供电系统和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电源和储能技术领域，具体而言，涉及一种供电系统和车辆。


背景技术：

2.随着国家大力推广的储能、不间断供电系统市场扩大，储能被列入能源发展重大工程等背景下产生的一个新的商业模式。未来随着新能源技术的普及，城市的用电负荷会远远超过现有供电容量，而城市扩容难，已成为现实，未来自带燃料电池发电应急移动供电系统很有可能会得到更广发的应用。在电力故障和不具备电力资源的很多场景中，例如，医院、剧场、展会及救援场景，由于缺乏电力资源必然会造成一系列不利的影响。
3.针对上述相关技术中无电力资源场景用电的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供了一种供电系统和车辆，以至少解决相关技术中无电力资源场景用电的技术问题。
5.根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种供电系统，包括：市电供电系统、燃料电池发电系统、动力电池储能系统、自动转换开关、逆变系统和不间断电源系统，其中，所述不间断电源系统分别与所述自动转换开关、所述动力电池储能系统连接，所述自动转换开关分别与所述市电供电系统、所述燃料电池发电系统连接，所述逆变系统设置在所述自动转换开关与所述燃料电池发电系统之间的线路上，用于将所述燃料电池发电系统提供的直流电转换成交流电，所述市电供电系统、所述燃料电池发电系统和所述动力电池储能系统分别为所述不间断电源系统提供电源，所述不间断电源系统用于为目标场景供电。
6.可选地，所述供电系统包括多个开关，所述多个开关分别用于控制所在线路的通断。
7.可选地，所述多个开关包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，其中，所述第一开关设置在所述自动转换开关与所述市电供电系统之间的线路上，所述第二开关设置在所述燃料电池发电系统与所述逆变系统之间的线路上，所述第三开关设置在所述自动转换开关与所述逆变系统之间的线路上，所述第四开关设置在所述自动转换开关与所述逆变系统之间的线路上。
8.可选地，所述多个开关还包括：第五开关、第六开关、第七开关、第八开关，所述第五开关的一端与所述不间断电源系统连接，另一端分别与所述第六开关、所述第七开关、所述第八开关连接，其中，所述第六开关、所述第七开关、所述第八开关分别与所述目标场景的不同用电设备连接。
9.可选地，所述动力电池储能系统包括：动力电池组，与所述逆变系统连接，其中，充电系统设置在所述动力电池组与所述逆变系统之间的线路上，用于将所述逆变系统输出的交流电转换成直流电，第九开关设置在所述逆变系统与所述充电系统之间的线路上，第十
开关设置在所述动力电池组与所述充电系统之间的线路上。
10.可选地，所述动力电池组与所述不间断电源系统连接，其中，所述不间断电源系统给所述动力电池组充放电时采用共母线方式。
11.可选地，所述系统还包括：隔离二极管、放电二极管、熔断器、第十一开关、第十二开关，其中，所述熔断器的一端与所述动力电池组连接，另一端分别与所述隔离二极管、所述放电二极管连接，所述隔离二极管、所述放电二极管分别与所述不间断电源系统连接，所述第十一开关设置在所述隔离二极管与所述不间断电源系统之间的线路上，所述第十二开关设置在所述放电二极管与所述不间断电源系统之间的线路上。
12.可选地，所述动力电池储能系统还包括：电池管理系统，分别与所述充电系统、所述动力电池组和主控系统连接，用于所述充电系统、所述动力电池组和主控系统之间的数据交互、对电池组数据的采集分析以及制定电池管理策略。
13.可选地，所述电池管理策略包括以下至少之一：热管理、主动均衡管理、充电管理、放电管理。
14.根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种车辆，所述车辆包括上述中任意一项所述供电系统。
