專利名稱：移動式交直流供電系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種移動式交直流供電系統。
背景技術：
目前市面上各種移動體(汽車、船只等)或者各種應急狀況在需要使用電能的情況 下，都是采用固定的充電站以及充電設備或者現場發電來實現，不具有可靈活操作性，在應 急狀況需要電源的情況下，現場發電極其麻煩，還有普通小型的發電設備在電壓及功率上 也往往也無法滿足要求；上述移動體在沒有固定充電站的場地能量耗盡時無法繼續移動， 給使用者帶來極大的不便。例如，電動汽車以其環保的優勢作為新一代的交通工具，在以后 的日常生活中會慢慢普及，國家也部署了加快新能源電動汽車發展以及電動汽車充電站的 建設的計劃，但是電動汽車充電站的建設并非一朝一夕的事，電力設備投資高，整個工程非 常浩大，短時間內無法到位，而且對于電動汽車使用者來說，在距離充電站較遠的途中如果 出現電能耗盡的情況，將是一件非常頭痛的事情。綜上所述，針對目前電動汽車日益發展的 勢態以及各種應急場合的需要，迫切需要一種可移動的能靈活的為各種移動體以及應急場 合提供電能的電源系統。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種能靈活的為各種場 合提供交流電或直流電的移動式交直流供電系統。本發明所采用的技術方案是本發明涉及的移動式交直流供電系統包括一移動平 臺，整個系統置于該移動平臺上，所述移動式交直流供電系統還包括
用于提供外界交流電輸入的交流電輸入接口； 變換裝置，用于將交流電轉換為直流電，或者將直流電轉換為交流電； 儲能單元，與上述變換裝置連接，用于儲存轉換后的直流電；
電源輸出單元，與上述變換裝置連接并具有交流電輸出接口和直流電輸出接口，分別 用于對外輸出交流電和直流電；
監控單元，與所述儲能單元、變換裝置通訊連接，用于實時控制所述儲能單元、變換裝 置以及對它們數據的采集和處理。作為其中一種方案，所述變換裝置包括AC-DC變換器、DC-AC變換器以及DC-DC多 路變換器，所述AC-DC變換器連接于交流電輸入接口，將輸出的交流電轉換為直流電并儲 存于儲能單元內；所述DC-AC變換器與所述交流電輸出接口相連接，儲能單元內的直流電 經過DC-AC變換器轉換為交流電輸出；所述DC-DC多路變換器與所述直流電輸出接口相連 接，儲能單元內的直流電經過DC-DC多路變換器轉換為一路或者多路電壓等級不同的直流 電輸出。作為另一種方案，所述變換裝置包括一雙向電源裝置和DC-DC多路變換器，所述 雙向電源裝置獨立完成AC-DC轉換或DC-AC轉換的雙向可逆變換，所述交流電輸入接口和交流電輸出接口共用一個接口，該雙向電源裝置連接于該共用接口與儲能單元之間；所述 DC-DC多路變換器與所述多路直流電輸出接口相連接，儲能單元內的直流電經過DC-DC多 路變換器轉換為一路或者多路電壓等級不同的直流電輸出。作為另一種方案，所述變換裝置包括以下部分
DC-AC變換器，將存儲于所述儲能單元內的直流電轉變為交流電并通過所述交流電輸 出接口輸出；
