[實用新型]基于直流微電網的電動汽車供電裝置

有效

• 申請號: 201420256228.2
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN203850910U
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 張克玲;錢祥忠
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J3/28
• 代理公司: 溫州甌越專利代理有限公司 33211
• 代理人: 陳加利

技術領域

本實用新型屬于直流微電網和電動汽車充放電領域，具體是指基于直流微電網的電動汽車供電裝置。

背景技術

隨著全球能源短缺問題和環境污染的日益嚴重，以風力發電和光伏發電為代表的新能源技術、微電網技術和電動汽車等新技術新產品應運而生。

2012年4月，我國正式出臺了《節能與新能源汽車產業發展規劃》，但根據電力系統的能源利用現狀分析，直接通過電網對電動汽車進行充電所產生的碳排放量與傳統燃油汽車相當，因此，要達到新能源汽車產業發展規劃，直接調整電網的一次能源結構是極其困難的。

另一方面，風光發電設備具有間歇性和波動性的特點，輸出功率容易受到天氣變化的影響，無法根據負載需求進行發電，直接將新能源接入電網中，還需連接大量電力電子設備及電容等非線性元件，給電網帶了諧波污染，從很大程度上影響電網的穩定性。為了減少新能源單獨并網對大電網的沖擊，同時將分散的分布式電源組合起來，提高能源利用率，微電網的概念應運而生，微電網是相對傳統大電網的一個概念，是指多個分布式電源及其相關負載按照一定的拓撲結構組成的網絡，并通過靜態開關關聯至常規電網。微電網可分為交流微電網和直流微電網兩種。傳統的交流微電網需要考慮諸多問題，包括解決在實際應用中維持自身的電壓和頻率穩定、浪涌電流、內部分布式電源的同步等等，控制較為復雜。

而直流微電網直接使用直流配電，其控制只取決與直流母線電壓，不需要考慮母線電壓的相位和頻率問題，直流微電網中的負載供電也不受電網電壓三相不平衡、電壓閃變等問題的影響，光伏電池、燃料電池等直流型分布式電源可以通過直流變換接入直流母線，減少了整流逆變環節，提高能源利用率，因此采用直流微電網更容易協調運行，控制起來也更方便。

發明內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術存在的缺點和不足，而提供一種基于直流微電網的電動汽車供電裝置，該裝置能有助于解決電動汽車充電不方便的難題，同時又實現了風能和太陽能等新能源用于電動汽車供電，降低碳排放，從而滿足《節能與新能源汽車產業發展規劃》要求。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是包括以下模塊：包括有直流母線、連接于直流母線上的用于供電的供電模塊、以及連接于直流母線上用于電力供電輸出的儲能模塊；

所述的供電模塊包括有電網供電模塊、風光互補供電模塊和直流柴油發電機，所述的電網供電模塊包括有用于接入電網的雙向交流直流轉換器，以及連接于雙向交流直流轉換器輸出端的斷路器，該斷路器的輸出端連接于直流母線上，所述的風光互補供電模塊，包括有風力發電機和光伏發電陣列，該風力發電機通過交直流轉換器接入到直流母線上，該光伏發電陣列通過直流逆變器接入到直流母線上；

所述的儲能模塊包括超級電容、蓄電池、電動汽車和連接控制單元，所述的電動汽車通過斷路器與蓄電池相連，超級電容、蓄電池和電動汽車通過雙向直流功率變換器連接至多向選擇開關，該多向選擇開關的輸入端與直流母線相連接。

進一步設置是連接控制單元還包括有用于蓄電池和超級電容管理的電池管理單元，該電池管理單元與數字信號處理器（DSP）相連，該數字信號處理器（DSP）與多向選擇開關控制連接。

進一步設置是所述的電池管理單元包括有用于電壓以及剩余電量參數采集的信號采集電路、以及MCU處理器。

進一步設置是所述的多向選擇開關由多路繼電器連接構成。

本實用新型的優點是：通過直流母線將成百上千的電動汽車的蓄電池組成直流微電網，并且選擇多種形式的供電模塊進行電力供應，其中電網供電模塊通過雙向交流直流轉換器為直流微電網提供直流電，同時直流微電網中的電能也可以反饋回電網供電模塊。直流柴油發電系統作為備用能源模塊，直接與直流微電網相連提供額外的能量避免系統遭受任何不可預知的斷電故障。所述的風光互補供電模塊通電風力和光伏兩種形式發電，并將電力輸入到直流母線相連，所述的儲能模塊采用蓄電池、超級電容和電動汽車蓄電池作為微電網的能量儲藏室，分別通過雙向功率變換器與直流母線相連。本實用新型充分利用了V2G的優勢，并利用可再生能源和電動汽車來實現電能的傳輸，為各類負載提供高質量電源的同時，有助于解決電動汽車無法及時充電，充電不方便的難題，既為電動汽車尋找到廣泛的充電來源和充電方式，又實現了太陽能、風能等可再生能源的充分利用。

本實用新型含可再生清潔能源的微電網方式來間接地降低電動汽車的碳排放量，將更容易實現。

下面結合說明書附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步介紹。

附圖說明