技术领域
[0001] 本发明涉及储能管理技术领域，尤其是涉及一种120kW/430kWh储能一体机及车辆充电方法。
相关背景技术
[0002] 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。
[0003] 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。
具体实施方式
[0020] 以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
[0021] 除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0022] 实施例如图1‑7所示，本发明提供了一种120kW/430kWh储能一体机，包括柜体1和门体2，柜体1一侧的上半部设置有充电接口区，柜体1一侧的下半部设置有移动机器人停靠区6，移动机器人停靠区6内放置有移动机器人7，柜体1内部一侧设置有功率转换与控制模块区和储能模块区，门体2位于柜体1的正面，且门体2的侧边开设有散热口3。
[0023] 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，智能控制器与双向功率变换器和通讯模块电性连接；双向功率变换器的直流端与储能模块区连接，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；通讯模块包括有线通讯和无线通讯两种方式，其中有线通讯为以太网，无线通讯为WiFi、蓝牙或4G/5G中的一种或多种。
[0024] 储能模块区包括锂电池模组8、电池管理系统BMS、热管理模块和安全检测模块，电池管理系统BMS与每个锂电池模组8相连，包括电压传感器、电流传感器和温度传感器一，每个锂电池模组8的上方设置有热管理模块；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。
[0025] 热管理模块包括散热片9、温度传感器二和微型风扇10，若干散热片9的上方设有微型风扇10，每个散热片9之间设置有温度传感器二，微型风扇10位于散热支架11内，散热支架11的顶部设置有防尘网12。
[0026] 充电接口区包括充电接口4，充电接口4上安装有充电枪5，充电枪5包括直流快充枪和交流慢充枪中的一种或多种，直流快充枪和交流慢充枪均通过独立控制电路与保护模块连接；保护模块分为过压保护、过流保护和漏电保护。
[0027] 移动机器人7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；导航传感器系统、无线通讯单元、机器人电池管理模块与控制系统电性连接，电池管理模块与机器人储能供电电池电性连接，驱动电机和机器人充电接口与机器人储能供电电池连接，无线通讯单元采用WiFi或蓝牙其中的一种。
[0028] 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，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；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；
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。
[0029] 移动机器人停靠区6包括定位模块和机器人充电输出口，定位模块包括激光导航定位传感器和视觉定位系统，机器人充电输出口与机器人充电接口连接。
[0030] 一种120kW/430kWh储能一体机的车辆充电方法，包括以下步骤：S1、设备初始化与待机：储充一体机启动，各模块进行自检，包括储能模块区的锂电池模组8、功率转换与控制模块区的双向功率变换器、智能控制器、通信模块以及充电接口区的各个充电枪5和其控制电路、保护装置等。移动机器人7也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。
[0031] 储能模块区的BMS实时监测锂电池模组8的电压、电流、温度等参数，并将数据传输给智能控制器。智能控制器根据这些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。
[0032] 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。
[0033] 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。
[0034] 在充电过程中，BMS持续监测每个锂电池模组8的状态，如电压、电流、温度等，并将数据传输给智能控制器。智能控制器根据BMS反馈的数据调整充电功率和电压，确保储能系统安全、高效地充电。例如，若某个锂电池模组8温度过高，智能控制器会降低充电电流，同时启动该模组的热管理系统进行散热降温。
[0035] 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7。
[0036] 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。
[0037] S4、充电过程执行：如果由储能系统直接充电，智能控制器根据车辆的电池信息（如SOC、电池容量、充电曲线等）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。
[0038] 移动机器人7根据云平台指令自动前往车辆位置，通过车辆识别技术（如车牌识别、车辆VIN码识别等）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5连接到车辆上。
[0039] 在充电过程中，车机交互系统通过无线通信技术（如4G/5G或专用短距离通信协议）实时监测车辆电池状态，并将充电进度、预计充满时间等信息反馈给车辆仪表盘或车主手机应用程序。同时，车辆也可以向储充一体机发送特殊需求信息，如优先充满电、降低充电功率以保护电池等，储充一体机根据这些信息调整充电策略和功率分配。
[0040] 如果储能系统电量不足，智能控制器则控制功率转换模块在电网负荷允许的情况下，从电网获取电能为储能系统充电，同时根据车辆的预约信息和充电需求，合理安排储能系统的充电计划，确保在车辆需要充电时能够有足够的电量供应。
[0041] S5、充电完成与后续处理：当车辆电池充满电后，储充一体机停止充电，移动机器人7根据储充一体机或云平台的指令，将充电枪5从车辆上拔出，并将车辆引导至空闲停车位或出口位置。
[0042] 移动机器人7返回移动机器人停靠区6，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，包括充电电量、充电时间、车辆信息等，通过通信模块上传至云平台，以便进行数据分析和管理。
[0043] 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；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。
[0044] 因此，本发明采用上述的一种120kW/430kWh储能一体机及车辆充电方法，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。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。能够合理分配任务，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。并且全面提高了储能系统的整体安全性。
[0045] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
