CN206099497U - 基于光伏系统的并离网一体式充电桩 - Google Patents

基于光伏系统的并离网一体式充电桩 Download PDF

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Abstract

基于光伏系统的并离网一体式充电桩，充电桩上设有用于连接负载的电缆，该充电桩与光伏组件、交流电网相连，充电桩内部设有主控单元，该主控单元分别与充电桩中的电池组、变换单元、通讯单元、计费单元、定位单元、显示单元相连；所述变换单元中设有并网电路和离网电路，所述并网电路包括直流母线，所述直流母线的输入端分别通过DC/DC变换器与光伏组件相连、通过整流模块和DC/DC变换器与交流电网相连，所述直流母线的输出端分别通过并网逆变器与交流电网相连、通过DC/DC变换器和充电控制器与负载相连；所述离网电路包括直流母线，该直流母线的输入端通过双向DC/DC变换器分别与光伏组件、电池组相连，该直流母线的输出端通过充电控制器与负载相连。

Description

基于光伏系统的并离网一体式充电桩
技术领域
本实用新型属于充电装置领域，具体涉及一种基于光伏系统的并离网一体式充电桩。
背景技术
随着绿色能源概念的提出，电动汽车越来越多的出现，在电动汽车试推广的过程中，配套的电动汽车充电桩也是一种必备的设备。在各种充电桩中，值得推广的是基于光伏系统的充电桩，这类充电桩可以分为离网光伏充电桩和并网光伏充电桩。
离网光伏充电桩由太阳能电池板、蓄电池、DC/DC变换器、逆变器组成，太阳能电池板作为系统中的核心部分，其作用是将太阳能直接转换为直流形式的电能，一般只在白天有光照的情况下输出能量。根据负载的需要，系统一般选用铅酸蓄电池作为储能环节，当发电量大于负载时，太阳能电池通过充电控制器对蓄电池充电；当发电量不足时，太阳能电池和蓄电池同时对负载供电。
并网光伏充电桩是由光伏电池方阵并网逆变器组成，不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接将多余电能输入公共电网。
基于这两种情况，为了使资源能更加充分的利用，本申请人联想到这两种充电桩结合到一起，并在此方向上进行了研究。
发明内容
针对现有技术不足，本实用新型提供了一种基于光伏系统的并离网一体式充电桩，能够有效结合离网光伏充电桩和并网光伏充电桩的有点，高效利用能源。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决。
基于光伏系统的并离网一体式充电桩，充电桩上设有用于连接负载的电缆，该充电桩与光伏组件、交流电网相连，充电桩内部设有主控单元，该主控单元分别与充电桩中的电池组、变换单元、通讯单元、计费单元、定位单元、显示单元相连；所述变换单元中设有并网电路和离网电路，所述并网电路包括直流母线，所述直流母线的输入端分别通过DC/DC变换器与光伏组件相连、通过整流模块和DC/DC变换器与交流电网相连，所述直流母线的输出端分别通过并网逆变器与交流电网相连、通过DC/DC变换器和充电控制器与负载相连；所述离网电路包括直流母线，该直流母线的输入端通过双向DC/DC变换器分别与光伏组件、电池组相连，该直流母线的输出端通过充电控制器与负载相连。
本实用新型中的充电桩具有并离网一体式的结构和功能，并网时，光伏组件将太阳能转变为电能，并通过并网逆变器将多余电能输入交流电网（公共电网），不会浪费电能，当负载需要较大电能时，也可以从交流电网中获得；离网时，光伏组件将太阳能转变为电能，输送给负载，并将多余的电能储存在电池组中。
本实用新型中的变换单元用于根据情况选择并网线路或离网电路，通讯单元用于进行数据通信，计费单元用于计算和记录输入电能、输出电能，显示单元用于显示电量、价格等信息。
作为优选，所述充电桩可升降的设于路面上的容纳腔中，所述容纳腔的一侧设有负载台，所述负载台的底部设有压力传感器，所述压力传感器与计时模块相连，所述计时模块控制升降机构，该升降机构控制充电桩的升降。
