[發(fā)明專利]一種具有無線充放電功能的移動式儲能裝置

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• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113036889A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 余振棠;張波;吳理豪
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/10;H02J50/80
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發(fā)明公開了一種具有無線充放電功能的移動式儲能裝置，包括儲能模塊、逆變整流模塊、耦合模塊和控制模塊，具有無線充電和無線放電兩種模式；儲能模塊、逆變整流模塊和耦合模塊依次相連，控制模塊與耦合模塊和逆變整流模塊相連；控制模塊包括檢測單元、通信單元、數(shù)字控制器和驅(qū)動單元；檢測單元與儲能模塊和耦合模塊相連；通信單元與外部設備進行信息交互；數(shù)字控制器根據(jù)檢測單元采樣得到的電壓、電流信號和接收的充、放電請求信號生成驅(qū)動控制信號；驅(qū)動單元根據(jù)驅(qū)動控制信號生成驅(qū)動信號控制逆變整流模塊。本發(fā)明兼具無線充電和無線放電兩種工作模式，并采用超級鎳電池技術(shù)，具有移動功能，可以滿足任意時間地點的快速充、放電需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學儲能系統(tǒng)控制的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種具有無線充放電功能的移動式儲能裝置。

背景技術(shù)

電化學儲能是近年來興起的儲能技術(shù)，主要包括鉛蓄電池、鋰離子電池、液流電池、鈉基電池和其它類型的電池儲能技術(shù)。電化學儲能技術(shù)以其可充可放的運行特性，能夠?qū)崿F(xiàn)電能與其他各類形式能源之間的高效轉(zhuǎn)化，同時能夠?qū)崿F(xiàn)能源在時間上的平移性，解決能源在生產(chǎn)與消費方面存在的異步性。利用儲能可以提高可再生能源的消納，能夠提高電網(wǎng)運行控制的靈活性和可靠性，可以延緩輸配電線路的更新投資，提高了電網(wǎng)的運行效率，有利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠運行。但現(xiàn)有電化學儲能設備，都采用固定式的安裝，在空間上缺乏靈活性。此外，現(xiàn)有主流的鉛蓄電池、鋰離子電池技術(shù)，充放電倍率低，瞬時充放電能力差。本發(fā)明結(jié)合無線電能傳輸技術(shù)，公開一種具有無線充、放電功能的移動式儲能裝置。無線電能傳輸技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的導線供電方式無電氣連接，具有靈活便捷、安全可靠等優(yōu)點。此外，本發(fā)明采用超級鎳電池技術(shù)，可以滿足超大倍率的充放電特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提出了一種具有無線充放電功能的移動式儲能裝置，該儲能裝置集成了逆變器和整流器的功能，通過復用功率器件使裝置兼具無線充電和無線放電兩種工作模式，簡化了儲能裝置的組件，同時該儲能裝置采用超級鎳電池技術(shù)，具有移動功能，可以滿足任意時間地點的快速充、放電需求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種具有無線充放電功能的移動式儲能裝置，所述移動式儲能裝置包括儲能模塊、逆變整流模塊、耦合模塊和控制模塊，并具有兩種工作模式：無線充電模式和無線放電模式；所述儲能模塊與逆變整流模塊相連，所述逆變整流模塊與耦合模塊相連，所述控制模塊分別與耦合模塊和逆變整流模塊相連；所述儲能模塊由電化學儲能單元構(gòu)成，所述電化學儲能單元采用超級鎳電池技術(shù)；所述逆變整流模塊集成逆變器和整流器；所述耦合模塊包括串聯(lián)連接的補償電容和耦合線圈；所述控制模塊包括檢測單元、通信單元、數(shù)字控制器和驅(qū)動單元；所述檢測單元分別與儲能模塊和耦合模塊相連，用于監(jiān)測儲能模塊的狀態(tài)和采樣耦合模塊的電流信號；所述通信單元與外部設備進行信息交互；所述數(shù)字控制器根據(jù)檢測單元采樣得到的電壓、電流信號和接收的充、放電請求信號生成驅(qū)動控制信號；所述驅(qū)動單元根據(jù)驅(qū)動控制信號生成驅(qū)動信號來控制逆變整流模塊。

進一步，在無線放電模式下，所述逆變整流模塊將儲能模塊輸出的直流電變換為高頻交流電，所述耦合模塊作為發(fā)射模塊，將高頻交流電通過無線電能傳輸方式輸送給外部無線電能接收裝置，為外部設備供電；在無線充電模式下，所述耦合模塊作為接收模塊，通過無線電能傳輸方式獲取外部無線電能發(fā)射裝置發(fā)送的高頻交流電，所述逆變整流模塊將耦合模塊獲取的高頻交流電變?yōu)橹绷麟娸斔椭羶δ苣K，為儲能模塊充電。

進一步，所述無線充電模式和無線放電模式基于自適應移相調(diào)頻控制；所述逆變整流模塊工作在逆變狀態(tài)時交流側(cè)電壓、電流基波分量相位相同，所述逆變整流模塊工作在整流狀態(tài)時交流側(cè)電壓、電流基波分量相位相反；所述耦合模塊的固有頻率與外部無線電能接收裝置和外部無線電能發(fā)射裝置固有頻率相等。

進一步，所述移動式儲能裝置安裝在可移動設備上。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果：

1、電化學儲能單元采用超級鎳電池技術(shù)，具有超大倍率充放電特性，可承受數(shù)千安培電流充放。