專利名稱：一種充電設(shè)備、儲(chǔ)能裝置及充電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電動(dòng)力領(lǐng)域，尤其涉及一種充電設(shè)備、儲(chǔ)能裝置及充電站。
背景技術(shù)：
在國(guó)際原油價(jià)格不斷攀升以及國(guó)家提倡環(huán)保的形勢(shì)下，使用電動(dòng)車的呼聲 越來(lái)越高?，F(xiàn)有電動(dòng)車壽交多的使用蓄電池組存儲(chǔ)電能，并在電動(dòng)車缺電時(shí)通過(guò) 充電設(shè)備從電網(wǎng)補(bǔ)充電能，以給電動(dòng)車提供動(dòng)力。
圖1示出了現(xiàn)有電動(dòng)車充電的工作原理，交流-直流(AC/DC)充電拒將電 網(wǎng)提供的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓給電動(dòng)車充電。為了提高單次充電的行駛里 程，電動(dòng)車通常需要配備更大容量的蓄電池組，但對(duì)大容量的蓄電池組充電時(shí)
間長(zhǎng)，不利于電動(dòng)車的推廣應(yīng)用。因此，需要"f是高充電設(shè)備的輸出功率以達(dá)到 快速充電的目的，但提高充電設(shè)備的輸出功率的同時(shí)對(duì)電網(wǎng)的功率要求也相應(yīng) 提高。例如實(shí)現(xiàn)400V/600A的快速充電，輸出功率為240KW，電網(wǎng)功率的需 求已經(jīng)很高，若同時(shí)有4臺(tái)電動(dòng)車需要快速充電，則輸入功率將高達(dá)1000KW, 如此高的電網(wǎng)功率需求使電動(dòng)車充電站的大規(guī)4莫應(yīng)用非常困難。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種充電設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有的充電設(shè) 備充電慢，對(duì)電網(wǎng)的功率要求高，導(dǎo)致電動(dòng)車充電站難以大規(guī)模應(yīng)用的問題。 本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種充電設(shè)備，所述設(shè)備包括 儲(chǔ)能充電單元，將電能轉(zhuǎn)換成直流電壓放電輸出；
儲(chǔ)能裝置，與所述儲(chǔ)能充電單元連接，儲(chǔ)存所述儲(chǔ)能充電單元放電輸出的 電能；以及直流-直流充電拒，與所述儲(chǔ)能裝置連接，利用所述儲(chǔ)能裝置放電輸出的電 能對(duì)外充電。
本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于提供一種采用上述充電設(shè)備的充電站。 本實(shí)用新型實(shí)施例的另 一 目的在于提供一種應(yīng)用于上述充電設(shè)備的儲(chǔ)能裝
置，儲(chǔ)存輸入的電能，將儲(chǔ)存的電能放電輸出。
本實(shí)用新型實(shí)施例在沒有充電需求時(shí)對(duì)儲(chǔ)能裝置慢速充電，利用充滿電的
儲(chǔ)能裝置對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行快速充電，有效的降低了充電站建設(shè)對(duì)電網(wǎng)的需求，有
助于電動(dòng)車充電站的大規(guī)模應(yīng)用。


圖l是現(xiàn)有電動(dòng)車充電的工作原理圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的充電設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的AC/DC充電拒的結(jié)構(gòu)圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的儲(chǔ)能裝置的結(jié)構(gòu)圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的DC/DC充電拒的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖 及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)^f亍進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體 實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，在沒有充電需求時(shí)對(duì)充電設(shè)備的儲(chǔ)能裝置慢速充
電，當(dāng)需要對(duì)電動(dòng)車充電時(shí)利用充滿電的儲(chǔ)能裝置對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行快速充電，可 以有效提高電動(dòng)車的充電速度，降低充電站建設(shè)對(duì)電網(wǎng)的需求。
圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的充電設(shè)備的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅 示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。
