基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统的制作方法

1.本实用新型属于新能源充换电技术领域，尤其涉及一种基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统。


背景技术：

2.随着电动汽车电池技术的进步，以及电动汽车电池的层叠架构的优化，电池组可实现大功率大电流充电，并且采用一套bms进行管理及使用两个充电连接器进行受电，可大大提升充电功率以及充电速度。然而，按照传统的并充受电方式，每组电堆固定一组电池，因为在目前现状下，整个系统运营利用率不高，造成很多电堆未利用或者利用少，因此提出一种基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电机设计。
3.在传统充换电方案中，每一组电堆，对应一组充电口，此方案除了运营利用率低造成的电堆闲置，还有整个系统电堆过多，以致设备生产成本比较偏高。


技术实现要素：

4.为解决现有技术不足，本实用新型提供一种基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统，能有效提高电堆利用率，减少成本。
5.为了实现本实用新型的目的，拟采用以下方案：
6.一种基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统，包括：两圈电源线，电源线均与电堆高压输出口相连。
7.沿电源线的轨迹环形布置有多组柔性电堆，每组柔性电堆均与两圈电源线分别相连，电源线上对应相邻的柔性电堆之间均设有接触器组;
8.沿电源线的轨迹环形布置有多处为换电电池充电的仓位，每处仓位均与两圈电源线分别相连；
9.沿电源线的轨迹环形布置有多个充电枪，每个充电枪均与两圈电源线分别相连，充电枪为国标充电枪，专为车辆充电；
10.仓位及充电枪与电源线之间的连线上均设有接触器组。
11.进一步的，每组电堆有两个高压口，高压口电压为150～1000vdc，每个高压口有两组60kw，每组60kw包括两个30kw充电模块。
12.进一步的，每一组柔性电堆均单独连接有从控制器，从控制器均与低压电源相连。
13.进一步的，从控制器均连接于同一can总线，以方便统一控制。
14.进一步的，can总线连接于系统总控制器。
15.进一步的，系统总控制器通过4g网络或以太网与站控或云平台相连。
16.进一步的，沿电源线的轨迹，仓位至少一侧具有柔性电堆。
17.本实用新型的有益效果在于：系统每组充电回路，可以至少保证一组柔性电堆的功率，根据系统调度策略，每组直流输出母线可以就近申请相邻的两组柔性电堆加入当前组的直流输出母线，以提高当前充电功率，既能满足提高利用率，减少电堆数量，降低系统
总功率，减少成本。
附图说明
18.本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本实用新型的范围。
19.图1示出了本技术一种优选实施例的系统总体示意图。
20.图2示出了本技术一种优选实施例的柔性电堆连接电气原理图。
21.图3示出了柔性电堆申请及释放工作流程。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细说明，但本实用新型所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例
23.如图2所示，一种基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统，包括：两圈环形结构的电源线，电源线均与电堆组高压输出相连;
24.沿电源线的轨迹环形布置有多组柔性电堆，每组柔性电堆均与两圈电源线分别相连，电源线上对应相邻的柔性电堆之间均设有接触器组。
25.沿电源线的轨迹环形布置有多处为换电电池充电的仓位，每处仓位均与两圈电源线分别相连；
26.沿电源线的轨迹环形布置有多个充电枪，每个充电枪均与两圈电源线分别相连，充电枪为国标充电枪，专为车辆充电；
27.仓位及充电枪与电源线之间的连线上均设有接触器组。
28.更具体的，沿电源线的轨迹，仓位至少一侧具有柔性电堆，以保证每个仓位均具备用于加强充电的柔性电堆，也可理解为柔性电堆的数量多于仓位和充电枪的数量。
29.优选的，每组电堆有两个高压口，高压口电压为150～1000vdc，每个高压口有两组60kw，每组60kw包括两个30kw充电模块，充电模块参数为：ac/dc，输入380vac，输出150vdc-1000vdc，最大输出电流100a，充电模块具体型号为ur100030-sw。
30.优选的，如图1所示，每一组柔性电堆均单独连接有从控制器，从控制器均与低压电源相连。
31.优选的，如图1所示，从控制器均连接于同一can总线，以方便同一控制。
32.优选的，如图1所示，can总线连接于系统总控制器。
33.优选的，如图1所示，系统总控制器通过4g网络或以太网与站控或云平台相连。
34.具体实施方式：如图1所示，本实施例中柔性电堆包括14个，仓位为7个，充电枪为两个。系统由7组直流母线输出与仓位相连，为电池组充电。系统的14组柔性电堆，可以通过内部功率分配电路，由总控制器调度丛控制器，将其推送至固定电堆1～7的任意一组输出直流母线仓位，但不能越过电源线环路上正在工作的直流输出母线仓位。因此虽然理论上可以实现每组柔性电堆可以任意切换至1～7任意一组直流输出母线仓位，但是本实施例中
按照就近分配功率，不越过相邻的1～7直流输出母线仓位。系统控制架构分为主丛式架构，主控负责调度所有的丛控制器，并采集丛控制器的信息，并与云平台或者站控进行数据交互。按照就近分配功率原则，系统每组充电回路，可以至少保证一组柔性电堆的功率，根据系统调度策略，每组直流输出母线可以就近申请相邻的两组柔性电堆加入当前组的直流输出母线，以提高当前充电功率，既能满足提高利用率，减少电堆数量，降低系统总功率，减少设备成本的要求，又能满足实际运营的使用需求。
35.如图2所示，当系统工作时，柔性电堆1、3、5、7、9、11、13，可分别为仓位1、2、3、4、5、6、7以及车辆1、7充电，根据系统控制策略，当1、3、5、7、9、11、13电堆充电时，对应电池组的soc小于80%，则可请求将两侧各相邻的柔性电堆并入当前位置。
36.当对应电池组由并充柔性电堆共同充满至soc为80%或以上，则将并入的柔性电堆根据系统状态，释放或者继续保持并充；释放后，可供其他相邻充电回路请求并入对应的回。
37.电池组充电完成后，如无其他电池组需要加强充电功率，则柔性电堆归位到初始待机状态，等待下一次的策略调度。
38.系统柔性电堆为14组，最多可支持同时加强7组电池组充电功率，当需要充电的电池组soc低于80%的数量超过7组时，根据系统策略，按照就近顺时针顺序原则将相邻的柔性电堆并入当前输出回路，分别加强对应电池组的充电功率。功率模块图上标的是60kw，可以按照单模块实际功率以及个数调整。
39.如图2所示，仓位6(电池组)可以将柔性电堆10、柔性电堆12并上柔性电堆11到输出母线，实现360kw功率充电，也可只将柔性电堆11与柔性电堆10或柔性电堆12并到直流输出母线实现240kw功率充电，当相邻的仓位5与仓位7需要大功率充电时，仓位6可以释放柔性电堆10、柔性电堆12分别给到仓位5、仓位7。如仓位6在充电时，仓位5相邻的柔性电堆，不能越过仓位6给仓位7并充加强功率。以此类推其他仓位也是一样，柔性电堆不能越过当前在使用的仓位输出母线至其他仓位的输出母线上。
40.如图3所示，柔性电堆申请及释放工作流程，主要步骤为：
41.s1：配置信息，将系统信息配置下发；
42.s2：丛控制器将丛控信息以及电池信息上传；
43.s3：总控制器根据预定策略，检测每组的soc状态，根据策略请求申请柔性电堆；
44.s4：总控制器根据当前柔性电堆空闲状态，响应申请；
45.s5：如有空闲柔性电堆，执行对应柔性电堆切换，丛控制器将对应柔性电堆切换至对应分组的直流母线回路；
46.s6：达到目标值，丛控制器上报状态，总控制器根据当前系统总调度，响应是否释放对应柔性电堆；
47.s7：如允许释放对应的柔性电堆，则总控制器通知柔性电堆丛控制器，将对应的柔性电堆从直流输出母线上释放；
48.s8：柔性电堆上报总控制器释放结果。
49.以上所述仅为本的优选实施例，并不表示是唯一的或是限制本。本领域技术人员应理解，在不脱离本实用新型的范围情况下，对本实用新型进行的各种改变或同等替换，均属于本实用新型保护的范围。

