统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注册会员提供独立的集装箱快充单元动态加入运营。

具体地，a类会员可以在其集装箱快充单元满足规范要求的情况下登录进入离网可移动快充系统，允许使用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。

具体地，b类会员可以在其集装箱快充单元满足规范要求的情况下进入离网可移动快充系统，不需要使用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，监控与调度服务器只需要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进行自动调配使用，确保合理及最佳配置充电资源。

本发明提供的离网可移动集装箱快充单元通过can1通讯和can2通讯获得各退役动力电池标准箱的状态、各车载快充器的供电需求和储能充电站的充电要求，采用退役动力电池标准箱均衡供电或均衡充电控制方法，直接控制各动力动力电池标准箱为车载快充器供电或接受储能充电站的充电。

本发明还提供了一种动力电池标准箱储能堆均衡供电控制方法，给电动汽车充电时，控制单元首先控制将部分电压最高且一致的动力动力电池标准箱连接到动力直流总线上进行供电；在供电过程中随着各供电动力动力电池标准箱的电压逐渐降低接近其余低电压动力电池标准箱的电压水平，立即将其他低电压的动力电池标准箱继续接入动力直流总线进行供电，直至全部动力动力电池标准箱都接入动力直流总线供电。在供电过程中，如果发现某一只动力动力电池标准箱i中的电芯温度过高、电芯电压过低或动力动力电池标准箱故障，控制单元立即通过开关ki(i＝1，2，n)切断该动力动力电池标准箱的供电，由其他动力动力电池标准箱继续为动力直流总线供电。

本发明还提供了一种动力电池标准箱储能堆均衡充电控制方法，在集装箱快充单元进行储能补电时，控制单元首先控制将电压最低且一致的动力动力电池标准箱连接到动力直流总线上进行充电；在充电过程中随着各充电的动力动力电池标准箱电压的逐渐升高接近其余高电压动力动力电池标准箱的电压水平，立即将高电压的动力动力电池标准箱继续接入动力直流总线接受充电，直至全部动力动力电池标准箱都接入动力直流总线；在充电过程中，如果发现某一只动力电池标准箱i中的电芯温度过高、电芯电压过高或动力电池标准箱故障，控制单元立即通过开关ki(i＝1，2，n)切断该动力动力电池标准箱的充电，由其他动力动力电池标准箱继续通过动力直流总线接受充电。

其中，本发明提供的控制单元在确定需要将动力动力电池标准箱i断开时，立即通过can2发送命令，控制各快充充电器或储能充电站迅速降低供电或充电电流，在该动力动力电池标准箱i的供电或放电电流低于断开阈值后立即将ki(i＝1,2,…n)断开，之后立即发送can1通讯命令，将动力动力电池标准箱i内部接触器断开；随后发送can2通讯命令，控制各快充充电器或储能充电站迅速恢复充电电流，继续快速供电或充电。

其中，本发明提供的车载快充器满足相关国家及地区充电标准，可独立为电动汽车充电；各快充充电器接受来自mlic的动力直流总线的直流供电，具有高倍率快速充电的能力，通过can2通讯接受mlic控制单元的充电过程控制，可实时动态改变充电电流。

实施例1

参图1-2所示，图1为本发明提供的离网可移动集装箱快充单元的结构示意图；图2为本发明提供的集中储能与调度管理站的结构示意图，本发明提供了一种离网可移动快充系统包括：

离网可移动集装箱快充单元3，包括可移动集装箱；所述可移动集装箱内设有电池储能堆4、多路智能高压箱(mlic)1、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)1与车载快充器进行电气连接，为车载快充器提供供电，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3采用电池储能堆4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；

储能充电站5，所述多路智能高压箱(mlic)1将电池储能堆4与储能充电站5进行电气连接；所述多路智能高压箱(mlic)1通过can2通讯控制储能充电站5开始给电池储能堆4补电；

