[发明专利]基于电池梯次利用的公交充电站预制舱式储能系统及方法

权利要求书

1.一种基于电池梯次利用的公交充电站预制舱式储能系统，其特征在于，所述储能系统接入充电站内380V母线，接受充电站内的监控系统的控制，包括储能系统一次部分和储能系统二次部分；所述储能系统一次部分和储能系统二次部分集成在集装箱内；所述集装箱包括电池室和控制室；

所述储能系统一次部分包括双向变流器、直流汇流箱、电池柜、电力电缆和通讯线缆；储能系统二次部分包括智能控制屏柜、环境监控设备和电池柜内的电池管理系统；直流汇流箱和电池柜设置在电池室内，双向变流器和智能控制屏柜设置在控制室内；

所述双向变流器、直流汇流箱和电池柜依次通过电力电缆相连接，所述双向变流器、智能控制屏柜和电池管理系统依次通过通讯线缆相连接，所述环境监控设备与智能控制屏柜通过通讯线缆相连接；

双向变流器用于交直流电能转换，连接储能系统内部直流部分与充电站内交流部分，根据智能控制屏柜下发的指令，改变功率流向，实现储能系统充电/放电；

直流汇流箱连接双向变流器和电池柜，用于电能的汇集和分配，直流汇流箱内设置有直流母线和熔断器，直流母线和熔断器相连接；

电池柜包括若干个串并联连接的电池组和均衡/采集模块，电池组与均衡/采集模块相连接，均衡/采集模块用于电池组组间均衡；

电池管理系统设置在电池柜内，电池管理系统与所述智能控制屏柜相连接，用于电池组动态检测；

环境监控设备包括若干个传感器和摄像头，所述传感器和摄像头设置在电池室内，用于实现视频监控、火灾报警、温度控制和湿度控制；通过除湿空调内温度传感器检测预制舱内温度，通过感烟探测器，对预制舱内进行消防监控；

集装箱底部设置有电缆夹层，用于电力电缆敷设，保证电池室、控制室内无外露电缆，便于运维人员巡检；

智能控制屏柜包括服务器、后台软件和人机交互界面；

电池室和控制室均设置有巡视小门和检修大门，巡视小门朝向检修道路的方向设置。

2.根据权利要求1所述的基于电池梯次利用的公交充电站预制舱式储能系统，其特征在于，

电池柜和直流汇流箱并排双列布置在电池室内；双向变流器和智能控制屏柜并排双列布置在控制室内。

3.基于权利要求1或者2任一项权利要求所述的一种基于电池梯次利用的公交充电站预制舱式储能系统的储能方法，其特征在于，

储能系统接入充电站内380V母线，接受充电站内监控系统的控制，基于全站运行模式进行电能储电，电池柜内电池组基于电池梯次利用的筛选方法采用退役电动公交车动力电池作为电池组，实现动力电池的梯次利用；配置均衡采集模块实现电池组之间平衡控制，监控电池组运行状态；配置电池管理系统监控电池柜整体运行状态，并将电池柜的运行数据通过控制总线上传至智能控制屏柜，同时接受智能控制屏柜的运行指令，智能控制屏柜通过环境监控设备，对所述储能系统的运行环境进行监测和调节，并把运行数据及环境数据发送至至充电站监控系统；

全站运行模式包括：

(1)并网运行模式：当电价处于谷时，储能系统吸收电能并存储；当电价为峰时且站内有车辆进行充电时，储能系统通过380V母线为充电桩供电；

(2)离网运行模式：当充电站进线因故退出运行，造成全站失电时，由储能系统提供应急电源，为充电站内应急用电负荷及部分充电桩供电，保障充电站正常运行，当充电站进线恢复供电之后，再由储能系统存储所需电能；

电池梯次利用的筛选方法包括：

将电动公交车退役动力电池组进行拆解，获得若干动力电池单体，按照以下步骤进行筛选：

(1)外观检测

检测电池单体是否存在漏液、端子锈蚀、电池鼓包、变形或者破损，若有，将电池单体进行报废处理；

(2)静态放电试验

将通过外观检测的电池单体充电，在室温环境下静置7天，检测自放电率，若自放电率高于30％，将电池单体进行报废处理；

(3)动态放电试验

进行电池单体动态放电试验，检测充电状态，若充电状态大于等于50％，则电池单体具备梯次利用的条件，将电池单体重新组成电池组，安装进储能系统电池柜内；若充电状态低于50％，将电池单体进行报废处理；

智能控制屏柜监控包括：

(1)温度监控

通过除湿空调内温度传感器检测预制舱内温度，当舱内温度高于40℃或低于0℃时，智能监控系统启动除湿空调制冷或制热功能；当舱内温度高于60℃或低于15℃时，除开启空调制冷或者制热功能外，智能监控系统下发指令停止双向PCS运行，断开电池柜内断路器，并向充电站站内监控系统发出高温或者低温报警；

(2)消防监控

通过感烟探测器，对预制舱内进行消防监控；

当探测到烟雾时，智能监控系统下发指令停止双向PCS运行，断开电池柜内断路器，并向充电站站内监控系统发出火灾报警；

(3)湿度监控

通过除湿空调内湿度传感器检测预制舱内湿度，当舱内湿度超过50％时，启动除湿空调通风除湿功能；

(4)安防监控

将预制舱内视频监控枪机拍摄内容存储至后台，当充电站站内监控系统下发调用指令时，将视频数据上传至站内监控系统，实现操作人员远方查看。