CN110520328A - 基于连接配电线路的变压器的负荷量和设置于电线杆的电动汽车充电装置、电动汽车充电系统以及设置于电线杆的电动汽车充电装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一实施例的设置于电线杆的电动汽车充电装置可包括：第一端口，其用于向电动汽车供电；第二端口，其用于接收通过与配电线路相连接的变压器变换的电源；断路器，用于对第一端口与第二端口之间的打开和关闭状态进行切换；以及控制单元，接收变压器的负荷量信息，以在根据负荷量信息的负荷量大于基准负荷量的情况下使第一端口与第二端口之间电断开的方式控制断路器。

Description

基于连接配电线路的变压器的负荷量和设置于电线杆的电动 汽车充电装置、电动汽车充电系统以及设置于电线杆的电动 汽车充电装置的控制方法

技术领域

本发明涉及基于连接配电线路的变压器的负荷量和设置于电线杆的电动汽车充电装置、电动汽车充电系统以及设置于电线杆的电动汽车充电装置的控制方法。

背景技术

近来，随着化石燃料的枯竭和化石燃料的过度使用造成大气环境污染问题越发严重，全世界正在积极研究和开发可再生新能源的使用和环保运输工具。作为这种环保运输工具，电动汽车(Electric Vehicle，EV)备受关注。铺展电动汽车充电基础设施对于广泛普及电动汽车而言是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于，提供如下的设置于电线杆的电动汽车充电装置、电动汽车充电系统以及设置于电线杆的电动汽车充电装置的控制方法，即，能够提供可将通过与配电线路相连接的变压器变换的电源安全地用到电动汽车充电的环境，来有助于铺展电动汽车充电基础设施。

本发明一实施例的设置于电线杆的电动汽车充电装置可包括：第一端口，用于向电动汽车供电；第二端口，用于接收通过与配电线路相连接的变压器变换的电源；断路器，用于对所述第一端口和所述第二端口的开闭状态进行切换；以及控制单元，其用于接收所述变压器的负荷量信息，以及控制所述断路器使得当根据所述负荷量信息的负荷量大于基准负荷量时，所述第一端口与所述第二端口之间电断开。

例如，上述设置于电线杆的电动汽车充电装置还可包括通信单元，所述通信单元从对所述变压器的数据进行处理的数据集中处理装置或从智能型分电箱接收所述负荷量信息，当根据所述负荷量信息的负荷量大于基准负荷量时，向服务器发送充电未执行信息。

例如，上述设置于电线杆的电动汽车充电装置还可包括：输入单元，用于接收充电请求信息的输入；以及输出单元，用于当根据所述负荷量信息的负荷量大于基准负荷量时，输出充电未执行信息。

例如，上述设置于电线杆的电动汽车充电装置还可包括外箱，用于容纳上述断路器，设置于电线杆。

例如，上述设置于电线杆的电动汽车充电装置还可包括电源电缆，用于使上述第二端口与上述配电线路电连接。

本发明一实施例的电动汽车充电系统可包括：变压器，与配电线路相连接且设置于第一电线杆；数据集中处理装置，用于通过处理所述变压器的数据来生成负荷量信息；充电装置，其设置于所述第一电线杆或第二电线杆，且从所述变压器接收电源并对电动汽车进行充电；以及智能型分电箱，接收所述负荷量信息，当根据所述负荷量信息的负荷量大于基准负荷量时，不激活所述充电装置。

本发明一实施例的电动汽车充电装置的控制方法可包括步骤：从数据集中处理装置接收所述负荷量信息，所述数据集中处理装置处理与配电线路相连接的变压器的数据以生成负荷量信息；比较根据所述负荷量信息的负荷量和基准负荷量；以及根据负荷量比较结果，控制是否激活设置于电线杆的电动汽车充电装置从所述变压器接收电源。