整流電源，將從所述交流電輸入接口輸入的外界交流電源轉換為直流電源； DC-DC變換器以及一開關切換裝置，所述整流電源通過該開關切換裝置與DC-DC變換 器連接成為所述儲能單元的充電電源；并且所述DC-DC變換器還通過該開關切換裝置與所 述直流電輸出接口連接，對外界輸出不同電壓等級的直流電。進一步，在上述方案中的開關切換裝置包括與所述DC-DC變換器連接的第一開關 和第二開關，所述第一開關和第二開關均為雙控開關，第一開關的兩個切換觸點分別連接 整流電源和直流電輸出接口，第二開關的的兩個切換觸點分別連接儲能單元和直流電輸出 接口。進一步該系統在具體應用中，所述移動式交直流供電系統還包括一計量計費裝 置，采集數據記錄輸入輸出的電量，并根據記錄的電量生成費用數額。進一步，所述儲能單元以鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池等化學電源或雙電層電 容器等物理電源中的至少一種作為存儲電能的載體。進一步，所述移動平臺為自身帶有動力裝置的車輛或者船只，或者為一拖車，可有 外界動力牽引。本發明的有益效果是由于本系統中包括儲能單元，該儲能單元以鉛酸電池、鋰離 子電池、鈉硫電池等化學電源或雙電層電容器等物理電源中的至少一種作為載體，而這些 在現有技術中已經較為成熟，為了本系統移動式供電提供了基礎；本系統作為一個移動平 臺，提供了交流電輸出接口和直流電輸出接口，可以為電動汽車充電提供交流電源，也可以 為電動汽車的急速充電直接提供直流電源，以及提供臨時急用的三相交流或單相交流電源 等，因此相比現有的充電站來說，本發明具有顯著的優點和實用性，而且在電動汽車較少的 前期，可以緩解電動汽車充電站的配置和建設的壓力，能在移動中為電動汽車提供快速充 電服務以及救援服務。
圖1是本發明的實施例一的系統框圖； 圖2是本發明的實施例二的系統框圖3是本發明的實施例三的系統框圖； 圖4是本發明中帶有動力裝置的示意圖； 圖5是本發明中實施例四的系統框圖。
具體實施例方式實施例一
如圖ι所示，本實施例主要包括儲能單元4、變換裝置10、監控裝置8、交流電輸入接口7、多路直流電輸出接口 2、交流電輸出接口 9以及移動平臺1等幾大部分。整套系統可以安 裝在移動平臺1上(該移動平臺1包括直接安裝在車輛，或輪式、履帶式、拖車及船只的平臺 上)成為移動式的電源；也可安裝集裝箱內，成為臨時電源。上述儲能單元4可利用化學電 源如鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池等各類電池組成電池模塊組或者物理電源如超級電 容器(雙電層電容器)等作為存儲電能的載體，也可二者組合利用，如雙電層電容器和鋰離 子電池組的組合來存儲電能。所述變換裝置10包括AC-DC變換器5、DC-AC變換器6以及 DC-DC多路變換器3，所述AC-DC變換器5連接于交流電輸入接口 7，將輸出的交流電轉換 為直流電并儲存于儲能單元4內；所述DC-AC變換器6與所述交流電輸出接口 9相連接，儲 能單元4內的直流電經過DC-AC變換器6轉換為交流電輸出；所述DC-DC多路變換器3與 所述多路直流電輸出接口 2相連接，儲能單元4內的直流電經過DC-DC多路變換器3轉換 為一路或者多路電壓等級不同的直流電輸出。本系統能保證在平時由電網或離網發電系統 通過交流電輸入接口 7將電能經過變換裝置10中的AC-DC變換器5對儲能單元4進行補 充電能，需要使用儲能單元4的電能時再通過變換裝置10中的DC-DC多路變換器3向多路 直流電輸出接口 2提供一路或多路不同電壓等級直流電源，配電設備的多少可以根據用電 設備的需要進行配置；儲能單元4也能通過變換裝置10中的DC-AC變換器6向交流電輸出 接口 9提供三相或單相工頻交流電源以滿足各種電能的需要。監控單元8控制系統的正常 運行，該監控單元8通過CAN或RS485或其它通信接口，對儲能單元4以及變換裝置10中 的各個模塊進行通訊連接，負責系統中的儲能單元4、AC-DC變換器5、DC-AC變換器6以及 DC-DC多路變換器3等數據采集、處理、分析及實時控制。實施例二
