[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

说明书

本发明公开了一种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，在标准集装箱内集成储能系统全部一次、二次设备，并布置相关环境监控设备以保障整体系统正常运行，集装箱主体部分划分为相对独立的电池室和控制室；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，成本低，方便推广利用。

技术领域

本发明提出一种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，属于智能交通领域。

背景技术

公交车穿行于城市的大小街道，与人民生活息息相关，其尾气排放情况、噪音标准、能耗标准均不同程度地影响着城市风貌和居民生活质量。相比于传统燃油公交车，电动公交车以电代油，具有零排放、低噪音、低能耗等一系列优势。随着电池、车载电机等相关技术不断发展，电动公交车在国内乃至全世界范围内逐步推广应用。

电动公交车充电站是电动公交车必不可少的配套基础设施，除公交车充电外，充电站还具备泊车、人员休息、电池检修更换等多重功能。为保障公交车正常营运、节约充电时间，公交充电站内建设多套快速充电桩，每套充电桩功率在200kW左右，一般可满足10辆公交车同时充电的需求，正常行驶的公交车进站充电30分钟左右即可再次投入营运。由于短时间内充电负荷较大，为防止线路过载，一般采用10kV中压线路为充电站供电，站内建设降压变压器，将电压降至380V后为充电桩及站内其他生产生活设施供电。

动力电池是充电公交车的重要部件之一，其寿命及性能影响着车辆的正常营运。为保障车辆正常行驶并具备一定的应急能力和安全裕量，根据国家相关标准，当电池容量衰减至80％以下时即无法继续应用于交通工具，需进行回收处理。根据目前电池技术及电动公交车营运经验，电动公交车用电池寿命一般在3－5年。

现有储能系统均采用户内设备，需要在充电站生产综合用房内专门开辟蓄电池室，用以布置储能系统一次设备（包括电池、汇流箱、变流器等）；储能系统二次控制屏柜布置于充电站生产综合用房二次设备室内，其集成化、模块化程度较低，运输、施工难度较大。此类储能系统仅适用于规模较大、建设有生产综合用房的公交充电站。对于规模较小、因采用户外设备而未建设生产综合用房的充电站，新建此类储能系统的土建施工量较大，且对场地、进出通道要求较高，难以推广应用。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有技术问题，提供一种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，电池柜内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，降低成本，集成化程度高，便于推广应用。

本发明技术方案为：

一种基于电池梯次利用的公交充电站预制舱式储能系统，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；储能系统一次部分和储能系统二次部分集成在集装箱内；集装箱包括电池室和控制室；

储能系统一次部分包括双向变流器（PCS）、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（PCS）和智能控制屏柜设置在控制室内；

双向变流器（PCS）、直流汇流箱和电池柜依次通过电力电缆相连接，双向变流器（PCS）、智能控制屏柜和电池管理系统依次通过通讯线缆相连接，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，连接在智能控制屏柜与直流汇流箱之间，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；电池柜发生短路故障时，短路电流使熔断器断开，切除故障设备，保护储能系统；