根据本发明一实施例的以与配电线路相连接的变压器的负荷量为基础的设置于电线杆的电动汽车充电装置、电动汽车充电系统以及设置于电线杆的电动汽车充电装置的控制方法，即使在电动汽车充电中追加使用与配电线路相连接的变压器，也可预防与配电线路相连接的变压器的寿命缩短及受损，可稳定地从与配电线路相连接的变压器接收电源来对电动汽车进行充电。

由此，可形成可将通过与配电线路相连接的变压器变换的电源安全地用到电动汽车充电的环境，可广泛铺展电动汽车充电基础设施。

附图说明

图1为本发明一实施例的电动汽车充电系统的示意图。

图2为本发明一实施例的设置于电线杆的电动汽车充电装置的框图。

图3为本发明一实施例的设置于电线杆的电动汽车充电装置的框图。

图4a至图4d为图1及图3所示的智能型分电箱的结构示意图。

图5为本发明一实施例的电动汽车充电系统的转换器的配置示意图。

图6为本发明一实施例的电动汽车充电系统的转换器的配置示意图。

图7为本发明一实施例的电动汽车充电系统的转换器的配置示意图。

图8为本发明一实施例的设置于电线杆的电动汽车充电装置的控制方法的流程图。

具体实施方式

以下本发明的详细说明将参照附图以可实施本发明的特定实施例来阐述。本发明的多种实施例虽然互不相同，但应理解为也互不排斥。例如，本说明书中记载的特定形状、结构及特性可在不脱离与一实施例相关的本发明的思想及范围的情况下，由其他实施例实现。并且，应理解的是，所公开的各个实施例中的各元件的位置或配置可在不脱离本发明的思想及范围的情况下改变。因此，以下详细说明并不限定本发明，只要说明恰当，本发明的范围仅由发明要求保护范围所主张的内容等同的所有范围和所附的发明要求保护范围限定其范围。附图中相似的附图标记在多个层面表示相同或相似的功能。

以下，为使本发明所属技术领域的普通技术人员容易实现本发明，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。

图1为本发明一实施例的电动汽车充电系统的示意图。

参照图1，本发明一实施例的电动汽车充电系统可包括电动汽车充电装置100、智能型分电箱180、数据集中处理装置210、变压器(未图示)，可设置于包括电线杆10、配电线路20、停车空间30、车辆防撞用路桩40、车辆限位器50、充电站标志牌60、影像装置70等的电动汽车充电站。其中，电线杆10并不限定于电柱，即可设置电动汽车充电装置100并可形成从配电线路接收电能来向电动汽车充电装置100传递的环境的柱子。

电动汽车充电装置100能够以设置于电线杆10并可从变压器接收电源且对电动汽车300进行充电的方式形成。例如，电动汽车充电装置100可通过电源电缆190来与配电线路20电连接，从而接收电源。

其中，变压器可通过与配电线路20相连接来将高压的电源变换为低压的电源。例如，变压器可以是设置于电线杆10或第二电线杆(未图示)上的杆上变压器，还可以是设置于道路或人行道周边的地面变压器。

数据集中处理装置210可接收并处理变压器的电流、电压或电力数据来生成负荷量信息。其中，负荷量信息可定义为通过变压器变换的总电量。在变压器的负荷量大的情况下，有可能导致变压器的寿命缩短，变压器的受损频率变高，导致从变压器向电动汽车充电装置100供给的电源不稳定。

智能型分电箱180接收负荷量信息，当根据负荷量信息的负荷量大于基准负荷量时，不激活电动汽车充电装置100。未被激活的电动汽车充电装置100可使充电临时中断。

由此，可延长变压器的寿命，降低变压器的受损频率，使变压器向电动汽车充电装置100供给的电源变得稳定。

另一方面，根据设计，可使智能型分电箱180和电动汽车充电装置100实现一体化。即，在电动汽车充电系统不包括智能型分电箱180的情况下，电动汽车充电装置100还可代替执行智能型分电箱180的作用。