儲(chǔ)能充電裝置21將電能轉(zhuǎn)換成直流電壓放電輸出，對(duì)儲(chǔ)能裝置22充電。作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，除了連接電網(wǎng)外，還可以采取太陽(yáng)能(充電站
頂棚鋪設(shè)太陽(yáng)能電池板)和風(fēng)能(充電站頂部裝風(fēng)力發(fā)電機(jī))對(duì)儲(chǔ)能裝置22 進(jìn)行電能補(bǔ)充，將太陽(yáng)能或者風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置22，由于這兩種 能源特點(diǎn)是發(fā)電時(shí)間不連續(xù)，發(fā)電功率不恒定，與儲(chǔ)能裝置22中的電池組配合 起來(lái)使用效果很好。
以下以交流-直流(AC/DC)充電拒作為儲(chǔ)能充電裝置21為例進(jìn)行描述。 AC/DC充電拒連接電網(wǎng)，將電網(wǎng)的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。儲(chǔ)能裝置22 與AC/DC充電拒連接，儲(chǔ)存AC/DC充電拒放電輸出的電能。直流-直流(DC/DC ) 充電拒23與儲(chǔ)能裝置22連接，利用儲(chǔ)能裝置22放電輸出的電能對(duì)待充電電動(dòng) 車(EV)充電，將儲(chǔ)能裝置22放電輸出的直流電壓信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)壓處理后輸出 給電動(dòng)車。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，儲(chǔ)能裝置22可以為蓄電池，由于鐵電池具 備能夠安全的大倍率充、放電特性，因此優(yōu)選鐵電池。
當(dāng)空閑時(shí)，AC/DC充電柜通過(guò)電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能裝置22進(jìn)行慢速充電，當(dāng)有電 動(dòng)車需要充電時(shí)，利用已經(jīng)充滿電的儲(chǔ)能裝置22對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行快速充電。儲(chǔ)能 裝置22對(duì)電動(dòng)車快速充電時(shí)無(wú)需電網(wǎng)4是供高額電力。同時(shí)，多配備儲(chǔ)能裝置 22即可滿足多臺(tái)電動(dòng)車同時(shí)快速充電的要求，有效降低了充電設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的要 求，易于建立充電站。若利用夜間或電網(wǎng)低谷期進(jìn)行充電，還能夠節(jié)省大量電 力資源。
圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的AC/DC充電柜的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明 僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。
漏電斷路器連接在電網(wǎng)與隔離變壓器之間，當(dāng)漏電時(shí)，切斷通過(guò)電網(wǎng)輸入 至隔離變壓器的交流電壓信號(hào)，從而提供電源輸入保護(hù)功能。
隔離變壓器與漏電斷路器連接，隔離電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)的交流電壓進(jìn)行電壓變 換后輸出。當(dāng)然，不考慮漏電影響時(shí)，隔離變壓器也可以直接與電網(wǎng)連接。
整流濾波模塊與隔離變壓器連接，對(duì)經(jīng)隔離變壓器處理后的交流電壓信號(hào)進(jìn)行整流濾波后輸出。
多個(gè)并聯(lián)連接的組成至少一個(gè)充電模塊組，充電模塊組與整流濾波模塊連
接，利用整流濾波模塊整流濾波輸出的直流電壓信號(hào)對(duì)外充電。以儲(chǔ)能裝置22 的電壓范圍為400V至500V, DC/DC充電拒23的輸出為400V/600A, AC/DC 充電拒的輸出為500V/60A為例，充電才莫塊組中的每個(gè)充電模塊可以提供 400V-500V范圍內(nèi)恒流10A充電。
交流-直流充電拒主控板與充電模塊組連接，控制充電模塊的開啟，調(diào)節(jié)充 電模塊組的充電電流。交流-直流充電拒主控^1可以根據(jù)充電需求控制開啟不同 數(shù)量的充電模塊，實(shí)現(xiàn)充電電流的調(diào)節(jié)。作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，交流-直流充電拒主控板還可以通過(guò)CAN總線對(duì)外保持通信。
輔助電源與交流-直流充電柜主控板連接，向交流-直流充電拒主控板提供 工作電壓。
圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的儲(chǔ)能裝置的結(jié)構(gòu)，以蓄電池為例，為 了便于說(shuō)明僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。
蓄電池組由多節(jié)蓄電池，例如鋰離子電池串聯(lián)組成，蓄電池組的單次放電 容量不低于電動(dòng)車內(nèi)蓄電池組的充電容量，電壓范圍才艮據(jù)充電需求確定，例如 400V-500V。
電池管理器與蓄電池組連接，控制蓄電池組充、放電通路的通斷，對(duì)蓄電 池組內(nèi)的每節(jié)電池進(jìn)行電壓、電流、溫度、濕度的監(jiān)控，保障蓄電池組充放電 安全。
