充电储能管控系统及箱体的制作方法

1.本实用新型涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种用于移动式充电桩的充电储能管控系统及箱体。


背景技术：

2.随着国家能源政策的导向和环保理念的深入人心，越来越多的人倾向于选择清洁、环保的新能源电动汽车，新能源电动汽车充电桩行业也迎来了新的发展浪潮。目前，充电桩一般是和车位配套设置，在具有独立车位的车主的私人车位固定安装充电桩，或者在公共场所的部分停车位固定安装充电桩。
3.为了解决固定式充电桩使用不便的问题，申请人致力于研究移动式充电桩。移动式充电桩是在控制指令下，自动行使到需充电的电动汽车旁，通过自身携带的储能电池箱为电动汽车充电，提供送电到车位的智能充电服务。其中，移动式充电桩自身携带的储能电池箱的补能，是关键的设计环节。
4.现在市场上还没有成熟商用的移动式充电桩，更没有用于移动式充电桩的储能管控系统。


技术实现要素：

5.本技术实施例通过提供一种充电储能管控系统，填补了现有技术中还没有用于移动式充电桩的储能管控系统的技术空白。
6.本技术实施例提供了一种充电储能管控系统，包括：
7.用于给充电储能电池箱补电的直流快充电路，所述直流快充电路与快充继电器连接；
8.用于给充电储能电池箱补电的交流慢充电路，所述交流慢充电路与慢充继电器连接；
9.用于将充电储能电池箱的电能传递给外部汽车的放电电路，所述放电电路与放电继电器连接；
10.控制单元，与所述快充继电器、慢充继电器、放电继电器连接，用于协调控制所述快充继电器、慢充继电器、放电继电器的通断，进而控制所述直流快充电路、交流慢充电路、放电电路的通断。
11.优选地，所述控制单元还通过数据采集模块与所述充电储能电池箱连接。
12.优选地，所述控制单元还连接所述直流快充电路、交流慢充电路、放电电路。
13.本技术实施例还提供了一种充电桩储能管控箱体，包括上述的充电储能管控系统和管控箱壳体，所述充电储能管控系统设于管控箱壳体内，管控箱壳体上设有直流储能枪基座、交流储能枪基座、充电桩接口，所述直流储能枪基座连接所述直流快充电路，所述交流储能枪基座连接所述交流慢充电路，所述充电桩接口连接所述放电电路。
14.优选地，所述管控箱壳体上还设有用于与充电储能电池箱连接的电池箱接口，所
述电池箱接口连接所述直流快充电路、交流慢充电路、放电电路及控制单元。
15.优选地，所述管控箱壳体上还设有用于与外部的充电控制设备连接的充电通讯接口，所述充电通讯接口连接所述控制单元。
16.优选地，所述管控箱壳体上还设有用于对系统电路进行过流保护的空气断路器，所述空气断路器与控制单元连接。
17.优选地，所述管控箱壳体上还设有用于与充电储能电池箱连接的电池箱接口，所述电池箱接口连接所述直流快充电路、交流慢充电路、放电电路及控制单元。
18.优选地，所述管控箱壳体上还设有用于与obc车载充电器连接的obc车载充电器接口，所述obc车载充电器接口连接所述交流慢充电路和控制单元。
19.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
20.1、本技术提供的充电储能管控系统通过巧妙的电路集成和控制系统设计，具备可切换交、直流给同一移动式充电桩的储能电池箱进行补电的功能，同时还能协调控制移动式充电桩对电动汽车的快速放电运行模式，功能强大，使用灵活、方便。
21.2、本技术提供的充电储能管控系统同时具有直流快充和交流慢充两种充电功能，即便是环境较为陈旧、没有预留直流充电的电网线路条件的停车场也能适用，减少了使用场地的电网线路的改造成本，降低了对使用场地的条件要求，拓展了移动充电桩的使用范围，具有广阔的市场前景。
22.3、本技术提供的充电储能管控系统，可以提高移动式充电桩的使用效率，降低充电成本。在每日使用高峰期的时候，采用直流充电方式，可以实现快速给移动式充电桩的储能电池箱补电，提高移动式充电桩每日的使用频率。在使用低谷期时，采用交流充电方式，可以实现错峰时间或者夜间谷期给移动式充电桩的储能电池箱慢充补电，节省移动式充电桩每日的充电成本，还有助于国家峰谷用电平衡。
