一种120kW/430kWh储能一体机及车辆充电方法与流程

本发明涉及储能管理，尤其是涉及一种120kw/430kwh储能一体机及车辆充电方法。

背景技术：

1、储充一体机是一种将储能系统和充电功能集成在一起的设备。它可以存储电能，并且能够为电动车或者其他需要充电的设备提供充电服务。从外观上看，它就像是一个带有充电接口的大型储能箱。储能部分通常采用电池组，如锂电池模组。这些电池组在电网电价低谷时段（例如夜间），可以从电网吸收电能进行存储。当需要为车辆或设备充电时，电池组中的电能通过充电控制模块，以合适的电压和电流输出到充电接口。

2、传统充电设施往往固定安装，难以根据电动汽车数量的变化灵活调整充电接口数量和分布位置。并且现有的移动充电设备大多缺乏精准的导航和高效的协作能力，在复杂的停车场环境中难以快速、准确地到达目标车辆位置并提供服务。同时现有的储能系统的安全性一直是储能技术应用中的关键问题，锂电池模组在充放电过程中可能出现过热、冒烟、内部压力过大等安全事故。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种120kw/430kwh储能一体机及车辆充电方法，解决了传统的充电设施灵活性差、缺乏精准的导航和高效的协作能力以现有储能系统安全性单一的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种120kw/430kwh储能一体机，包括柜体和门体，所述柜体一侧的上半部设置有充电接口区，所述柜体一侧的下半部设置有移动机器人停靠区，所述移动机器人停靠区内放置有移动机器人，所述柜体内部一侧设置有功率转换与控制模块区和储能模块区，所述门体位于所述柜体的正面，且所述门体的侧边开设有散热口。

3、优选的，所述功率转换与控制模块区包括双向功率变换器、智能控制器和通讯模块，所述智能控制器与所述双向功率变换器和所述通讯模块电性连接；所述双向功率变换器的直流端与储能模块区连接，所述双向功率变换器的交流端通过智能电表和断路器与外部电网连接；

4、所述通讯模块包括有线通讯和无线通讯两种方式，其中所述有线通讯为以太网，所述无线通讯为wifi、蓝牙或4g/5g中的一种或多种。

5、优选的，所述储能模块区包括锂电池模组、电池管理系统bms、热管理模块和安全检测模块，所述电池管理系统bms与每个所述锂电池模组相连，包括电压传感器、电流传感器和温度传感器一，每个所述锂电池模组的上方设置有热管理模块；所述安全检测模块包括烟雾传感器和压力传感器，安装在模组内，用于检测异常情况。

6、优选的，所述热管理模块包括散热片、温度传感器二和微型风扇，若干所述散热片的上方设有所述微型风扇，每个所述散热片之间设置有所述温度传感器二，所述微型风扇位于散热支架内，所述散热支架的顶部设置有防尘网。

7、优选的，所述充电接口区包括充电接口，所述充电接口上安装有直流快充枪和交流慢充枪中的一种或多种，所述直流快充枪和所述交流慢充枪均通过独立控制电路与保护模块连接；

8、所述保护模块分为过压保护、过流保护和漏电保护。

9、优选的，所述移动机器人包括导航传感器系统、无线通讯单元、机器人电池管理模块、机器人储能供电电池、控制系统、驱动电机和机器人充电接口；

10、所述导航传感器系统、所述无线通讯单元、所述机器人电池管理模块与控制系统电性连接，所述电池管理模块与所述机器人储能供电电池电性连接，所述驱动电机和所述机器人充电接口与所述机器人储能供电电池连接，所述无线通讯单元采用wifi或蓝牙其中的一种。

11、优选的，所述导航传感器系统包括激光雷达、视觉摄像头和超声波传感器，所述激光雷达用于构建高精度地图和实时定位，发射激光束并接收反射光，获取周围环境的三维信息，测量与周围物体的距离，为机器人导航提供基础数据；