充電繼電器連接在AC/DC充電拒與電池管理器之間，在電池管理器的控制 下，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置22與AC/DC充電拒之間充電通路的通斷。
放電繼電器連接在電池管理器與DC/DC充電拒23之間，在電池管理器的 控制下，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置22與DC/DC充電拒23之間放電通路的通斷。
當(dāng)對(duì)蓄電池組充電時(shí)，電池管理器控制充電繼電器開啟，使蓄電池組與 AC/DC充電柜組成充電回路。當(dāng)蓄電池組的總電壓達(dá)到電壓范圍的上限電壓，例如500V,或者單節(jié)電池的電壓高于充電上限電壓時(shí)，電池管理器控制充電繼 電器關(guān)閉，停止對(duì)蓄電池組充電。
在蓄電池組放電(對(duì)電動(dòng)車充電)時(shí)，電池管理器控制放電繼電器開啟， 使蓄電池組與DC/DC充電拒23組成放電回路。放電過(guò)程中在蓄電池組總電壓 降到電壓范圍下限值，例如400V,或單節(jié)電壓低過(guò)放電下限電壓時(shí)，電池管理 器控制放電繼電器關(guān)閉，蓄電池組停止放電。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，可以在電池管理器與DC/DC充電拒23之 間連接一個(gè)預(yù)充電^各，使蓄電池組連接DC/DC充電拒23時(shí)不會(huì)產(chǎn)生浪涌電流。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，儲(chǔ)能裝置22還包括電池均衡器，連接蓄電 池組，在蓄電池組閑置時(shí)，電池均衡器工作，才企測(cè)偏離平均電壓較多的電池， 對(duì)其進(jìn)行均衡處理，修復(fù)蓄電池組內(nèi)電池電壓的一致性，保持充放電性能。
圖4示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的DC/DC充電拒的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明 僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。
多個(gè)并聯(lián)連接的充電模塊組成的充電模塊組，充電模塊組連接儲(chǔ)能裝置 22，將儲(chǔ)能裝置22放電輸出的電能輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)車的充電。以儲(chǔ)能裝置 22的電壓范圍為400V至500V， DC/DC充電拒23的輸出為400V/600A, AC/DC 充電拒的輸出為500V/60A為例，每個(gè)充電^f莫塊實(shí)現(xiàn)400V-500V范圍內(nèi)恒流10A 充電。
直流-直流充電拒主控板與充電模塊組連接，控制充電模塊組中充電模塊的 開啟，調(diào)節(jié)充電模塊組的充電電流。直流-直流充電拒主控板根據(jù)需要可以控制 開啟不同數(shù)量的充電模塊，實(shí)現(xiàn)充電電流的調(diào)節(jié)。作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施 例，直流-直流充電柜主控板還能通過(guò)CAN總線對(duì)外保持通信。
輔助電源與直流-直流充電拒主控板連接，向直流-直流充電拒主控板提供 工作電壓。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，AC/DC充電拒和DC/DC充電拒23中的充電模塊 均采用非隔離的降壓(BUCK)拓樸電路，對(duì)電池充電時(shí)是連續(xù)的電流，且效率高達(dá)96%以上，并且由于采用的恒流控制方式，多塊充電模塊可直接并聯(lián)，
無(wú)需專門的均流電3各。
作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，AC/DC充電拒和DC/DC充電拒23中的充 電模塊也可以有其它變型的替代方案，例如采用升壓電路時(shí)，雖然在蓄電池組 對(duì)電動(dòng)車充電時(shí)電壓會(huì)下降，但仍被充電模塊升壓至電動(dòng)車電池組電壓之上， 從而保持充電電流恒定，無(wú)需蓄電池組總電壓最低值大于電動(dòng)車充滿電壓，可 以減少蓄電池拒電池串聯(lián)數(shù)量，4旦需要增加蓄電池拒的容量，保障完成對(duì)電動(dòng) 車充電完成時(shí)蓄電池組總電壓不會(huì)將至放電下限。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，對(duì)于AC/DC充電拒、DC/DC充電拒23中充電模 塊數(shù)量的配置亦可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
另夕卜，儲(chǔ)能裝置22可以是獨(dú)立的系統(tǒng)，例如可以準(zhǔn)備多個(gè)儲(chǔ)能裝置預(yù)先充 好電待用，當(dāng)有電動(dòng)車需要充電時(shí)，即可與DC/DC充電拒23連接使用。同時(shí)， 可以在儲(chǔ)能裝置22配備多組蓄電池組滿足更加頻繁的電動(dòng)車充電需求。而且， 蓄電池組可利用夜間電網(wǎng)低谷時(shí)充電，平衡電網(wǎng)負(fù)荷，降低使用成本。
顯然，可以采用本實(shí)用新型建設(shè)各種電動(dòng)車充電站，便于電動(dòng)車充電站大 規(guī)傲用。