技术特征：
1.一种基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统，其特征在于，包括：两圈电源线，电源线均与电堆组高压输出相连;沿电源线的轨迹环形布置有多组柔性电堆，每组柔性电堆均与两圈电源线分别相连，电源线上对应相邻的柔性电堆之间均设有接触器组;沿电源线的轨迹环形布置有多处为换电电池充电的仓位，每处仓位均与两圈电源线分别相连；沿电源线的轨迹环形布置有多个充电枪，每个充电枪均与两圈电源线分别相连，充电枪专为车辆充电；仓位及充电枪与电源线之间的连线上均设有接触器组。2.根据权利要求1所述的基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统，其特征在于，每组电堆有两个输出高压口，输出高压口电压为150～1000vdc，每个高压口有两组60kw，每组60kw包括两个30kw充电模块。3.根据权利要求1所述的基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统，其特征在于，每一组柔性电堆均单独连接有从控制器，从控制器均与低压电源相连。4.根据权利要求3所述的基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统，其特征在于，从控制器均连接于同一can总线。5.根据权利要求4所述的基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统，其特征在于，can总线连接于系统总控制器。6.根据权利要求5所述的基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统，其特征在于，系统总控制器通过4g网络或以太网与站控或云平台相连。7.根据权利要求1所述的基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统，其特征在于，沿电源线的轨迹，仓位至少一侧具有柔性电堆。

技术总结
本申请提供一种基于双枪并充的分体式环形柔性充换电堆直流充电系统，包括：两圈电源线发明，电源线发明均与电堆高压输出口相连。沿电源线发明的轨迹环形布置有多组柔性电堆，每组柔性电堆均与两圈电源线发明分别相连，电源线发明上对应相邻的柔性电堆之间均设有接触器组发明；沿电源线发明的轨迹环形布置有多处为换电电池充电的仓位，每处仓位均与两圈电源线发明分别相连；沿电源线发明的轨迹环形布置有多个充电枪，每个充电枪均与两圈电源线发明分别相连，充电枪为国标充电枪，专为车辆充电；仓位及充电枪与电源线发明之间的连线上均设有接触器组发明。能有效提高电堆利用率，减少成本。少成本。少成本。


技术研发人员：麻锡林 郑才雄 吴云生 何晓蓉
受保护的技术使用者：四川速电科技有限公司
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/7/4