CN105322578A - 一种电动汽车充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电系统，其包括补电区、储能区、充电区和管理区。与现有技术相比，本发明一种电动汽车充电系统由于通过储能区的储能装置将夜间低谷时的电能储存起来并用于白天用电高峰期，配合其高倍率快速充电的功能，能在短时间内对电动汽车进行大量的能量补充而不影响电网，同时又有效地利用了低谷时的低价电能，起到了削峰填谷的作用，更兼该系统拥有储能区充电和电网在线实时充电的双型充电模式，保障了电网处于限电或检修断网时充电系统的24小时充电。

Description

一种电动汽车充电系统
【技术领域】
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动汽车充电系统。
【背景技术】
作为应对能源危机、环境污染等方面的主要发展产业，新能源汽车近年来的发展与应用得到长足进步，至力于发展新能源公交系统的城市与日俱增。而其中，以锂离子电池作为动力电源的电动公交，因其能量高、工作电压高、工作温度范围宽、体积小、寿命长、环保等优点，迅速成为新能源产业中的支柱力量。而伴随着电动公交的应用与推广，配套基础设施的重要性也日益明显。
为了推动纯电动汽车的产业化发展，同步建立和完善相关的配套基础设施的重要性与日俱增，特别是电动汽车的充电设施。当前国内电动汽车的充电桩主要集中于小区、停车场等公共场所的停车位，方便了电动汽车的充电，然而上述充电桩均是直接连接电网，通过AC-DC装置将电网的交流电转换成直流电同时给众多电动汽车充电，其充电倍率低，耗时长，严重制约实际使用的便捷性，但如果众多电动汽车同时高倍率快速充电又会形成很大的负载并对电网形成冲击，而且电动汽车如果是在白天用电高峰期充电，则其电价较贵，无法享受到晚间的谷峰低价电力以起到削峰填谷的作用，更兼电网处于检修断网、故障、限电期间时，则无电能可供充电，更影响了其使用。
鉴于以上弊端，实有必要提供一种电动汽车充电系统以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种电动汽车充电系统，其不但能对电动汽车进行高倍率快速充电，而且能通过储存夜间低谷电能并在白天对电动汽车充电，起到削峰填谷的作用，同时还能保障24小时不间断供电，解决了电网断网时的充电问题及市电供电问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电动汽车充电系统，其包括补电区、储能区、充电区和管理区，其特征在于：所述补电区包括太阳能电池板、太阳能发电模块、电网接入口、AC-DC充电模块；所述充电区包括应急电源模块、市电应急输出接口、DC-DC充电模块、电动车快速充电接口、电动车慢速充电接口；所述管理区包括充电桩管理系统、人机交互界面、GPS功能模块、监控及充值后台、智能照明模块、摄像监控模块、刷卡计费模块、低压供电模块；
优选的，所述太阳能发电模块连接太阳能电池板并将太阳能电池板所发的电进行电压调节后给储能区充电；所述AC-DC充电模块连接电网接入口并将电网的交流电转换成直流电后给储能区充电；
优选的，所述应急电源模块连接储能区并将储能区的电能转换为市电电压后通过市电应急输出接口对外放电；所述DC-DC充电模块连接储能区并将储能区的电能转换为适合电压后通过电动车快速充电接口给需要进行快速充电的电动车充电；
优选的，所述AC-DC充电模块还可以将电网接入口的工业电进行电压调节后直接通过电动车慢充电接口给需要进行慢充电的电动车充电；
优选的，所述充电桩管理系统通过CAN线将补电区、储能区、充电区、管理区的各个模块的电流、电压、温度信息进行收集、分析，再通过人机交互界面进行显示、交流、控制，并将该信息通过GPRS功能模块远程传输到监控及充值后台；
优选的，所述管理区的智能照明模块用于夜间运行时提供照明作用；所述摄像监控模块用于对整个系统的防盗、防损进行监控；所述刷卡计费模块用于消费者通过该系统进行电能消费时对该消费者的使用权信息进行收集、确认；所述低压供电模块用于对整个管理区的各个模块、工作组件在工作时提供相应的电源；
当电网处于夜间低谷时，通过补电区的AC-DC充电模块将电网接入口获得的交流电转换成直流电并储存到储能区，待白天用电高峰时再将储能区的电能通过DC-DC进行电压调节后给电动汽车进行快速充电。由于储能区可对电动汽车进行2C-3C的高倍率快速充电，能够在短时间内对电动汽车进行较高的能量补充，避免了对电网的冲击。而当储能区的电能不足时，再通过AC-DC充电模块交流电变成直流电直接对汽车进行慢速充电并同时给储能区补电。基于同时拥有储能区快速充电和电网在线实时充电的双型充电模式，保障了电网处于限电或检修断网时充电系统的24小时充电功能，同时由于充电区配置了应急电源模块，当需要应急电源时，市电应急输出接口亦能输出满足于市电电压的电源。
本发明的有益效果是：通过储能装置将夜间低谷时的电能储存起来并用于白天用电高峰期，配合其高倍率快速充电的功能，能在短时间内对电动汽车进行大量的能量补充而不影响电网，同时又有效地利用了低谷时的低价电能，起到了削峰填谷的作用，更兼该系统拥有储能区充电和电网在线实时充电的双型充电模式，保障了电网处于限电或检修断网时充电系统的24小时充电。
【附图说明】
图1为本发明一种电动汽车充电系统的功能框图。
【具体实施方式】
请参考图1所示，下面结合实施案例对本发明作进一步说明。
本实施案例中，补电区20、储能区40、充电区30和管理区10的运行模式如下：
储能区40的补电流程分为两大模式：一，通过太阳能电池板23将太阳能转换成电能后，再通过太阳能发电模块24将其电压调节到相应的充电电压后给储能区40补电；二，通过电网接入口21将电网中的交流电经过AC-DC充电模块22转换成相应的充电电压后给储能区40补电。
充电区30对外充电分为三大模式：一，当电动车需要快速充电时，储能区40通过DC-DC充电模块31将高倍率电能进行电压调节后利用电动车快速充电接口32为电动车进行快充；二，当电动车需要慢充电，如在夜间拥有足够时间来充电时，则充电区30会通过补电区20中的AC-DC充电模块22将电网接入口21中的市电进行电压调节后直接通过电动车慢速充电接口35为电动车充电；三，当电网断电后急需应急电源以保证重要机器设备运行时，充电区30中的应急电源模块33会将储能区40的电能转换为市电电压并通过市场应急输出接口34对外提供应急电源。
管理区10的运行，主要是用于对补电区20、储能区40、充电区30相互之间的协调、配合、信息收集、管理。其信息收集包括补电区20内各组件对储能区40在进行补电时的电流、电压、时间、温度、耗能以及满电后的电路状态信息；储能区40实时电能状态信息；充电区30对外充电电流、电压、时间、温度、耗能信息。同时，管理区10还负责管理夜间运营时的智能照明模块13对整系统区域进行照明，利用摄像监控模块14全天候对系统工作区域进行摄像监控，通过刷卡计费模块15来收集并确认消费者使用信息和使用权，利用低压供电模块16为整个管理区10内的各组件提供稳定的电源，利用人机交互界面12与消费者进行交流，包括确认其车辆电池组信息、通信协议、消费额度等，并且人机交互界面12还可用于系统的专业维护人员进行升级、设置、信息的上传和下载，而GPRS功能模块主要是将上述充电桩管理系统11收集到的信息传输给监控及充值后台18。
当电网处于夜间低谷时，通过补电区的AC-DC充电模块将电网接入口获得的交流电转换成直流电并储存到储能区，待白天用电高峰时再将储能区的电能通过DC-DC进行电压调节后给电动汽车进行快速充电。由于储能区可对电动汽车进行2C-3C的高倍率快速充电，能够在短时间内对电动汽车进行较高的能量补充，避免了对电网的冲击。而当储能区的电能不足时，再通过AC-DC充电模块交流电变成直流电直接对汽车进行慢速充电并同时给储能区补电。基于同时拥有储能区快速充电和电网在线实时充电的双型充电模式，保障了电网处于限电或检修断网时充电系统的24小时充电功能，同时由于充电区配置了应急电源模块，当需要应急电源时，市电应急输出接口亦能输出满足于市电电压的电源。
本发明一种电动汽车充电系统，并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (6)

