一种适于人工换电的多交流储能模块系统的制作方法

本实用新型属于电动汽车蓄电池储能技术领域，具体涉及一种适于人工换电的多交流储能模块系统。

背景技术：

众所周知，新能源电力和电动汽车正在越来越广泛的应用和普及，已经成为能源与环境保护的一个发展趋势。特别是储能蓄电池的进步为新能源电力平稳供电提供了一种可行的支撑及技术路径，同时也促进了电动汽车的应用推广，为了环境保护和改善雾霾天气，电动汽车受到了政府和民众的大力扶植与响应。

目前由于电动汽车充电桩不够多、充电速度慢，造成充电不便，浪费了用户的宝贵时间；而采用换电的电动汽车，由于蓄电池价格昂贵，用户不能一用一备；特别是大部分换电电动汽车采用一体化蓄电池模块，一个单体重达上百公斤，需要专业搬运设备进行换电作业，投资大网点少，用户换电困难，影响了用户使用电动汽车的积极性，也给电动汽车用户造成困扰。

技术实现要素：

如果换电电动汽车采用多储能模块、小型化适于人工搬运安装的储能模块，不需要专门设备凭人工可以更换，并且蓄电池组串模块可以辨识控制，就可以实现蓄电池组串模块的共享和灵活更换，用户购买的蓄电池组串模块在保用期或保用量范围内，可以任意更换只需要支付电费及服务费即可，这将大大满足电动汽车使用的要求。为此，本发明提出了一种适于人工换电的多交流储能模块系统及控制方法，主要包括：第1储能蓄电池组串、第1蓄电池组串管理系统BMS、第1双向储能DC/AC电力变换模块、第1直流电控开关、输入输出电力连接及监测保护与计量模块、电力连接器电力线、电力连接器通信线、电动汽车电力连接器、主控系统模块、数据编码器、数据存储器、通信控制电路、定位信息处理电路、人工操控界面、提示电路模块、工作电源、多模块系统总线、无线通信收发模块、通信接口电路、系统通信线路、第1交流电控开关电路模块、储能蓄电池模块多模块并接连接器、电网市电充电连接器、公共通信网络、调控中心及信息平台系统、手机及移动终端、第1蓄电池组串BMS线束、第1储能模块交流及通信插接式连接线、第i储能模块交流及通信插接式连接线、第1储能模块内部通信线路以及第i储能蓄电池组串、第i蓄电池组串管理系统BMS、第i蓄电池组串BMS线束、第i双向储能DC/AC电力变换模块、第 i直流电控开关、第i交流电控开关电路模块、第i储能模块内部通信线路，其中：

由第1储能蓄电池组串、第1蓄电池组串管理系统BMS、第1蓄电池组串BMS线束、第1双向储能DC/AC电力变换模块、第1直流电控开关、第1交流电控开关电路模块、第1储能模块内部通信线路，构成多交流储能模块中第1 储能模块；

由第i储能蓄电池组串、第i蓄电池组串管理系统BMS、第i蓄电池组串BMS线束、第i双向储能DC/AC电力变换模块、第i直流电控开关、第i交流电控开关电路模块、第i储能模块内部通信线路，构成多交流储能模块中第i 储能模块；

主控系统模块通过多模块系统总线分别连接数据编码器、数据存储器、通信控制电路、定位信息处理电路、人工操控界面、提示电路模块、工作电源以及储能蓄电池模块多模块并接连接器，构成储能蓄电池组串模块的验证及监控管理的通信链路；

主控系统模块通过多模块系统总线连接储能蓄电池模块多模块并接连接器并由储能蓄电池模块多模块并接连接器通过第1储能模块内部通信线路连接第1双向储能DC/AC电力变换模块，同时主控系统模块通过多模块系统总线顺次连接通信控制电路及通信接口电路，由通信接口电路通过系统通信线路分别链接第1蓄电池组串管理系统BMS、蓄输入输出电力连接及监测保护与计量模块，构成主控系统模块调控电力输入输出及第1储能蓄电池组串充放电的控制通信链路；

主控系统模块通过多模块系统总线连接储能蓄电池模块多模块并接连接器并由储能蓄电池模块多模块并接连接器通过第i储能模块内部通信线路连接第i双向储能DC/AC电力变换模块，同时主控系统模块通过多模块系统总线顺次连接通信控制电路及通信接口电路，由通信接口电路通过系统通信线路分别链接第i蓄电池组串管理系统BMS、蓄输入输出电力连接及监测保护与计量模块，构成主控系统模块调控电力输入输出及第i储能蓄电池组串充放电的控制通信链路；