另一方面，通过变压器变换的电源可在通过参照图5至图7说明的转换器来向电动汽车300供给之前还可再变换至少一次。根据设计，电动汽车充电装置100可包括转换器，如图5至图7所示，其可与电动汽车充电装置100分离。

图2为本发明一实施例的设置于电线杆的电动汽车充电装置的示意框图。

参照图2，本发明一实施例的电动汽车充电装置100可包括第一端口110、第二端口120、断路器130、控制单元140、通信单元150、输入单元160、输出单元170中的至少一部分。

第一端口110可用于向电动汽车300供电。

第二端口120可接收通过与配电线路相连接的变压器200变换的电源。

例如，第一端口110及第二端口120可形成以有线供电的方式与电源电缆相连接的结构，还能够以实现近距离无线供电的方式由线圈形成。

断路器130可对第一端口110与第二端口120之间的开闭状态进行切换。可根据断路器130的开闭状态切换来决定电动汽车充电装置100是否对电动汽车300进行充电。

控制单元140接收与配电线路相连接的变压器200的负荷量信息，控制能够断路器130当根据负荷量信息的负荷量大于基准负荷量时，使第一端口110与第二端口120之间电断开。由此，可延长与配电线路相连接的变压器200的寿命，降低变压器的受损频率，使从变压器向电动汽车充电装置100供给的电源变得稳定。

通信单元150可从对与配电线路相连接的变压器200的数据进行处理的数据集中处理装置或从智能型分电箱接收负荷量信息，当根据负荷量信息的负荷量大于基准负荷量的情况下，可生成充电未执行信息，可向服务器发送充电未执行信息。因此，管理人员可综合管理多个电动汽车充电装置。

输入单元160可从电动汽车300接收充电请求信息或接收驾驶人员对充电请求信息的输入。充电请求信息可包含充电方式信息、充电模式信息和/或充电容量信息。其中，充电方式信息可包含电源电压信息、频率信息、采用直流还是交流的信息、采用有线方式还是无线方式的信息和/或充电速度信息，充电模式可包括快速模式、中速模式、慢速模式。可向控制单元140传递充电请求信息。之后，控制单元140能够基于充电请求信息来控制断路器130的切换时间点，决定电源电压、频率、采用直流还是交流、采用有线方式还是无线方式和/或充电速度，可基于此生成费用信息。

输出单元170可输出电动汽车300充电情况信息，可输出费用信息，为了方便驾驶人员进行输入，可输出通过输入单元160输入的信息。

并且，输出单元170可在根据变压器200的负荷量信息的负荷量大于基准负荷量的情况下，输出通过控制单元140生成的充电未执行信息，变压器200与配电线路相连接。

另一方面，输出单元170与输入单元160一体，可以是触摸屏、键盘等人机界面(HMI，Human-Machine Interface)。

图3为本发明一实施例的设置于电线杆的电动汽车充电装置的示意框图。

参照图3，电动汽车充电装置可包括充电器交流电(AC)端子1001、漏电断电器1002、第一电表1003、第二电表1004、第一电表通信端子箱1005、第二电表通信端子箱1006、第一电流传感器1007、第二电流传感器1008、第一磁连接器1009、第二磁连接器1010、充电连接器1011、充电插孔1012、噪音过滤器1013、供电装置1014、控制器1015、读卡器1016、显示部1017、扬声器1018、照明装置1019、紧急开关1020、门螺线管1021、插头传感器1022、牵引器1023中的至少一部分。

