一种基于行驶载具的驱动供电储能系统的制作方法

本发明涉及驱动发电储能，具体地说是一种基于行驶载具的驱动供电储能系统。

背景技术：

1、储能是指将能量在需要时储存下来，以备随后使用。储能技术可以帮助解决可再生能源电力系统中的波动性问题，使其更可靠和可持续。目前，太阳能、风能等新能源形式由于波动性较大，需要储能技术来平衡电网供需关系。相比之下，火力发电由于其燃料本身已经是能量储存形式，因此不需要特别的储能设施。而电从生产出来到，到最后使用，大概经过的流程是：生产电(发电厂，电站)---传输电(电网公司)----使用电(用户)，这三个环节里，都可以建立储能，所以储能根据应用场景就分为：发电侧储能；电网侧储能；用户侧储能。

2、随着装备现代化与信息化的进程，在野外与机动中各种装备对电力的需求不断增长，由此对新一代可移动式电力供应保障系统提出了“大功率、高供电时长、高效能、高可靠性、智能化、高机动性”的技术挑战。同时系统在抢险救灾、地质勘探、重大活动保障、数据中心等也有着极大的应用需求。

3、故如何实现驱动供电储能一体化，将车辆的驱动系统实现多动力源耦合化，从而使得车辆的动力性指标得到提升是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的技术任务是提供一种基于行驶载具的驱动供电储能系统，来解决如何实现驱动供电储能一体化，将车辆的驱动系统实现多动力源耦合化，从而使得车辆的动力性指标得到提升的问题。

2、本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种基于行驶载具的驱动供电储能系统，该驱动供电储能系统包括行驶载具、能量转换设备、能量互逆转化电气设备、双向逆变器、储能设备、ac并网设备及能量耦合分配设备，能量转换设备、能量互逆转化电气设备、双向逆变器、储能设备、ac并网设备及能量耦合分配设备分别通过机械固定形式安装在行驶载具上，行驶载具采用高速移动的轮式或履带式载具；

3、其中，能量转换设备用于将化学能(燃料等)、风能或太阳能转换为机械能；

4、能量互逆转化电气设备用于将能量转换设备产生的机械能转换为电能(该电能为ac电流形式)、将行驶载具动能转换为电能(该电能为ac电流形式)或将电能(该电能为ac电流形式)转化为机械能驱动行驶载具运动；

5、储能设备用于存储电能并进行dc电流并网；

6、双向逆变器用于将来自储能设备的直流电转换为交流电，将能量互逆转化电气设备产生的交流电转换为直流电；

7、ac并网设备用于将来自双向逆变器的ac电流与来自能量互逆转化电气设备的ac电流进行并网；其中，ac并网设备在并网工作过程中进行对双向逆变器的ac电流与来自能量互逆转化电气设备的ac电流的电压、频率和相位的采集和同步，实现ac电流电压、频率和相位的一致，完成并网；

8、能量耦合分配设备用于将进行ac电流并网、dc电流并网和驱动工况的综合控制。

9、作为优选，ac并网设备进行并网供电情况下的离网处理；

10、在使ac电流离并网系统中，储能设备中的ac电流离网时，控制能量互逆转化电气设备加载、双向逆变器减载，直至双向逆变器断开，在使ac并网离网系统中，能量互逆转化电气设备离网时，控制双向逆变器加载、能量互逆转化电气设备减载，直至能量互逆转化电气设备断开，能量互逆转化电气设备停机。

11、作为优选，储能设备进行dc电流并网情况下的离网处理，在使dc电流离并网系统中，储能设备中的dc电流离网时，控制能量互逆转化电气设备加载、双向逆变器减载，直至双向逆变器断开，在使ac并网离网系统中，能量互逆转化电气设备离网时，控制双向逆变器加载、能量互逆转化电气设备减载，直至能量互逆转化电气设备断开，能量互逆转化电气设备停机。

