CN104993554B - 一种电动汽车充电装置及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电装置，包括已有的配电装置，其中：在配电装置处加配电动汽车充电结构，电动汽车充电结构与配电装置电连接，再和落地式充电枪柜（内含充电枪）实现对电动汽车的充电。配电装置内的智能配变监测终端具有配变监测功能和充电管理功能，通过智能配变监测终端计算实时负荷，在保证变压器不过载、不影响正常用电的情况下，动态调整充电枪的开放数量。本发明的充电装置利用现有的道路附近杆式变压器下的低压配电箱或箱式变电站或小区内电缆分支箱或楼宇配电箱为充电站（桩）提供电源，无需单独架式电源变压器，后期如需增加充电桩的建设只需建设充电枪柜即可。本发明可以降低设备成本，减少设备投资，便于维护管理。

Description

一种电动汽车充电装置及其运行方法

技术领域

本发明涉及车辆充电装置的技术领域，具体涉及一种电动汽车充电装置及其运行方法。本发明适用于10KV/400V的箱式变电站和交流额定电压为400V及以下的低压配电箱或电缆分支箱或楼宇配电箱。

背景技术

随着电动汽车加快发展趋势，电动汽车将快速大量的投放到市场，充电桩需求和充电桩的建设问题日益突出。这些问题都对电动汽车的市场推广造成直接影响，更重要的是影响到我国城市交通运输领域减排的进程。

目前现有技术的充电站（桩）建设需要投入大量的设备，选择合适的建设场地比较困难，成本投入较大，建设周期较长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种具有设备成本低、能大大减少充电站（桩）占用空间、维护方便的电动汽车充电装置及其运行方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种电动汽车充电装置，包括已有的配电装置，其中：在配电装置处加配电动汽车充电结构，电动汽车充电结构与配电装置电连接。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的配电装置为低压配电箱或箱式变电站或电缆分支箱或楼宇配电箱。

上述的配电装置内安装有电路保护元件，电动汽车充电结构自身不设与配电装置相同或重复作用的保护元件，而共用配电装置内的电路保护元件。

上述的配电装置的保护元件包括断路器、刀闸、漏电保护器、避雷器、浪涌保护器。

上述的电动汽车充电结构包括CPU控制器、刷读卡器、交流接触器、漏电保护器、控制面板、触摸屏、电能表、打印机、LED灯、紧急按钮，而充电枪安装在充电枪柜中，充电枪柜的数量为一个或多个。

上述的每个充电枪柜由柜体、充电枪、电源线、控制线以及PE线组成，电源线、控制线以及PE线也可以是一根电缆线。

上述的电动汽车充电装置中引出相互独立的居民用电线路和充电用电线路，电动汽车充电装置内安装带充电功能的智能配变监测终端；智能配变监测终端与刷读卡器、交流接触器、漏电保护器、控制面板、触摸屏、电能表、打印机、LED灯、充电枪柜的控制线信号连接，智能配变监测终端具有充电刷卡收费模块、负荷管理模块、远程遥控通讯模块、打印数据模块、状态监测模块、充电枪柜门开关控制模块以及充电故障保护模块，上述模块与相应的结构组合实现相应功能。

上述的充电枪柜的电源线、控制线以及PE线，通过地埋线缆与配电装置连接。

一种电动汽车充电装置的运行方法，将电动汽车充电结构与已有的配电装置设计安装为一体，各个充电枪柜均与智能配变监测终端信号连接，智能配变监测终端能够监测充电和用电线路实时负荷、动态调整充电枪的开放数量，确保变压器不过载，确保不影响居民生活用电和其它用电；同时，智能配变监测终端与电力公司管理平台和充电运行管理公共服务平台可以同时通讯，交换数据，采用一卡双IP地址方式抄收数据；电力公司管理平台通过配变监测终端抄收电能表数据、配变监测终端数据、充电开关的投运情况、充电数据及其它数据，或进行充电管理；充电运行管理公共服务平台提供充电柜运行状况查询，实现空闲充电位和充电时间预定，并提供充电状况通知、远程查询、停车计时收费和充费功能；当充电结束时，充电运行管理公共服务平台将信息告知车主。

