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CN112491125A - 换电站及其供电系统 - Google Patents

换电站及其供电系统 Download PDF

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CN112491125A
CN112491125A CN201910864053.0A CN201910864053A CN112491125A CN 112491125 A CN112491125 A CN 112491125A CN 201910864053 A CN201910864053 A CN 201910864053A CN 112491125 A CN112491125 A CN 112491125A
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CN
China
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alternating current
power
electric energy
loads
conversion module
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Application number
CN201910864053.0A
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韩春虎
崔洪恺
李晓峰
李玉军
茹亚超
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Beijing Electric Vehicle Co Ltd
Blue Valley Smart Beijing Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Electric Vehicle Co Ltd
Blue Valley Smart Beijing Energy Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种换电站及其供电系统，其中，换电站的供电系统包括：交流输入端；一次负载回路，所述一次负载回路的输入端与所述交流输入端相连，所述一次负载回路的输出端与第一类负载相连；二次负载回路，所述二次负载回路中设置有电能变换模块，所述电能变换模块的交流输入端与所述交流输入端相连，所述电能变换模块的交流输出端与第二类负载相连，所述电能变换模块的直流端与储能模块相连。由此，在外部交流电源断电时通过储能模块供电，实现负载的分级管理，可以保证重要负载的正常用电，使得整个换电站在断电时依然能够运行。

Description

换电站及其供电系统
技术领域
本发明涉及换电站技术领域，尤其涉及一种换电站及其供电系统。
背景技术
相关技术中换电站的用电负载均由外部交流电源直接供电，但是，其存在的问题在于，当外部交流电源断电时，用电负载均无法工作，给整个换电站的使用带来不利影响。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种换电站的供电系统，在外部交流电源断电时通过储能模块供电，可以保证重要负载的正常用电。
本发明的第二个目的在于提出一种换电站。
为实现上述目的，本发明第一方实施例提出了一种换电站的供电系统，该系统包括：交流输入端，所述交流输入端用于接收外部输入的交流电；一次负载回路，所述一次负载回路的输入端与所述交流输入端相连，所述一次负载回路的输出端与第一类负载相连，所述一次负载回路在所述外部输入的交流电供电时，将所述外部输入的交流电供给所述第一类负载，并在所述外部输入的交流电断电时，停止供电；二次负载回路，所述二次负载回路中设置有电能变换模块，所述电能变换模块的交流输入端与所述交流输入端相连，所述电能变换模块的交流输出端与第二类负载相连，所述电能变换模块的直流端与储能模块相连，所述电能变换模块用于在所述外部输入的交流电供电时，将所述外部输入的交流电转换为第一交流电以供给所述第二类负载，并在所述外部输入的交流电断电时，将所述储能模块储存的电能转换为所述第一交流电以供给所述第二类负载。
根据本发明实施例提出的换电站的供电系统，电能变换模块的直流端与储能模块相连，在外部交流电源断电时，将储能模块储存的电能转换为交流电以供给部分不可断电的负载，由此，在外部交流电源断电时通过储能模块供电，实现负载的分级管理，可以保证重要负载的正常用电，使得整个换电站在断电时依然能够运行。
另外，根据本发明实施例提出的换电站的供电系统，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述第一类负载包括充电机、照明模块和空调模块中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，所述第二类负载包括码垛机、换电车、消防系统、道闸系统、车辆识别装置、视频监控装置、工控机、电脑和低压电源中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，所述电能变换模块包括PCS模块和/或UPS模块，所述储能模块包括动力电池包和/或铅酸电池。
