CN118057690A - 模块化和可升级的ev充电生态系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“模块化和可升级的EV充电生态系统”。本公开描述了用于提供电力的系统，所述系统是模块化的、可升级的和可定制的。本文描述的系统可以用于创建用于对电动车辆充电的模块化、可升级和可定制的充电站。在一个示例中，子面板模块可以电连接到提供交流电源的主输入线，并且包括多个电气插座和多个断路器开关。每个断路器开关电连接到多个电气插座中的一个或多个并且可以电连接到所述主输入线。

Description

模块化和可升级的EV充电生态系统

技术领域

本公开涉及用于提供电力的系统。

背景技术

家庭充电构成私人拥有的住宅电动车辆(“EV”)的总充电的80％以上。随着EV采用率的增加，消费者可能期望更优雅和灵活的EV家用充电解决方案。类似地，商业客户可能需要使他们的车辆正常运行时间和投资回报最大化的充电解决方案，同时使车队能够有效地利用EV充电基础设施。当前的充电站通常是静态的，并且可能与未来技术不兼容。

发明内容

本公开描述了用于提供电力的系统，所述系统是模块化的、可升级的和可定制的。本文描述的系统可以用于创建用于对EV充电的模块化、可升级和可定制的充电站。

一种系统包括：主输入线，所述主输入线提供交流(“AC”)电源；子面板模块，所述子面板模块电连接到主输入线，所述子面板包括：多个电连接，每个电连接与子面板中的断路器开关配对，其中每个断路器开关连接到AC电源；多对可交换变压器模块和插座模块，其中每个可交换变压器模块可电连接到所述子面板中的所述多个电连接中的一个，并且其中每个可交换插座模块可电连接到多个可交换变压器模块中的一个；以及多个可交换插座模块，每个可交换插座模块可电连接到配对的可交换变压器模块。

附图说明

图1公开了示例性现有技术的电力供应系统。

图2公开了根据本公开的电力供应系统的示例性实施例。

图3公开了根据本公开的电力供应系统的示例性实施例。

图4公开了根据本公开的可以在插座模块中使用的示例性插座配置。

图5公开了根据本公开的电力供应系统的示例性实施例。

图6公开了根据本公开的电力供应系统的示例性实施例。

图7公开了根据本公开的充电站的示例性实施例。

图8公开了根据本公开的充电站的示例性实施例。

图9公开了根据本公开的充电站的示例性实施例。

图10公开了根据本公开的充电站的示例性实施例。

图11公开了根据本公开的插入式充电器模块的示例性实施例。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可呈现各种形式和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构细节和功能细节并不解释为限制性的，而仅解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。

如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任何一个示出和描述的各种特征可与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确地示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的对特征的各种组合和修改。

图1公开了示例性现有技术的电力供应系统100。现有技术的电力系统100包括主电源110、子面板104、两个变压器106、两个插座108和EV插入式充电器102。现有技术的电力供应系统通常具有暴露的部件(例如，高压插座)。另外，暴露部件在美学上可能不令人愉悦，例如，这对于某些成品车库来说可能是不期望的。此外，现有技术的电力供应系统往往是静态的，并且因此可能难以修改和/或升级。各种部件(例如，子面板104、变压器106和插座108)通常牢固地紧固(例如，使用螺钉或螺栓)到下面的安装结构，并且部件之间的电连接由牢固地紧固的导管进行，从而使得难以更换或升级部件。

图2公开了根据本公开的电力供应系统200的示例性实施例。电力供应系统200包括子面板204、第一对可交换变压器模块206a和可交换插座模块208a，以及第二对可交换变压器模块206b和可交换插座模块208b。子面板204可以放置在安装基板202上并且电连接到主输入线210。在电力供应系统200的操作期间，主输入线210可以在特定电压下提供交流(“AC”)电源。在一些实施例中，主输入线210将提供至少220伏(“220V”)的电压。子面板204包括三个断路器开关212。子面板204还包括多个插座。每个断路器开关212可以切断通向一个或多个插座的电力，从而切断通向电连接到那些插座的可交换变压器的电力。

