CN205029388U - 一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，包括接入市电的电网供电系统，还包括太阳能供电系统和中央处理器，用于使中央处理器与太阳能供电系统或电网供电系统连接的智能开关，以及同时与中央处理器连接的人机交互模块、电能计量表、电源管理模块和具有充电接口的充电桩。本实用新型设计合理、使用方便，很好地解决了电动汽车充电站因供电不足或供电困难而难以充分满足用户充电需求的问题，为大面积建设和推广电动汽车充电站提供了强有力的保障，并有效地促进了电动汽车产业的大力发展，因此，本实用新型具有较高的实用价值和推广价值。

Description

一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站

技术领域

本实用新型涉及一种充电系统，具体涉及的是一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站。

背景技术

随着我国城市化进程的不断加快，城市规模的不断扩大，机动车数量急剧上升，从而带来了一系列问题，如环境逐步恶化，能源急剧消耗等等。电动汽车作为一种节能环保的方式存在城市交通系统中，已然成为汽车工业发展的必然趋势。而基于此种背景之下，电动汽车充电站也应运而生。

电动汽车充电站通过设置在路边的多个充电桩来给电动汽车进行充电，类似于加油站里的加油机，其最大的特点就是使用方便，并且能实现计时、计电度、计金额式的充电。然而，现有的电动汽车充电站绝大多数只能采用电网供电的方式为电动汽车充电，在电网供电不足或供电困难的一些地区中，大范围建设充电站的难度非常大，而这不仅给电动汽车的持续续航能力造成了较大的影响，而且也成为了阻碍电动汽车发展与普及的关键因素之一。

实用新型内容

针对上述技术不足，本实用新型提供了一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，其采用太阳能转换电力、并与电网切换的方式为电动汽车供电，可以很好地解决一些地区电网供电困难的问题，同时也从一定程度上缓解了电网供电的压力，并实现了节能。

为实现上述目的，本实用新型解决问题的技术方案如下：

一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，包括接入市电的电网供电系统，还包括太阳能供电系统和中央处理器，用于使中央处理器与太阳能供电系统或电网供电系统连接的智能开关，以及同时与中央处理器连接的人机交互模块、电能计量表、电源管理模块和具有充电接口的充电桩。

具体地说，所述太阳能供电系统包括依次连接的光伏电池板、太阳能充电管理模块、储能单元；所述智能开关在中央处理器控制下可与太阳能充电管理模块连接。

进一步地，本实用新型还包括与光伏电池板连接、用于使光伏电池板随时保持正对太阳光的太阳能自动跟踪控制器，以及设置在光伏电池板底部的滚轮。

再进一步地，所述人机交互模块包括均与中央处理器连接的RFID读写器、显示器和便于用户输入充电方式的键盘。

为了提供更好的服务，所述中央处理器还连接有GSM模块、过流过压保护模块、蜂鸣报警器。

再进一步地，所述充电桩和中央处理器均为五个，并且二者一一对应连接，而所述键盘、RFID读写器、显示器、电能计量表、电源管理模块GSM模块、过流过压保护模块、蜂鸣报警器均同时与所有的中央处理器连接。

为进一步优化，所述中央处理器型号为STM32F103，所述人机交互模块选用HB240128，所述RFID读写器采用RC522射频控制芯片，所述GSM模块选用QuectelM72-D双频模块。

为了提供全面的充电服务，所述充电桩上的充电接口型号为Combo、CHAdeMO、特斯拉、CCS以及GB/T20234中的任意一种。

为了合理利用充电桩，每个充电桩上的充电接口均至少为两个，并且型号相同；可以同时为两辆接口型号相同的电动汽车充电。

为了防止意外发生，所述充电桩中还设有与中央处理器连接的急停按钮。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型通过增设太阳能供电系统，并利用智能开关的切换，使得太阳能供电系统或电网供电系统可以交替接入充电桩，从而为电动汽车进行供电。如此一来，本实用新型既可以充分满足电动汽车的充电要求，又能很好地缓解电网供电的压力，并且充电方式环保、无污染，而这也为大面积建设和推广电动汽车充电站提供了强有力的保障。