根据本发明的一个实施例，所述二次负载回路包括：第一子回路，所述第一子回路中设置有第一电能变换模块，所述第一电能变换模块的交流输入端与所述交流输入端相连，所述第一电能变换模块的交流输出端与第二类负载中的第一组负载相连，所述第一电能变换模块的直流端与第一储能模块相连，所述第一电能变换模块用于在所述外部输入的交流电供电时，将所述外部输入的交流电转换为所述第一交流电以供给所述第二类负载中的第一组负载，并在所述外部输入的交流电断电时，将所述第一储能模块储存的电能转换为所述第一交流电以供给所述第二类负载中的第一组负载；第二子回路，所述第二子回路中设置有第二电能变换模块，所述第二电能变换模块的交流输入端与所述交流输入端相连，所述第二电能变换模块的交流输出端与第二类负载中的第二组负载相连，所述第二电能变换模块的直流端与第二储能模块相连，所述第二电能变换模块用于在所述外部输入的交流电供电时，将所述外部输入的交流电转换为所述第一交流电以供给所述第二类负载中的第二组负载，并在所述外部输入的交流电断电时，将所述第二储能模块储存的电能转换为所述第一交流电以供给所述第二类负载中的第二组负载。
根据本发明的一个实施例，所述第二类负载中的第一组负载包括码垛机、换电车、消防系统、道闸系统、车辆识别装置和视频监控装置中的至少一个；所述第二类负载中的第二组负载包括工控机、电脑和低压电源中的至少一个。
根据本发明的一个实施例，所述第一电能变换模块包括PCS模块，所述第一储能模块包括动力电池包；所述第二电能变换模块包括UPS模块，所述第二储能模块包括铅酸电池。
根据本发明的一个实施例，该换电站的供电系统，还包括：交流防雷器，所述交流防雷器连接于所述交流输入端。
根据本发明的一个实施例，该换电站的供电系统，还包括：电能计量器，所述电能计量器连接于所述交流输入端，以计量所述外部输入的交流电的电能。
为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种换电站，包括所述的换电站的供电系统。
根据本发明实施例提出的换电站，通过上述实施例的换电站的供电系统，在外部交流电源断电时通过储能模块供电，实现负载的分级管理，可以保证重要负载的正常用电，使得整个换电站在断电时依然能够运行。
附图说明
图1为根据本发明实施例的换电站的供电系统的方框示意图；
图2为根据本发明一个具体实施例的换电站供电系统的第一类负载的方框示意图；
图3为根据本发明一个具体实施例的换电站供电系统的第二类负载的方框示意图；
图4为根据本发明一个具体实施例的换电站供电系统的二次负载回路的方框示意图；
图5为根据本发明又一个具体实施例的换电站的供电系统的局部方框示意图；
图6为根据本发明又一个实施例的换电站的供电系统的方框示意图；以及
图7为根据本发明实施例的换电站的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
图1为根据本发明实施例的换电站的供电系统的方框示意图。如图1所示，该供电系统101包括：交流输入端102、一次负载回路103、第一类负载104、二次负载回路105和第二类负载107。
其中，交流输入端102用于接收外部输入的交流电例如220V市电交流电；一次负载回路103的输入端与交流输入端102相连，一次负载回路103的输出端与第一类负载104相连，一次负载回路103在外部输入的交流电供电时，将外部输入的交流电供给第一类负载104，并在外部输入的交流电断电时，停止供电。二次负载回路105中设置有电能变换模块106，该电能变换模块106的交流输入端与交流输入端102相连，电能变换模块106的交流输出端与第二类负载107相连，电能变换模块106的直流端与储能模块108相连，电能变换模块106用于在外部输入的交流电供电时，将外部输入的交流电转换为第一交流电以供给第二类负载107，并在外部输入的交流电断电时，将储能模块108储存的电能转换为第一交流电以供给第二类负载107。
可以理解，第一类负载104可以为随交流输入端102断电可以停止运行，并且对换电站的性能影响不大的负载。例如，如图2所示，第一类负载104可以包括充电机201、照明模块202和空调模块203中的至少一个，但不限于此。此类负载允许在交流输入端102断电时停止运作，对换电站的性能影响不大，交流输入端102正常供电后恢复工作。
其中，充电机201可以是充电机插箱等，照明模块202可以是室内照明电源等，空调模块203可以是空调器等。
并且，第二类负载107可以为断电会影响换电站正常运行的负载或者不允许断电的负载。例如，如图2所示，第二类负载107可以包括码垛机304、换电车305、消防系统306、道闸系统307、车辆识别装置308、视频监控装置309、工控机310、电脑311和低压电源312中的至少一个。
由此，在本发明实施例中，如图1所示，当交流输入端102断电时，储能模块108通过电能变换模块106逆变为稳定交流源，为第二类负载107供电，当交流输入端102正常供电后，第二类负载107切回市电供应，并且由市电即交流输入端102输入的交流电为储能模块108进行补电，从而，在外部交流电源断电时通过储能模块进行供电，可以保证第二类负载的正常用电，使得换电站在断电时依然能够运行。