在一些实施例中，可交换变压器模块可以牢固地或永久地固定到变压器与之配对的可交换插座模块。在这些实施例中，该对可交换变压器模块和可交换插座模块可以作为单个单元同时一起放置在安装基板202上。类似地，配对的可交换变压器模块和可交换插座模块可以一起从安装基板202换出或移除。在一些实施例中，可交换变压器模块可以与可交换变压器模块与之配对的可交换插座模块分离。在这些实施例中，任一可交换模块可以与和其配对的可交换模块分开放置在安装基板202上。类似地，任一可交换模块可以从安装基板202移除而无需移除与其配对的可交换模块。例如，如果配对的可交换变压器模块和可交换插座模块放置在安装基板202上，则可以从安装基板202移除可交换变压器模块，而无需从安装基板202移除该配对的可交换插座模块。然后可以将新的配对的可交换插座模块放置在安装基板202上以替换被移除的可交换插座模块。

图3公开了根据本公开的电力供应系统300的示例性实施例。电力供应系统300包括电连接到可以提供交流(“AC”)电源的主输入线310的子面板304。在电力供应系统300的操作期间，主输入线310将具有与其相关联的特定电压，并且子面板304将电连接到主输入线310。子面板304连接到四个可交换变压器模块306a、306b、306c和306d。在其他实施例中，子面板可以连接到多于或少于四个可交换变压器模块。

子面板304包括三个断路器开关312。每个断路器开关312可以电连接到可交换变压器模块306a、306b、306c和306d中的一个或多个。每个断路器开关312可电连接到主输入线310，使得在电力供应系统300的操作期间，断路器开关312将电连接到主输入线310。以这种方式，当子面板304电连接到主输入线310时，断路器开关可以控制特定的可交换变压器是否电连接到主输入线310。在其他实施例中，子面板可以具有多于或少于三个断路器开关。

电力供应系统300包括四对可交换变压器模块306a、306b、306c和306d以及可交换插座模块308a、308b、308c和308d。例如，可交换变压器模块306a与可交换插座模块308a配对。在电力供应系统300的操作期间，变压器模块将向与其配对的插座模块提供预定电压。在一些实施例中，可交换变压器模块可以降低来自主输入线310的电压。例如，如果主输入线310供应220V的电力，则可交换变压器306a可以向配对的插座模块308a提供110V。可交换变压器模块306b可以向配对的插座模块308b提供220V。

可交换插座模块可以包括不同的插座配置。可交换插座模块可以具有与同一电力供应系统中的其他插座模块相同或不同的插座配置。例如，可交换插座模块308a具有与模块308d相同的插座配置和与模块308b和模块308c不同的插座配置。图4描绘了根据本公开的可以在插座模块中使用的示例性插座配置。

可交换插座模块可以用于将附件插入本文公开的电力供应系统中。

电力供应系统300可以封闭在诸如结构320的结构中。结构320包括一个或多个开口330，所述一个或多个开口具有足以允许插入可交换插座模块中的一个中的电线穿过开口330的大小和形状。结构320可以包括可以打开或关闭的覆盖件或盖子，诸如覆盖件322。当覆盖件322打开时，供应系统300的部件可以是可见的，并且可以移除和更换可交换部件。当覆盖件322关闭时，供应系统300的部件可能不可见。覆盖件322可以包括安全机构(未示出)，诸如锁，以将覆盖件322锁定在关闭位置。当锁定在关闭位置时，覆盖件322可以防止或阻碍非授权人员访问电力供应系统300。

图5公开了根据本公开的电力供应系统400的示例性实施例。电力供应系统400包括子面板404、第一配对的可交换变压器模块406a和可交换插座模块408a，以及第二配对的可交换变压器模块406b和可交换插座模块408b。可以从电力供应系统400移除电力供应系统400的可单独交换的部件，而无需从电力供应系统400移除其他部件，并且可以将新的可交换部件添加到电力供应系统400以替换移除的可交换部件。例如，可在不移除可交换插座模块408b的情况下从电力供应系统400移除可单独交换的变压器模块406a。电力供应系统400的可交换部件可以即插即用的方式插入电力供应系统中和/或从电力供应系统移除。