主控系统模块通过多模块系统总线顺次连接通信控制电路及通信接口电路，由通信接口电路通过系统通信线路链接输入输出电力连接及监测保护与计量模块以及经输入输出电力连接及监测保护与计量模块连接的电力连接器通信线与电动汽车电力连接器链接，构成主控系统模块与电动汽车控制器交互信息的通信链路；

主控系统模块通过多模块系统总线顺次连接通信控制电路及无线通信收发模块，由无线通信收发模块通过公共通信网络分别链接调控中心及信息平台系统、手机及移动终端，构成主控系统模块与调控中心及信息平台系统和手机及移动终端交换信息的通信链路；

第1蓄电池组串管理系统BMS通过第1蓄电池组串BMS线束连接第1储能蓄电池组串中的每一个蓄电池，同时第1蓄电池组串管理系统BMS通过第1 储能模块内部通信线路连接第1双向储能DC/AC电力变换模块、第1交流电控开关电路模块以及通过系统通信线路与通信接口电路链接，构成第1蓄电池组串管理系统BMS监测通信以及与主控系统模块交互信息的通信链路；

第i蓄电池组串管理系统BMS通过第i蓄电池组串BMS线束连接第i储能蓄电池组串中的每一个蓄电池，同时第i蓄电池组串管理系统BMS通过第i 储能模块内部通信线路连接第i双向储能DC/AC电力变换模块、第i交流电控开关电路模块以及通过系统通信线路与通信接口电路链接，构成第i蓄电池组串管理系统BMS监测通信以及与主控系统模块交互信息的通信链路；

储能模块的第1储能蓄电池组串通过第1直流电控开关连接第1双向储能DC/AC电力变换模块，由第1双向储能DC/AC电力变换模块顺次通过第1交流电控开关电路模块、第1储能模块交流及通信插接式连接线、储能蓄电池模块多模块并接连接器接入输入输出电力连接及监测保护与计量模块，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块通过电力连接器电力线连接电动汽车电力连接器，构成第1储能蓄电池组串为电动汽车供电的电力路径；

第i储能模块的储能蓄电池组串通过第i直流电控开关连接第i双向储能DC/AC电力变换模块，由第i双向储能DC/AC电力变换模块顺次通过第i交流电控开关电路模块、第i储能模块交流及通信插接式连接线、储能蓄电池模块多模块并接连接器接入输入输出电力连接及监测保护与计量模块，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块通过电力连接器电力线连接电动汽车电力连接器，构成第i储能蓄电池组串为电动汽车供电的电力路径；

储能模块的第1储能蓄电池组串通过第1直流电控开关连接第1双向储能DC/AC电力变换模块，由第1双向储能DC/AC电力变换模块通过第1交流电控开关电路模块顺次连接第1储能模块交流及通信插接式连接线、储能蓄电池模块多模块并接连接器及输入输出电力连接及监测保护与计量模块，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块连接电网市电充电连接器，构成第1储能蓄电池组串充放电以及实现独立供电的应急备用电源供电电力路径；

第i储能模块的储能蓄电池组串通过第i直流电控开关连接第i双向储能DC/AC电力变换模块，由第i双向储能DC/AC电力变换模块通过第i交流电控开关电路模块顺次连接第i储能模块交流及通信插接式连接线、储能蓄电池模块多模块并接连接器及输入输出电力连接及监测保护与计量模块，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块连接电网市电充电连接器，构成第i储能蓄电池组串充放电以及实现独立供电的应急备用电源供电电力路径；

储能模块的第1储能蓄电池组串通过第1直流电控开关连接第1双向储能DC/AC电力变换模块，由第1双向储能DC/AC电力变换模块连接的第1交流电控开关电路模块并顺次通过第1储能模块交流及通信插接式连接线、储能蓄电池模块多模块并接连接器连接输入输出电力连接及监测保护与计量模块，构成第1储能蓄电池组串模块与系统中多个储能蓄电池组串模块交流并联的多储能模块并联充放电电力路径；

第i储能模块的储能蓄电池组串通过第i直流电控开关连接第i双向储能DC/AC电力变换模块，由第i双向储能DC/AC电力变换模块连接的第i交流电控开关电路模块并顺次通过第i储能模块交流及通信插接式连接线、储能蓄电池模块多模块并接连接器连接输入输出电力连接及监测保护与计量模块，构成第i储能蓄电池组串模块与系统中多个储能蓄电池组串模块交流并联的多储能模块并联充放电电力路径；