15.在本实用新型实施例中，该供电系统包括市电供电系统、燃料电池发电系统、动力电池储能系统、自动转换开关、逆变系统和不间断电源系统，其中，不间断电源系统分别与自动转换开关、动力电池储能系统连接，自动转换开关分别与市电供电系统、燃料电池发电系统连接，逆变系统设置在自动转换开关与燃料电池发电系统之间的线路上，用于将燃料电池发电系统提供的直流电转换成交流电，市电供电系统、燃料电池发电系统和动力电池储能系统分别为不间断电源系统提供电源，不间断电源系统用于为目标场景供电，该供电系统可以通过市电供电系统、燃料电池发电系统和动力电池储能系统分别为不间断电源系统提供电源，达到了利用不间断电源系统为目标场景供电的目的，从而实现了在电力故障和不具备电力资源的场景下及时提供备用电源和救援电源的技术效果，进而解决了相关技术中无电力资源场景用电的技术问题。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1是根据本实用新型实施例的供电系统的示意图；
18.图2是根据本实用新型可选实施例的供电系统的示意图。
19.其中，上述附图包括以下附图标记：
20.10、市电供电系统；11、燃料电池发电系统；12、动力电池储能系统；13、自动转换开关；14、逆变系统；15、不间断电源系统；21、充电系统；22、主控系统；23、隔离二极管；24、放电二极管；25、熔断器；26、动力电池组；27、电池管理系统；28、用电设备；多个开关至少包括k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8、k9、k10、k11、k12。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
22.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
23.实施例1
24.根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种供电系统，图1是根据本实用新型实施例的供电系统的示意图，如图1所示，该供电系统，包括：市电供电系统10、燃料电池发电系统11、动力电池储能系统12、自动转换开关13、逆变系统14和不间断电源系统15。
25.其中，不间断电源系统15分别与自动转换开关13、动力电池储能系统12连接，自动转换开关13分别与市电供电系统10、燃料电池发电系统11连接，逆变系统14设置在自动转换开关13与燃料电池发电系统11之间的线路上，用于将燃料电池发电系统11提供的直流电转换成交流电，市电供电系统10、燃料电池发电系统11和动力电池储能系统12分别为不间断电源系统15提供电源，不间断电源系统15用于为目标场景供电。
26.进一步地，上述供电系统可以通过市电供电系统、燃料电池发电系统和动力电池储能系统分别为不间断电源系统提供电源，达到了利用不间断电源系统为目标场景供电的目的，从而实现了在电力故障和不具备电力资源的场景下及时提供备用电源和救援电源的技术效果，进而解决了相关技术中无电力资源场景用电的技术问题。
27.作为一种可选的实施例，上述供电系统可以实现自发自用、余电存储，不仅能够大大减少对电力系统的依赖，也可以自成一个微电网体系，从而解决无电力资源场景用电问题。
28.作为一种可选的实施例，上述燃料电池发电系统11可以直接和市电供电系统10构成双电源系统，通过自动转换开关13自动进行切换。可选地，燃料电池发电系统11用于后备电源的场景，例如，燃料电池发电系统11可以通过逆变系统14给不间断电源系统15供电。
29.作为一种可选的实施例，在电力故障和不具备电力资源的很多场景中，燃料电池发电系统11可以独立自成系统供电保证系统不断电，可作为在线式应急供电。可选地，燃料电池发电系统11通过逆变系统14经自动转换开关13给不间断电源系统15提供后备电源。
30.作为一种可选的实施例，上述供电系统可以方便解决很多场景如医院、商场、会展、电力故障等很多在线式和离线式应急用电的问题，极好的完成能源的转换使用。
31.需要说明的是，上述供电系统为一体化能源补给系统，可以应用于应急救援和不具备电力资源的临时供电场景，既能为用电场景供给绿色电能，又能实现电力削峰填谷等
辅助服务功能，可有效提高系统运行效率，充分发挥在电力故障和不具备电力资源的很多场景的备用电源或者救援电源的作用。
32.可选地，上述供电系统包括多个开关，多个开关分别用于控制所在线路的通断。
33.可选地，上述多个开关包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关，其中，第一开关设置在自动转换开关13与市电供电系统10之间的线路上，第二开关设置在燃料电池发电系统11与逆变系统14之间的线路上，第三开关设置在自动转换开关13与逆变系统14之间的线路上，第四开关设置在自动转换开关13与逆变系统14之间的线路上。