（2）本实用新型设置了太阳能自动跟踪控制器和滚轮，在二者有效的配合下，可以使光伏电池板随意移动，并时刻保持正对太阳光，从而显著提高太阳能的发电效率。

（3）本实用新型设置的人机交互模块中包含有RFID读写器、键盘和显示器，可方便用户刷卡进入充电站操作界面，并利用键盘输入充电方式，如此一来，便可很好地保证充电的准确性，满足用户所需。并且充电完成后，充电站还通过GSM模块向用户发送相关提示短信，充分体现了充电站的人性化设置。

（4）本实用新型设置了过流过压保护模块、状态指示灯和蜂鸣报警器，可以进一步增强充电系统充电的安全性。

（5）本实用新型中的中央处理器型号优选STM32F103，其具有性价比高、配置灵活、功耗低的特点，可有效降低充电站的制造成本。

（6）本实用新型设置了多个充电桩，同时每个充电桩上均设置两个充电接口，并且充电接口型号为国际上流行的五种电动汽车充电接口，因而依靠多种充电接口的组合，为不同电动汽车的充电带来了极大的便利，进而也有效地提高了充电桩的使用效率。

（7）本实用新型在充电桩上还设置了急停按钮，当电动汽车在充电的过程中出现突发情况时，可利用急停按钮及时切断电源，停止充电，从而防止意外发生。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图。

图2为本实用新型中充电桩的结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-太阳能供电系统，2-电网供电系统，3-智能开关，4-中央处理器，5-充电桩，6-充电枪，7-急停按钮。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1所示，本实用新型提供了一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，其包括太阳能供电系统1、电网供电系统2、智能开关3、中央处理器4、人机交互模块、电能计量表、电源管理模块和充电桩5。所述智能开关3与中央处理器4连接，并在中央处理器4控制下交替与太阳能供电系统1和电网供电系统2连接，实现太阳能供电系统1和电网供电系统2的切换供电。

所述的太阳能供电系统1依靠吸收和转换太阳能来实现供电，其包括依次连接的光伏电池板、太阳能充电管理模块、储能单元。所述的光伏电池板负责吸收和转换太阳能，本实施例中，光伏电池板每平米每小时发电功率120W到140W，城市安放4平方米光伏电池板，郊区可安放较大面积的光伏电池板；太阳能充电管理模块负责管理太阳能供电系统的电量情况；而储能单元则用于储存电能。光伏电池板上的晶体硅吸收光子的能量后产生电能，通过太阳能充电管理模块实现负载供电与储能。并且，为保证光伏电池板最大程度地吸收太阳能，提高太阳能供电系统1的发电效率，本实用新型还设置了与光伏电池板连接的太阳能自动跟踪控制器，然后在光伏电池的底部还设置了可使其任意移动的滚轮。

所述的中央处理器4的型号优选为STM32F103，在本实施例中，中央处理器的数量为五个，并且集中在同一个箱柜内，这样一来，不仅方便集中供电，而且方便维护及故障检测。而所述的人机交互模块、电能计量表、电源管理模块则同时与所有的中央处理器4连接；在这其中，电能计量表采用威胜公司的DDZYl02.Z型单相费控及分时计费功能的智能电能表；所述的电源管理模块选用LM2576或AMS1117-5V系列降压芯片，将电压稳压和转换，然后为中央处理器提供工作电源；所述的人机交互模块包括RFID读写器（用于识别用户的RFID射频卡，型号优选为RC522）、显示器（用于用户刷卡后，向用户显示操作界面）和键盘（便于用户根据显示的操作界面输入充电方式，例如按时间充电、按金额充电、按充满充电等等）。

所述的充电桩5也设有五个，并且与五个中央处理器4一一对应连接，本实施例采用的充电桩为现有的充电桩，其主要由充电枪6及其上的充电接口组成，如图2所示。本实用新型中的充电桩，其上的充电接口型号采用目前国际上流行的五种型号（Combo、CHAdeMO、特斯拉、CCS以及GB/T20234），并且每个充电桩上均设有两个充电接口型号相同的充电枪，如此可充分满足用户的充电需求。此外，为防止充电过程中由于突发情况而导致意外发生，本实用新型在充电桩5中还设置了急停按钮7，可在充电时随时中断充电，从而避免发生意外，确保人身安全。