充电器交流电端子1001可使电动汽车充电装置和智能型分电箱电连接，可与图2中的第二端口相对应。

漏电断电器1002可在电动汽车充电装置发生漏电的情况下使充电中断，可与图2中的断路器相对应。

第一电表1003可测量在按第一模式充电时的充电电源的电功率量。例如，第一模式可以为慢速模式。

第二电表1004可测量在按第二模式充电时的充电电源的电功率量。例如，第二模式可以为快速模式。

第一电表1003及第二电表1004的测量结果可用于费用信息的生成。

第一电表通信端子箱1005可向控制单元1015或外部发送第一电表1003的测量结果。

第二电表通信端子箱1006可向控制器1015或外部发送第二电表1004的测量结果。

第一电流传感器1007可测定根据第一模式向电动汽车供给的电源的电流。

第二电流传感器1008可测定根据第二模式向电动汽车供给的电源的电流。

通过第一电流传感器1007或第二电流传感器1008测定的电流值可用于通过控制器1015执行的漏电断电器1002的阻断控制。

第一磁连接器1009可通过开/关切换来控制基于第一模式的充电量。

第二磁连接器1010可通过开/关切换来控制基于第二模式的充电量。

充电连接器1011可形成与电动汽车电连接的结构，以便按第一模式进行充电，可与图2中的第一端口相对应。

充电插孔1012可形成与电动汽车电连接的结构，以便按第二模式进行充电，可与图2中的第一端口相对应。

噪音过滤器1013可对充电电源的噪音进行过滤。

供电装置1014可向控制器1015供给工作电源，可将交流电电源转换为直流电(DC)电源。例如，供电装置1014可以为交换式电源(SMPS)。

控制器1015的动作与图2所示的控制单元相同。

读卡器1016可接收电动汽车或驾驶人员对结算信息的输入。例如，结算信息可与信用卡、借记卡、移动支付等多种结算方式中的至少一种相对应。

显示部1017可通过视觉方式显示图2中的输出单元输出的信息。

扬声器1018可通过听觉方式生成图2中的输出单元输出的信息。

照明装置1019可输出朝向充电连接器1011及充电插孔1012的光源，以方便使用人员。

紧急开关1020可根据电动汽车或驾驶人员的输入来使充电中断。

门螺线管1021可执行充电连接器1011保管箱的锁定功能。

插头传感器1022可监视充电连接器1011是否配置于规定的位置。

牵引器1023可将与充电连接器1011相连接的充电电缆卷绕在卷盘。由此，可预防充电电缆因在地面拖拽而受损。

参照图3，智能型分电箱可包括分电盘交流电端子1024、第三电表1025、交流电输入阻断器1026、电涌保护器1027、分电盘供电装置1028、分电盘控制板1029、影像处理装置1030、标志牌控制器1031、无线调制解调器1032、对地接地1033中的至少一部分。智能型分电箱可与电动汽车充电装置一体化，因此，智能型分电箱中的结构也可包括在电动汽车充电装置。

分电盘交流电端子1024可使智能型分电箱和配电线路电连接。

第三电表1025可测量在智能型分电箱流动的电源的电功率量。

交流电输入阻断器1026可阻断从智能型分电箱向电动汽车充电装置供给的电源。

电涌保护器1027可保护电源免受电涌(surge)影响。

分电盘供电装置1028可供给分电盘控制板1029的工作电源，可将交流电电源转换为直流电源。例如，分电盘供电装置1028可以为交换式电源。

分电盘控制板1029可控制智能分电盘的整体动作。

影像处理装置1030可控制图1中的影像装置。

标志牌控制器1031可控制图1中的充电站标志牌。

无线调制解调器1032的动作可与图2中的通信单元相同。

对地接地1033可向智能型分电盘供给接地电压。

图4a至图4d为图1及图3所示的智能型配电盘的结构示意图。

图4a示出智能型配电盘的前部面，图4b示出智能型配电盘的后部面，图4c示出智能型配电盘的侧面，图4d示出智能型配电盘的下部面。

参照图4a至图4d，智能型配电盘可包括配线用开关2001、电表2002、电涌保护器2003、供电装置2004、控制器2005、影像处理装置2006、无线调制解调器2007、E型调制解调器2008、分电盘交流电端子2009、外箱2010中的至少一部分。