图5公开了附件可以如何插入电力供应系统400中。例如，电线414可以是用于插入式充电器模块(未示出)的电线，并且电线416可以是用于免提无线充电器模块(未示出)的电线。另外，附件的电线或电缆(诸如电线430)可以直接连接到子面板404。可以插入电源中的其他附件可以包括逆变器装置、电力存储装置和数字显示装置。如果将来需要，则可以通过添加第三配对的可交换变压器模块和可交换插座模块或者通过添加直接连接到子面板404的第二电线或电缆来扩展电力供应装置400。

图6公开了根据本公开的电力供应系统500的示例性实施例。在图6中，电力供应系统500包括壳体结构520和闭合的覆盖件522，从而使电力供应系统500更安全并赋予其在美学上更令人愉悦的外观。电力供应系统包括至少两个孔530，电缆514和516穿过所述至少两个孔放置。电力供应系统500包括电缆刷532，所述电缆刷有助于防止侵入并有助于将电缆保持在适当位置。

图7公开了根据本公开的充电站600的示例性实施例。充电站600包括电力供应系统610、电力存储系统或电池620、显示系统630、第一插入式充电器模块602和第二插入式充电器模块604。电力供应系统610可以是根据本文公开的一个或多个实施例的电力供应系统。电力供应系统610可向电力存储系统或电池620、显示系统630、第一插入式充电器模块602和第二插入式充电器模块604供应电力。

如果电力供应系统610的电力中断，诸如在严重的暴风雨期间可能发生，则电力存储系统或电池620可以向显示系统630、第一插入式充电器模块602和第二插入式充电器模块604供应电力。除了从电力供应系统610接收电力之外，电力存储系统或电池620还可以从插入式充电器模块602和插入式充电器模块604接收电力。例如，如果插入式充电器模块602插入经由插入式充电器602供电的电动车辆中，则电力存储系统或电池620可以经由插入式充电器602充电。以这种方式，插入式充电器602可以是双向充电器。也就是说，插入式充电器602可以用于例如对电动车辆充电，并且还可以用于对电力存储系统或电池620充电。在一些实施例中，电力存储系统或电池620可以连接到替代电源，诸如从风能、太阳能或发电机产生的电力。

图8公开了根据本公开的充电站700的示例性实施例。充电站700包括电力供应系统710、电力存储系统或电池720、插入式充电器模块702和免提无线充电器模块706。电力供应系统710可以是根据本文公开的一个或多个实施例的电力供应系统。电力存储系统或电池720可以是根据本文公开的一个或多个实施例的电力存储系统或电池。

图9公开了根据本公开的充电站800的示例性实施例。充电站800包括电力供应系统810、第一免提无线充电器模块806和第二免提无线充电器模块808。电力供应系统810可以是根据本文公开的一个或多个实施例的电力供应系统。电力供应系统810、第一免提无线充电器模块806和第二免提无线充电器模块808附接到壁812。电缆或线814和电缆或线816可以是根据本文公开的一个或多个实施例的电缆或线。电缆814被覆盖件822覆盖，并且电缆816被覆盖件824覆盖，以帮助使充电站800具有在美学上更令人愉悦的外观。在充电站800的操作期间，电动车辆可以定位在例如免提无线充电器模块806上方，以便以无线方式充电。也就是说，在一些实施例中，不需要将任何东西插入电动车辆中即可对其进行充电。

图10公开了根据本公开的充电站900的示例性实施例。公开了具有插入的四个附件的电力供应系统910。电力供应系统910的部件(例如，子面板、变压器模块和插座模块)被封闭在具有封闭的盖子/覆盖件的结构中，并且因此是不可见的。附件可以是用于对电动车辆再充电的装置。例如，第一附件902可以是插入式充电器模块。第二附件904可以是第二插入式充电器模块。第三附件906可以是免提无线充电器模块。第四附件908可以是第二免提无线充电器模块。不同的附件可以在由不同配对的可交换变压器模块和可交换插座模块提供的不同电压下操作或需要不同的电压。将附件连接到电力供应系统900的电缆或线被覆盖以产生在美学上更令人愉悦的外观。

