CN107785952A - 用于电动车的能源系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电动车的能源系统，包括控制单元、清洁能源单元、储能单元和充电单元，充电单元分别与市电、清洁能源单元和储能单元相连，用于接收市电、清洁能源单元和储能单元的电能并向电动车进行充电；储能单元分别与市电和清洁能源单元相连，用于接收市电和清洁能源单元的电能进行储存；控制单元与清洁能源单元、储能单元和充电单元均相连，用于控制各单元之间的电能流动；清洁能源单元为光伏发电装置。本发明还公开了一种控制方法，在充电单元和/或储能单元进行充电作业时，优先由光伏发电装置进行充电；在光伏发电装置充电容量不够时，再由市电独立充电或共同充电。本发明的能源系统及控制方法均具有节约能源、降低成本等优点。

Description

用于电动车的能源系统及其控制方法
技术领域
本发明主要涉及电动车技术领域，特指一种用于电动车的能源系统及其控制方法。
背景技术
随着我国经济的迅猛发展，交通工具也有很大的改善，做为近几年新发展起来的新型交通工具--电动车，有轻便、环保、经济等很多其它交通工具所不具备的优点，同时随着中国城市路建、路况的日新完善，效率更好经济实用的电动车代替传统自行车或者汽车也已是一个不可逆转的市场需求趋势。而在当下，正开始走向成熟成形的电动车行业，其投资规模可大可小，投资链条可长可短，其生产及配套、区域经销、店面销售、售后有偿服务等，均呈现出极高的市场价值，电动车因其充电过程的漫长，每次出行都需要估算电池充电容量与行驶路程，经常因电池容量不足而给日常使用带来诸多不便。故作为清洁能源交通工具的后勤措施，电动车充电站已有代替汽车加油站成为城市内主要基础设施的趋势。
据了解，充电站基本结构由初级一次侧充电机(为再生储能蓄电池充电)、储能蓄电池、次级二次侧快速充电机(为电动车充电)、再生蓄电池检修机、计费控制系统，线缆配电系统和机房组成。此外，充电站的工作原理为：平时(夜间优先)电网电力通过初级一次侧充电机向再生蓄电池进行储能充电，由于储能充电时没有时间要求，因而可用小电流慢速充电，充电电流可根据蓄电池电量自动安排充电时间，最大程度的使用夜间低谷电力。当需要为电动车充电时，根据电动车的允许最大充电电流和电压，通过次级二次侧快速充电机向电动车进行快速充电，由于充电过程是从储能蓄电池向电动车“倒压”，而不是直接取自电网，因而对电网没有任何干扰(如果直接从电网高功率取电，会严重干扰电网，不仅影响其它用户，而且威胁电网设备)。充电站可安装于公共停电场、大型购物中心、可停车的路边地、高速路服务区、居住小区、单位、写字楼等任意允许供电的地点。但是以上充电系统仅仅考虑的为电动车进行快速充电，而在电网负载较大时易导致电动车充电时供电不足，同时进一步加剧了电网波动，形成恶性循环。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、提高充电可靠性的用于电动车的能源系统，并相应提供一种操作简便、节省充电成本的控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种用于电动车的能源系统，包括控制单元、清洁能源单元、储能单元和充电单元，所述充电单元分别与市电、所述清洁能源单元和储能单元相连，用于接收市电、清洁能源单元和储能单元的电能并向电动车进行充电；所述储能单元分别与市电和清洁能源单元相连，用于接收市电和清洁能源单元的电能进行储存；所述控制单元与所述清洁能源单元、储能单元和充电单元均相连，用于控制各单元之间的电能流动；所述清洁能源单元为光伏发电装置。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述光伏发电装置的光伏面板铺设于所述电动车雨棚的上方。
所述充电单元包括一个以上的交流充电桩和一个以上的直流充电桩。
部分交流充电桩和直流充电桩配置有相对应的储能模块。
所述储能单元均安装于一箱体内。
本发明还公开了一种基于如上所述的用于电动车的能源系统的控制方法，在充电单元和/或储能单元进行充电作业时，优先由所述光伏发电装置进行充电；在所述光伏发电装置充电容量不够时，再由市电独立充电或同光伏发电装置共同充电。
作为上述技术方案的进一步改进：
实时对光伏发电装置的输出功率进行监控，当输出功率小于预设阈值时，切断所述光伏发电装置的输出，由市网进行充电。
设定时间段以控制所述光伏发电装置的充电作业时间。
设定时间段以控制市电的充电作业时间。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的用于电动车的能源系统，增加了清洁能源单元，在市电充电容量不足时，由清洁能源单元进行独立供电或共同充电，以保证充电作业的顺利进行；而且清洁能源单元采用光伏发电装置，结构简单、易于实现。本发明的用于电动车的能源系统的控制方法，在进行充电作业时，优先保证由清洁能源单元进行供电，而在其供电不足时，再由市电进行补充，不仅保证了充电作业的顺利进行，同时能够最大限度利用太阳能，降低充电成本。
附图说明
图1为本发明的电气原理方框图。
图2为本发明在具体应用时的实施例图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1至图2所示，本实施例的用于电动车的能源系统，包括控制单元、清洁能源单元、储能单元和充电单元，充电单元分别与市电、清洁能源单元和储能单元相连，用于接收市电、清洁能源单元和储能单元的电能并向电动车进行充电；储能单元分别与市电和清洁能源单元相连，用于接收市电和清洁能源单元的电能进行储存；控制单元分别与清洁能源单元、储能单元和充电单元相连，用于控制各单元之间的电能流动；清洁能源单元为光伏发电装置。本发明的用于电动车的能源系统，增加了清洁能源单元，在市电充电容量不足时，由清洁能源单元进行独立供电或共同充电，以保证充电作业的顺利进行；而且清洁能源单元采用光伏发电装置，结构简单、易于实现。
本实施例中，光伏发电装置的光伏面板铺设于电动车雨棚的上方；各储能单元则均安装于一箱体内，箱体采用户外集装箱的形式，安置于电动车雨棚的一侧；其中光伏发电装置的具体结构可采用市场上常规的方案，在此不再赘述。在其它实施例中，清洁能源单元也可以为生物能发电、风力发电、水力发电、地热能发电或海潮发电。
本实施例中，充电单元包括一个以上的交流充电桩和一个以上的直流充电桩。具体地，如图2所示，共包括15个充电桩(14个交流充电桩和1个直流充电桩)，其中3个交流充电桩和1个直流充电桩带独立的储能模块。另外，对于电动车的具体充电过程同现有技术，在此不再赘述。
本发明还相应公开了一种基于如上所述的用于电动车的能源系统的控制方法，在进行充电单元和/或储能单元的充电作业时，优先由光伏发电装置进行充电；在光伏发电装置充电容量不够时，再由市电独立充电或同光伏发电装置共同充电。本发明的用于电动车的能源系统的控制方法，在进行充电作业时，优先保证由清洁能源单元(太阳能)进行供电，而在其供电不足时，再由市电进行补充，不仅保证了充电作业的顺利进行，同时能够最大限度利用太阳能，降低充电成本。
本实施例中，实时对光伏发电装置的输出功率进行监控，当输出功率小于预设阈值时，切断光伏发电装置的输出，由市网进行充电。通过对光伏发电装置的输出功率进行实时监控，不仅能够对光伏发电装置的工作情况进行监控，更重要的是，在其充电功率较小时(如光照不足或无光照时)，及时切断光伏发电装置的输出，保证其输出效率。
具体地，可针对现场的光照时间，设定时间段以控制光伏发电装置的充电作业时间，如在光照充足的时间段进行作业，再在其它时间段关闭。当然，也可以设定时间段以控制市电的充电作业时间，如夜晚市电成本较低的时段，启动市电充电作业，而在其它时间段由光伏发电装置进行充电作业。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，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。

