CN207442505U - 一种储能式充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能式充电桩，整流变压模块的输入端与交流电网连接，所述整流变压模块的输出端与第一转换开关连接，所述第一转换开关还分别与第二转换开关、第三直流变换器和控制模块连接；所述储能电池组分别与第三直流变换器、电池输出开关和控制模块连接；所述第二转换开关分别与电池输出开关、控制模块连接，并且所述第二转换开关还分别与第一直流变换器和第二直流变换器的输入端连接，所述第一直流变换器和第二直流变换器的输出端与充电接口连接，所述充电接口还与控制模块连接。本实用新型的有益效果是：(1)使充电接口电源选择结构更为简单；(2)在充电过程中能够监控储能电池组的充放电情况。

Description

一种储能式充电桩

技术领域

本实用新型涉及充电领域，具体的涉及一种储能式充电桩。

背景技术

充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场和公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间和费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用和充电时间等数据。

现有的储能充电桩通常采用交流电网在波谷时期为储能电池充电、储能电池在波峰时期为电动车电池充电的方式来节省电费，电动车电池由充电枪改变充电电源供给方式复杂，且储能电池与电网直流电都通过同一个直流变换器进行电压变换，电压变换不理想。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种储能式充电桩，使得充电接口电源选择结构更为简单。

具体地，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种储能式充电桩，包括整流变压模块、第一转换开关、第二转换开关、电池输出开关、储能电池组、控制模块，第一直流变换器、第二直流变换器、第三直流变换器和充电接口；

所述整流变压模块的输入端与交流电网连接，所述整流变压模块的输出端与第一转换开关连接，所述第一转换开关还分别与第二转换开关、第三直流变换器和控制模块连接；所述储能电池组分别与第三直流变换器、电池输出开关和控制模块连接；所述第二转换开关分别与电池输出开关、控制模块连接，并且所述第二转换开关还分别与第一直流变换器和第二直流变换器的输入端连接，所述第一直流变换器和第二直流变换器的输出端与充电接口连接，所述充电接口还与控制模块连接。

较佳的，所述第一转换开关包括第一端点、第二端点和第三端点，所述第一端点与整流变压模块的输出端连接，所述第二端点与第二转换开关的第一输入端连接，所述第三端点与第三直流变换器连接，所述第一转换开关还与控制模块连接。

较佳的，所述第二转换开关包括第一输入端、第六端点、第七端点和第八端点，所述第六端点为第二转换开关的第二输入端，用于与电池输出开端连接，所述第七端点与第一直流变换器的输入端连接，所述第八端点与第二直流变换器的输入端连接。

较佳的，所述储能式充电桩还包括可再生能源模块和第四直流变换器，所述可再生能源模块与第四直流变换器的输入端连接，所述第四直流变换器的输出端与第一转换开关连接。

较佳的，所述第一转换开关还包括与第四直流变换器连接的第四端点，所述第四端点能够在控制模块的控制下，与第三端点导通。

较佳的，所述可再生能源模块包括风能模块、光伏模块和汇流模块，所述风能模块和光伏模块分别与汇流模块的输入端连接，所述汇流模块的输出端与第四直流变换器的输入端连接。

较佳的，所述控制模块包括中央控制单元、充电电流采集单元和充电电能计算单元；所述充电电流采集单元一方面连接储能电池组的电流输入端，另一方面连接充电电能计算单元，所述充电电能计算单元还与中央控制单元连接；所述中央控制单元分别与第一转换开关、第二转换开关和电池输出开关连接；所述中央控制单元还与充电接口连接；所述中央控制单元还与第二直流变换器连接。

较佳的，所述控制模块包括放电电流采集单元和放电电能计算单元，所述放电电流采集单元一方面连接储能电池组的电流输出端，另一方面连接放电电能计算单元；所述放电电能计算单元还与中央控制单元连接。

本实用新型的有益效果是：(1)使充电接口电源选择结构更为简单；(2)在充电过程中能够监控储能电池组的充放电情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的储能式充电桩结构示意图；