储能蓄电池模块多模块并接连接器通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块连接的电力连接器电力线与电动汽车电力连接器，并且多交流储能模块系统的任意的多交流储能模块系统中第i储能模块通过第i交流电控开关电路模块及第i储能模块交流及通信插接式连接线与储能蓄电池模块多模块并接连接器并接，构成多个交流储能蓄电池模块交流并联且成为电动汽车电力连接器供电以及构成多个交流储能蓄电池模块受控充放电的电力路径；

电网市电接入电网市电充电连接器，由电网市电充电连接器通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块连接储能蓄电池模块多模块并接连接器，并且多交流储能模块系统中的多交流储能模块系统中第i储能模块的第i交流电控开关电路模块通过第i储能模块交流及通信插接式连接线并接在储能蓄电池模块多模块并接连接器，构成电网市电为多交流储能模块系统中多个储能模块充放电的电力路径。

一种适于人工换电的多交流储能模块系统，其储能蓄电池模块多模块并接连接器的特征是，具有交流母线并配置多模块接入的交流储能模块并联的多组正极和负极连接端子。

一种适于人工换电的多交流储能模块系统，其第i交流电控开关电路模块的特征是，具有通信连接端子和通信线路以及受控交流电力路径选通的电控开关电路。

一种适于人工换电的多交流储能模块系统，其多交流储能模块中第i储能模块的特征是，主要由第i储能蓄电池组串、第i蓄电池组串管理系统BMS、第i双向储能DC/AC电力变换模块、第i直流电控开关、第i交流电控开关电路模块、第i储能模块内部通信线路组成，是适于人工搬运安装的最小型化储能模块并具备独立DC/AC双向电力变换的功能单元以及通过第i储能模块交流及通信插接式连接线快速投入或切出系统。

一种适于人工换电的多交流储能模块系统，利用换电电动汽车采用多储能模块、小型化适于人工搬运安装的储能模块，构成电动汽车换电供电系统，储能模块自带双向电力变换模块实现独立充放电，解决了多个储能模块独立调控受控运行，更加安全、可靠；便于实现电与车分离管理，实现了蓄电池组串模块的共享和灵活更换，并且使得储能模块充放电在每一次换电的充放电都可以得到专业的蓄电池监测和充放电维护，保证了储能模块的更加安全的运行，不仅可以提高蓄电池的使用寿命，更重要的是提高了蓄电池运行的安全性。

附图说明

图1是一种适于人工换电的多交流储能模块系统的构成原理框图。

具体实施方式

作为实施例子，结合图1对一种适于人工换电的多交流储能模块系统给予说明，但是，本实用新型的技术与方案不限于本实施例子给出的内容。

如图1所示，本实用新型提出一种适于人工换电的多交流储能模块系统，主要包括：第1储能蓄电池组串(1)、第1蓄电池组串管理系统BMS(2)、第1 双向储能DC/AC电力变换模块(3)、第1直流电控开关(4)、输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)、电力连接器电力线(6)、电力连接器通信线(7)、电动汽车电力连接器(8)、主控系统模块(9)、数据编码器(91)、数据存储器 (92)、通信控制电路(93)、定位信息处理电路(94)、人工操控界面(95)、提示电路模块(96)、工作电源(97)、多模块系统总线(10)、无线通信收发模块(11)、通信接口电路(12)、系统通信线路(13)、第1交流电控开关电路模块(14)、储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)、电网市电充电连接器(16)、公共通信网络(17)、调控中心及信息平台系统(18)、手机及移动终端(19)、第1蓄电池组串BMS线束(20)、第1储能模块交流及通信插接式连接线(21)、第i储能模块交流及通信插接式连接线(21i)、第1储能模块内部通信线路(22) 以及第i储能蓄电池组串(1i)、第i蓄电池组串管理系统BMS(2i)、第i蓄电池组串BMS线束(20i)、第i双向储能DC/AC电力变换模块(3i)、第i直流电控开关(4i)、第i交流电控开关电路模块(14i)、第i储能模块内部通信线路 (22i)，其中：

由第1储能蓄电池组串(1)、第1蓄电池组串管理系统BMS(2)、第1 蓄电池组串BMS线束(20)、第1双向储能DC/AC电力变换模块(3)、第1直流电控开关(4)、第1交流电控开关电路模块(14)、第1储能模块内部通信线路 (22)，构成多交流储能模块中第1储能模块；