集中储能与调度管理站，包括监控与调度服务器6、配电站7、储能充电站5；所述储能充电站5通过多路智能高压箱(mlic)1与电池储能堆4进行电气连接；所述多路智能高压箱(mlic)1通过can2通讯控制储能充电站给电池储能堆4进行补电；所述配电站7通过交流总线与储能充电站5连接；其中，本发明提供的储能充电站5为n个，n为整数。

配电站7，所述配电站7通过交流总线与储能充电站5连接；

其中，离网可移动集装箱快充单元中的控制单元通过can1通讯负责系统中退役动力电池标准箱1、退役动力电池标准箱2乃至退役动力电池标准箱器n的动态连接管理，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、k2乃至kn与动力直流总线之间的连接。

本实施例提供的mlic多路智能高压箱中的控制单元2通过can2通讯直接与车载快充器1，车载快充器2乃至车载快充器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；同时也通过can2与储能充电站进行通讯，协调最大允许储能充电电流与给电池堆充电的起始与结束。

参图2所示，图2为本实施例中集中储能与调度管理站的结构示意图，集中监控与调度服务器通过can通讯与储能充电站1、储能充电站2、储能充电站3、乃至储能充电站m交换数据及实施控制，同时通过同一个can通讯与集装箱快充单元1、集装箱快充单元2、集装箱快充单元3、乃至集装箱快充单元m交换数据及实施控制。

所述监控与调度服务器还通过gprs远程通讯监控各集装箱快充单元的状态，包括充电量、充电状态、健康状态、位置等，在发现某个集装箱快充单元充电量不足且分布在市区某个快充站时，根据其定位和导航路况等信息及时调配在集中储能与调度管理站内的集装箱快充单元m(m＝1，2，3,…)或加盟会员可以提供的就近的集装箱快充单元，调度集装箱拖车迅速替换充电站内电量不足的集装箱快充单元。

在本实施例中，所述离网可移动集装箱快充单元可以是带底盘的标准尺寸集装箱，如20尺、40尺或40尺高柜等，根据采用不同材料的动力电池标准箱，其满电电池储能堆的容量可以是0.8mwh、1.5mwh和2mwh不等，最多每天可以为10-50辆新能源汽车快速充电。

本实施例采用可以快速充放电、长寿命和耐低温、安全的钛酸锂电池构成的集装箱快充单元，可以支持多个车载充电站同时为新能源汽车进行快速充电，在安全、可靠的同时更能适应各种恶劣的环境。

参图3所示，图3为本发明提供的离网可移动集装箱快充单元控制流程图，包括如下步骤：

首先，系统上电后，控制单元检查离网可移动集装箱快充单元是否需要立即工作。如果不需要立即启动工作就立即通过can2发送命令40，关闭所有车载快充器，通过can1发送命令41，断开所有动力电池标准箱的动力接触器，同时断开全部开关ki(i＝1,2,…,n)切断动力直流总线与各动力电池标准箱之间的动力连接40。

其次，如果确定集装箱快充单元需要立即工作，控制单元接下来检查是否需要进行提供离网充电服务。如果需要提供离网充电服务，则进入动力电池标准箱并联供电控制43，然后通过can2命令启动特定车载充电器j44，使车载充电器j进入正常快充服务。在充电服务过程中，如果发现某一个动力电池标准箱m出现故障或剩余电量较低，需要断开连接停止供电，则通过can2通讯控制车载充电器迅速减低供电需求45，并实时监控动力电池标准箱m的供电电流46，当确定供电电流小于3amp时立即断开开关km和动力电池标准箱m的动力接触器47，然后控制车载充电器迅速恢复充电电流48。由于减少了供电的标准动力电池标准箱，一旦发现电池堆的供电能力不足时立即进入将功率供电56，否则维持正常供电49.