參見圖2所示，本實施例主要包括儲能單元4、變換裝置8、監控裝置7、交流電輸入/輸 出接口 6、多路直流電輸出接口 2以及移動平臺1等幾大部分。上述的變換裝置8包括一 雙向電源裝置5和DC-DC多路變換器3，該雙向電源裝置5可獨立完成AC-DC轉換或DC-AC 轉換的雙向可逆變換，所述交流電輸入接口和交流電輸出接口共用一個接口(即交流電輸 入/輸出接口 6)，所述雙向電源裝置5連接于交流電輸入/輸出接口 6與儲能單元4之間。 本實施例作為實施例一的結構簡化，利用現有技術中的雙向電源具有的雙向可逆變換的特 性，其中輸入接口主要是儲能裝置補充電量之用，接口可以和交流輸出接口共用，交流也有 多路輸出接口，可以提供三相和單相工頻交流電能。同實施例一，直流具有多路輸出接口， 可以提供不同電壓等級的直流電能，配電設備的多少可以根據用電設備的需要進行配置。實施例三
參見圖3所示，與上述實施例二不同，在本實施例中的移動式交直流供電系統還包括 一計量計費裝置9，對交流電輸入/輸出接口 6和多路直流電輸出接口 2采集數據記錄輸出 和輸入的電量，作為計費依據，并根據所記錄的電量生成費用數額，本實施例作為正式商業 運作之用。而前述的移動平臺1為自身帶有動力裝置10的車輛(如圖4所示)或者船只，整 個系統的其他單元承載于上，形式移動式的供電電源；或者該移動平臺1為一拖車，本身不 帶有動力裝置，可由另外的車輛或者其他外界動力來牽引行進。實施例四
參見圖5，與上述的實施例相同，本實施例主要包括儲能單元4、變換裝置(圖中未示 出)、監控裝置9、計量計費裝置11、交流電輸入接口 7、多路直流電輸出接口 10、交流電輸出接口 2以及移動平臺1等幾大部分，整套系統可以安裝在移動平臺1上(該移動平臺1包括 直接安裝在車輛，或輪式、履帶式、拖車及船只的平臺上)成為移動式的電源，也可安裝集裝 箱內，成為臨時電源。不同之處在于，本方案是利用整流電源和DC-DC變換器的組合來對儲 能單元進行充電，同時利用DC-DC變換器來對外輸出多路不同電壓等級的直流電，即本方 案的變換裝置是包括DC-AC變換器3、整流電源6、DC-DC變換器8以及開關切換裝置5，該開 關切換裝置5包括與所述DC-DC變換器8連接的第一開關(開關Kl)和第二開關(開關K2)， 所述第一開關和第二開關均為雙控開關，第一開關的兩個切換觸點a、b分別連接整流電源 6和多路直流電輸出接口 10，第二開關的的兩個切換觸點c、d分別連接儲能單元4和多路 直流電輸出接口 10。在需要充電時該變換裝置是通過交流電輸入接口 7將交流電源經過 整流電源6利用現有的多相整流技術將交流電源轉換成優質的直流電源，通過第一開關Kl 切換至觸點a將直流電源通過DC/DC變換器8及監控單元9的控制成為儲能單元4的充電 電源，再通過第二開關K2切換至觸點c來完成對儲能單元4進行電能的補充。在需要對外 輸出時，將儲能單元4中的電能通過第一開關Kl切換到觸點b，通過DC/DC變換器8及監控 單元9的控制變換成可對外輸出多路直流電的直流電源，再通過第二開關K2切換至觸點d 送到多路直流電輸出接口 10。
權利要求
1.一種移動式交直流供電系統，包括一移動平臺，整個系統置于該移動平臺上，其特征 在于，所述移動式交直流供電系統還包括用于提供外界交流電輸入的交流電輸入接口；變換裝置，用于將交流電轉換為直流電，或者將直流電轉換為交流電；儲能單元，與上述變換裝置連接，用于儲存轉換后的直流電；電源輸出單元，與上述變換裝置連接并具有交流電輸出接口和直流電輸出接口，分別 用于對外輸出交流電和直流電；監控單元，與所述儲能單元、變換裝置通訊連接，用于實時控制所述儲能單元、變換裝 置以及對它們數據的采集和處理。