由第i储能蓄电池组串(1i)、第i蓄电池组串管理系统BMS(2i)、第 i蓄电池组串BMS线束(20i)、第i双向储能DC/AC电力变换模块(3i)、第i 直流电控开关(4i)、第i交流电控开关电路模块(14i)、第i储能模块内部通信线路(22i)，构成多交流储能模块中第i储能模块；

主控系统模块(9)通过多模块系统总线(10)分别连接数据编码器(91)、数据存储器(92)、通信控制电路(93)、定位信息处理电路(94)、人工操控界面(95)、提示电路模块(96)、工作电源(97)以及储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)，构成储能蓄电池组串模块的验证及监控管理的通信链路；

主控系统模块(9)通过多模块系统总线(10)连接储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)并由储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)通过第1 储能模块内部通信线路(22)连接第1蓄电池组串管理系统BMS(2)、第1双向储能DC/AC电力变换模块(3)、第1直流电控开关(4)，同时主控系统模块(9) 通过多模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及通信接口电路(12)，由通信接口电路(12)通过系统通信线路(13)分别链接第1蓄电池组串管理系统BMS(2)、蓄输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，构成主控系统模块(9)调控电力输入输出及第1储能蓄电池组串(1)充放电的控制通信链路；

主控系统模块(9)通过多模块系统总线(10)连接储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)并由储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)通过第i 储能模块内部通信线路(22i)连接第i蓄电池组串管理系统BMS(2i)、第i双向储能DC/AC电力变换模块(3i)、第i直流电控开关(4i)，同时主控系统模块(9)通过多模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路(93)及通信接口电路(12)，由通信接口电路(12)通过系统通信线路(13)分别链接第i蓄电池组串管理系统BMS(2i)、蓄输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，构成主控系统模块(9)调控电力输入输出及第i储能蓄电池组串(1i)充放电的控制通信链路；

主控系统模块(9)通过多模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路 (93)及通信接口电路(12)，由通信接口电路(12)通过系统通信线路(13) 链接输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)以及经输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接的电力连接器通信线(7)与电动汽车电力连接器(8)链接，构成主控系统模块(9)与电动汽车控制器交互信息的通信链路；

主控系统模块(9)通过多模块系统总线(10)顺次连接通信控制电路 (93)及无线通信收发模块(11)，由无线通信收发模块(11)通过公共通信网络(17)分别链接调控中心及信息平台系统(18)、手机及移动终端(19)，构成主控系统模块(9)与调控中心及信息平台系统(18)和手机及移动终端(19) 交换信息的通信链路；

第1蓄电池组串管理系统BMS(2)通过第1蓄电池组串BMS线束(20) 连接第1储能蓄电池组串(1)中的每一个蓄电池，同时第1蓄电池组串管理系统BMS(2)通过第1储能模块内部通信线路(22)连接第1双向储能DC/AC电力变换模块(3)、第1交流电控开关电路模块(14)以及通过系统通信线路(13) 与通信接口电路(12)链接，构成第1蓄电池组串管理系统BMS(2)监测通信以及与主控系统模块(9)交互信息的通信链路；

第i蓄电池组串管理系统BMS(2i)通过第i蓄电池组串BMS线束(20i) 连接第i储能蓄电池组串(1i)中的每一个蓄电池，同时第i蓄电池组串管理系统BMS(2i)通过第i储能模块内部通信线路(22i)连接第i双向储能DC/AC 电力变换模块(3i)、第i交流电控开关电路模块(14i)以及通过系统通信线路(13)与通信接口电路(12)链接，构成第i蓄电池组串管理系统BMS(2i) 监测通信以及与主控系统模块(9)交互信息的通信链路；

储能模块的第1储能蓄电池组串(1)通过第1直流电控开关(4)连接第1双向储能DC/AC电力变换模块(3)，由第1双向储能DC/AC电力变换模块 (3)顺次通过第1交流电控开关电路模块(14)、第1储能模块交流及通信插接式连接线(21)、储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)接入输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)通过电力连接器电力线(6)连接电动汽车电力连接器(8)，构成第1 储能蓄电池组串(1)为电动汽车供电的电力路径；

第i储能模块的储能蓄电池组串(1i)通过第i直流电控开关(4i)连接第i双向储能DC/AC电力变换模块(3i)，由第i双向储能DC/AC电力变换模块(3i)顺次通过第i交流电控开关电路模块(14i)、第i储能模块交流及通信插接式连接线(21i)、储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)接入输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)通过电力连接器电力线(6)连接电动汽车电力连接器(8)，构成第i储能蓄电池组串(1i)为电动汽车供电的电力路径；