34.作为一种可选的实施例，上述第一开关用于控制自动转换开关13与市电供电系统10之间的线路的通断，第二开关用于控制燃料电池发电系统11与逆变系统14之间的线路的通断，第三开关用于控制自动转换开关13与逆变系统14之间的线路的通断，第四开关用于控制自动转换开关13与逆变系统14之间的线路的通断。
35.可选地，上述多个开关还包括：第五开关、第六开关、第七开关、第八开关，第五开关的一端与不间断电源系统15连接，另一端分别与第六开关、第七开关、第八开关连接，其中，第六开关、第七开关、第八开关分别与目标场景的不同用电设备连接。
36.作为一种可选的实施例，上述第五开关为主开关，上述第六开关、第七开关、第八开关分别为分开关。在具体实施过程中，供电系统可以通过主开关，再通过分开关给目标场景的不同用电设备直接供电。需要说明的是，一个主开关可以连接多个分开关，对于分开关的数量不作任何限定，可以根据应用场景的需要而设置。上述目标场景包括但不限于医院、剧场、展会等。
37.可选地，上述动力电池储能系统12包括：动力电池组，与逆变系统14连接，其中，充电系统设置在动力电池组与逆变系统14之间的线路上，用于将逆变系统14输出的交流电转换成直流电，第九开关设置在逆变系统14与充电系统之间的线路上，第十开关设置在动力电池组与充电系统之间的线路上。
38.作为一种可选的实施例，上述动力电池组包括但不限于电池盖、正极、隔膜、负极、有机电解液、电池壳等；其中，正极采用活性物质，该活性物质可以为氧化钴锂等；隔膜采用特殊的复合膜；负极采用活性物质，该活性物质可以为碳等。
39.作为一种可选的实施例，上述第九开关、第十开关分别用于控制逆变系统14与充电系统之间的线路、动力电池组与充电系统之间的线路的通断。
40.作为一种可选的实施例，供电系统可以利用燃料电池发电系统11发电通过逆变系统14、充电系统将多余电量存储到动力电池储能系统12的动力电池组中，再通过不间断电源系统15给用电设备供电，可用于不具备电力资源的离线式工作场景。
41.可选地，上述动力电池组与不间断电源系统15连接，其中，不间断电源系统15给动力电池组充放电时采用共母线方式。
42.需要说明的是，采用上述方式不仅可以提高充放电效率，还便于后期维护等。
43.可选地，上述系统还包括：隔离二极管、放电二极管、熔断器、第十一开关、第十二开关，其中，熔断器的一端与动力电池组连接，另一端分别与隔离二极管、放电二极管连接，隔离二极管、放电二极管分别与不间断电源系统15连接，第十一开关设置在隔离二极管与不间断电源系统15之间的线路上，第十二开关设置在放电二极管与不间断电源系统15之间的线路上。
44.作为一种可选的实施例，在不间断电源系统15给动力电池组充电时，不间断电源系统15通过第十一开关和隔离二极管和熔断器给动力电池组充电；在不间断电源系统15给动力电池组放电时，动力电池组放电通过熔断器、放电二极管、第十二开关通过不间断电源系统15进行放电提供交流能源补给。
45.可选地，上述动力电池储能系统12还包括：电池管理系统，分别与充电系统、动力电池组和主控系统连接，用于充电系统、动力电池组和主控系统之间的数据交互、对电池组数据的采集分析以及制定电池管理策略。
46.作为一种可选的实施例，在整个充放电过程中，电池管理系统的主控模块通过和动力电池组内部的从空模块进行数据交互，对电池组数据的实时采集分析，动态制定电池管理策略，通过热管理、主动均衡管理、充电管理、放电管理等手段控制动力电池组工作在合适的工况。其中，电池管理系统的主控模块实时监控动力电池组的运行状态对其进行充放电控制，确保充放电安全可靠且电池系统运行稳定。
47.可选地，上述电池管理策略包括以下至少之一：热管理、主动均衡管理、充电管理、放电管理。
48.在具体实施过程中，上述电池管理策略包括但不限于热管理、主动均衡管理、充电管理、放电管理等。
49.下面对本实用新型一种可选的实施方式进行详细说明。
50.本实用新型可选实施例的提供了一种供电系统，图2是根据本实用新型可选实施例的供电系统的示意图，如图2所示，该供电系统至少包括：市电供电系统10、燃料电池发电系统11、动力电池储能系统12、自动转换开关13、逆变系统14和不间断电源系统15、充电系统21、主控系统22、隔离二极管23、放电二极管24、熔断器25、用电设备28以及多个开关，其中，动力电池储能系统12包括：动力电池组26和电池管理系统27；多个开关至少包括k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8、k9、k10、k11、k12。需要说明的是，上述k6、k7、k8分别对应连接目标场景的不同用电设备，上述目标场景包括但不限于医院、剧场、晨会等；上述供电系统可以集中安装一个标准集装箱内，方便运输使用灵活。