图2为第一转换开关结构示意图；

图3为第二转换开关结构示意图；

图4为本实用新型第二实施例提供的储能式充电桩结构示意图；

图4(a)为另一第一转换开关结构示意图；

图5为包括风能模块、光伏模块和汇流模块的储能式充电桩结构示意图；

图6为本实用新型第三实施例提供的储能式充电桩结构示意图；

图7为本实用新型第四实施例提供的储能式充电桩结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，为本实用新型第一实施例提供的一种储能式充电桩，包括整流变压模块、第一转换开关、第二转换开关、电池输出开关、储能电池组、控制模块，第一直流变换器、第二直流变换器、第三直流变换器和充电接口。其中，所述整流变压模块的输入端与交流电网连接，所述整流变压模块的输出端与第一转换开关连接，所述第一转换开关还分别与第二转换开关、第三直流变换器和控制模块连接；所述储能电池组分别与第三直流变换器、电池输出开关和控制模块连接；所述第二转换开关分别与电池输出开关、控制模块连接，并且所述第二转换开关还分别与第一直流变换器和第二直流变换器的输入端连接，所述第一直流变换器和第二直流变换器的输出端与充电接口连接，所述充电接口还与控制模块连接。

其中，如图2所示，所述第一转换开关包括第一端点a、第二端点b和第三端点c，所述第一端点a与整流变压模块的输出端连接，所述第二端点b与第二转换开关的第一输入端连接，所述第三端点c与第三直流变换器连接，所述第一转换开关还与控制模块连接，能够在控制模块的控制下，导通第一端点a和第二端点b，或者导通第一端点a和第三端点c，这样，交流电网通过整流变压模块后产生直流电，控制模块能够控制该直流电向储能电池组或者向充电接口供电。

所述第二转换开关能够在控制模块的控制下，导通整流变压模块的输出端和第二转换开关的输入端，或者导通整流变压模块的输出端和第三直流变换器的输入端。

其中，如图3所示，所述第二转换开关包括第五端点e、第六端点f、第七端点g和第八端点h，所述第五端点e即为前述第二转换开关的第一输入端，所述第六端点f为第二转换开关的第二输入端，用于与电池输出开端连接，所述第七端点g与第一直流变换器的输入端连接，所述第八端点h与第二直流变换器的输入端连接，所述第二转换开关能够在控制模块的控制下，导通第五端点e与第七端点g，或者导通第六端点f与第八端点h。

本实用新型第一实施例提供的储能式充电桩是这样工作的：交流电网中的市电通过整流变压模块转换为可用于充电的第一直流电，第一转换开关在控制模块的控制下，选择将第一端点a与第二端点b导通，或者选择将第一端点a与第三端点c导通，以使第一直流电导向第二转换开关，或者使第一直流电导向第三直流变换器。若第一直流电导向第二转换开关，则第二转换开关在控制模块的控制下导通第五端点e和第七端点g，以使第一直流电导导向第一直流变换器，生成可用于电动车充电的第二直流电，通向充电接口；若第一直流电导向第三直流变换器，则第一直流电在第三直流变换器的变换作用下变换为可用于储能电池组充电的第三直流电，对储能电池组进行充电。当需要使用储能电池组对电动车进行充电时，控制模块导通电池输出开关，同时控制模块将第二转换开关的第六端点f与第八端点h导通，以使储能电池组输出的直流电流向第二直流变换器，生成可用于电动车充电的第四直流电。

进一步的，如图4所示，为本实用新型第二实施例提供的一种储能式充电桩，在第一实施例的基础上，所述储能式充电桩还包括可再生能源模块和第四直流变换器，所述可再生能源模块包括风能、太阳能等绿色能源收集模块，所产生的直流电经过第四直流变换器的变换后，导向第一转换开关，在本实施例中，如图4(a)所示，所述第一转换开关还包括与第四直流变换器连接的第四端点d，所述第四端点d能够在控制模块的控制下，与第三端点c导通。

进一步的，如图5所示，所述可再生能源模块包括风能模块、光伏模块和汇流模块，所述风能模块和光伏模块分别与汇流模块的输入端连接，所述汇流模块的输出端与第四直流变换器的输入端连接。

进一步的，如图6所示，为本实用新型第三实施例示意图，在第二实施例的基础上，所述控制模块进一步包括中央控制单元、充电电流采集单元和充电电能计算单元；所述充电电流采集单元一方面连接储能电池组的电流输入端，另一方面连接充电电能计算单元，所述充电电能计算单元还与中央控制单元连接；所述中央控制单元分别与第一转换开关、第二转换开关和电池输出开关连接，以控制所述第一转换开关、第二转换开关和电池输出开关导通，所述中央控制单元还与充电接口连接，用于从充电接口中获取电动车电池的电量信息。所述中央控制单元还与第二直流变换器连接，用于控制第二直流变换器的输出功率。所述充电电流采集单元用于实时采集储能电池组接收到第三直流变换器对储能电池组充电的充电电流，并将充电电流发送给充电电能计算单元，所述充电电能计算单元根据接收到的充电电流，计算储能电池组被充进的电能。这样，所述充电桩能够一边检测电动车电池的充电情况，同时检测储能电池组当前的充电情况，若电动车电池充入的电能小于储能电池组充入的电能，则说明储能电池组处于电量增加的状态，而储能电池组中的电能来自于可再生能源或者是波谷时期的电能，应当被优先利用，此时中央控制单元可以控制第二直流变换器加大对电动车电池的充电电能，以更多的利用储能电池组的电量。