进一步地，在二次负载回路105中，电能变换模块106可以包括PCS(PowerConversion System，储能变流器)模块和/或UPS(Uninterruptible Power System，不间断电源)模块，储能模块可以包括动力电池包和/或铅酸电池。也就是说，电能变换模块106可以完全采用PCS模块，也可以完全采用UPS模块，还可以采用PCS模块和UPS模块的结合模式；而储能模块可以完全采用动力电池包，也可以完全采用铅酸电池，还可以采用动力电池包和铅酸电池的结合模式。
举个例子，如图3所示，二次负载回路105中的电能变换模块106可以包括PCS模块402，储能模块108可以包括动力电池包405。当交流输入端102断电时，PCS模块402将动力电池包405中储存的电能转变为第一交流电，以供给第二类负载107。当交流输入端102正常供电后，PCS模块402将交流输入端102输入的交流电转换为第一交流电，以供给第二类负载107，并且将交流输入端102输入的交流电转变为直流电，以给动力电池包405进行补电(即充电)。
由此，采样PCS模块供电，可以使用动力电池，所需电池数量较少，无需占用较多的换电站空间，对换电站空间尺寸要求不大。
又如，如图4所示，二次负载回路105中的电能变换模块106可以包括UPS模块403，储能模块108可以包括铅酸电池406。当交流输入端102断电时，UPS模块403将铅酸电池包406中储存的电能转变为第一交流电供给第二类负载107，当交流输入端102正常供电后，UPS模块403将交流输入端102输入的交流电转换为第一交流电，以供给第二类负载107，并将交流输入端102输入的交流电转换为直流电，以给铅酸电池包406进行补电(即充电)。
由此，采样UPS模块供电，反映时间短，可满足工控机、电脑等负载微秒级的反应时间要求，实现不间断电源供应。
根据本发明又一个具体实施例的换电站的供电系统，如图5所示，该供电站的供电系统中的二次负载回路105包括：第一子回路501和第二子回路505。
其中，第一子回路501中设置有第一电能变换模块502，第一电能变换模块502的交流输入端与交流输入端102相连，第一电能变换模块502的交流输出端与第二类负载107中的第一组负载503相连，第一电能变换模块的直流端与第一储能模块504相连。第一电能变换模块502用于在外部输入的交流电供电时，将外部输入的交流电转换为第一交流电以供给第二类负载107中的第一组负载503，并在外部输入的交流电断电时，将第一储能模块504储存的电能转换为第一交流电以供给第二类负载107中的第一组负载503。
第二子回路505中设置有第二电能变换模块506，第二电能变换模块506的交流输入端与交流输入端102相连，第二电能变换模块506的交流输出端与第二类负载107中的第二组负载507相连，第二电能变换模块506的直流端与第二储能模块508相连。第二电能变换模块506用于在外部输入的交流电供电时，将外部输入的交流电转换为第一交流电以供给第二类负载107中的第二组负载507，并在外部输入的交流电断电时，将第二储能模块508储存的电能转换为第一交流电以供给第二类负载107中的第二组负载507。
具体地，如图5所示，第二类负载107中的第一组负载503可以包括码垛机304、换电车305、消防系统306、道闸系统307、车辆识别装置308和视频监控装置309中的至少一个；第二类负载107中的第二组负载507可以包括工控机310、电脑311和低压电源312中的至少一个。
进一步地，如图5所示，第一电能变换模块502可以包括PCS模块402，第一储能模块504可以包括动力电池包405；第二电能变换模块506可以包括UPS模块403，第二储能模块508可以包括铅酸电池406。
具体地，第二类负载107中的第一组负载503可以为断电会影响换电站正常运行的负载或者不允许断电的负载，第二类负载107中的第二组负载507可以为断电会影响换电站正常运行的负载或者不允许断电的负载。例如，如图5所示，第二类负载107中的第一组负载503可以包括码垛机304、换电车305、消防系统306、道闸系统307、车辆识别装置308、视频监控装置309中的至少一个，而第二类负载107中的第二组负载507可以包括工控机310、电脑311和低压电源312中的至少一个。
可以理解，当交流输入端102断电时，PCS模块402将动力电池包405中储存的电能转变为第一交流电，以供给第二类负载107中的第一组负载503，同时，UPS模块403将铅酸电池包406中储存的电能转变为第一交流电，以供给第二类负载107中的第二组负载507。
当交流输入端102正常供电后，PCS模块402将交流输入端102输入的交流电转换为第一交流电，以供给第二类负载107中的第一组负载503，并将交流输入端102输入的交流电转变为直流电，以给动力电池包405进行补电。同时，UPS模块403将交流输入端102输入的交流电转换为第一交流电，以供给第二类负载107中的第二组负载507，并将交流输入端102输入的交流电转变为直流电，以给铅酸电池包406进行补电。