1.一种电动汽车充电系统，其包括补电区、储能区、充电区和管理区，其特征在于：所述补电区包括太阳能电池板、太阳能发电模块、电网接入口、AC-DC充电模块；所述充电区包括应急电源模块、市电应急输出接口、DC-DC充电模块、电动车快速充电接口、电动车慢速充电接口；所述管理区包括充电桩管理系统、人机交互界面、GPS功能模块、监控及充值后台、智能照明模块、摄像监控模块、刷卡计费模块、低压供电模块。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于：所述太阳能发电模块连接太阳能电池板并将太阳能电池板所发的电进行电压调节后给储能区充电；所述AC-DC充电模块连接电网接入口并将电网的交流电转换成直流电后给储能区充电。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于：所述应急电源模块连接储能区并将储能区的电能转换为市电电压后通过市电应急输出接口对外放电；所述DC-DC充电模块连接储能区并将储能区的电能转换为适合电压后通过电动车快速充电接口给需要进行快速充电的电动车充电。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于：所述AC-DC充电模块还可以将电网接入口的工业电进行电压调节后直接通过电动车慢充电接口给需要进行慢充电的电动车充电。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于：所述充电桩管理系统通过CAN线将补电区、储能区、充电区、管理区的各个模块的电流、电压、温度信息进行收集、分析，再通过人机交互界面进行显示、交流、控制，并将该信息通过GPRS功能模块远程传输到监控及充值后台。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电系统，其特征在于：所述管理区的智能照明模块用于夜间运行时提供照明作用；所述摄像监控模块用于对整个系统的防盗、防损进行监控；所述刷卡计费模块用于消费者通过该系统进行电能消费时对该消费者的使用权信息进行收集、确认；所述低压供电模块用于对整个管理区的各个模块、工作组件在工作时提供相应的电源。
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