进一步的，如图7所示，为本实用新型第四实施例示意图，在第三实施例的基础上，所述控制模块进一步包括放电电流采集单元和放电电能计算单元，所述放电电流采集单元一方面连接储能电池组的电流输出端，另一方面连接放电电能计算单元，所述放电电能计算单元还与中央控制单元连接；所述放电电流采集单元用于实时采集储能电池组对外放电的电流，并将所述外放电的电流发送给放电电能计算单元，所述放电电能计算单元根据接收到的储能电池组对外放电的电流，计算储能电池组对外放出的电能；所述中央控制单元接收放电电能计算单元和充电电能计算单元发送的放电电能和充电电能，同时也通过充电接口接收电动车电池的剩余电能。这样，所述充电桩能够一边检测电动车电池的充电情况，同时检测储能电池组当前处于充电状态(充电电能>放电电能)还是处于放电状态(充电电能<放电电能)，若储能电池组处于充电状态，则可以进一步的增大第二直流变换器的输出功率，即使得储能电池组放电增大；若电池处于放电状态，则可以进一步的减小第二直流变换器的输出功率，即使得储能电池组放电降低，避免出现储能电池组电能在充电的过程中耗尽的情况发生。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种储能式充电桩，其特征在于：包括整流变压模块、第一转换开关、第二转换开关、电池输出开关、储能电池组、控制模块，第一直流变换器、第二直流变换器、第三直流变换器和充电接口；

所述整流变压模块的输入端与交流电网连接，所述整流变压模块的输出端与第一转换开关连接，所述第一转换开关还分别与第二转换开关、第三直流变换器和控制模块连接；所述储能电池组分别与第三直流变换器、电池输出开关和控制模块连接；所述第二转换开关分别与电池输出开关、控制模块连接，并且所述第二转换开关还分别与第一直流变换器和第二直流变换器的输入端连接，所述第一直流变换器和第二直流变换器的输出端与充电接口连接，所述充电接口还与控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的储能式充电桩，其特征在于，所述第一转换开关包括第一端点、第二端点和第三端点，所述第一端点与整流变压模块的输出端连接，所述第二端点与第二转换开关的第一输入端连接，所述第三端点与第三直流变换器连接，所述第一转换开关还与控制模块连接。

3.根据权利要求1所述的储能式充电桩，其特征在于，所述第二转换开关包括第一输入端、第六端点、第七端点和第八端点，所述第六端点为第二转换开关的第二输入端，用于与电池输出开端连接，所述第七端点与第一直流变换器的输入端连接，所述第八端点与第二直流变换器的输入端连接。

4.根据权利要求2所述的储能式充电桩，其特征在于，所述储能式充电桩还包括可再生能源模块和第四直流变换器，所述可再生能源模块与第四直流变换器的输入端连接，所述第四直流变换器的输出端与第一转换开关连接。

5.根据权利要求4所述的储能式充电桩，其特征在于，所述第一转换开关还包括与第四直流变换器连接的第四端点，所述第四端点能够在控制模块的控制下，与第三端点导通。

6.根据权利要求4所述的储能式充电桩，其特征在于，所述可再生能源模块包括风能模块、光伏模块和汇流模块，所述风能模块和光伏模块分别与汇流模块的输入端连接，所述汇流模块的输出端与第四直流变换器的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的储能式充电桩，其特征在于，所述控制模块包括中央控制单元、充电电流采集单元和充电电能计算单元；所述充电电流采集单元一方面连接储能电池组的电流输入端，另一方面连接充电电能计算单元，所述充电电能计算单元还与中央控制单元连接；所述中央控制单元分别与第一转换开关、第二转换开关和电池输出开关连接；所述中央控制单元还与充电接口连接；所述中央控制单元还与第二直流变换器连接。

8.根据权利要求7所述的储能式充电桩，其特征在于，所述控制模块包括放电电流采集单元和放电电能计算单元，所述放电电流采集单元一方面连接储能电池组的电流输出端，另一方面连接放电电能计算单元；所述放电电能计算单元还与中央控制单元连接。