一种移动储能车用供电系统的制作方法

本发明涉及能源设备领域，具体涉及一种移动储能车用供电系统。

背景技术：

移动电源车是为应对各种灾害、应急、工作现场等电力供应而设计的车载式移动电站，系统内设备都有较高的可靠性要求。目前集装箱储能系统中的bms、pcs等设备多是采用配电网供电。以电池储能系统为主体的移动电源车，在尚未接入电网或供电端故障时，关键设备无法完成黑启动。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种移动储能车用供电系统，为ems、bms、pcs等关键设备供电，不仅能使储能电源车的关键设备在应急保供电场合正常启动和工作，还能实现市电缺失时的黑启动，提高了该类设备供电系统的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种移动储能车用供电系统，包括：

储能电池组，储能电池组连接逆变器；

第一双电源自动转换开关，第一双电源自动转换开关具有第一输入端a、第一输入端b、第一输出端，第一输入端a连接逆变器，第一输入端b连接不间断电源，第一输出端连接断路开关；

第二双电源自动转换开关，第二双电源自动转换开关具有第二输入端a、第二输入端b、第二输出端，第二输入端a连接断路开关，第二输入端b连接供电总线，第二输出端连接负载。

在上述方案的基础上，作为优选，逆变器为dc/ac单向逆变器。

在上述方案的基础上，作为优选，供电总线为ac220v、50hz。

本发明的有益效果是：

1、三电源供电系统能为移动储能车的关键设备，在不同场景下提供可靠的供电，同时具备黑启动功能；

2、三电源供电系统在提高供电可靠性和灵活性同时，不影响系统安全运行和过多增加成本。

附图说明

图1供电系统结构示意图

图中：1-供电总线；2-第二双电源自动转换开关；3-关键设备供电网络；4-断路开关；5-第一双电源自动转换开关；6-不间断电源；7-逆变器；8-电池组。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

结合附图说明关键设备供电系统的设计方案，结构见图1，主要包括供电总线1、第二双电源自动转换开关2、关键设备供电网络3、断路开关4、第一双电源自动转换开关5、不间断电源6、逆变器7和储能电池组8。供电系统结构简单、成本低，增加了移动电源车黑启动功能。

其中，储能电池组8和逆变器7组成了储能电池组供电系统；供电总线1、储能电池组供电系统和不间断电源6共同组成了关键设备供电系统。

其中，储能电池组供电系统与6分别接入第一双电源自动转换开关5的两个输入端；5的输出端再与1分别接入2的两个输入端；2的输出端接入关键设备供电网络3输入端。

供电总线1提供ac220v、50hz交流电，为储能车内所有设备供电，除了包括ems、bms、pcs等关键负载，还包括如车载空调、照明等其他负载。供电总线1输入端接入移动储能车充电接口和应急供电变流器的交流侧，从充电机、发电机或变流器处获得较大功率输入，以满足整车设备用电需求。

供电总线1与第一双电源自动转换开关5的输出端分别接入第二双电源自动转换开关2的两个输入端，共同组成双供电电源。第二双电源自动转换开关2设置供电总线1为常用电源，第一双电源自动转换开关5为备用电源，可以使两路电源进行自动切换。在第一双电源自动转换开关5正常供电的情况下，当供电总线1突然故障或停电时，通过第二双电源自动转换开关2自动投入到第一双电源自动转换开关5供电上；当供电总线1恢复后自动切换回供电总线1。双电源自动转换开关2也可在特殊情况下用手动模式在二者间任意切换。

储能电池组供电系统，由储能电池组8和逆变器7组成，逆变器7为dc/ac单向逆变器。储能电池组8提供高压直流电，经过逆变器7单向逆变为ac220v、50hz交流电，接入第一双电源自动转换开关5后与不间断电源6组成双后备电源。

第一双电源自动转换开关5设置不间断电源6为常用电源，储能电池组供电系统为备用电源，可以使两路电源进行自动切换。在储能电池组供电系统正常供电的情况下，当不间断电源6突然故障或电量耗尽停机时，通过第一双电源自动转换开关5自动投入到电池组供电系统上；当不间断电源6恢复后自动切换回不间断电源6。双电源自动转换开关5也可在特殊情况下用手动模式在二者间任意切换。

不间断电源6是将蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块将直流电转换成交流电的系统设备。不间断电源由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，整流器，逆变器，逆变和旁路输出切换电路以及蓄电池。当交流母线正常时，直流主回路有直流电压，供给逆变器，输出稳定的交流电压，同时交流母线交流电经整流后对电池充电。当任何时候交流母线欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路送电。从交流母线供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时，不间断电源发出声光报警，并在电池放电下限点停止逆变器工作并长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能，当发生超载时，跳到旁路状态，并在负载正常时自动返回。当发生严重超载时，不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态，此时前面输入空气开关也可能跳闸。消除故障后，只要合上开关，重新开机即开始恢复工作。

第一双电源自动转换开关2和第一双电源自动转换开关5都具有电气连锁与机械双连锁，确保两路电源不能同时供电；同时该类开关还具有结构简单、操作方便、寿命长等优点，提高了设备供电的可靠性。

第一双电源自动转换开关5与第二双电源自动转换开关2之间设置有断路开关4，当移动储能车在驻车、运输等非工作场合下处于断开状态，确保关键负载不启动，提高系统安全性。

实施过程：

以移动储能车不同工作状态来具体说明供电系统工作过程。

(1)正常充电

在移动储能车停车场，移动储能车准备充电时，若充电接口先插入充电枪，则供电总线1获得ac220v、50hz交流电，第二双电源自动转换开关2处于常用电源供电状态，关键负载供电来自供电总线1。