以上结构，本实用新型中的充电桩为一种隐藏式的充电桩，当电动汽车（负载）行驶至负载台上之后，熄火停下，此时压力传感器感应到重力变化，且重力持续一段时间后，系统识别为充电状态，此时计时模块控制升降机构启动，使充电桩伸出地面，用户可以进行充电。
以上结构中的计时模块用于识别汽车驶过和驻留充电的状态，当压力传感器感受到重力的时间很短时，表示汽车驶过，此时充电桩不会升起；当压力传感器感受到重力的时间超过一定时间时（如10秒），计时模块启动升降机构使充电桩升起，可以进行充电。这种方式可以方便区分汽车驻留与驶过，简单方便。
作为优选，所述充电桩设于升降板上，所述升降机构为设于升降板下方的升降气缸，操作控制方便，稳定性高。
作为优选，所述容纳腔的顶部设有可开启的活门，该活门可以为对开门的结构，当充电桩上升时可以顶开该对开门的活门。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供了并离网一体式充电桩，节能高效，通过协调控制光伏充电桩储能装置、电动汽车动力电池和电网之间能量的双向流动可以起到对电网"削峰填谷"的作用；同时本实用新型中的充电桩具有隐藏式的可升降动能，能根据电动车的状态判断是否升起。
以上结构，本实用新型中的充电桩为一种隐藏式的充电桩，当电动汽车（负载）行驶至负载台上之后，熄火停下，此时压力传感器感应到重力变化，且重力持续一段时间后，系统识别为充电状态，此时计时模块控制升降机构启动，使充电桩伸出地面，用户可以进行充电。
以上结构中的计时模块用于识别汽车驶过和驻留充电的状态，当压力传感器感受到重力的时间很短时，表示汽车驶过，此时充电桩不会升起；当压力传感器感受到重力的时间超过一定时间时（如10秒），计时模块启动升降机构使充电桩升起，可以进行充电。这种方式可以方便区分汽车驻留与驶过，简单方便。
作为优选，所述充电桩设于升降板上，所述升降机构为设于升降板下方的升降气缸，操作控制方便，稳定性高。
作为优选，所述容纳腔的顶部设有可开启的活门，该活门可以为对开门的结构，当充电桩上升时可以顶开该对开门的活门。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供了并离网一体式充电桩，节能高效，通过协调控制光伏充电桩储能装置、电动汽车动力电池和电网之间能量的双向流动可以起到对电网"削峰填谷"的作用；同时本实用新型中的充电桩具有隐藏式的可升降动能，能根据电动车的状态判断是否升起。
附图说明
图1为本实用新型中的充电桩系统的示意图。
图2为充电桩中的模块示意图。
图3为并网电路示意图。
图4为离网电路示意图。
图5为本实用新型中的充电桩系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
参照图1至图4所示，基于光伏系统的并离网一体式充电桩，充电桩上设有用于连接负载的电缆，该充电桩与光伏组件、交流电网相连，充电桩内部设有主控单元，该主控单元分别与充电桩中的电池组、变换单元、通讯单元、计费单元、定位单元、显示单元相连；所述变换单元中设有并网电路和离网电路，所述并网电路包括直流母线，所述直流母线的输入端分别通过DC/DC变换器与光伏组件相连、通过整流模块和DC/DC变换器与交流电网相连，所述直流母线的输出端分别通过并网逆变器与交流电网相连、通过DC/DC变换器和充电控制器与负载相连，同时直流母线还通过双向DCDC变换器与电池组实现双向连接；所述离网电路包括直流母线，该直流母线的输入端通过双向DC/DC变换器分别与光伏组件、电池组相连，该直流母线的输出端通过充电控制器与负载相连。