外箱2010可附着于电线杆，或形成可在电线杆实现拆装的结构，可容纳断路器等。

另一方面，智能型分电箱可与本发明一实施例的电动汽车充电装置一体化，因此，图4a至图4d所示的结构也可包括在电动汽车充电装置。

图5为本发明一实施例的电动汽车充电系统的转换器的配置示意图。

参照图5，转换器250能够与电动汽车充电装置100以分离的方式设置于电线杆10，其中转换器250用于将通过与配电线路20相连接的变压器变换的电源转换为充电用电源。

通常，转换器250的重量或体积有可能相对大于电动汽车充电装置100。因此，电动汽车充电装置100与转换器250分离，可实现小型化，即使设置于电线杆10，也可确保能够抵抗风压或外部冲击的耐久度。

照此，电动汽车充电装置100耐久度得以提高，能够轻松设置于各种类型或年头的电线杆。因此，本发明一实施例的电动汽车充电系统及电动汽车充电装置100通过提供便于设置在电线杆的环境来有助于铺展电动汽车充电基础设施。

例如，转换器250可在电线杆10中设置于比电动汽车充电装置100的设置位置高的位置。因此，即使设置了电动汽车充电装置100和转换器250，电线杆10也可稳定地维持重心。

另一方面，为了稳定地支持多种充电模式，还可设置两个以上的转换器250。若设置两个以上的转换器250，则电动汽车充电装置100将可稳定地使用多种充电模式，可分散掉转换器250的增加的重量或体积。

例如，转换器250可包括：第一转换器，将通过变压器变换的电源转换为慢速充电用电源，并向电动汽车充电装置100供给慢速充电用电源；以及第二转换器，将通过变压器变换的电源转换为快速充电用电源，并向电动汽车充电装置100供给快速充电用电源。

因此，转换器250可稳定地支持电动汽车充电装置100的多种充电模式，并可稳定地设置于电线杆10。

图6为本发明一实施例的电动汽车充电系统的转换器的配置示意图。

参照图6，与配电线路相连接的变压器200和转换器250a可设置于第二电线杆12。

即，转换器250a可设置于其他的第二电线杆12，而不是设置电动汽车充电装置100a的第一电线杆11。因此，转换器250a可在第二电线杆12中设置于较低的位置，或能够以与地面相接触的方式设置，可形成稳定的结构。

可通过第二电源电缆192向转换器250a供给通过与配电线路相连接的变压器200变换的电源。

可通过配电线路20及第一电源电缆191向电动汽车充电装置100a供给通过转换器250a变换的充电用电源，或可通过地下电缆(未图示)向电动汽车充电装置100a进行供给。

图7为本发明一实施例的电动汽车充电系统的转换器的配置示意图。

参照图7，转换器250b能够以与第一电线杆11和第二电线杆12隔开的方式设置。因此，转换器250b可形成便于增加的结构。

并且，转换器250b可与第一地下电缆193和第二地下电缆194电连接，并可设置于地下。因此，可预防转换器250b因外部冲击而受损。

另一方面，第一地下电缆193可与电动汽车充电装置100b电连接，第二地下电缆194可与连接在配电线路的变压器200电连接。即，本发明一实施例的电动汽车充电装置不仅通过与电线杆相连接的配电线路接收电源，还可通过地下接收电源。

图8为本发明一实施例的设置于电线杆的电动汽车充电装置的控制方法的流程示意图。

参照图8，本发明一实施例的电动汽车充电装置的控制方法可包括：步骤S110，从数据集中处理装置接收所述负荷量信息，所述数据集中处理装置处理与配电线路相连接的变压器的数据以生成负荷量信息；步骤S120，比较根据所述负荷量信息的负荷量和基准负荷量；以及步骤S130，根据负荷量比较结果，控制是否激活设置于电线杆的电动汽车充电装置从所述变压器接收电源，本发明一实施例的电动汽车充电装置的控制方法还可包括步骤S140，当不激活电动汽车充电装置时发送或输出充电未执行信息，可通过参照图1至图7，根据上文说明的电动汽车充电装置或电动汽车充电系统来执行。