Claims (9)

1.一种用于电动车的能源系统，其特征在于，包括控制单元、清洁能源单元、储能单元和充电单元，所述充电单元分别与市电、所述清洁能源单元和储能单元相连，用于接收市电、清洁能源单元和储能单元的电能并向电动车进行充电；所述储能单元分别与市电和清洁能源单元相连，用于接收市电和清洁能源单元的电能进行储存；所述控制单元分别与所述清洁能源单元、储能单元和充电单元相连，用于控制各单元之间的电能流动；所述清洁能源单元为光伏发电装置。
2.根据权利要求1所述的用于电动车的能源系统，其特征在于，所述光伏发电装置的光伏面板铺设于电动车雨棚的上方。
3.根据权利要求1或2所述的用于电动车的能源系统，其特征在于，所述充电单元包括一个以上的交流充电桩和一个以上的直流充电桩。
4.根据权利要求3所述的用于电动车的能源系统，其特征在于，部分交流充电桩和直流充电桩配置有相对应的储能模块。
5.根据权利要求1或2所述的用于电动车的能源系统，其特征在于，所述储能单元均安装于一箱体内。
6.一种基于权利要求1至5中任意一项所述的用于电动车的能源系统的控制方法，其特征在于，在充电单元和/或储能单元进行充电作业时，优先由所述光伏发电装置进行充电；在所述光伏发电装置充电容量不够时，再由市电独立充电或同光伏发电装置共同充电。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，实时对光伏发电装置的输出功率进行监控，当输出功率小于预设阈值时，切断所述光伏发电装置的输出，由市网进行充电。
8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，设定时间段以控制所述光伏发电装置的充电作业时间。
9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，设定时间段以控制市电的充电作业时间。
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