本實(shí)用新型實(shí)施例在現(xiàn)有直接供電式充電設(shè)備中增加了儲(chǔ)能裝置，在沒有 充電需求時(shí)對(duì)儲(chǔ)能裝置慢速充電，利用充滿電的儲(chǔ)能裝置對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行快速充 電，有效的降低了充電站建設(shè)對(duì)電網(wǎng)的需求，有助于電動(dòng)車充電站的大規(guī)模應(yīng) 用。同時(shí)，采用多模塊并聯(lián)方式，冗余性好、可靠性高，充電電流便于調(diào)節(jié)， 利用電網(wǎng)低谷期充電時(shí)還能節(jié)省電力資源。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型， 凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng) 包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種充電設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括儲(chǔ)能充電裝置，將電能轉(zhuǎn)換成直流電壓放電輸出；儲(chǔ)能裝置，與所述儲(chǔ)能充電單元連接，儲(chǔ)存所述儲(chǔ)能充電單元放電輸出的電能；以及直流-直流充電柜，與所述儲(chǔ)能裝置連接，利用所述儲(chǔ)能裝置放電輸出的電能對(duì)外充電。
2、 如權(quán)利要求1所述的充電設(shè)備，其特征在于，所述儲(chǔ)能充電單元為交流 -直流充電拒，所述交流-直流充電拒包括隔離變壓器，對(duì)電網(wǎng)的交流電壓進(jìn)行電壓變換后輸出；整流濾波模塊，與所述隔離變壓器連接，對(duì)所述隔離變壓器輸出的交流電 壓信號(hào)整流濾波后輸出；多個(gè)并聯(lián)連接的充電模塊組成的充電模塊組，與所述整流濾波模塊連接， 利用所述整流濾波模塊整流濾波輸出的直流電壓信號(hào)對(duì)外充電；交流-直流充電拒主控板，與所述充電模塊組連接，控制充電模塊的開啟，調(diào)節(jié)所述充電4莫塊組的充電電流；以及輔助電源，與所迷交流-直流充電根主控板連接，向所迷交流-直流充電沖巨 主控板提供工作電壓。
3、 如權(quán)利要求1所述的充電設(shè)備，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置包括 多節(jié)蓄電池串聯(lián)組成的至少一個(gè)蓄電池組；電池管理器，與所述蓄電池組連接，控制所述蓄電池組充、放電通路的通斷;.充電繼電器，連接在所述交流-直流充電拒與電池管理器之間，在所述電池 管理器的控制下，實(shí)現(xiàn)所述儲(chǔ)能裝置與所述交流-直流充電拒之間充電通路的通斷；以及放電繼電器，連接在所述電池管理器與直流-直流充電拒之間，在所述電池管理器的控制下，實(shí)現(xiàn)所述儲(chǔ)能裝置與所述交流-直流充電拒之間放電通路的通斷。
4、 如權(quán)利要求3所述的充電設(shè)備，其特征在于，所述蓄電池為鐵電池。
5、 如權(quán)利要求3所述的充電設(shè)備，其特征在于，所述^f諸能裝置還包括 電池均衡器，連接蓄電池組，在蓄電池組閑置時(shí)，檢測(cè)偏離平均電壓較多的電池并進(jìn)4亍均衡處理。
6、 如權(quán)利要求3所述的充電設(shè)備，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置還包括 預(yù)充電路，與所述放電繼電器連接。
7、 如權(quán)利要求1所述的充電設(shè)備，其特征在于，所述直流-直流充電拒包括多個(gè)并聯(lián)連接的充電模塊組成的充電模塊組，連接所述儲(chǔ)能裝置，將所述 儲(chǔ)能裝置放電輸出的電能輸出；直流-直流充電拒主控板，與所述充電模塊組連接，控制充電模塊的開啟， 調(diào)節(jié)所述充電^^莫塊組的充電電流；以及輔助電源，與所述直流-直流充電拒主控板連接，向所述直流-直流充電拒 主控板提供工作電壓。
8、 一種包含權(quán)利要求1至7任一權(quán)利要求的充電設(shè)備的充電站。
9、 一種應(yīng)用于權(quán)利要求1的充電設(shè)備的儲(chǔ)能裝置，儲(chǔ)存輸入的電能，將儲(chǔ)存的電能》文電llr出。
10、 如權(quán)利要求9所述的儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述輸入的電能由太陽(yáng) 能或者風(fēng)能轉(zhuǎn)化。
專利摘要本實(shí)用新型適用于電動(dòng)力領(lǐng)域，提供了一種充電設(shè)備、儲(chǔ)能裝置及充電站，所述設(shè)備包括儲(chǔ)能充電裝置，將電能轉(zhuǎn)換成直流電壓放電輸出；儲(chǔ)能裝置，與所述儲(chǔ)能充電單元連接，儲(chǔ)存所述儲(chǔ)能充電單元放電輸出的電能；以及直流-直流充電柜，與所述儲(chǔ)能裝置連接，利用所述儲(chǔ)能裝置放電輸出的電能對(duì)外充電。本實(shí)用新型在沒有充電需求時(shí)對(duì)儲(chǔ)能裝置慢速充電，利用充滿電的儲(chǔ)能裝置對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行快速充電，有效的降低了充電站建設(shè)對(duì)電網(wǎng)的需求，有助于電動(dòng)車充電站的大規(guī)模應(yīng)用。
文檔編號(hào)H02J7/00GK201312133SQ20082021289
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者張建華, 彬 郭 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司