2.根據權利要求1所述的移動式交直流供電系統，其特征在于，所述變換裝置包括 AC-DC變換器、DC-AC變換器以及DC-DC多路變換器，所述AC-DC變換器連接于交流電輸入 接口，將輸出的交流電轉換為直流電并儲存于儲能單元內；所述DC-AC變換器與所述交流 電輸出接口相連接，儲能單元內的直流電經過DC-AC變換器轉換為交流電輸出；所述DC-DC 多路變換器與所述多路直流電輸出接口相連接，儲能單元內的直流電經過DC-DC多路變換 器轉換為一路或者多路電壓等級不同的直流電輸出。
3.根據權利要求1所述的移動式交直流供電系統，其特征在于，所述變換裝置包括一 雙向電源裝置和DC-DC多路變換器，所述雙向電源裝置獨立完成AC-DC轉換或DC-AC轉換 的雙向可逆變換，所述交流電輸入接口和交流電輸出接口共用一個接口，該雙向電源裝置 連接于該共用接口與儲能單元之間；所述DC-DC多路變換器與所述多路直流電輸出接口相 連接，儲能單元內的直流電經過DC-DC多路變換器轉換為一路或者多路電壓等級不同的直 流電輸出。
4.根據權利要求1所述的移動式交直流供電系統，其特征在于，所述變換裝置包括DC-AC變換器，將存儲于所述儲能單元內的直流電轉變為交流電并通過所述交流電輸出接口輸出；整流電源，將從所述交流電輸入接口輸入的外界交流電源轉換為直流電源；DC-DC變換器以及一開關切換裝置，所述整流電源通過該開關切換裝置與DC-DC變換 器連接成為所述儲能單元的充電電源；并且所述DC-DC變換器還通過該開關切換裝置與所 述直流電輸出接口連接，對外界輸出不同電壓等級的直流電。
5.根據權利要求4所述的移動式交直流供電系統，其特征在于，所述開關切換裝置包 括與所述DC-DC變換器連接的第一開關和第二開關，所述第一開關和第二開關均為雙控開 關，第一開關的兩個切換觸點分別連接整流電源和直流電輸出接口，第二開關的的兩個切 換觸點分別連接儲能單元和直流電輸出接口。
6.根據權利要求1至5任一項所述的移動式交直流供電系統，其特征在于，所述移動式 交直流供電系統還包括一計量計費裝置，用于采集數據記錄輸入輸出的電量，并根據記錄 的電量生成費用數額。
7.根據權利要求1至5任一項所述的移動式交直流供電系統，其特征在于，所述儲能單 元以鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池或雙電層電容器中的至少一種作為存儲電能的載體。
8.根據權利要求1至5任一項所述的移動式交直流供電系統，其特征在于，所述移動平 臺為自身帶有動力裝置的車輛或者船只，或者為一可由外界動力牽引的拖車。
全文摘要
本發明公開了一種能靈活的為各種場合提供交流電或直流電的移動式交直流供電系統。該系統主要包括儲能單元、變換裝置、監控裝置、交流電輸入接口、多路直流電輸出接口、交流電輸出接口以及移動平臺等幾大部分，整套系統的其他單元可以承載于該移動平臺上，能為各種場合靈活的提供交流電輸出和直流電輸出，可以為電動汽車充電提供交流電源，也可以為電動汽車的急速充電直接提供直流電源，以及提供臨時急用的三相交流或單相交流電源等，因此相比現有的充電站來說，本發明具有顯著的優點和實用性。
文檔編號F16M3/00GK102095051SQ20111004015
公開日2011年6月15日 申請日期2011年2月18日 優先權日2011年2月18日
發明者李小濱, 李欣青, 李永富, 潘慕軍, 潘景宜, 龍超華 申請人:珠海泰坦科技股份有限公司