23.4、本技术提供的充电桩用储能管控箱，将充电储能管控系统集成于一个箱体上，在箱体外壳上集成各种与外界设备连接的断口，结构简单、性能可靠，同时还可以便捷地与储能电池箱及移动式充电桩本体集成为一体，使用便捷。
附图说明
24.图1为本技术实施例一中提供的充电储能管控系统的原理图；
25.图2为本技术实施例二中提供的充电桩储能管控箱体一个角度的立体图；
26.图3为本技术实施例二中提供的充电桩储能管控箱体另一个角度的立体图；
27.图4为本技术实施例二中提供的充电桩储能管控箱体的主视图；
28.图5为本技术实施例二中提供的充电桩储能管控箱体的后视图；
29.图6为本技术实施例二中提供的充电桩储能管控箱体的左视图；
30.图7为本技术实施例二中提供的充电桩储能管控箱体的右视图；
31.图8为本技术实施例二中提供的充电桩储能管控箱体的俯视图；
32.图9为本技术实施例二中提供的充电桩储能管控箱体的仰视图。
具体实施方式
33.本技术实施例通过提供一种充电储能管控系统，解决了现有技术中没有用于移动
式充电桩的储能管控系统的技术问题，填补了这一技术空白。
34.本技术实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
35.参考电动汽车的直流快充、交流慢充两种模式，为移动式充电桩自身携带的储能电池箱设计直流快充和交流慢充两种补能方式。
36.从充电效率的角度考虑：直流充电方式的充电速度快，交流充电方式的充电速度较慢，一般直流充电速度是交流充电速度的6～7倍。
37.从适用范围的角度考虑：有些停车场环境较为陈旧，其建设初期没有预留直流充电的电网线路条件，因此不支持直流充电模式。而交流充电的方式可以满足绝大部分停车场的使用条件。
38.从充电成本的角度考虑：在每日使用高峰期的时候，采用直流充电方式，可以实现快速给移动式充电桩的储能电池箱补电，提高移动式充电桩每日的使用频率。在使用低谷期时，采用交流充电方式，可以实现错峰时间或者夜间谷期给移动式充电桩的储能电池箱慢充补电，节省移动式充电桩每日的充电成本。
39.为了提高移动式充电桩的使用效率，拓展其适用范围，节约其充电成本，本技术设计了一种可进行交、直流切换补能的储能管控系统，可以切换交流慢充补电和直流快充补电两个模式，为移动式充电桩自身携带的储能电池箱进行补电。同时还能协调控制移动式充电桩对电动汽车的快速放电运行模式。
40.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
41.实施例一
42.图1为本技术实施例一中提供的充电储能管控系统的原理图，所述的充电储能管控系统包括：
43.用于给充电储能电池箱补电的直流快充电路，所述直流快充电路与快充继电器连接；
44.用于给充电储能电池箱补电的交流慢充电路，所述交流慢充电路与慢充继电器连接；
45.用于将充电储能电池箱的电能传递给外部汽车的放电电路，所述放电电路与放电继电器连接；
46.控制单元，与所述快充继电器、慢充继电器、放电继电器连接，用于协调控制所述快充继电器、慢充继电器、放电继电器的通断，进而控制所述直流快充电路、交流慢充电路、放电电路的通断。
47.其中，直流快充电路的工作原理为：三相380v交流电经过防雷滤波模块后，通过充电机(外部的充电机)给充电储能电池箱进行直流补电。直流快充电路可采用市面上成熟的产品。
48.交流慢充电路的工作原理为：通过交流电网为充电储能电池箱的充电机(即固定安装在充电桩上的充电机)提供交流电源，进而给充电储能电池箱进行补电。
49.放电电路的工作原理为：将充电储能电池箱的电能通过充电枪直接给新能源汽车的动力电池进行充电。
50.直流快充电路、交流慢充电路和放电电路采用市面上通用的产品即可。
51.控制单元控制快充继电器、慢充继电器、放电继电器的通断，则可以控制直流快充电路、交流慢充电路、放电电路的通断，实现充电桩在直流快充补电、交流慢充补电和放电三种模式之间的切换。