图11公开了根据本公开的插入式充电器模块1000的示例性实施例。从插入式充电器模块1000的将面向插入式充电器模块1000可以附接到的表面的一侧的角度示出了插入式充电器模块1000(即，插入式充电器模块1000的背部)。例如，插入式充电器模块1000可以用作图10中所示的插入式充电器模块904。图10示出了插入式充电器模块904的前部并且插入式充电器模块904的背部面向插入式充电器模块904所安装到的壁912。

插入式充电器模块1000包括四个柱1002，所述四个柱可以用于将插入式充电器模块1000安装到安装表面，诸如图10中所示的壁912。四个柱1002可以在插入式模块1000的背部1004和安装表面之间创建空间量，以允许电线(例如，电线1006)、电缆(例如，电缆1008)和/或导管在插入式模块1000的背部1004和安装表面之间穿过。所创建的空间量也可能足以将电线插入插入式充电器模块1000的背部1004上的插座中。例如，图11示出了插入该插入式充电器模块1000的背部1004中的插座1010中的电线1006。穿过安装表面与插入式充电器模块1000的背部1004之间的所创建的空间的任何线、电缆和/或导管可以被覆盖，如图9所示。

虽然上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述权利要求所涵盖的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性词语而非限制词语，并且应理解，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。

如先前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可能未明确描述或示出的本发明的另外的实施例。尽管各种实施例就一个或多个期望的特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实施方式，但本领域普通技术人员应认识到，可折衷一个或多个特征或特性来实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可包括但不限于强度、耐久性、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。为此，就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式所期望的实施例处在本公开的范围内，并且对于特定应用来说可能是期望的。

根据本发明，提供了一种系统，其具有：子面板模块，所述子面板模块被配置为电连接到提供交流电源的主输入线，所述子面板包括：多个电气插座，和多个断路器开关，每个断路器开关电连接到所述电气插座中的一个或多个并且被配置为电连接到所述主输入线；以及多对可交换变压器模块和可交换插座模块，其中每个可交换变压器模块被配置为电连接到所述子面板中的所述多个电气插座中的一个，并且其中每个可交换插座模块被配置为电连接到所述可交换插座模块与之配对的所述可交换变压器模块。

根据实施例，所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块中的至少一者是可单独交换的。

根据实施例，所述可交换变压器模块中的第一模块被配置为提供与将在所述子面板模块处接收的电压不同的电压。

根据实施例，所述可交换变压器模块中的第一模块被配置为提供与所述可交换变压器模块中的第二模块不同的电压。

根据实施例，所述可交换插座模块中的第一模块包括与所述可交换插座模块中的第二模块的插座配置不同的插座配置。

根据实施例，所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块包括至少四对可交换变压器模块和可交换插座模块。

根据本发明，提供了一种系统，其具有：子面板模块，所述子面板模块被配置为电连接到提供交流电源的主输入线，所述子面板包括：多个电气插座，和多个断路器开关，每个断路器开关电连接到所述多个电气插座中的一个或多个并且被配置为电连接到所述主输入线；多对可交换变压器模块和可交换插座模块；以及壳体，其中所述子面板模块以及所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块被封闭在所述壳体内。

根据实施例，所述壳体包括覆盖件。

根据实施例，所述覆盖件是安全覆盖件。

根据实施例，所述壳体在所述壳体的侧面中包括一个或多个开口，其中所述一个或多个开口中的每一个具有足以允许插入所述可交换插座模块中的一个中的电线穿过所述开口的大小和形状。

根据实施例，所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块包括至少四对可交换变压器模块和可交换插座模块。

根据实施例，所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块中的至少一者是可单独交换的。

根据实施例，每个可交换变压器模块电连接到所述子面板中的所述多个电气插座中的一个，并且其中每个可交换插座模块电连接到所述可交换插座模块与之配对的所述可交换变压器模块。

