[实用新型]基于复用双向DCDC变换器的充储一体装置

说明书

一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体装置，包括储能PCS、双向DCDC变换器、储能电池、BMS系统、充电总控系统以及开关器件；储能PCS负责直流母线的电压稳定以及直流母线和交流电网之间的能量交互；双向DCDC变换器负责电池单元的充放电和负责充电桩的电压变换；储能电池用于能量的存储和释放；BMS系统负责电池单元的监控以及和充电总控系统、双向DCDC的信息交互；充电总控系统负责开关矩阵的控制以及电动汽车充电的控制、储能充放电的控制；开关器件包括开关矩阵、电池切换开关。本实用新型通过储能PCS实现微网系统和交流电网的能量交互，微网内储能和充电桩可以通过直流母线直接进行能量交互。

技术领域

本实用新型涉及储能技术，特别涉及储能系统和充电桩领域。

背景技术

储能技术，特别是电化学储能技术，凭借着峰谷调节、提升电力系统稳定性等特点，近年来得到了快速发展。储能系统一定程度上可以解决光伏、风电等新能源发电输出功率不稳定所带来的问题，扩大新能源的并网性。

随着新能源汽车保有量持续快速增长，一方面对电动汽车充电桩的需求越来越大，另一方面退役动力电池的处理已成为政府和行业关注的焦点。由于储能系统对电池的电性能要求相对较低，退役的动力电池完全满足储能系统的电性能要求，而退役的动力电池价格更低，因而在储能系统中选择退役动力电池，既有助于充分发挥动力电池的价值，响应对电池梯度利用的要求，又可以降低储能系统的投入成本，增大储能系统的收益。

在储能系统中当前的主流应用方案有储能系统+充电桩共用交流母线方案、直流母线方案等。

储能系统+充电桩共用交流母线方案：为当前应用较多的一种方案，储能系统和充电桩作为一个并联支路连接到交流母线上，是相对独立的两个系统。充电桩从交流电网吸取能量，用于电动汽车的充电。储能系统电价低谷时存储能量，电价高峰时释放能量。储能系统和充电桩是独立的两个支路，本质上是挂接在交流电网上的两套设备，针对充电桩，其通过交流变直流，以及直流变直流的两级变换，存在较大的能量损耗。而针对储能系统，其存储能量时，由交流变为直流，存储在储能电池中，放电时，再降电池中的能量变换为交流。能量从储能系统到充电桩经过了多级变换，造成较大的能量损耗，降低了了储能系统的收益。此外，该方案的扩展性较差，如需接入光伏发电系统，同储能系统一样，光伏阵列输出的直流电需要经光伏逆变器并入交流电网，同样存在较大的能量损耗。

直流母线方案：通过储能PCS搭建直流母线，储能电池通过双向DCDC变换器挂接到直流母线上，其他直流设备诸如光伏逆变器、直流充电桩也可直接挂接到直流母线上。虽然建立直流母线，但储能电池、充电桩均配置了电力电子变换器，一定程度上增加了损耗，且增加了成本。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体装置，可以利用储能PCS实现能量的双向流动以及直流母线电压的稳定来实现大功率范围的充储一体。

本实用新型的目的可以这样实现，设计一种基于复用双向DCDC变换器的充储一体装置，包括交流母线、直流母线、储能PCS、双向DCDC变换器、储能电池、BMS系统、充电总控系统以及开关器件；

储能PCS，负责直流母线的电压稳定以及直流母线和交流电网之间的能量交互；既可以从交流母线抽取能量，也可以将直流母线中多余的能量回馈到电网中；

双向DCDC变换器，负责电池单元的充放电和负责充电桩的电压变换，从而给电动汽车充电；

储能电池，用于能量的存储和释放，在电价谷时从系统抽取能量存储起来，在电压峰时释放电量供充电桩或者其他负载使用；

BMS系统，负责电池单元的监控以及和充电总控系统、双向DCDC变换器的信息交互；

充电总控系统，负责开关矩阵的控制以及电动汽车充电的控制、储能充放电的控制；当电动汽车具备反向充电能力时，该系统也可实现电动汽车向直流系统的反向充电；