[发明专利]一种具有无线充放电功能的移动式储能装置

说明书

本发明公开了一种具有无线充放电功能的移动式储能装置，包括储能模块、逆变整流模块、耦合模块和控制模块，具有无线充电和无线放电两种模式；储能模块、逆变整流模块和耦合模块依次相连，控制模块与耦合模块和逆变整流模块相连；控制模块包括检测单元、通信单元、数字控制器和驱动单元；检测单元与储能模块和耦合模块相连；通信单元与外部设备进行信息交互；数字控制器根据检测单元采样得到的电压、电流信号和接收的充、放电请求信号生成驱动控制信号；驱动单元根据驱动控制信号生成驱动信号控制逆变整流模块。本发明兼具无线充电和无线放电两种工作模式，并采用超级镍电池技术，具有移动功能，可以满足任意时间地点的快速充、放电需求。

技术领域

本发明涉及电化学储能系统控制的技术领域，尤其是指一种具有无线充放电功能的移动式储能装置。

背景技术

电化学储能是近年来兴起的储能技术，主要包括铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、钠基电池和其它类型的电池储能技术。电化学储能技术以其可充可放的运行特性，能够实现电能与其他各类形式能源之间的高效转化，同时能够实现能源在时间上的平移性，解决能源在生产与消费方面存在的异步性。利用储能可以提高可再生能源的消纳，能够提高电网运行控制的灵活性和可靠性，可以延缓输配电线路的更新投资，提高了电网的运行效率，有利于系统的安全稳定可靠运行。但现有电化学储能设备，都采用固定式的安装，在空间上缺乏灵活性。此外，现有主流的铅蓄电池、锂离子电池技术，充放电倍率低，瞬时充放电能力差。本发明结合无线电能传输技术，公开一种具有无线充、放电功能的移动式储能装置。无线电能传输技术，相比于传统的导线供电方式无电气连接，具有灵活便捷、安全可靠等优点。此外，本发明采用超级镍电池技术，可以满足超大倍率的充放电特性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种具有无线充放电功能的移动式储能装置，该储能装置集成了逆变器和整流器的功能，通过复用功率器件使装置兼具无线充电和无线放电两种工作模式，简化了储能装置的组件，同时该储能装置采用超级镍电池技术，具有移动功能，可以满足任意时间地点的快速充、放电需求。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种具有无线充放电功能的移动式储能装置，所述移动式储能装置包括储能模块、逆变整流模块、耦合模块和控制模块，并具有两种工作模式：无线充电模式和无线放电模式；所述储能模块与逆变整流模块相连，所述逆变整流模块与耦合模块相连，所述控制模块分别与耦合模块和逆变整流模块相连；所述储能模块由电化学储能单元构成，所述电化学储能单元采用超级镍电池技术；所述逆变整流模块集成逆变器和整流器；所述耦合模块包括串联连接的补偿电容和耦合线圈；所述控制模块包括检测单元、通信单元、数字控制器和驱动单元；所述检测单元分别与储能模块和耦合模块相连，用于监测储能模块的状态和采样耦合模块的电流信号；所述通信单元与外部设备进行信息交互；所述数字控制器根据检测单元采样得到的电压、电流信号和接收的充、放电请求信号生成驱动控制信号；所述驱动单元根据驱动控制信号生成驱动信号来控制逆变整流模块。

进一步，在无线放电模式下，所述逆变整流模块将储能模块输出的直流电变换为高频交流电，所述耦合模块作为发射模块，将高频交流电通过无线电能传输方式输送给外部无线电能接收装置，为外部设备供电；在无线充电模式下，所述耦合模块作为接收模块，通过无线电能传输方式获取外部无线电能发射装置发送的高频交流电，所述逆变整流模块将耦合模块获取的高频交流电变为直流电输送至储能模块，为储能模块充电。

进一步，所述无线充电模式和无线放电模式基于自适应移相调频控制；所述逆变整流模块工作在逆变状态时交流侧电压、电流基波分量相位相同，所述逆变整流模块工作在整流状态时交流侧电压、电流基波分量相位相反；所述耦合模块的固有频率与外部无线电能接收装置和外部无线电能发射装置固有频率相等。

进一步，所述移动式储能装置安装在可移动设备上。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、电化学储能单元采用超级镍电池技术，具有超大倍率充放电特性，可承受数千安培电流充放。