根据本发明，提供了一种系统，其具有：电力供应系统，所述电力供应系统包括：子面板模块，所述子面板模块电连接到提供交流电源的主输入线，所述子面板包括：多个电气插座，和多个断路器开关，每个断路器开关电连接到所述电气插座中的一个或多个并且电连接到所述主输入线；以及多对可交换变压器模块和可交换插座模块，其中每个可交换变压器模块电连接到所述子面板中的所述多个电气插座中的一个，并且其中每个可交换插座模块电连接到所述可交换插座模块与之配对的所述可交换变压器模块；第一附件，所述第一附件插入所述可交换插座模块中的第一可交换插座模块中，其中所述第一附件可在第一电压下操作；和第二附件，所述第二附件插入所述可交换插座模块中的第二可交换插座模块中，其中所述第二附件可在不同于所述第一电压的第二电压下操作。

根据实施例，所述第一附件包括用于对电动车辆再充电的装置。

根据实施例，所述第二附件包括用于对电动车辆再充电的装置。

根据实施例，所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块包括至少四对可交换变压器模块和可交换插座模块。

根据实施例，所述可交换插座模块中的第一模块包括与所述可交换插座模块中的第二模块的插座配置不同的插座配置。

根据实施例，所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块中的至少一者是可单独交换的。

Claims (15)

1.一种系统，其包括：

子面板模块，所述子面板模块被配置为电连接到提供交流电源的主输入线，所述子面板包括

多个电气插座，和

多个断路器开关，每个断路器开关电连接到所述电气插座中的一个或多个并且被配置为电连接到所述主输入线；以及多对可交换变压器模块和可交换插座模块，其中每个可交换变压器模块被配置为电连接到所述子面板中的所述多个电气插座中的一个，并且其中每个可交换插座模块被配置为电连接到所述可交换插座模块与之配对的所述可交换变压器模块。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块中的至少一者是能够单独交换的。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述可交换变压器模块中的第一模块被配置为提供与将在所述子面板模块处接收的电压不同的电压。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述可交换变压器模块中的第一模块被配置为提供与所述可交换变压器模块中的第二模块不同的电压。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述可交换插座模块中的第一模块包括与所述可交换插座模块中的第二模块的插座配置不同的插座配置。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块包括至少四对可交换变压器模块和可交换插座模块。

7.一种系统，其包括：

子面板模块，所述子面板模块被配置为电连接到提供交流电源的主输入线，所述子面板包括

多个电气插座，和

多个断路器开关，每个断路器开关电连接到所述多个电气插座中的一个或多个并且被配置为电连接到所述主输入线；

多对可交换变压器模块和可交换插座模块；以及

壳体，其中所述子面板模块以及所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块被封闭在所述壳体内。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述壳体包括覆盖件。

9.如权利要求7所述的系统，其中所述壳体在所述壳体的侧面中包括一个或多个开口，其中所述一个或多个开口中的每一个具有足以允许插入所述可交换插座模块中的一个中的电线穿过所述开口的大小和形状。

10.如权利要求7所述的系统，其中所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块包括至少四对可交换变压器模块和可交换插座模块。

11.如权利要求7所述的系统，其中所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块中的至少一者是能够单独交换的。

12.如权利要求7所述的系统，其中每个可交换变压器模块电连接到所述子面板中的所述多个电气插座中的一个，并且其中每个可交换插座模块电连接到所述可交换插座模块与之配对的所述可交换变压器模块。

13.一种系统，其包括：

电力供应系统，所述电力供应系统包括

子面板模块，所述子面板模块电连接到提供交流电源的主输入线，所述子面板包括

多个电气插座，和

多个断路器开关，每个断路器开关电连接到所述电气插座中的一个或多个并且电连接到所述主输入线，以及

多对可交换变压器模块和可交换插座模块，其中每个可交换变压器模块电连接到所述子面板中的所述多个电气插座中的一个，并且其中每个可交换插座模块电连接到所述可交换插座模块与之配对的所述可交换变压器模块；

第一附件，所述第一附件插入所述可交换插座模块中的第一可交换插座模块中，其中所述第一附件能够在第一电压下操作；和

第二附件，所述第二附件插入所述可交换插座模块中的第二可交换插座模块中，其中所述第二附件能够在不同于所述第一电压的第二电压下操作。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述多对可交换变压器模块和可交换插座模块包括至少四对可交换变压器模块和可交换插座模块。

15.如权利要求13所述的系统，其中所述可交换插座模块中的第一模块包括与所述可交换插座模块中的第二模块的插座配置不同的插座配置。