CN106160088B - 站台式充电系统 - Google Patents
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Abstract
一种站台式充电系统，包括为授电系统供电的充电系统；为充电系统供电的变电系统；为变电系统供电的配电系统；控制所述充电系统工作的操作控制系统；所述授电系统包括与地面基础连接的支架；通过绝缘板与所述支架连接的授电排；所述授电排包括第一授电轨和第二授电轨，第一授电轨和第二授电轨通过电缆分别与充电系统的正、负输出极连接。本发明提供的技术方案，可采用大功率智能直流快速充电原理，给纯电动城市汽车充电，具有充电效率高、操作简单、充电时间短的特点；充电站可结合现有公交站台改造建设，无需征用土地，建设成本低；设有操作控制系统，有利于充电站资源共享。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车充电站技术领域，尤其是涉及一种站台式充电系统。
背景技术
电动汽车作为传统能源汽车的替代方案，越来越受到人们的关注，世界各国在电动汽车领域的竞争也愈演愈烈。目前，电动汽车发展的瓶颈除了在于电动汽车的一些技术难点外，更重要的是缺乏便利的充电网络和充电终端。
发展充电设施,由于涉及城市规划、建设用地、建筑物及配电网改造、充电站资源共享、投资运营模式等方面,利益主体多,推进难度大,特别是传统的充电基础设施建设需征地拆迁，因拆迁成本高和城市地价昂贵，其发展受到一定的限制。现有技术中，由于交流充电站输出的是交流电，然后由充电站的充电枪为电动汽车上的车载充电机供电进行充电，车载充电机的工作效率相对较低，输出功率小，故充电时间较长，一般需要5-8小时；另一方面，由于充电计量收费问题没有解决，多家运营单位不能共享充电站资源，导致运营成本高；此外，车载电源管理系统（BMS）无法与充电机通讯（握手），故不能对大功率智能充电机进行智能充电控制。以上原因，阻碍了电动汽车的推广应用。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种充电效率高、充电时间短、能与城市公交站台有机结合，不额外占用土地资源的充电系统。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种站台式充电系统，包括为授电系统供电的充电系统；为充电系统供电的变电系统；为变电系统供电的配电系统；控制所述充电系统工作的操作控制系统；所述授电系统包括与地面基础连接的支架；通过绝缘板与所述支架连接的授电排；所述授电排包括第一授电轨和第二授电轨，第一授电轨和第二授电轨通过电缆分别与充电系统的正、负输出极连接。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的站台式充电系统，所述支架包括下端与地面基础连接的第一弧形支腿和第二弧形支腿；与所述第一弧形支腿中部连接的第一支撑架；与所述第二弧形支腿中部连接的第二支撑架；第一授电轨和第二授电轨分别通过绝缘板与所述第一支撑架和第二支撑架连接。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的站台式充电系统，所述第一支撑架和第二支撑架为大鹏形支撑架；大鹏形支撑架的两连接杆分别与所述第一弧形支腿或第二弧形支腿连接；大鹏形支撑架的另一连接杆与第一授电轨和第二授电轨连接；大鹏形支撑架还通过至少两根加强杆与所述第一弧形支腿或第二弧形支腿连接；所述大鹏形支撑架与第一弧形支腿或第二弧形支腿的两连接点之间还设有弧形加强杆。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的站台式充电系统，所述支架包括下端与地面基础连接的第一弧形支腿和第二弧形支腿；与所述第一弧形支腿中部连接的第一悬臂；两端分别与所述第一弧形支腿和第一悬臂连接的第一支撑杆；与所述第二弧形支腿中部连接的第二悬臂；两端分别与所述第二弧形支腿和第二悬臂连接的第二支撑杆；第一授电轨和第二授电轨分别通过绝缘板与所述第一悬臂和第二悬臂连接。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的站台式充电系统，所述第一授电轨、第二授电轨的表面镶有铜排；所述第一弧形支腿和第二弧形支腿的顶端为支架的最高点，所述第一弧形支腿和第二弧形支腿设有三维接地装置；所述第一授电轨和第二授电轨上设有避雷装置。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的站台式充电系统，所述操作控制系统包括无线接收和无线发射通讯管理系统，以及云管理平台；通过无线通讯的方式，使车载电源管理系统能与所述充电系统进行通讯，达到对充电系统的智能控制；所述无线接收和无线发射通讯管理系统包括两台2G、3G或4G无线工业WIFI路由器、2G、3G或4G通信资费卡。
