CN108944554A - 一种光储一体式充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光储一体式充电桩，设置了光伏发电模块、光伏电能控制模块、储能电池模块、储能电池管理模块、DC‑DC转换模块、DC‑AC逆变模块、充电控制模块、交流充电接口和直流充电接口，将光伏发电技术和储能技术有机统一和高度集成，利用光伏发电模块将太阳能转化为电能，可以做到能源清洁无污染，将光伏发电模块转化得到的电能存储在储能电池模块中，并且在为新能源汽车充电时，在光伏电能控制模块和储能电池管理模块的控制下，光伏发电模块或储能电池模块为DC‑DC转换模块、DC‑AC逆变模块提供电能，进而实现在充电控制模块的控制下释放出汽车所需的电能；本发明的充电桩的各部分组件集成开发、统一控制，便于独立部署。

Description

一种光储一体式充电桩
技术领域
本发明涉及充电桩领域，尤其是一种光储一体式充电桩。
背景技术
随着国家对于能源领域发展的高度重视和对新能源领域的持续投入，国家不断加大了光伏发电、储能电站建设和新能源汽车充电设施建设的力度。基于光伏发电技术、储能技术和大功率充电技术，全国各地已成功建设多个光伏充电站用于新能源汽车的集中式充电。但充电站所需建设场地较大，各组分模块分散，不便于统一管理和模块化部署。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种光储一体式充电桩，用于提高充电桩的集成度，便于统一管理。
本发明所采用的技术方案是：一种光储一体式充电桩，包括光伏发电模块、光伏电能控制模块、储能电池模块、储能电池管理模块、DC-DC转换模块、DC-AC逆变模块、充电控制模块、交流充电接口和直流充电接口，所述交流充电接口、所述直流充电接口与汽车的充电接口连接；所述光伏发电模块的输出端与所述光伏电能控制模块的输入端连接，所述储能电池模块与所述储能电池管理模块连接，所述光伏电能控制模块的输出端分别与所述DC-DC转换模块的输入端、所述DC-AC逆变模块的输入端、所述储能电池管理模块的输入端连接，所述储能电池管理模块的输出端分别与所述DC-DC转换模块的输入端、所述DC-AC逆变模块的输入端连接，所述DC-DC转换模块的输出端、所述DC-AC逆变模块的输出端均与所述充电控制模块的输入端连接，所述充电控制模块的输出端分别与所述交流充电接口的输入端、所述直流充电接口的输入端连接，所述充电控制模块根据接收的充电电压类型指令控制输出交流电能或直流电能。
进一步地，所述光储一体式充电桩还包括电源接口和AC-DC逆变模块，所述电源接口与电源连接，所述电源接口的输出端与所述AC-DC逆变模块的输入端连接，所述AC-DC逆变模块的输出端分别与所述储能电池管理模块的输入端、所述DC-DC转换模块的输入端、所述DC-AC逆变模块的输入端连接。
进一步地，所述电源为电网或发电机。
进一步地，所述光储一体式充电桩还包括人机交互模块，所述人机交互模块与充电控制模块连接。
进一步地，所述人机交互模块为显示屏和键盘，所述充电控制模块的输出端与所述显示屏的输入端连接，所述键盘的输出端与所述充电控制模块的输入端连接。
进一步地，所述人机交互模块为触控显示屏，所述充电控制模块与所述触控显示屏连接。
进一步地，所述光储一体式充电桩还包括无线数据传输模块，用于与智能移动终端进行数据传输，所述无线数据传输模块与充电控制模块连接。
进一步地，所述无线数据传输模块包括WiFi模块、蓝牙模块、ZigBee模块或移动通信模块。
进一步地，所述储能电池模块包括蓄电池和电池保护电路，所述电池保护电路与所述蓄电池连接，所述蓄电池与所述储能电池管理模块连接。
本发明的有益效果是：