充电时若未插入充电枪，先闭合断路开关4，则第二双电源自动转换开关2处于备用电源供电状态，关键负载供电来自第二双电源自动转换开关5。此时双电源自动转换开关5处于不间断电源6的常用供电状态。若不间断电源6电量耗尽或故障，双电源自动转换开关5自动切换至储能电池组供电，直至不间断电源恢复正常后切换回不间断电源供电状态。

插入充电枪后，第二双电源自动转换开关2恢复至常用电源供电状态。

(2)应急供电

移动储能车在应急供电场所，先闭合断路开关4，则第二双电源自动转换开关2处于备用电源供电状态，关键负载供电来自第二双电源自动转换开关5。此时双电源自动转换开关5处于不间断电源6的常用供电状态。若不间断电源6电量耗尽或故障，双电源自动转换开关5自动切换至储能电池组供电，直至不间断电源恢复正常后切换回不间断电源供电状态。

接入应急供电网络后，第二双电源自动转换开关2恢复至供电总线1的常用电源供电状态，供电总线1从配电网取电。若开始应急供电，则供电总线1从变流器输出端的交流侧取电。

(3)移动储能车行驶和驻车状态

在移动储能车行驶和驻车等非工作场合下，断路开关4处于断开状态，确保断开关键负载供电，提高系统安全性。

(4)移动储能车的关键设备检修状态

在移动储能车的关键设备检修状态，断路开关4处于闭合状态，第二双电源自动转换开关2和第一双电源自动转换开关由自动控制变为手动控制，有选择为关键负载供电，以便于设备检修，同时确保操作人员和设备的安全性。

在上述的方案中：

关键设备供电系统由三路供电来源共同组成，包括供电总线、储能电池组供电系统和不间断电源，使系统具备黑启动功能，同时结构简单、成本低。

其中，储能电池组供电系统主要由储能电池组和dc/ac单向逆变器组成；储能电池组供电系统与不间断电源分别接入第一双电源自动转换开关的两个输入端；第一双电源自动转换开关的输出端再与供电总线分别接入第二双电源自动转换开关的两个输入端；第二双电源自动转换开关的输出端接入关键设备供电网络输入端。

供电总线提供ac220v、50hz交流电，为储能车内所有设备供电，除了包括ems、bms、pcs等关键负载，还包括如车载空调、照明等其他负载。供电总线输入端接入储能车充电接口和pcs变流器输出接口，从充电机、发电机或pcs处获得较大功率输入，以满足整车设备用电需求。

供电总线与第一双电源自动转换开关的输出端分别接入第二双电源自动转换开关的两个输入端，共同组成双供电电源。第二双电源自动转换开关设置供电总线为常用电源，第一双电源自动转换开关为备用电源，可以使两路电源进行自动切换。在第一双电源自动转换开关供电系统正常供电的情况下，当供电总线突然故障或停电时，通过第二双电源自动转换开关自动投入到第一双电源自动转换开关供电上；当供电总线恢复后自动切换回供电总线。该双电源自动转换开关也可在特殊情况下用手动模式在二者间任意切换。

储能电池组供电系统，主要由储能电池组和dc/ac单向逆变器组成。储能电池组提供高压直流电，经过dc/ac单向逆变器转换为ac220v交流电，接入第一双电源自动转换开关后与不间断电源组成双后备电源。

第一双电源自动转换开关设置不间断电源为常用电源，储能电池组供电系统为备用电源，可以使两路电源进行自动切换。在储能电池组供电系统正常供电的情况下，当不间断电源突然故障或电量耗尽停机时，通过第一双电源自动转换开关自动投入到电池组供电系统上；当不间断电源恢复后自动切换回不间断电源。该双电源自动转换开关也可在特殊情况下用手动模式在二者间任意切换。

不间断电源是将蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块将直流电转换成交流电的系统设备。不间断电源由五部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，整流器，逆变器，逆变和旁路输出切换电路以及蓄电池。当交流母线正常时，直流主回路有直流电压，供给逆变器，输出稳定的交流电压，同时交流母线交流电经整流后对电池充电。当任何时候交流母线欠压或突然掉电，则由电池组通过隔离二极管开关向直流回路送电。从交流母线供电到电池供电没有切换时间。当电池能量即将耗尽时，不间断电源发出声光报警，并在电池放电下限点停止逆变器工作并长鸣告警。不间断电源还有过载保护功能，当发生超载时，跳到旁路状态，并在负载正常时自动返回。当发生严重超载时，不间断电源立即停止逆变器输出并跳到旁路状态，此时前面输入空气开关也可能跳闸。消除故障后，只要合上开关，重新开机即开始恢复工作。

双电源自动转换开关具有电气连锁与机械双连锁，确保两路电源不能同时供电；同时双电源自动转换开关还具有结构简单、操作方便、寿命长等优点，提高了设备供电的灵活性和可靠性。

第一双电源自动转换开关与第二双电源自动转换开关之间设置有断路开关，当移动储能车在驻车、运输等非工作场合下处于断开状态，确保关键负载不启动，提高系统安全性。

在上述的技术方案中，具有以下技术效果。

1、关键负载供电系统为供电总线、电池储能系统和不间断电源三个供电电源组成，使系统具备黑启动功能，提高了关键负载供电可靠性，结构简单，成本低。

2、利用双电源自动转换开关自动切换供电电源，增加了移动储能车关键设备供电灵活性和可靠性。

3、第一双电源自动转换开关与第二双电源自动转换开关之间设置有断路开关，提高了系统安全性。

对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。