充电运行管理公共服务平台通过发送短信或拨打手机方式告知车主充电状况。

本发明的电动汽车充电装置利用现有的道路附近杆式变压器下的低压配电箱或箱式变电站或小区内电缆分支箱或楼宇配电箱为充电站（桩）提供电源，无需单独架式电源变压器，可以降低设备成本，减少设备投资，大大减少充电柜体积和占用的空间，便于维护管理。电动汽车充电结构中的保护元件（如断路器等）与配电装置（可以是低压配电箱、箱式变电站、电缆分支箱或楼宇配电箱）内（上）的保护元件不需重复安装。由于居民用电和充电用电分别有独立出线支路供电，各自产生故障时互不影响。配电装置（可以是低压配电箱、箱式变电站、电缆分支箱或楼宇配电箱）中安装带充电控制功能的智能配变监测终端，该终端还具有配变监测终端的所有功能，能够计算实时负荷，动态调整充电枪的开放数量，确保变压器不过载，确保不影响居民生活用电和其它用电。安装在地面上的存放充电枪的柜子十分简单，仅需一路电源线加上柜门控制线及少量其它控制线、PE线。柜子的电动门锁开关由安装在配电装置中的智能配变监测终端控制。由于存放充电枪的柜子内部设备简单，被破坏或盗窃风险大大降低，甚至受到撞击也不会影响使用。

附图说明

图1为本发明电动汽车充电装置的示例性正面结构图；

图2为本发明电动汽车充电装置示例性反面结构图；

图3为本发明的带充电功能的配电装置示例性原理框图；

图4为本发明带充电管理功能的智能配变监测终端示例性功能图；

图5为充电枪柜的结构示意图；

图6为充电枪的结构示意图；

图7为安装在户外杆上公用变压器附近的充电枪柜示意图；

图8为城市主干道设置临时停靠充电点示意图（适用于安装了带充电功能的低压配电箱的杆上变压器的情况和带充电功能的箱式变电站的情况）；

图9为城市主非机动车道设置临时停靠充电点示意图（适用于安装了带充电功能的低压配电箱的杆上变压器的情况和带充电功能的箱式变电站的情况）；

图10为居民小区电缆分支箱旁设置临时停靠充电点示意图。

其中的附图标记为：配电装置1、计量室11、带充电功能的智能配变终端12、无功补偿室13、充电漏电保护器14、充电计量表15、触摸屏16、打印机17、刷卡感应器18、紧急按钮19、民用电出线开关室20、充电出线开关室21、充电枪柜2。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制,其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他改变。实施例仅代表可能的变化。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动的限制该应用的范围为任何单个发明或者发明构思。

一种电动汽车充电装置，包括已有的配电装置1，其中：在配电装置1处加配电动汽车充电结构，电动汽车充电结构与配电装置1电连接。

示例性实施例中，配电装置1为低压配电箱或箱式变电站或电缆分支箱或楼宇配电箱。

示例性实施例中，配电装置1内安装有电路保护元件，电动汽车充电结构自身不设与配电装置1相同或重复作用的保护元件，而共用配电装置1内的电路保护元件。

示例性实施例中，配电装置1的保护元件包括刀闸、断路器、漏电保护器、避雷器、浪涌保护器等。

示例性实施例中，电动汽车充电结构包括CPU控制器、刷读卡器、交流接触器、漏电保护器、控制面板、触摸屏、电能表、打印机、LED灯、紧急按钮，而充电枪安装在充电枪柜2中，充电枪柜2的数量根据应用情况决定。