作为进一步改进技术方案，本发明提供的站台式充电系统，所述配电系统的供电干线形成一个闭合的环形，外部电源向环形干线供电，从环形干线上引出若干路分路向外配电。
在不冲突的情况下，上述改进方案可单独或组合实施。
本发明提供的技术方案，可采用大功率智能直流快速充电原理，给纯电动城市汽车充电，具有充电效率高、操作简单、充电时间短的特点；充电站可结合现有公交站台改造建设，无需征用土地，建设成本低；设有操作控制系统，有利于充电站资源共享。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例站台式充电系统结构示意图；
图2是实施例一授电系统的结构示意图；
图3是实施例二授电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1和图2所示的站台式充电系统，包括为授电系统1供电的充电系统2；为充电系统2供电的变电系统4；为变电系统4供电的配电系统3；控制所述充电系统工作的操作控制系统5；授电系统1包括与地面基础连接的支架；通过绝缘板与所述支架连接的授电排；所述授电排包括第一授电轨105和第二授电轨106，第一授电轨105和第二授电轨106通过电缆分别与充电系统2的正、负输出极连接。
可选的方案：所述支架包括下端与地面基础连接的第一弧形支腿101和第二弧形支腿102；与所述第一弧形支腿101中部连接的第一支撑架103；与所述第二弧形支腿102中部连接的第二支撑架104；第一授电轨105和第二授电轨106分别通过绝缘板与所述第一支撑架103和第二支撑架104连接。
可选的方案：所述第一支撑架103和第二支撑架104为大鹏形支撑架；大鹏形支撑架的两连接杆分别与所述第一弧形支腿101或第二弧形支腿102连接；大鹏形支撑架的另一连接杆与第一授电轨105和第二授电轨106连接；大鹏形支撑架还通过至少两根加强杆107与所述第一弧形支腿101或第二弧形支腿102连接；所述大鹏形支撑架与第一弧形支腿101或第二弧形支腿102的两连接点之间还设有弧形加强杆108。
可选的方案：所述第一授电轨105、第二授电轨106的表面镶有铜排；所述第一弧形支腿101和第二弧形支腿102的顶端为支架的最高点，所述第一弧形支腿101和第二弧形支腿102设有三维接地装置；所述第一授电轨105和第二授电轨106上设有避雷装置。
可选的方案：所述操作控制系统5包括无线接收和无线发射通讯管理系统，以及云管理平台；通过无线通讯的方式，使车载电源管理系统能与所述充电系统进行通讯，达到对充电系统的智能控制；所述无线接收和无线发射通讯管理系统包括两台2G、3G或4G无线工业WIFI路由器、2G、3G或4G通信资费卡。
可选的方案：所述配电系统3的供电干线形成一个闭合的环形，外部电源向环形干线供电，从环形干线上引出若干路分路向外配电。
AC10KV电网电源经配电系统3连接到变电系统4的变压器的输入端，经过变压器降压后，再通过电缆连接到充电系统2的输入端，作为充电系统2的输入电源，然后通过充充电系统2将输入的三相交流电整流成直流电，作为充电系统2的输出电源；输出电源的正负极分别与授电系统1的第一授电轨105和第二授电轨106连接。电动汽车的车载集电装置升起后，与第一授电轨105和第二授电轨106接触，使充电系统2与车载储能装置形成一个闭合回路；启动操作控制系统5，发出控制指令，使车载电源管理系统（BMS）与充电系统2进行通讯（握手），按照程序设置的功能，达到对充电系统2的智能控制，完成充电过程。
配电系统3的使用环网柜配电，为环形配电网，即供电干线形成一个闭合的环形，供电电源向这个环形干线供电，从干线上再一路一路地通过高压开关向外配电。这样的优点是，每一个配电支路既可以从它的第一侧干线取电源，又可以由它的第二侧干线取电源。当一侧干线出了故障，它就从另一侧干线继获得供电，这样一来，尽管总电源是单路供电的，但从每一个配电支路来说却得到类似于双路供电的实惠，从而提高了供电的可靠性。
变电系统4可采用箱式变压器，包括多回路高压开关系统、铠装母线、变电站综合自动化系统、通讯、计量、电容补偿及直流电源等电气单元组合而成，安装在一个防潮、防锈、防尘、防鼠、防火、防盗、隔热、全封闭、可移动的钢结构箱体内，机电一体化，全封闭运行；包括高压室、变压器室、低压室；高压室就是电源侧，一般是35KV或者10KV进线，包括高压母排、断路器或者熔断器、电压互感器、避雷器等；变压器室里为干式变压器，是箱式变压器的主要设备；低压室里面有低压母排、低压断路器、计量装置、避雷器等，从低压母排上引出线路对充电机供电。