以上结构中，主控单元用于接受信号做出判断，电池组用于储存电能，变换单元用于根据情况选择并网线路或离网电路，通讯单元用于进行数据通信，计费单元用于计算和记录输入电能、输出电能，定位单元用于识别充电桩的状态，当识别到充电桩1伸出地面时，连接负载的电缆通电，当识别到充电桩1处于地下时，连接负载的电缆断电保证安全，定位单元中设置有气压传感器或红外人体感应器，可以依靠高度或检测到人来确认充电桩1的伸出状态；显示单元用于显示电量、价格等信息。
见图5所示，本实用新型中的充电桩1可升降的设于路面上的容纳腔中，所述容纳腔的一侧设有用于承载负载（电动汽车等）的负载台5，所述负载台5的底部设有若干块压力传感器6，压力传感器6与计时模块7相连，所述计时模块7控制升降机构4，该升降机构4控制充电桩1的升降；所述充电桩1设于升降板3上，所述升降机构4为设于升降板3下方的升降气缸；所述容纳腔的顶部设有可开启的活门2，该活门2为对开门的结构，当充电桩上升时可以顶开该对开门的活门2，充电桩1下降时，活门2关上。此外，本实用新型中在活门2的附近的地面上还设有指示灯8，在充电桩1升起前，指示灯8亮起提示人们充电桩1马上要升起，可以准备进行充电操作。
以上所述，本实用新型提供了并离网一体式充电桩，节能高效，通过协调控制光伏充电桩储能装置、电动汽车动力电池和电网之间能量的双向流动可以起到对电网"削峰填谷"的作用。并网时，光伏组件将太阳能转变为电能，并通过并网逆变器将多余电能输入交流电网（公共电网），不会浪费电能，当负载（电动汽车）需要较大电能时，也可以从交流电网中获得；离网时，光伏组件将太阳能转变为电能，输送给负载，并将多余的电能储存在电池组中。
同时，本实用新型中的充电桩系统能够方便的识别汽车驶过和驻留充电的状态，当压力传感器感受到重力的时间很短时，表示汽车驶过，此时充电桩不会升起；当压力传感器感受到重力的时间超过一定时间时（如10秒），计时模块启动升降机构使充电桩升起，可以进行充电。
本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.基于光伏系统的并离网一体式充电桩，充电桩上设有用于连接负载的电缆，其特征在于，该充电桩与光伏组件、交流电网相连，充电桩内部设有主控单元，该主控单元分别与充电桩中的电池组、变换单元、通讯单元、计费单元、定位单元、显示单元相连；所述变换单元中设有并网电路和离网电路，所述并网电路包括直流母线，所述直流母线的输入端分别通过DC/DC变换器与光伏组件相连、通过整流模块和DC/DC变换器与交流电网相连，所述直流母线的输出端分别通过并网逆变器与交流电网相连、通过DC/DC变换器和充电控制器与负载相连；所述离网电路包括直流母线，该直流母线的输入端通过双向DC/DC变换器分别与光伏组件、电池组相连，该直流母线的输出端通过充电控制器与负载相连。
2.根据权利要求1所述的基于光伏系统的并离网一体式充电桩，其特征在于，所述充电桩（1）可升降的设于路面上的容纳腔中，所述容纳腔的一侧设有负载台（5），所述负载台（5）的底部设有压力传感器（6），所述压力传感器（6）与计时模块（7）相连，所述计时模块（7）控制升降机构（4），该升降机构（4）控制充电桩（1）的升降。
3.根据权利要求2所述的基于光伏系统的并离网一体式充电桩，其特征在于，所述充电桩（1）设于升降板（3）上，所述升降机构（4）为设于升降板（3）下方的升降气缸。
4.根据权利要求2或3所述的基于光伏系统的并离网一体式充电桩，其特征在于，所述容纳腔的顶部设有可开启的活门（2）。
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CN107791877A (zh) * 2017-11-20 2018-03-13 苏州聚锐机电科技有限公司 一种充电桩的路面安装结构
CN110014985A (zh) * 2019-03-25 2019-07-16 武汉天富海科技发展有限公司 一种用于电动汽车的混式智能充电系统

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