可以理解的是，上述第一子回路501和第二子回路505的供电过程是同时并且是独立进行的。
根据本发明又一个实施例的换电站的供电系统，如图6所示，该供电系统101还包括交流防雷器601，其中，交流防雷器601连接于交流输入端102，以实现整个供电系统101的安全防雷功能。
如图6所示，该供电系统101还包括电能计量器602，电能计量器602连接于交流输入端102，以计量外部输入的交流电的电能。
作为一个示例，电能计量器602可连接在交流防雷器601后面，即交流防雷器601可连接在电能计量器602与交流输入端102之间。
综上，根据本发明实施例提出的换电站的供电系统，电能变换模块的直流端与储能模块相连，在外部交流电源断电时，将储能模块储存的电能转换为交流电以供给部分不可断电的负载，由此，在外部交流电源断电时通过储能模块供电，实现负载的分级管理，可以保证重要负载的正常用电，使得整个换电站在断电时依然能够运行。
基于上述实施例，本发明还提出了一种换电站。
图7为根据本发明实施例的换电站的方框示意图。如图7所示，该换电站701包括供电系统101。
根据本发明实施例提出的换电站，通过上述实施例的换电站的供电系统，在外部交流电源断电时通过储能模块供电，实现负载的分级管理，可以保证重要负载的正常用电，使得整个换电站在断电时依然能够运行。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种换电站的供电系统，其特征在于，包括：
交流输入端，所述交流输入端用于接收外部输入的交流电；
一次负载回路，所述一次负载回路的输入端与所述交流输入端相连，所述一次负载回路的输出端与第一类负载相连，所述一次负载回路在所述外部输入的交流电供电时，将所述外部输入的交流电供给所述第一类负载，并在所述外部输入的交流电断电时，停止供电；
二次负载回路，所述二次负载回路中设置有电能变换模块，所述电能变换模块的交流输入端与所述交流输入端相连，所述电能变换模块的交流输出端与第二类负载相连，所述电能变换模块的直流端与储能模块相连，所述电能变换模块用于在所述外部输入的交流电供电时，将所述外部输入的交流电转换为第一交流电以供给所述第二类负载，并在所述外部输入的交流电断电时，将所述储能模块储存的电能转换为所述第一交流电以供给所述第二类负载。
2.根据权利要求1所述的换电站的供电系统，其特征在于，所述第一类负载包括充电机、照明模块和空调模块中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的换电站的供电系统，其特征在于，所述第二类负载包括码垛机、换电车、消防系统、道闸系统、车辆识别装置、视频监控装置、工控机、电脑和低压电源中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的换电站的供电系统，其特征在于，所述电能变换模块包括PCS模块和/或UPS模块，所述储能模块包括动力电池包和/或铅酸电池。
5.根据权利要求1所述的换电站的供电系统，其特征在于，所述二次负载回路包括：
第一子回路，所述第一子回路中设置有第一电能变换模块，所述第一电能变换模块的交流输入端与所述交流输入端相连，所述第一电能变换模块的交流输出端与第二类负载中的第一组负载相连，所述第一电能变换模块的直流端与第一储能模块相连，所述第一电能变换模块用于在所述外部输入的交流电供电时，将所述外部输入的交流电转换为所述第一交流电以供给所述第二类负载中的第一组负载，并在所述外部输入的交流电断电时，将所述第一储能模块储存的电能转换为所述第一交流电以供给所述第二类负载中的第一组负载；
第二子回路，所述第二子回路中设置有第二电能变换模块，所述第二电能变换模块的交流输入端与所述交流输入端相连，所述第二电能变换模块的交流输出端与第二类负载中的第二组负载相连，所述第二电能变换模块的直流端与第二储能模块相连，所述第二电能变换模块用于在所述外部输入的交流电供电时，将所述外部输入的交流电转换为所述第一交流电以供给所述第二类负载中的第二组负载，并在所述外部输入的交流电断电时，将所述第二储能模块储存的电能转换为所述第一交流电以供给所述第二类负载中的第二组负载。
6.根据权利要求5所述的换电站的供电系统，其特征在于，
所述第二类负载中的第一组负载包括码垛机、换电车、消防系统、道闸系统、车辆识别装置和视频监控装置中的至少一个。
所述第二类负载中的第二组负载包括工控机、电脑和低压电源中的至少一个。
7.根据权利要求5所述的换电站的供电系统，其特征在于，
所述第一电能变换模块包括PCS模块，所述第一储能模块包括动力电池包；
所述第二电能变换模块包括UPS模块，所述第二储能模块包括铅酸电池。
8.根据权利要求1所述的换电站的供电系统，其特征在于，还包括：
交流防雷器，所述交流防雷器连接于所述交流输入端。
9.根据权利要求1所述的换电站的供电系统，其特征在于，还包括：
电能计量器，所述电能计量器连接于所述交流输入端，以计量所述外部输入的交流电的电能。
10.一种换电站，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的换电站的供电系统。
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