另外，本实用新型还分别设置了均与所有的中央处理器4连接的GSM模块、过流过压保护模块、蜂鸣报警器；其中，GSM模块用于用户充电完成后，向其注册的手机号码发送提示短信，其选用QuectelM72-D双频模块；过流过压保护模块用于确保充电安全；蜂鸣报警器则用于当充电站设备出现故障或发送突发情况时进行警报。

本实用新型的使用过程如下：

本实用新型优选采用太阳能供电，因此，智能开关与太阳能充电管理模块的引出线处于常闭状态。

充电之前，用户根据显示器显示的界面提示，选择与其电动汽车接口型号相同的充电桩，此时，与该充电桩对应的中央处理器控制人机交互模块工作，要求用户刷卡进入系统。

用户将带有个人信息的RFID射频卡从RFID读写器处刷入系统后，利用键盘选择合适的充电方式，此时，中央处理器根据用户选择的充电需求，首先判断太阳能供电系统当前储存的电量是否能够满足用户充电，如果不能，则将智能开关自动切换至与电网供电系统连接，由电网供电系统提供电能。

如果太阳能供电系统当前储存的电量能满足用户充电需求，则提示用户找到相应标识的充电桩。用户在取出相应充电桩的充电枪后，插入电动汽车的充电接口，即可实现充电。并且在充电的过程中，如果太阳能充电管理模块再次监控到储能单元电能充足时，则智能开关会再次切换至与太阳能供电系统连接，如此反复来实现太阳能与电网供电的自动切换。

待充电完毕后，GSM模块便会向用户发送“充电完成”的提示短信，提醒用户充电完成。

而在充电的过程中，如果发送突出情况（如过压过流），此时应按下急停按钮，以切断电源，停止充电。

本实用新型利用现有成熟的控制技术和设备，很好地实现了电动汽车充电站上太阳能与电网供电的切换，从而大幅满足了电动汽车的充电需求。本实用新型不仅很好地节约了电能成本（以太阳能供电为主），而且为大面积建设和推广电动汽车充电站提供了保障，促进了电动汽车产业的大力发展。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，包括接入市电的电网供电系统，其特征在于，还包括太阳能供电系统和中央处理器，用于使中央处理器与太阳能供电系统或电网供电系统连接的智能开关，以及同时与中央处理器连接的人机交互模块、电能计量表、电源管理模块和具有充电接口的充电桩。

2.根据权利要求1所述的一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，其特征在于，所述太阳能供电系统包括依次连接的光伏电池板、太阳能充电管理模块、储能单元；所述智能开关在中央处理器控制下可与太阳能充电管理模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，其特征在于，还包括与光伏电池板连接、用于使光伏电池板随时保持正对太阳光的太阳能自动跟踪控制器，以及设置在光伏电池板底部的滚轮。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，其特征在于，所述人机交互模块包括均与中央处理器连接的RFID读写器、显示器和便于用户输入充电方式的键盘。

5.根据权利要求4所述的一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，其特征在于，所述中央处理器还连接有GSM模块、过流过压保护模块、蜂鸣报警器。

6.根据权利要求5所述的一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，其特征在于，所述充电桩和中央处理器均为五个，并且二者一一对应连接，而所述键盘、RFID读写器、显示器、电能计量表、电源管理模块、GSM模块、过流过压保护模块、蜂鸣报警器均同时与所有的中央处理器连接。

7.根据权利要求1、2、3、5或6所述的一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，其特征在于，所述中央处理器型号为STM32F103。

8.根据权利要求7所述的一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，其特征在于，所述充电桩上的充电接口型号为Combo、CHAdeMO、特斯拉、CCS以及GB/T20234中的任意一种。

9.根据权利要求8所述的一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，其特征在于，每个充电桩上的充电接口均至少为两个，并且型号相同。

10.根据权利要求8或9所述的一种可实现太阳能和电网切换供电的电动汽车充电站，其特征在于，所述充电桩中还设有与中央处理器连接的急停按钮。