示例性实施例中，每个充电枪柜2由柜体、充电枪、电源线、控制线以及PE线组成，电源线、控制线以及PE也可以是一根电缆线。

示例性实施例中，电动汽车充电装置1中引出相互独立的居民用电线路和充电用电线路，电动汽车充电装置内安装带充电功能的智能配变监测终端12；智能配变监测终端与刷读卡器、交流接触器、漏电保护器、控制面板、触摸屏、电能表、打印机、LED灯、充电枪柜2的控制线信号连接，智能配变监测终端具有充电刷卡收费模块、负荷管理模块、远程遥控通讯模块、打印数据模块、状态监测模块、充电枪柜2门开关控制模块以及充电故障保护模块，上述模块与相应的结构组合实现相应功能。

示例性实施例中，充电枪柜2的电源线、控制线以及PE线，通过地埋线缆与配电装置1连接。

一种电动汽车充电装置的运行方法：将电动汽车充电结构与已有的配电装置1设计安装为一体，各个充电枪柜2均与智能配变监测终端信号连接，智能配变监测终端能够监测充电和用电线路实时负荷，根据负荷情况动态调整充电枪的开放数量确保变压器不过载，确保不影响居民生活用电和其它用电。同时，智能配变监测终端与电力公司管理平台和充电运行管理公共服务平台可以同时通讯，交换数据，采用一卡双IP地址方式抄收数据；电力公司管理平台通过配变监测终端抄收电能表数据、配变监测终端数据、充电开关的投运情况、充电数据及其它数据，或进行充电管理；充电运行管理公共服务平台提供充电柜运行状况查询，实现空闲充电位和充电时间预定，并提供充电状况通知、远程查询、停车计时收费和充费功能；当充电结束时充电运行管理公共服务平台通过发送短信或拨打手机方式告知车主。

本发明利用电动汽车充电装置（可以是带充电功能的低压配电箱、带充电功能的箱式变电站、带充电功能的电缆分支箱或带充电功能的楼宇配电箱）和落地式充电枪柜2实现电动汽车的充电。

电动汽车充电装置（可以是带充电功能的低压配电箱、带充电功能的箱式变电站、带充电功能的电缆分支箱或带充电功能的楼宇配电箱）示例性正面结构图如图1所示，充电结构包括触摸屏、CPU控制器、刷（读）卡器、交流接触器、充电漏电保护器14、电能表、打印机、LED灯、紧急按钮等部件。电动汽车充电结构中的保护元件（如断路器等）与配电装置（可以是低压配电箱、箱式变电站、电缆分支箱或楼宇配电箱）内（上）的保护元件不需重复安装。由于居民用电和充电用电分别有独立出线支路供电，各自产生故障时互不影响。电动汽车充电结构与配电装置（可以是低压配电箱、箱式变电站、电缆分支箱或楼宇配电箱）结合一体，可以降低设备成本，减少设备投资，大大减少充电柜体积和占用的空间，便于维护管理。

通过图7可以直观的描述户外杆式公用变压器下的带充电功能的低压配电箱附近的充电枪柜2的安装示意图。通过变压器输出交流电给配电箱，配电箱通过电缆直接给充电枪柜2供电。充电枪柜2十分简单（如图5和图6），仅需一路电源线加上柜门控制线及少量其它控制线、PE线。柜子的电动门锁开关由安装在配电装置（可以是低压配电箱、箱式变电站、电缆分支箱或楼宇配电箱）中的智能配变监测终端控制。由于存放充电枪的柜子内部设备简单，被破坏或盗窃风险大大降低，甚至受到撞击也不会影响使用。

带充电管理功能的智能配变监测终端示例性功能图见图4，此终端具备所有配变监测的功能外，还增加了电动汽车充电控制功能，包括用户信息交互，电能计量，计费控制，故障显示，插口状态检索和打印机功能等，并能计算实时负荷，动态调整充电枪的开放数量确保变压器不过载，不影响居民生活用电。

