基于充电桩的充电储能一体化系统及其工作方法与流程

本发明涉及基于充电桩的充电储能一体化系统及其工作方法。

背景技术

虽然充电桩已经在高速服务区，小区停车场等多个场合实现了规模化应用；并且充电桩的应用数量逐渐增加，大部分建设地址都与电网充放电设施相结合，但随着充电桩建设加快，面临的另一个问题就是新能源汽车充电数量与充电桩实际充电时间的匹配，为提高充电桩的使用效率。

申请号201710950621.x的中国发明专利“一种设置有光伏发电的充电站”提到了一种设置有光伏发电的充电站，包含多个充电桩、储能电池系统、光伏发电系统、dc/dc双向变换器、dc/ac双向变换器和配电柜，通过将部分合理组成，将光伏发电系统配套入充电系统内，完成对电动汽车的充电。但是对于数量较大的停车场、高速服务区等没有设置光伏发电的场合，无法充分利用现有充电桩进行桩储一体化系统，实现没有电动汽车充电时候充电桩可选择在夜间电价较低时候为电池储能单元充电，白天电价较高时候电池电能反馈电网。

申请号201611159227.6的中国发明专利提到了“一种电动汽车充电站及电力系统”，其中储能装置能够与电网电连接，用于将电网提供的电能进行存储，并为充电桩供电，储能装置与充电桩电连接，以形成第一充电回路，充电桩能够与电网电连接，以形成第二充电回路，控制装置与储能装置及充电桩电连接，并能够与电网电连接，控制装置用于控制第一充电电路和第二充电电路通断。但没有提到设置储能远程监控系统，通过监控系统自动设置充电桩进行夜间充电的时间及白天进行反馈电网的实施时间，并且没有有效手段提供电动汽车车主如何通过充电桩进行充电并且不影响充电完成后继续对储能单元的自动充电。

现有技术存在的问题是：充电完成后，用户直接将充电枪插到充电桩上，而不是插到储能电池箱的充电枪接口上；还有一些用户充完电后，不知道该将充电枪放回什么位置，造成充电后插入的接口混乱，不能够合理利用不同时间段的电能。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明提供了基于充电桩的充电储能一体化系统及其工作方法，其通过改造现有充电桩或者新增配套储能单元的方法，实现一套既可为新能源汽车充电又可在充电桩空闲时间通过增加的储能单位进行削峰填谷、无功电压控制、离网应急供电等功能。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

作为本发明的第一方面，提供了基于充电桩的充电储能一体化系统；

基于充电桩的充电储能一体化系统，包括：充电桩和储能电池箱；

所述充电桩，与充电枪连接；所述充电桩从电力供电系统获取电源，通过充电枪给电动汽车充电；

所述储能电池箱的箱体外侧设有充电枪接口，所述储能电池箱内设有若干节储能电芯；所述若干节储能电芯与充电枪接口连接，所述若干节储能电芯还通过dc/ac接口与电力供电系统连接；所述若干节储能电芯还通过dc/ac接口与家庭用电设施连接；所述若干节储能电芯还与电池管理系统连接，所述电池管理系统与控制器连接；所述控制器与gps模块和wifi模块连接；所述wifi模块分别与移动终端和远程pc端连接；所述控制器还与充电枪接口连接。

当给电动汽车充电时，将充电枪从储能电池箱箱体外侧的充电枪接口上取下，将充电枪连接到电动汽车上给电动汽车充电；

当电动汽车充电结束时，将充电枪从电动汽车上取下，将充电枪连接到储能电池箱的充电接口上，给储能电池箱内的若干节储能电芯充电。

作为本发明的第二方面，提供了基于充电桩的充电储能一体化系统的工作方法；

基于充电桩的充电储能一体化系统的工作方法，包括：

当控制器检测到充电枪接口与充电枪连接时，首先判断当前时间是夜间设定时间段还是白天用电高峰时段；

如果是夜间设定时间段，则允许充电枪通过充电枪接口给若干节储能电芯充电；

如果是白天用电高峰时段，则控制充电枪停止通过充电枪接口给若干节储能电芯充电，控制若干节储能电芯向电力供电系统供电。

如果是夜间设定时段，进一步判断是否有移动终端通过wifi模块连接控制器，如果有，则将控制器通过电池管理系统采集的储能电芯剩余电量信息传输给移动终端，如果还接收到家庭用电设备的用电请求，则通过若干节储能电芯向家庭用电设施供电。