51.其中，上述市电供电系统采用市电供电系统10提供电源，有市电的情况下不间断电源系统15可以休眠不工作；上述燃料电池发电系统11的能源来源包括但不限于工业甲醇、氢气、一氧化碳、天然气等；上述动力电池储能系统12包括但不限于动力电池组26、电池管理系统27。
52.作为一种可选的实施例，当有市电的情况下，市电供电系统10通过k1、自动转换开关13、k4直接给不间断电源系统15供电，不间断电源系统15通过内部旁路开关直接输出，通过主开关k5，再通过分开关k6、k7、k8给多个用电设备28直接供电；同时可以通过不间断电源系统15可以给动力电池组26补电。
53.作为一种可选的实施例，在电力系统故障或无电力系统资源的应用的情况下，上述供电系统通过自动转换开关13自动切换到燃料电池发电系统11，由燃料电池发电系统11作为电源补给持续为不间断电源系统15提供电源。断开k9，燃料电池发电系统11通过k2、逆变系统、k3、自动转换开关13、k4直接给不间断电源系统15供电，不间断电源系统15通过内部旁路开关直接输出，通过主开关k5，再通过分开关k6、k7、k8给多个用电设备28直接供电；
54.作为一种可选的实施例，燃料电池发电系统11同时也可以通过k2给逆变系统供
电，再通过k9、充电系统、k10给动力电池组26充电。
55.作为一种可选的实施例，不间断电源系统15给动力电池组26充放电时采用共母线方式，其中，充电时不间断电源系统15通过k11和隔离二极管23和熔断器25给动力电池组26充电。放电时动力电池组26通过熔断器25和放电二极管24、k12通过不间断电源系统15进行放电提供交流能源补给。
56.作为一种可选的实施例，电力系统故障或无电力系统资源的应用场景，燃料电池发电系统11和动力电池储能系统12可以交替提供能源补给，两组能源可以交替使用，达到永不间断的能源补给。
57.作为一种可选的实施例，在储能电池的整个充放电过程中，电池管理系统27的主控模块通过和充电系统21、主控系统22和动力电池组26内部的电池管理系统进行实时数据交互，对电池组数据的实时采集分析，动态制定电池管理策略，通过热管理、主动均衡管理、充电管理、放电管理等手段可以解决充放电安全问题。
58.上述动力电池储能系统12采用国标2015通信控制策略，在充放电过程中主控系统能实时监测电池运行状态，大大提高安全性能。此系统储能电池充、放电可根据用户的负荷进行零电流切换调节。
59.实施例2
60.根据本实用新型实施例的另一方面，还提供了一种车辆，该车辆包括上述中任意一项供电系统。
61.作为一种可选的实施例，上述供电系统可以固定式安装在车辆上作为不间断应急电源，也可以作为移动式电力补给车作应急电源用。
62.作为一种可选的实施例，上述供电系统可拆卸的安装在车辆上，形成车载式供电系统，该车载式供电系统属于不依赖于电力资源可移动式的供电系统，使用更加灵活，更加有效提供应急供电。
63.上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
64.在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
65.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
66.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
67.另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
68.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用
时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read
‑
only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
69.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。