[發明專利]基于電池梯次利用的公交充電站預制艙式儲能系統及方法

有效

• 申請號: 201611040095.5
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN107046293B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 晏陽;蘇麟;錢康;秦華;秦勇明;王曙寧;吳鴻飛;閆安心;王夢蔚
• 申請（專利權）人: 中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J7/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于電池梯次利用的公交充電站預制艙式儲能系統，其特征在于，所述儲能系統接入充電站內380V母線，接受充電站內的監控系統的控制，包括儲能系統一次部分和儲能系統二次部分；所述儲能系統一次部分和儲能系統二次部分集成在集裝箱內；所述集裝箱包括電池室和控制室；

所述儲能系統一次部分包括雙向變流器、直流匯流箱、電池柜、電力電纜和通訊線纜；儲能系統二次部分包括智能控制屏柜、環境監控設備和電池柜內的電池管理系統；直流匯流箱和電池柜設置在電池室內，雙向變流器和智能控制屏柜設置在控制室內；

所述雙向變流器、直流匯流箱和電池柜依次通過電力電纜相連接，所述雙向變流器、智能控制屏柜和電池管理系統依次通過通訊線纜相連接，所述環境監控設備與智能控制屏柜通過通訊線纜相連接；

雙向變流器用于交直流電能轉換，連接儲能系統內部直流部分與充電站內交流部分，根據智能控制屏柜下發的指令，改變功率流向，實現儲能系統充電/放電；

直流匯流箱連接雙向變流器和電池柜，用于電能的匯集和分配，直流匯流箱內設置有直流母線和熔斷器，直流母線和熔斷器相連接；

電池柜包括若干個串并聯連接的電池組和均衡/采集模塊，電池組與均衡/采集模塊相連接，均衡/采集模塊用于電池組組間均衡；

電池管理系統設置在電池柜內，電池管理系統與所述智能控制屏柜相連接，用于電池組動態檢測；

環境監控設備包括若干個傳感器和攝像頭，所述傳感器和攝像頭設置在電池室內，用于實現視頻監控、火災報警、溫度控制和濕度控制；通過除濕空調內溫度傳感器檢測預制艙內溫度，通過感煙探測器，對預制艙內進行消防監控；

集裝箱底部設置有電纜夾層，用于電力電纜敷設，保證電池室、控制室內無外露電纜，便于運維人員巡檢；

智能控制屏柜包括服務器、后臺軟件和人機交互界面；

電池室和控制室均設置有巡視小門和檢修大門，巡視小門朝向檢修道路的方向設置。

2.根據權利要求1所述的基于電池梯次利用的公交充電站預制艙式儲能系統，其特征在于，

電池柜和直流匯流箱并排雙列布置在電池室內；雙向變流器和智能控制屏柜并排雙列布置在控制室內。

3.基于權利要求1或者2任一項權利要求所述的一種基于電池梯次利用的公交充電站預制艙式儲能系統的儲能方法，其特征在于，

儲能系統接入充電站內380V母線，接受充電站內監控系統的控制，基于全站運行模式進行電能儲電，電池柜內電池組基于電池梯次利用的篩選方法采用退役電動公交車動力電池作為電池組，實現動力電池的梯次利用；配置均衡采集模塊實現電池組之間平衡控制，監控電池組運行狀態；配置電池管理系統監控電池柜整體運行狀態，并將電池柜的運行數據通過控制總線上傳至智能控制屏柜，同時接受智能控制屏柜的運行指令，智能控制屏柜通過環境監控設備，對所述儲能系統的運行環境進行監測和調節，并把運行數據及環境數據發送至至充電站監控系統；

全站運行模式包括：

(1)并網運行模式：當電價處于谷時，儲能系統吸收電能并存儲；當電價為峰時且站內有車輛進行充電時，儲能系統通過380V母線為充電樁供電；

(2)離網運行模式：當充電站進線因故退出運行，造成全站失電時，由儲能系統提供應急電源，為充電站內應急用電負荷及部分充電樁供電，保障充電站正常運行，當充電站進線恢復供電之后，再由儲能系統存儲所需電能；

電池梯次利用的篩選方法包括：

將電動公交車退役動力電池組進行拆解，獲得若干動力電池單體，按照以下步驟進行篩選：

(1)外觀檢測

檢測電池單體是否存在漏液、端子銹蝕、電池鼓包、變形或者破損，若有，將電池單體進行報廢處理；

(2)靜態放電試驗

將通過外觀檢測的電池單體充電，在室溫環境下靜置7天，檢測自放電率，若自放電率高于30％，將電池單體進行報廢處理；

(3)動態放電試驗

進行電池單體動態放電試驗，檢測充電狀態，若充電狀態大于等于50％，則電池單體具備梯次利用的條件，將電池單體重新組成電池組，安裝進儲能系統電池柜內；若充電狀態低于50％，將電池單體進行報廢處理；

智能控制屏柜監控包括：

(1)溫度監控

通過除濕空調內溫度傳感器檢測預制艙內溫度，當艙內溫度高于40℃或低于0℃時，智能監控系統啟動除濕空調制冷或制熱功能；當艙內溫度高于60℃或低于15℃時，除開啟空調制冷或者制熱功能外，智能監控系統下發指令停止雙向PCS運行，斷開電池柜內斷路器，并向充電站站內監控系統發出高溫或者低溫報警；

(2)消防監控

通過感煙探測器，對預制艙內進行消防監控；

當探測到煙霧時，智能監控系統下發指令停止雙向PCS運行，斷開電池柜內斷路器，并向充電站站內監控系統發出火災報警；

(3)濕度監控

通過除濕空調內濕度傳感器檢測預制艙內濕度，當艙內濕度超過50％時，啟動除濕空調通風除濕功能；

(4)安防監控

將預制艙內視頻監控槍機拍攝內容存儲至后臺，當充電站站內監控系統下發調用指令時，將視頻數據上傳至站內監控系統，實現操作人員遠方查看。