本发明一种光储一体式充电桩，设置了光伏发电模块、光伏电能控制模块、储能电池模块、储能电池管理模块、DC-DC转换模块、DC-AC逆变模块、充电控制模块、交流充电接口和直流充电接口，克服现有充电站各组分模块分散，不便于统一管理的技术问题，将光伏发电技术和储能技术有机统一和高度集成，利用光伏发电模块将太阳能转化为电能，可以做到能源清洁无污染，将光伏发电模块转化得到的电能存储在储能电池模块中，并且在为新能源汽车充电时，在光伏电能控制模块和储能电池管理模块的控制下，光伏发电模块或储能电池模块为DC-DC转换模块、DC-AC逆变模块提供电能，进而实现在充电控制模块的控制下释放出汽车所需的电能；本发明的充电桩的各部分组件集成开发、统一控制，便于独立部署。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明一种光储一体式充电桩的一具体实施例结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
一种光储一体式充电桩，参考图1，图1是本发明一种光储一体式充电桩的一具体实施例结构示意图；充电桩包括光伏发电模块、储能电池模块、控制系统、交流充电接口和直流充电接口，控制系统包括光伏电能控制模块、储能电池管理模块、DC-DC转换模块、DC-AC逆变模块和充电控制模块；交流充电接口、直流充电接口与汽车的充电接口连接；其中，光伏发电模块是整个系统的主要能量来源，其包括光伏组件和固定光伏组件的支架，光伏组件将太阳能转化为电能；储能电池模块包括蓄电池组和电池保护电路，电池保护电路与蓄电池组连接，蓄电池组与储能电池管理模块连接，蓄电池组用于电能储存和电能释放；光伏发电模块的输出端与光伏电能控制模块的输入端连接，储能电池模块与储能电池管理模块连接，光伏电能控制模块的输出端分别与DC-DC转换模块的输入端、DC-AC逆变模块的输入端、储能电池管理模块的输入端连接，储能电池管理模块的输出端分别与DC-DC转换模块的输入端、DC-AC逆变模块的输入端连接，DC-DC转换模块的输出端、DC-AC逆变模块的输出端均与充电控制模块的输入端连接，充电控制模块的输出端分别与交流充电接口的输入端、直流充电接口的输入端连接，充电控制模块根据接收到的充电电压类型指令控制输出交流电能或直流电能至交流充电接口或直流充电接口为汽车进行充电。
本实施例的充电桩克服了现有充电站各组分模块分散，不便于统一管理的技术问题，将光伏发电技术和储能技术有机统一和高度集成，发挥新能源优势并与新能源汽车充电设施建设相结合，更好的辅助新能源汽车和充电设施推广。具体地，利用光伏发电模块将太阳能转化为电能，可以做到能源清洁无污染，将光伏发电模块转化得到的电能存储在储能电池模块中；并且在为新能源汽车充电时，在光伏电能控制模块和储能电池管理模块的控制下，光伏发电模块或储能电池模块为DC-DC转换模块、DC-AC逆变模块提供电能，DC-DC转换模块用于进行直流电压转换，DC-AC逆变模块用于将直流电压转换成交流电压，从而实现在充电控制模块的控制下释放出汽车所需的电能；本发明的充电桩的各部分组件集成开发、统一控制，便于独立部署。
实际上，光伏电能控制模块根据需求，可以将光伏发电模块转化的电能对储能电池模块进行充电，或经过DC-DC转换模块、DC-AC逆变模块对外输出。一般情况下，由光伏发电模块作为主要电能来源，为汽车充电提供电能。另外，储能电池模块根据储能电池管理模块的指令进行充放电动作。本实施例中，储能电池管理模块为电池管理系统，可以采集蓄电池组的电压，以及通过光伏电能控制模块获取光伏发电模块的输出电压大小，当电池管理系统判断蓄电池组的电压小于光伏发电模块的输出电压时，光伏发电模块经过光伏电能控制模块和储能电池管理模块对储能电池模块进行充电；当电池管理系统判断蓄电池组的电压大于光伏发电模块的输出电压时，由蓄电池组为汽车充电提供电能，储能电池模块的电能经过DC-DC转换模块或DC-AC逆变模块对汽车输出。
作为技术方案的进一步改进，参考图1，光储一体式充电桩还包括电源接口和AC-DC逆变模块，AC-DC逆变模块将交流电转换成直流电输出，电源接口与电源连接，电源接口的输出端与AC-DC逆变模块的输入端连接，AC-DC逆变模块的输出端分别与储能电池管理模块的输入端、DC-DC转换模块的输入端、DC-AC逆变模块的输入端连接。本实施例中，电源可以为电网或发电机。则通过电源接口可以向AC-DC逆变模块输入电能，再经过储能电池管理模块为储能电池模块进行充电，以在光伏发电模块的输出电能不足的情况下，保证储能电池模块的电能充足。
