[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

本發明公開了一種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，在標準集裝箱內集成儲能系統全部一次、二次設備，并布置相關環境監控設備以保障整體系統正常運行，集裝箱主體部分劃分為相對獨立的電池室和控制室；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，成本低，方便推廣利用。

技術領域

本發明提出一種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，屬于智能交通領域。

背景技術

公交車穿行于城市的大小街道，與人民生活息息相關，其尾氣排放情況、噪音標準、能耗標準均不同程度地影響著城市風貌和居民生活質量。相比于傳統燃油公交車，電動公交車以電代油，具有零排放、低噪音、低能耗等一系列優勢。隨著電池、車載電機等相關技術不斷發展，電動公交車在國內乃至全世界范圍內逐步推廣應用。

電動公交車充電站是電動公交車必不可少的配套基礎設施，除公交車充電外，充電站還具備泊車、人員休息、電池檢修更換等多重功能。為保障公交車正常營運、節約充電時間，公交充電站內建設多套快速充電樁，每套充電樁功率在200kW左右，一般可滿足10輛公交車同時充電的需求，正常行駛的公交車進站充電30分鐘左右即可再次投入營運。由于短時間內充電負荷較大，為防止線路過載，一般采用10kV中壓線路為充電站供電，站內建設降壓變壓器，將電壓降至380V后為充電樁及站內其他生產生活設施供電。

動力電池是充電公交車的重要部件之一，其壽命及性能影響著車輛的正常營運。為保障車輛正常行駛并具備一定的應急能力和安全裕量，根據國家相關標準，當電池容量衰減至80％以下時即無法繼續應用于交通工具，需進行回收處理。根據目前電池技術及電動公交車營運經驗，電動公交車用電池壽命一般在3－5年。

現有儲能系統均采用戶內設備，需要在充電站生產綜合用房內專門開辟蓄電池室，用以布置儲能系統一次設備（包括電池、匯流箱、變流器等）；儲能系統二次控制屏柜布置于充電站生產綜合用房二次設備室內，其集成化、模塊化程度較低，運輸、施工難度較大。此類儲能系統僅適用于規模較大、建設有生產綜合用房的公交充電站。對于規模較小、因采用戶外設備而未建設生產綜合用房的充電站，新建此類儲能系統的土建施工量較大，且對場地、進出通道要求較高，難以推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于，解決現有技術問題，提供一種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，電池柜內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，降低成本，集成化程度高，便于推廣應用。

本發明技術方案為：

一種基于電池梯次利用的公交充電站預制艙式儲能系統，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；儲能系統一次部分和儲能系統二次部分集成在集裝箱內；集裝箱包括電池室和控制室；

儲能系統一次部分包括雙向變流器（PCS）、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（PCS）和智能控制屏柜設置在控制室內；

雙向變流器（PCS）、直流匯流箱和電池柜依次通過電力電纜相連接，雙向變流器（PCS）、智能控制屏柜和電池管理系統依次通過通訊線纜相連接，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，連接在智能控制屏柜與直流匯流箱之間，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；電池柜發生短路故障時，短路電流使熔斷器斷開，切除故障設備，保護儲能系統；