52.进一步对，控制单元还通过数据采集模块与充电储能电池箱连接，获取充电储能电池箱在直流快充补电、交流慢充补电和放电三种模式下的实时电压、电流、剩余电量等数据。
53.作为一种优选的实施方式，所述数据采集模块包括电流传感器、电压传感器。
54.进一步地，控制单元还与直流快充电路、交流慢充电路、放电电路上的线路传感器连接(图1上未示出)，以获取各电路的实时状态数据。
55.上述充电储能管控系统的具体控制方法如下：
56.充电桩正常停机时，快充继电器、慢充继电器、放电继电器失电都默认保持断开状态，断开充电储能电池箱与外部接口的物理连接，从而保证充电桩停机状态的安全。
57.当充电桩开机后，线路传感器会将线路和各个接口的相关信息传递给控制单元，控制单元经过信号分析后判断为整个线路和接口处于正常状态，则会控制放电继电器吸合，放电电路导通，此时默认为可以由充电桩的储能电池箱对外放电，给新能源汽车充电。同时会实时监控快充继电器、慢充继电器是否处于预定的断开状态，只要出现任何不符合预定的状态，则快充继电器、慢充继电器、放电继电器都会断开，从而保证系统的安全。
58.当控制单元检测到外界的直流储能枪插入系统后，控制单元会发送指令断开放电继电器，检测到放电继电器确认断开的信号后，会控制吸合快充继电器，此时直流快充电路导通，可以对充电储能电池箱进行快速充电以补充电能。在此过程中，只要是直流储能枪没有拔出，则快充继电器一直吸合状态，放电继电器和慢充继电器都处于断开状态，从而保证设备的安全。当直流储能枪拔出后，控制单元确认直流储能枪拔出信号，则会断开快充继电器，默认为吸合放电继电器，放电电路导通，此时默认为可以由充电桩的储能电池箱对外放电，给新能源汽车充电。
59.当控制单元检测到外界的交流储能枪插入系统、且确认直流储能枪已经拔出系统后，控制单元会发送指令断开放电继电器和快充继电器，检测到放电继电器、快充继电器均确认断开的信号后，会控制吸合慢充继电器，此时交流慢充电路导通，可以对充电储能电池箱进行慢速充电以补充电能。
60.实际使用中，可能会出现意外或者人为的极端特殊情况，控制单元的解决方法如下：
61.1、放电过程中突然插入直流储能枪充电。此时会断开放电继电器，并且在确认放电继电器断开后，吸合快充继电器，优先进行直流快充补电。
62.2、放电过程中突然插入交枪充电。此时会断开放电继电器，并且在确认放电继电器已经断开后，吸合慢充继电器，优先进行交流慢充补电。
63.3、放电过程中同时插入直流储能枪和交流储能枪充电。此时会断开放电继电器，并且在确认放电继电器断开后，吸合快充继电器，优进行快充补电，对交流储能枪的插入不理睬，继续保持慢充继电器的断开。
64.4、放电过程或者待机过程中，先后插入直流储能枪和交流储能枪，此时会断开放电继电器和后插入的那个充电枪对应的继电器，并且在确认这两个继电器断开后，吸合先
插入的那个充电枪对应的继电器。
65.整个过程中，控制单元会实时监控各个充放电插口的情况，并且根据反馈信息做出合理调动，保障整个系统的安全高效运行，同时会实时监控各部件的温度、电压、点流等情况，保证出现任何隐患都能及时做出反应。
66.本实施例提供的充电储能管控系统通过巧妙的电路集成和控制系统设计，具备可切换交、直流给同一移动式充电桩的储能电池箱进行补电的功能，同时还能协调控制移动式充电桩对电动汽车的快速放电运行模式，功能强大，使用灵活、方便。
67.本实施例提供的充电储能管控系统同时具有直流快充和交流慢充两种充电功能，即便是环境较为陈旧、没有预留直流充电的电网线路条件的停车场也能适用，减少了使用场地的电网线路的改造成本，降低了对使用场地的条件要求，拓展了移动充电桩的使用范围，具有广阔的市场前景。
68.本实施例提供的充电储能管控方法，可以提高移动式充电桩的使用效率，降低充电成本。在每日使用高峰期的时候，采用直流充电方式，可以实现快速给移动式充电桩的储能电池箱补电，提高移动式充电桩每日的使用频率。在使用低谷期时，采用交流充电方式，可以实现错峰时间或者夜间谷期给移动式充电桩的储能电池箱慢充补电，节省移动式充电桩每日的充电成本，还有助于国家峰谷用电平衡。