作为技术方案的进一步改进，光储一体式充电桩还包括人机交互模块，人机交互模块与充电控制模块连接。人机交互模块用于数据输入和数据显示输出。参考图1，人机交互模块为显示屏和键盘，充电控制模块的输出端通过人机接口与显示屏的输入端连接，键盘的输出端通过人机接口与充电控制模块的输入端连接。例如，通过键盘直接输入待充电汽车需要的充电电压类型。另外，人机交互模块还可以为触控显示屏，充电控制模块与触控显示屏连接，可以在触控显示屏上触摸输入数据，例如输入待充电汽车需要的充电电压类型。
作为技术方案的进一步改进，光储一体式充电桩还包括无线数据传输模块，用于与智能移动终端进行数据传输，无线数据传输模块与充电控制模块连接。无线数据传输模块包括WiFi模块、蓝牙模块、ZigBee模块或移动通信模块，移动通信模块可以是2G、3G、4G或者5G通信模块。智能移动终端为手机、PAD或电脑。以手机为例，用户的手机通过WiFi网络与充电桩的WiFi模块建立连接后，在手机上可以输入待充电的汽车所需的充电电压类型，十分方便快捷。另外，还可以将正在进行充电的汽车的充电数据传输至智能移动终端上进行查看，汽车的充电数据包括充电电压的数值和充电时间等。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种光储一体式充电桩，其特征在于，包括光伏发电模块、光伏电能控制模块、储能电池模块、储能电池管理模块、DC-DC转换模块、DC-AC逆变模块、充电控制模块、交流充电接口和直流充电接口，所述交流充电接口、所述直流充电接口与汽车的充电接口连接；所述光伏发电模块的输出端与所述光伏电能控制模块的输入端连接，所述储能电池模块与所述储能电池管理模块连接，所述光伏电能控制模块的输出端分别与所述DC-DC转换模块的输入端、所述DC-AC逆变模块的输入端、所述储能电池管理模块的输入端连接，所述储能电池管理模块的输出端分别与所述DC-DC转换模块的输入端、所述DC-AC逆变模块的输入端连接，所述DC-DC转换模块的输出端、所述DC-AC逆变模块的输出端均与所述充电控制模块的输入端连接，所述充电控制模块的输出端分别与所述交流充电接口的输入端、所述直流充电接口的输入端连接，所述充电控制模块根据接收的充电电压类型指令控制输出交流电能或直流电能。
2.根据权利要求1所述的光储一体式充电桩，其特征在于，所述光储一体式充电桩还包括电源接口和AC-DC逆变模块，所述电源接口与电源连接，所述电源接口的输出端与所述AC-DC逆变模块的输入端连接，所述AC-DC逆变模块的输出端分别与所述储能电池管理模块的输入端、所述DC-DC转换模块的输入端、所述DC-AC逆变模块的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的光储一体式充电桩，其特征在于，所述电源为电网或发电机。
4.根据权利要求1所述的光储一体式充电桩，其特征在于，所述光储一体式充电桩还包括人机交互模块，所述人机交互模块与充电控制模块连接。
5.根据权利要求4所述的光储一体式充电桩，其特征在于，所述人机交互模块为显示屏和键盘，所述充电控制模块的输出端与所述显示屏的输入端连接，所述键盘的输出端与所述充电控制模块的输入端连接。
6.根据权利要求4所述的光储一体式充电桩，其特征在于，所述人机交互模块为触控显示屏，所述充电控制模块与所述触控显示屏连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的光储一体式充电桩，其特征在于，所述光储一体式充电桩还包括无线数据传输模块，用于与智能移动终端进行数据传输，所述无线数据传输模块与充电控制模块连接。
8.根据权利要求7所述的光储一体式充电桩，其特征在于，所述无线数据传输模块包括WiFi模块、蓝牙模块、ZigBee模块或移动通信模块。
9.根据权利要求1至6任一项所述的光储一体式充电桩，其特征在于，所述储能电池模块包括蓄电池和电池保护电路，所述电池保护电路与所述蓄电池连接，所述蓄电池与所述储能电池管理模块连接。
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