另一方面，电动汽车充电装置的控制方法可通过包括处理器、内存、存储器、输入设备、输出设备及通信接点等的计算环境体现。例如，处理器及内存可与之前所述的控制单元相对应，输入设备可与之前所述的输入单元相对应，输出设备可与之前所述的输出单元相对应，通信接点可与之前所述的通信单元相对应。

并且，在本实施例中使用的术语“单元”意味着软件或现场可编程门阵列(FPGA，field-programmable gate array)或ASIC等的硬件结构要素，“单元”起到某种作用。但是，“单元”并不限定于软件或硬件的范围。“单元”还可存在于可编址的存储介质中，也可激活一个或一个以上的处理器。因此，作为一例，“单元”包括软件结构要素、对象指向软件结构要素、类结构要素及任务结构要素等结构要素和程序、函数、属性、过程、子程序、程序代码的段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、阵列及变数。结构要素和“单元”提供的功能可由数量更少的结构要素及“单元”结合而成，或者可再分离到追加的结构要素和“单元”。不仅如此，结构要素及“单元”能够以激活设备或系统内的一个或一个以上的CPU的方式体现。

以上，通过实施例说明了本发明，但本发明并不限定于如上所述的实施例，只要不脱离发明要求保护范围中的本发明的主旨，则可由本发明所属技术领域的普通技术人员实施多种变形。

Claims (7)

1.一种设置于电线杆的电动汽车充电装置，其特征在于，包括：

第一端口，其用于向电动汽车供电；

第二端口，其用于接收通过与配电线路相连接的变压器变换的电源；

断路器，其用于对所述第一端口和所述第二端口的开闭状态进行切换；以及

控制单元，其用于接收所述变压器的负荷量信息，以及控制所述断路器使得当根据所述负荷量信息的负荷量大于基准负荷量时，所述第一端口与所述第二端口之间电断开。

2.根据权利要求1所述的设置于电线杆的电动汽车充电装置，其中，还包括通信单元，所述通信单元从对所述变压器的数据进行处理的数据集中处理装置或从智能型分电箱接收所述负荷量信息，当根据所述负荷量信息的负荷量大于基准负荷量时，向服务器发送充电未执行信息。

3.根据权利要求1所述的设置于电线杆的电动汽车充电装置，其中，还包括：

输入单元，其用于接收充电请求信息的输入；以及

输出单元，其用于当根据所述负荷量信息的负荷量大于基准负荷量时，输出充电未执行信息。

4.根据权利要求1所述的设置于电线杆的电动汽车充电装置，其中，还包括外箱，其用于容纳所述断路器且设置于电线杆。

5.根据权利要求1所述的设置于电线杆的电动汽车充电装置，其中，还包括电源电缆，其用于电连接所述第二端口与所述配电线路。

6.一种电动汽车充电系统，其特征在于，包括：

变压器，其与配电线路相连接且设置于第一电线杆；

数据集中处理装置，其用于通过处理所述变压器的数据来生成负荷量信息；

充电装置，其设置于所述第一电线杆或第二电线杆，且从所述变压器接收电源并对电动汽车进行充电；以及

智能型分电箱，其接收所述负荷量信息，当根据所述负荷量信息的负荷量大于基准负荷量时，不激活所述充电装置。

7.一种设置于电线杆的电动汽车充电装置的控制方法，其特征在于，包括步骤：

从数据集中处理装置接收所述负荷量信息，所述数据集中处理装置处理与配电线路相连接的变压器的数据以生成负荷量信息；

比较根据所述负荷量信息的负荷量和基准负荷量；以及

根据负荷量比较结果，控制是否激活设置于电线杆的电动汽车充电装置从所述变压器接收电源。