69.实施例二
70.在实施例一的基础上，本实施例进一步提供了一种充电桩储能管控箱体，如图2～图9所示，充电桩储能管控箱体包括实施例一所述的充电储能管控系统，还包括管控箱壳体1、管控箱盖板2、直流储能枪基座3、交流储能枪基座4、空气断路器5、螺钉6、pdu电源分配单元接口7、电池箱接口8、充电桩正极接口9、充电桩负极接口10、充电通讯接口11、obc车载充电器接口12、低压直流电接口13、高压直流电接口14等。
71.管控箱盖板2装在管控箱壳体1的上端，二者通过螺钉6连接，共同组成一个可打开、可关闭的包围的箱体。充电储能管控系统装在所述箱体内。
72.在某一优选的实施方式中，所述箱体为长方体结构，在其它可选的实施方式中，所述箱体也可以为正方体、椭圆体等其它结构。
73.管控箱壳体1的前面板上设有直流储能枪基座3、交流储能枪基座4和空气断路器5，直流储能枪基座3与直流快充电路连接，交流储能枪基座4与交流慢充电路连接，空气断路器5与控制单元连接。
74.其中，直流储能枪基座3是给充电桩的储能电池箱进行直流快充补电的端口，用于与外部的直流储能枪连接。当外部的直流储能枪插入直流储能枪基座3中时，控制单元检测到直流储能枪插入信号，会断开放电继电器，当检测到放电继电器确认断开的信号后，会控制吸合快充继电器，此时直流快充电路导通，可以进行下一步的快充充电，给充电桩的储能电池箱补电。
75.交流储能枪基座4给充电桩的储能电池箱进行交流慢充补电的端口，用于与外部的交流储能枪连接。当外部的交流储能枪插入交流储能枪基座4中时，控制单元检测到交流储能枪插入信号，会控制慢充继电器吸合，此时交流慢充电路导通，可以继续进行下一步的慢充充电，给充电桩的储能电池箱补电。
76.空气断路器5，空气断路器5设于主电路中，与控制单元连接，是为了保护设备在运
作的时候线路不出安全问题，进行过流保护，起到保护线路安全的作用。
77.管控箱壳体1的后面板上设有pdu电源分配单元接口7、电池箱接口8、充电桩正极接口9、充电桩负极接口10、充电通讯接口11、obc车载充电器接口12，这些接口均连接控制单元，是储能管控箱与外部设备链接的接口，能够实时监控和接收移动式充电桩整个系统之间信号。
78.其中，pdu电源分配单元接口7用于与充电桩的pdu连接。电池箱接口8用于与移动式充电桩的储能电池箱连接，电池箱接口8连接直流快充电路、交流慢充电路及放电电路。充电桩正极接口9、充电桩负极接口10用于与充电桩主模块的电源正负极连接，充电桩正极接口9、充电桩负极接口10连接放电电路，放电电路将电能传输至充电桩主模块，充电桩主模块连接外部的新能源汽车后，给外部的新能源汽车供电。充电通讯接口11用于与外部充电控制端连接。obc车载充电器接口12用于与外部的obc连接，obc车载充电器接口12还连接交流慢充电路。
79.管控箱壳体1的侧板上设有低压直流电接口13和高压直流电接口14，用于与外部辅助电源连接，给箱体内的各主控单元、显示模块、保护控制单元、信号采集单元等进行供电。
80.本实施例提供的充电桩用储能管控箱，将充电储能管控系统集成于一个箱体上，在箱体外壳上集成各种与外界设备连接的断口，结构简单、性能可靠，同时还可以便捷地与储能电池箱及移动式充电桩本体集成为一体，使用便捷。
81.应当理解的是，在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
82.以上所述，仅为本技术的较佳实施例，并非对本技术任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本技术方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本技术的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本技术的等效实施例；同时，凡依据本技术的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本技术的技术方案的范围内。