关于带充电功能的低压配电箱、箱式变电站附近充电柜安装示意图可参照图8、图9。带充电功能的电缆分支箱附近充电柜安装示意图可参照图10。利用现有的道路附近下的杆式变压器的低压配电箱或箱式变电站或小区内电缆分支箱或楼宇配电箱为充电站（桩）提供电源，无需单独架式电源变压器。同时通过配变监测终端的遥测、遥控等功能，确保非充电功能的正常使用。

汽车充电位由政府指定低压配电箱或箱式变电站附近的停车位或在行车道上规定一定的区域或规定停车位，设置醒目的警示减速并道标志，实现行车并道减速让行，规定相应的时间段可以泊车充电。可以充分利用低压配电箱或箱式变电站或小区内电缆分支箱或楼宇配电箱附近停车位或专门就近划定充电位。充分利用晚间用电负荷低，道路车流量少的特点，因地制宜建设充电装置、充电柜和充电位。

最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，例如：在图1、图2的基础上改变装置内外结构布局，调整器件的数量等，均在权利要求保护范围之内。在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。在现有的低压配电箱或箱式变电站或小区内电缆分支箱或楼宇配电箱内直接将现有充电桩安装在内，也属于本发明保护范围。

Claims (2)

1.一种电动汽车充电装置的运行方法，其中，电动汽车充电装置，包括已有的配电装置(1)，其特征是：在配电装置(1)处加配电动汽车充电结构，所述的电动汽车充电结构与配电装置(1)电连接，电动汽车充电装置利用现有的道路附近杆式变压器下的低压配电箱或箱式变电站或小区内电缆分支箱或楼宇配电箱为充电站、桩提供电源，不单独架式电源变压器，所述的配电装置(1)内安装有电路保护元件，所述的电动汽车充电结构自身不设与配电装置(1)相同或重复作用的保护元件，而共用配电装置(1)内的电路保护元件，配电装置(1)的保护元件包括断路器、刀闸、漏电保护器、避雷器、浪涌保护器，所述的电动汽车充电结构包括CPU控制器、刷、读卡器、交流接触器、漏电保护器、控制面板、触摸屏、电能表、打印机、LED灯、紧急按钮，而充电枪安装在充电枪柜(2)中，所述的充电枪柜(2)的数量为一个或多个，每个所述的充电枪柜(2)由柜体、充电枪、电源线、控制线以及PE线组成，电源线、控制线以及PE线是一根电缆线，所述的电动汽车充电装置中引出相互独立的居民用电线路和充电用电线路，所述的电动汽车充电装置内安装带充电功能的智能配变监测终端；所述的智能配变监测终端与刷、读卡器、交流接触器、漏电保护器、控制面板、触摸屏、电能表、打印机、LED灯、充电枪柜(2)的控制线信号连接，智能配变监测终端具有充电刷卡收费模块、负荷管理模块、远程遥控通讯模块、打印数据模块、状态监测模块、充电枪柜(2)门开关控制模块以及充电故障保护模块，上述模块与相应的结构组合实现相应功能，所述的充电枪柜(2)的电源线、控制线以及PE线，通过地埋线缆与配电装置(1)连接，电动汽车充电装置的运行方法，将电动汽车充电结构与已有的配电装置(1)设计安装为一体，各个充电枪柜(2)均与智能配变监测终端信号连接，智能配变监测终端能够监测充电和用电线路实时负荷、动态调整充电枪的开放数量，确保变压器不过载，确保不影响居民生活用电和其它用电；同时，智能配变监测终端与电力公司管理平台和充电运行管理公共服务平台可以同时通讯，交换数据，采用一卡双IP地址方式抄收数据；电力公司管理平台通过配变监测终端抄收电能表数据、配变监测终端数据、充电开关的投运情况、充电数据及其它数据，或进行充电管理；充电运行管理公共服务平台提供充电柜运行状况查询，实现空闲充电位和充电时间预定，并提供充电状况通知、远程查询、停车计时收费和充费功能；当充电结束时，充电运行管理公共服务平台将信息告知车主。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电装置的运行方法，其特征是：充电运行管理公共服务平台通过发送短信或拨打手机方式告知车主充电状况。