再者，如果不需要提供离网充电服务而是需要储能充电器进行补电，则进入动力电池标准箱动态并联补电控制50，然后通过can2通讯控制储能充电站开始给电池堆补电51.在补电过程中，如果发现某一个动力电池标准箱m出现故障或提前充满电，需要断开连接停止补电，则通过can2通讯控制储能充电站迅速减低充电电流52，并实时监控动力电池标准箱m的供电电流53，当确定供电电流小于3amp时立即断开开关km和动力电池标准箱m的动力接触器54，然后控制储能充电站迅速恢复充电电流55。如果确认电池堆各动力电池标准箱都已经充满电，则退出控制流程，否则继续进行正常的充电57。

在本实施例中，所述动力电池标准箱充满电的判定标准由bms通过can通讯给出报告，随电池材料的不同而不同。同时判断断开开关时的最大允许电流随着选用的接触器性能不同而不同。本案例选择3amp做为断开接触器之前最大允许电流。

参图4所示，图4为本实施例中退役动力电池标准箱均衡供电控制方法流程图，包括如下步骤：

首先，控制单元通过can1通讯检查电池储能堆中各动力动力电池标准箱的实际电压、充电状态和故障状态61。如果各动力电池标准箱电压一致，就不需要执行均衡控制。进一步，如果动力电池标准箱i中某一个存在故障则立即断开相应的动力电池标准箱与动力直流总线的连接ki开关70，否则直接接通全部连接开关ki(i＝1,2,…,n)62，然后立即发送can1命令，将动力电池标准箱中的接触器闭合。进一步，如果发现某个电池储能堆的平均充电状态低于设置水平如20％，这通过远程通讯gprs申请调换离网可移动集装箱快充单元71,否则进入正常供电控制流程.

其次，如果确定电池储能堆中各动力电池标准箱电压不一致，则立即找出电压最高且一致的一个或多个动力电池标准箱64，将这些动力电池标准箱同时接入动力直流总线65后立即进入正常供电控制流程。

再者，立即检查电池储能堆的供电能力，如果能力足够支持快充充电服务，则进入正常供电控制流程66，否则进入降功率供电控制流程67。进一步，如果确定电池储能堆中仍然有动力电池标准箱电压不一致，则等待已经接入动力直流总线开始供电的动力电池标准箱随着放电电压下降，直到电压与电压较低的动力电池标准箱一致后，将低电压动力电池标准箱立即接入动力直流总线68，然后通过can1通讯要求相应动力电池标准箱闭合接触器，加入供电69.直到全部动力电池标准箱都接入直流总线，完成均衡控制返回。

参图5所示，图5为本实施例中退役动力电池标准箱均衡充电控制方法流程图，包括如下步骤：

首先，控制单元通过can1通讯检查电池储能堆中各动力动力电池标准箱的实际电压、充电状态和故障状态81。如果各动力电池标准箱电压一致，就不需要执行均衡控制。进一步，如果动力电池标准箱i中某一个存在故障则立即断开相应的动力电池标准箱与动力直流总线的连接ki开关90，否则直接接通全部连接开关ki(i＝1,2,…,n)82，然后立即发送can1命令，将动力电池标准箱中的接触器闭合。进一步，如果发现某个电池储能堆的平均充电状态不低于设置水平如95％，这通过can2命令控制停止充电流程,否则进入正常充电电控制流程.

其次，如果确定电池储能堆中各动力电池标准箱电压不一致，则立即找出电压最低且一致的一个或多个退役动力电池标准箱84，将这些退役动力电池标准箱同时接入动力直流总线85后立即进入正常充电控制流程。

再者，立即检查电池储能堆的实际电压，如果低于最高允许充电电压，则进入正常恒流充电控制流程86，否则进入恒压充电控制流程87。进一步，如果确定电池储能堆中仍然有动力电池标准箱电压不一致，则等待已经接入动力直流总线开始充电的动力电池标准箱随着充电电压上升，直到电压与电压较高的动力电池标准箱一致后，将高电压动力电池标准箱立即接入动力直流总线88，然后通过can1通讯要求相应动力电池标准箱闭合接触器，加入充电89.直到全部动力电池标准箱都接入直流总线，完成均衡控制返回。

以上所述仅为本发明的实施例子，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。