授电系统1包括与地面基础连接的支架，各部分的结构通过电焊或其它方式固定连接，具有牢固的强度，能抵抗风速为30m/s或以上的风力和车载集电装置80N-180N或以上的顶力；第一授电轨105、第二授电轨106的表面镶有铜排，可保证良好的导电效果，减小电阻率；支架和第一授电轨105、第二授电轨106之间是通过绝缘子联接的，绝缘电阻值达500MΩ，有效保证安全性，为进一步保证安全在支架的主体结构上安装了三维接地装置，在第一授电轨105、第二授电轨106上也安装了避雷装置。
所述操作控制系统5包括无线接收和无线发射通讯管理系统，以及云管理平台；通过无线通讯的方式，使车载电源管理系统能与所述充电系统进行通讯，达到对充电系统的智能控制；所述无线接收和无线发射通讯管理系统包括两台2G、3G或4G无线工业WIFI路由器、2G、3G或4G通信资费卡。操作控制系统5根据传感器所采集的数据，对充电系统2执行相应的动作。操作控制动作包括：控制充电系统2的工作方式、微调充电系统2的输出电压、调节充电系统2的限流点、控制充电系统2的开关机，控制命令通过串口发出；这些控制用户也可在人机交互界面触摸屏上手动执行这些动作。操作控制系统5的控制模块采用二级监控模式，对车载储能装置的端电压、充电电流、环境温度及其它参数作实时在线监测，根据车载储能装置的充电情况计算充电容量，可按用户事先设置的条件自动转入各个充电阶段进行充电，并通过控制充电电压和电流来完成车载储能装置的充电，实现全智能化，不需要人工干预。当充电系统2出现异常时，为了保证车载储能装置不被损坏，充电系统2会立即停机或不能启动。这些异常情况包括充电模块保护或故障告警、充电机电池连接状态不正常、充电机电池开关状态不正常、电源管理系统（BMS）告警及充电模块通信中断、直流电压表或电流表通信中断、BMS 通信中断。
通讯管理系统和云管理平台是通讯枢纽，实现下述通信管理功能：具备高速 CAN网络与电动汽车电源管理系统（BMS） 通信，用于判断电动汽车动力电池类型；获得动力电池系统参数，充电前和充电过程中动力电池的电压、电流、温度等状态数据，完成充电机的充电控制；通过无线网络与智能电能表通信，获取电能计量信息，完成充电计费与充电过程的联动控制；通过无线网络与高频充电模块通信，获取充电模块状态和运行信息，完成充电模块状态监测与充电过程的联动控制；通过无线网络与智能变送器通信，获取充电机的输出电压和电流信息，完成充电输出数据监测与充电过程的联动控制；通过高速 CAN 网络将电能计量、充电机工作信息传送给用户终端（UT），获取并执行用户终端（ UT ） 上送的控制命令；通过高速 CAN 网络或工业以太网与充电站后台监控系统交换数据，上传充电机和动力电池的工作状态和运行信息，获取并执行后台下发的启动或停止充电控制命令。
可采用WEB端控制平台、手机移动APP终端、云服务器组成的云管理平台，用户可以在任何时间通过WEB端、或者APP客户端查询充电站的详细地理位置、使用情况、支付费用情况，同时还可以对充电站提前使用预约服务。2G/3G/4G路由器能够为充电站无线数据传输应用方案建立高速、稳定的联网与数据传输通道，将所有充电、支付等通讯信息传输到企业后台，供运营企业进行业务分析和操作。同时，运营企业通过第三方云管理平台能够实现对分散在不同地点的充电站终端进行统一的运行状态监管，有效降低企业的运维成本。其主要功能如下：
实现运营单位、电动汽车用户以及支付平台三方实时信息共享，方便电动汽车用户随时充电；
帮助电动汽车真正实现“24小时”充电服务，只要有操作控制系统能识别的射频卡或IC卡，且有满足服务需求的足够金额，就能随时随地进行充电，达到资源共享、一站多用的目的，并且充电、支付费用等信息实时上传至企业后台；
将充电站与电动汽车用户、运营单位、移动公司、银联甚至国家电网进行对接，实现数据交互；
实现对分散式布局的充电站终端进行集中化管理，实时掌握终端运行状况，降低充电站企业运营成本，提高运营商服务质量和经营效益；
可靠的运营数据报表为运营商提供决策依据，提高充电行业信息化水平，促进快速充电行业发展和智能化城市建设；
站点视频监控、图像抓拍，查看各运营点抓拍图片，对人为损坏充电站过程录像取证存储，保证充电站设备安全跟踪，以备随时取证；
2G/3G/4G无线路由器不受布线问题的困扰，受现场环境因素影响较小，安装简便灵活；2G/3G/4G无线路由器通过简单的页面配置，无线路由器自动拨号联网主动发送连接请求，无线路由器可快速的接入到路由器管理平台。采用WEB架构设计，访问方便。