储能模块的第1储能蓄电池组串(1)通过第1直流电控开关(4)连接第1双向储能DC/AC电力变换模块(3)，由第1双向储能DC/AC电力变换模块 (3)通过第1交流电控开关电路模块(14)顺次连接第1储能模块交流及通信插接式连接线(21)、储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)及输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接电网市电充电连接器(16)，构成第1储能蓄电池组串(1)充放电以及实现独立供电的应急备用电源供电电力路径；

第i储能模块的储能蓄电池组串(1i)通过第i直流电控开关(4i)连接第i双向储能DC/AC电力变换模块(3i)，由第i双向储能DC/AC电力变换模块(3i)通过第i交流电控开关电路模块(14i)顺次连接第i储能模块交流及通信插接式连接线(21i)、储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)及输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，再由输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接电网市电充电连接器(16)，构成第i储能蓄电池组串(1i) 充放电以及实现独立供电的应急备用电源供电电力路径；

储能模块的第1储能蓄电池组串(1)通过第1直流电控开关(4)连接第1双向储能DC/AC电力变换模块(3)，由第1双向储能DC/AC电力变换模块 (3)连接的第1交流电控开关电路模块(14)并顺次通过第1储能模块交流及通信插接式连接线(21)、储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)连接输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，构成第1储能蓄电池组串模块与系统中多个储能蓄电池组串模块交流并联的多储能模块并联充放电电力路径；

第i储能模块的储能蓄电池组串(1i)通过第i直流电控开关(4i)连接第i双向储能DC/AC电力变换模块(3i)，由第i双向储能DC/AC电力变换模块(3i)连接的第i交流电控开关电路模块(14i)并顺次通过第i储能模块交流及通信插接式连接线(21i)、储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)连接输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)，构成第i储能蓄电池组串模块与系统中多个储能蓄电池组串模块交流并联的多储能模块并联充放电电力路径；

储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接的电力连接器电力线(6)与电动汽车电力连接器(8)，并且多交流储能模块系统的任意的多交流储能模块系统中第i储能模块通过第i 交流电控开关电路模块(14i)及第i储能模块交流及通信插接式连接线(21i) 与储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)并接，构成多个交流储能蓄电池模块交流并联且成为电动汽车电力连接器(8)供电以及构成多个交流储能蓄电池模块受控充放电的电力路径；

电网市电接入电网市电充电连接器(16)，由电网市电充电连接器(16) 通过输入输出电力连接及监测保护与计量模块(5)连接储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)，并且多交流储能模块系统中的多交流储能模块系统中第i储能模块的第i交流电控开关电路模块(14i)通过第i储能模块交流及通信插接式连接线(21i)并接在储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)，构成电网市电为多交流储能模块系统中多个储能模块充放电的电力路径。

一种适于人工换电的多交流储能模块系统，其储能蓄电池模块多模块并接连接器(15)的特征是，具有交流母线并配置多模块接入的交流储能模块并联的多组正极和负极连接端子。

一种适于人工换电的多交流储能模块系统，其第i交流电控开关电路模块(14i)的特征是，具有通信连接端子和通信线路以及受控交流电力路径选通的电控开关电路。

一种适于人工换电的多交流储能模块系统，其多交流储能模块中第i储能模块的特征是，主要由第i储能蓄电池组串(1i)、第i蓄电池组串管理系统 BMS(2i)、第i双向储能DC/AC电力变换模块(3i)、第i直流电控开关(4i)、第i交流电控开关电路模块(14i)、第i储能模块内部通信线路(22i)组成，是适于人工搬运安装的最小型化储能模块并具备独立DC/AC双向电力变换的功能单元以及通过第i储能模块交流及通信插接式连接线(21i)快速投入或切出系统。

一种适于人工换电的多交流储能模块系统，利用换电电动汽车采用多储能模块、小型化适于人工搬运安装的储能模块，构成适用于人工换电的电动汽车换电供电系统，储能模块自带双向电力变换模块实现独立充放电，解决了多个储能模块独立调控受控运行，更加安全、可靠；便于实现电与车分离管理，实现了蓄电池组串模块的共享和灵活更换，并且使得储能模块充放电在每一次换电的充放电都可以得到专业的蓄电池监测和充放电维护，保证了储能模块的更加安全的运行，不仅可以提高蓄电池的使用寿命，更重要的是提高了蓄电池运行的安全性。