12、所述视觉摄像头用于识别周围环境中的障碍物、车辆和充电接口等目标，通过拍摄图像并利用图像识别技术实现目标的分辨和定位；

13、所述超声波传感器用于近距离避障，发出超声波信号并根据反射信号判断与障碍物的距离，当距离过近时，及时采取避障措施。

14、优选的，所述机器人停靠区包括定位模块和机器人充电输出口，所述定位模块包括激光导航定位传感器和视觉定位系统，所述机器人充电输出口与所述机器人充电接口连接。

15、一种120kw/430kwh储能一体机的车辆充电方法，包括以下步骤：

16、s1、设备初始化与待机，储充一体机启动，各模块进行自检，移动机器人在停靠区进行自检并与储充一体机建立通信连接，确认自身状态正常且处于充电待命状态，储能模块区的bms实时监测电池模组的参数，并将数据传输给智能控制器，智能控制器根据数据判断储能系统是否处于正常状态，若有异常则进行相应的预警和处理措施；

17、s2、电网连接与储能系统充电，智能电表和断路器与外部电网连接，智能电表开始计量电能数据，当电网处于低谷电价时段且储能系统电量未充满时，智能控制器根据预设的充电策略，控制功率转换模块从电网获取交流电；双向功率变换器将交流电转换为直流电，通过直流母线为储能系统的锂电池模组充电；

18、s3、车辆充电请求处理，电动汽车车主通过手机应用程序与基于物联网的云平台连接，提前预约充电时间和地点，云平台将预约信息发送给储充一体机和移动机器人；当车辆到达停车场后，若车主发起即时充电请求，云平台接收到请求信息并将其发送给储充一体机，储充一体机的智能控制器根据当前储能系统的电量、功率分配情况以及车辆的充电需求，确定是否由储能系统直接为车辆充电或等待电网补充储能后再充电；

19、s4、充电过程执行，智能控制器根据车辆的电池信息和充电接口的连接状态，通过功率分配系统将120kw输出功率分配到相应的充电接口；移动机器人根据云平台指令自动前往车辆位置，通过车辆识别技术确认车辆信息后，将车辆引导至合适的充电位置，并将充电枪连接到车辆上；

20、s5、当车辆电池充满电后，储充一体机停止充电，移动机器人根据储充一体机或云平台的指令，将充电枪从车辆上拔出，并将车辆引导至空闲停车位或出口位置；移动机器人返回停靠区，与储充一体机重新建立连接，进行充电和等待下一个任务指令，同时，储充一体机记录本次充电的相关数据，通过通信模块上传至云平台。

21、优选的，在步骤s4中，当车辆需要充电且储能系统有足够电量时，智能控制器控制功率转换模块将储能系统的直流电转换为交流电，并通过充电接口为车辆充电；

22、当电网出现高峰负荷或电压、频率波动时，储充一体机根据与电网的通信协议和预设的电网互动策略，通过智能控制器控制功率转换模块调整储能系统的充放电状态，向电网提供有功功率或无功功率支持。

23、因此，本发明采用上述结构的一种120kw/430kwh储能一体机及车辆充电方法，具备以下有益效果：

24、（1）本发明采用模块化设计，其充电接口区可配备多个不同类型充电枪，并且可依据停车场等场所的实际需求灵活配置。同时，430kwh的储能系统能够在一定程度上缓解电网供电容量不足的问题，即使在电网电力供应紧张时段，也可利用储能系统为车辆充电，减少对电网扩容的依赖。

25、（2）本发明中的移动机器人采用先进的多传感器融合导航技术，集成激光雷达、视觉摄像头、超声波传感器等多种传感器，能够在复杂环境中准确地导航，实现自主路径规划和避障功能，快速、安全地到达目标车辆位置或充电接口位置。同时，开发了移动机器人之间的协作算法，当多个车辆同时需要充电服务且移动机器人数量有限时，移动机器人能够相互协作，合理分配任务，避免机器人之间的冲突和资源浪费，提高了整体移动充电服务的效率和自动化水平。

26、（3）本发明本技术方案对储能系统采用多层次的安全防护措施，在电池模组层面，每个模组都配备有独立的热管理系统，包括散热片、温度传感器和微型风扇等，能够及时将电池产生的热量散发出去，防止电池过热引发安全事故。同时，模组内还安装有烟雾传感器、压力传感器等安全监测装置，一旦检测到异常情况，立即向bms和智能控制器发送报警信号，并启动相应的应急措施，全面提高了储能系统的整体安全性。

27、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。