如图3所示，作为站台式充电系统的授电系统的另一个可选方案：所述支架包括下端与地面基础连接的第一弧形支腿101和第二弧形支腿102；与所述第一弧形支腿101中部连接的第一悬臂109；两端分别与所述第一弧形支腿101和第一悬臂109连接的第一支撑杆112；与所述第二弧形支腿102中部连接的第二悬臂110；两端分别与所述第二弧形支腿102和第二悬臂110连接的第二支撑杆111；第一授电轨105和第二授电轨106分别通过绝缘板与所述第一悬臂109和第二悬臂110连接。
本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种站台式充电系统，包括为授电系统(1)供电的充电系统(2)；为充电系统(2)供电的变电系统(4)；为变电系统(4)供电的配电系统(3)；控制所述充电系统工作的操作控制系统(5)；所述授电系统(1)包括与地面基础连接的支架，通过绝缘板与所述支架连接的授电排；所述授电排包括第一授电轨(105)和第二授电轨(106)，第一授电轨(105)和第二授电轨(106)通过电缆分别与充电系统(2)的正、负输出极连接；其特征在于，所述支架包括下端与地面基础连接的第一弧形支腿(101)和第二弧形支腿(102)；与所述第一弧形支腿(101)中部连接的第一支撑架(103)；与所述第二弧形支腿(102)中部连接的第二支撑架(104)；第一授电轨(105)和第二授电轨(106)分别通过绝缘板与所述第一支撑架(103)和第二支撑架(104)连接；所述操作控制系统(5)包括无线接收和无线发射通讯管理系统，以及云管理平台；通过无线通讯的方式，使车载电源管理系统能与所述充电系统进行通讯，达到对充电系统的智能控制；所述无线接收和无线发射通讯管理系统包括两台2G、3G或4G无线工业WIFI路由器、2G、3G或4G通信资费卡。
2.根据权利要求1所述的站台式充电系统，其特征在于，所述第一支撑架(103)和第二支撑架(104)为大鹏形支撑架；大鹏形支撑架的两连接杆分别与所述第一弧形支腿(101)或第二弧形支腿(102)连接；大鹏形支撑架的另一连接杆与第一授电轨(105)和第二授电轨(106)连接；大鹏形支撑架还通过至少两根加强杆(107)与所述第一弧形支腿(101)或第二弧形支腿(102)连接；所述大鹏形支撑架与第一弧形支腿(101)或第二弧形支腿(102)的两连接点之间还设有弧形加强杆(108)。
3.一种站台式充电系统，包括为授电系统(1)供电的充电系统(2)；为充电系统(2)供电的变电系统(4)；为变电系统(4)供电的配电系统(3)；控制所述充电系统工作的操作控制系统(5)；所述授电系统(1)包括与地面基础连接的支架；通过绝缘板与所述支架连接的授电排；所述授电排包括第一授电轨(105)和第二授电轨(106)，第一授电轨(105)和第二授电轨(106)通过电缆分别与充电系统(2)的正、负输出极连接；其特征在于，所述支架包括下端与地面基础连接的第一弧形支腿(101)和第二弧形支腿(102)；与所述第一弧形支腿(101)中部连接的第一悬臂(109)；两端分别与所述第一弧形支腿(101)和第一悬臂(109)连接的第一支撑杆(112)；与所述第二弧形支腿(102)中部连接的第二悬臂(110)；两端分别与所述第二弧形支腿(102)和第二悬臂(110)连接的第二支撑杆(111)；第一授电轨(105)和第二授电轨(106)分别通过绝缘板与所述第一悬臂(109)和第二悬臂(110)连接；所述操作控制系统(5)包括无线接收和无线发射通讯管理系统，以及云管理平台；通过无线通讯的方式，使车载电源管理系统能与所述充电系统进行通讯，达到对充电系统的智能控制；所述无线接收和无线发射通讯管理系统包括两台2G、3G或4G无线工业WIFI路由器、2G、3G或4G通信资费卡。
4.根据权利要求1或3所述的站台式充电系统，其特征在于，所述第一授电轨(105)、第二授电轨(106)的表面镶有铜排；所述第一弧形支腿(101)和第二弧形支腿(102)的顶端为支架的最高点，所述第一弧形支腿(101)和第二弧形支腿(102)设有三维接地装置；所述第一授电轨(105)和第二授电轨(106)上设有避雷装置。
5.根据权利要求1或3所述的站台式充电系统，其特征在于，所述配电系统(3)的供电干线形成一个闭合的环形，外部电源向环形干线供电，从环形干线上引出若干路分路向外配电。
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