在若干节储能电芯接收充电，或对外界供电的过程中，电池管理系统对每一节储能电芯的工作状态进行实时监控；一旦出现单芯电池故障及时进行报警切断储能电池箱充电回路及放电回路；并将监控结果反馈给控制器，控制器将监控结果结合gps模块的gps位置信息一并通过wifi模块上传给远程pc端或移动终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的充电桩可以是家庭自建充电桩，小区停车场充电桩及高速服务区充电桩，系统包含充电桩，储能电池箱，家庭供电电力回路或其他电网回路。去掉了现有技术中充电桩的充电端口，只保留储能电池箱上的充电枪接口，保证充电完成后，用户直接将充电枪插到储能电池箱充电接口，避免车主充完电后，不知道该将充电枪放回什么位置，避免一些车主将充电枪不插入储能电池箱的充电口，而插入充电桩，造成充电混乱。

内置储能电池箱电池状态分析系统，可实时监控每节电芯工作状态，一旦出现异常状态及时切断充放电回路，有效保障储能电池箱安全。

当车主充完电后插入储能电池箱上后，自动判断时间点是否为夜间11点至早晨6点，如果为该时间段，将自动通过充电枪对储能电池箱进行充电；当时间点为白天电价高峰期时，自动将储能电池箱电量通过单相dc/ac反馈电网，实现微型充电桩储能一体化系统的高效投入产出，提高了现有充电桩的使用率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的系统架构示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

作为本发明的第一个实施例，提供了基于充电桩的充电储能一体化系统；

基于充电桩的充电储能一体化系统，包括：充电桩和储能电池箱；

所述充电桩，与充电枪连接；所述充电桩从电力供电系统获取电源，通过充电枪给电动汽车充电；

所述储能电池箱的箱体外侧设有充电枪接口，所述储能电池箱内设有若干节储能电芯；所述若干节储能电芯与充电枪接口连接，所述若干节储能电芯还通过dc/ac接口与电力供电系统连接；所述若干节储能电芯还通过dc/ac接口与家庭用电设施连接；所述若干节储能电

芯还与电池管理系统连接，所述电池管理系统与控制器连接；所述控制器与gps模块和wifi模块连接；所述wifi模块分别与移动终端和远程pc端连接；所述控制器还与充电枪接口连接。

当给电动汽车充电时，将充电枪从储能电池箱箱体外侧的充电枪接口上取下，将充电枪连接到电动汽车上给电动汽车充电；

当电动汽车充电结束时，将充电枪从电动汽车上取下，将充电枪连接到储能电池箱的充电接口上，给储能电池箱内的若干节储能电芯充电。

作为本发明的第二个实施例，提供了基于充电桩的充电储能一体化系统的工作方法；

基于充电桩的充电储能一体化系统的工作方法，包括：

当控制器检测到充电枪接口与充电枪连接时，首先判断当前时间是夜间设定时间段还是白天用电高峰时段；

如果是夜间设定时间段，则允许充电枪通过充电枪接口给若干节储能电芯充电；

如果是白天用电高峰时段，则控制充电枪停止通过充电枪接口给若干节储能电芯充电，控制若干节储能电芯向电力供电系统供电。

如果是夜间设定时段，进一步判断是否有移动终端通过wifi模块连接控制器，如果有，则将控制器通过电池管理系统采集的储能电芯剩余电量信息传输给移动终端，如果还接收到家庭用电设备的用电请求，则通过若干节储能电芯向家庭用电设施供电。

在若干节储能电芯接收充电，或对外界供电的过程中，电池管理系统对每一节储能电芯的工作状态进行实时监控；一旦出现单芯电池故障及时进行报警切断储能电池箱充电回路及放电回路；并将监控结果反馈给控制器，控制器将监控结果结合gps模块的gps位置信息一并通过wifi模块上传给远程pc端或移动终端。

通过储能电池箱控制器实时分析是否有充电车辆，及时进行电动汽车及储能电池箱充电回路切换，实现免设置全自动充电，提升充电便利性；

根据控制器实时与电池管理系统进行通讯，实时对每节储能电池箱电芯进行分析，数据远传至远程pc端，保障储能电池箱电池性能处于高效状态，一旦出现单芯电池故障及时进行报警切断储能电池箱充电回路及放电回路。

控制器连接gps模块，确保利用当地夜间电价最低且没有电动汽车进行充电时，供电回路通过充电枪对储能电池箱进行充电，当白天时候储能电池箱通过dc/ac逆变系统反馈电网回路。

储能电池箱内置wifi模块，当附近用户联网至该wifi模块时，可实时将储能电池箱剩余电量告知用户，储能电池箱可与附件用户用电设施进行连接，实现离网应急供电，并通过计价模块进行实时电价计费。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。