12、作为优选，能量耦合分配设备进行驱动能量耦合，驱动行驶载具；

13、在使能量互逆转化电气设备输出机械能和能量转换设备输出机械能耦合叠加，驱动行驶载具；

14、在使能量互逆转化电气设备输出机械能，驱动行驶载具；

15、在使能量转换设备输出机械能，驱动行驶载具。

16、作为优选，该驱动供电储能系统还包括能量转换设备控制单元，能量转换设备控制单元根据储能设备的电力、用电需求负载、行驶载具驱动功率需求和能量转换设备的特性曲线以及能量互逆转化电气设备的特性曲线，确定能量转换设备的启动与停止，使能量转换设备在高效率区间工作。

17、作为优选，该驱动供电储能系统还包括平衡用电负载，在用电需求负载小于能量转换设备的理想工作负荷最小值且高于储能设备供电的负荷时，能量转换设备控制单元使平衡用负载工作，并从而使能量转换设备在理想工作负荷下工作。

18、作为优选，该驱动供电储能系统还包括平衡行驶载具驱动功率需求，在行驶载具驱动功率需求小于能量转换设备的理想工作负荷最小值且高于储能设备供电的负荷时，能量转换设备控制单元使平衡行驶载具驱动功率需求工作，并从而使能量转换设备在理想工作负荷下工作。

19、作为优选，该驱动供电储能系统还包括平衡用电负载，在用电需求负载小于能量转换设备的理想工作负荷最小值且高于储能设备供电的负荷时，能量转换设备控制单元确定平衡用电负载工作造成的能量损失以及能量转换设备在非理想工作负荷下工作的能量损失，从而确定使平衡用电负载工作并从而使能量转换设备在理想工作负荷下工作还是使能量转换设备在非理想工作负荷下工作。

20、作为优选，该驱动供电储能系统还包括平衡行驶载具驱动功率需求，在行驶载具驱动功率需求小于能量转换设备的理想工作负荷最小值且高于储能设备供电的负荷时，能量转换设备控制单元确定平衡行驶载具驱动功率需求工作造成的能量损失以及能量转换设备在非理想工作负荷下工作的能量损失，从而确定使平衡行驶载具驱动功率需求工作并从而使能量转换设备在理想工作负荷下工作还是使能量转换设备在非理想工作负荷下工作；

21、该驱动供电储能系统还包括多个子系统，能量转换设备控制单元通过确定需进行充电或放电的储能设备而使能量转换设备在理想工作负荷下工作。

22、作为优选，能量转换设备控制单元的工作过程具体如下：

23、获得用电负载和/或行驶载具驱动功率需求；

24、将用电负载需求和/或行驶载具驱动功率需求与能量转换设备的理想负荷区间进行比较，从而获得储能设备放电功率和可充电功率；

25、将用电负载要求需求与能量转换设备负荷区间进行比较，从而获得储能设备电量、用电负载和能量转换设备转速的关系；

26、将用行驶载具驱动功率需求与能量转换设备负荷区间进行比较，从而获得储能系统电量、行驶载具驱动功率需求和能量转换设备转速的关系；

27、利用储能设备放电功率和可充电功率确定在各时刻应充电的功率，以及充电应达到的电量；

28、根据各时刻应充电的储能设备，以及充电应达到的电量，调整纯储能储能设备的充放电。

29、本发明的基于行驶载具的驱动供电储能系统具有以下优点：

30、(一)本发明通过驱动供电储能一体化措施，将车辆的驱动系统实现多动力源耦合化，从而使得车辆的动力性指标得到提升；

31、(二)本发明也可以根据使用场景，有针对性的灵活系统匹配，从而专项突出某些动力性指标；此外针对高原使用场景，纯燃油驱动与发电系统都会因为高原氧气稀薄而普遍损失三分之一的动力，从而极大的削弱了系统效能；而将驱动供电储能集成并同一载具安装系统的电力系统可以不受干扰，将很好的弥补燃油系统的效能损失，基于行驶载具的驱动供电储能系统将对于高原使用场景具备极大的战略意义；

32、(三)本发明将有力的促进驱动供电装备技术升级，促进节能减排新高端智能设备的推广和应用；从社会综合效益角度来看会不断提高对非道路移动机械在节能减排和污染排放领域的控制。