CN210821845U - 一种基于光储充一体化的移动式充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于光储充一体化的移动式充电装置，包括安装在车辆上的若干电池组，车辆的顶部安装有光伏板，光伏板与电池组电连接，每组电池组上均设有充电单元，充电单元上均连接有充电枪头，光伏板的一端与车辆转动连接。通过在车辆上设置光伏板，以在有太阳光照的情况下对电池组充电，以提高电池组的续航，电池组在车辆本身能量大量损耗了的时候，对车辆进行能量的补充，以提高车辆的续航，通过将光伏板与车辆活动连接，可以在车辆行驶的过程中，将光伏板贴合车辆放置，以减少车辆行驶时的阻力。

Description

一种基于光储充一体化的移动式充电装置

技术领域

本实用新型涉及充电站的技术领域，尤其是涉及一种基于光储充一体化的移动式充电装置。

背景技术

目前电动汽车具有环保、高效的优点，已成为现代汽车工业的重要发展方向。虽然电动汽车能够有效缓解环境污染，但受电池容量和充电困难的影响，为电动汽车的发展和推广产生了巨大的影响，充电基础设施主要包括各类集中式充换电站和分散式充电桩，在电动汽车需要充电时，需要将电动汽车开到集中式充换电站处或者是分散式充电桩处进行充电，现在电动汽车充满一次电一般跑300-500公里，虽然对于日常工作已经足够，但是对长途路程以及充电桩分布不足地区来说，该里程仍然不足，时常出现抛锚现象，所以相应的延伸出移动式充电桩的形式，对电动汽车进行移动式的充电，移动式充电桩一般安装在运输车辆上实现移动，通过移动车辆上的充电桩对其他的车辆实现充电，但是，当运载充电桩的车辆本身能量耗尽时，车辆将无法顺利返回能量补充站，造成车辆抛锚，需要对此进行改进。

实用新型内容

针对现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种基于光储充一体化的移动式充电装置，具有降低车辆抛锚几率的优点。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于光储充一体化的移动式充电装置，包括安装在车辆上的若干电池组，车辆的顶部安装有光伏板，所述光伏板与所述电池组电连接，每组电池组上均设有充电单元，所述充电单元上均连接有充电枪头，所述光伏板的一端与所述车辆转动连接，车辆上安装有用于限定光伏板与车辆转动角度的限位装置。

通过采用上述技术方案，在车辆上安装光伏板，光伏板在有太阳光照的时候对电池组充电，提高电池组的续航，以使得电池组的电量保持在较佳的状态，也在车辆自身的能量耗尽的时候，可以对车辆进行能量补充，提高了车辆的续航，充分利用新能源，进而方便电动汽车的移动式充电，降低车辆抛锚的风险。每个充电单元上均连接有充电枪头，可以满足多辆电动汽车同时充电，可以提高充电的效率。通过限位装置进行限位，以使得光伏板与车辆的顶面之间保持在一定的角度，以便更好地进行能量的转化。

本实用新型进一步设置为：所述光伏板不少于两块。

通过采用上述技术方案，通过增加光伏板的数量来增加光转化为电数量。

本实用新型进一步设置为：所述充电装置还包括：

电能表，分别与电池组和充电单元连接；

接触器，连接在交流电网和电能表之间；

控制与运算模块，分别与电能表和充电单元耦接；

开关量驱动模块，串联在控制与运算模块与接触器之间。

通过采用上述技术方案，当太阳光照充足的情况下，光伏板产生过剩的电能通过接触器补充到电网上，提高了能源的利用，电能表不但要计量交流电网到车辆或者电池组的电量及费用，同时也要计量从电池组到车辆的费用。另外，针对车辆及电池组中的电能到送到电网的电量的情况进行监测，实现双向计量的情况，接触器用来控制交流电网和电能表之间的通断，控制与运算模块对电能表和充电单元进行实时监测，控制与运算模块通过开关量驱动模块控制接触器的通断，进而实现交流电网与电能表之间的通断。

本实用新型进一步设置为：开关量驱动模块上耦接有充电强制分合开关。

通过采用上述技术方案，通过充电强制分合开关来切断接触器，进而切断交流电网与电能表之间的连接，以确保在充电出现意外情况时电路的安全。

本实用新型进一步设置为：光伏板和电池组之间串联有光伏板检测控制模块。

通过采用上述技术方案，用来监测和控制光伏板对电池组的充电情况。

本实用新型进一步设置为：所述充电装置还包括能量管理模块，所述能量管理模块耦接于所述控制与运算模块。

通过采用上述技术方案，能量管理模块主要实现对电池组的电能、功率进行管理与控制，首先实现发电功率的管理，以使电池组不至于功率过大，对车辆充电有害，同时，也能结合车辆需求，适时调整功率的大小，已达到适应所有类型的车辆充电，以及适合的功率充电，在减小对车辆充电的损害的同时，加快给车辆充电。

本实用新型进一步设置为：所述控制与运算模块连接有故障报警模块。

通过采用上述技术方案，主要用于车辆充电过程中出现故障时进行报警，以便工作人员获知电池组故障情况以便及时处理。

本实用新型进一步设置为：所述控制与运算模块连接有定位与通信模块。

通过采用上述技术方案，通过定位车辆的位置，方便后台掌握车辆的位置并告知用户及管理中心，以便车辆的调配管理和用户查找。

本实用新型进一步设置为：所述控制与运算模块上耦接有数据采集模块。

通过采用上述技术方案，数据采集模块主要进行充电电压、电流以及温度等信息的检测，来判断电池组的运行状态是否正常，确保电池组的安全。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

通过在车辆上设置光伏板，以在有太阳光照的情况下对电池组充电，以提高电池组的续航，电池组在车辆本身能量大量损耗了的时候，对车辆进行能量的补充，以提高车辆的续航，通过将光伏板与车辆活动连接，通过调节光伏板与车身的角度，并通过限位装置进行限位，以使得光伏板与车辆的顶面之间保持在一定的角度，以便更好地进行能量的转化。

附图说明

图1是本实施例中电池组安装在车辆上的示意图；

图2是图1中A的放大示意图；

图3是本实施例中组成充电装置的各模块之间的关系示意图；

图4是本实施例中组成能量管理模块的各模块之间的关系示意图；

图5是本实施例中光伏板检测控制模块的电路图。

图中，1、车辆；11、车头；12、车身；2、电池组；3、光伏板；31、第一光伏板；32、第二光伏板；33、第三光伏板；4、充电枪头；5、限位装置；51、丝杠；52、第一连接杆；53、第二连接杆；54、第一滑块；55、第二滑块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种基于光储充一体化的移动式充电装置，包括安装在车辆1上的若干电池组2，车辆1的顶部上安装有光伏板3，光伏板3与电池组2电连接。光伏板3在太阳光照下将光能转化为电能并存储在电池组2内，电池组2可以给车辆1充电，提高了车辆1和电池组2的续航，降低车辆1半路抛锚的风险。

车辆1包括车头2和车身12，车身12为长方状，在本实施例中，光伏板3有三块，分别为第一光伏板31、第二光伏板32、第三光伏板33，第一光伏板31与车身12顶部两条较长边沿的其中一条铰接，第二光伏板32与车身12顶部两条较长边沿的另一条铰接，第三光伏板33水平放置在车身12的顶面并位于第一光伏板31和第二光伏板32之间。通过设置三块光伏板3，可以增加光能转化为电能的能量，有利于对电池组2电能的补充。

参照图1和图2， 限位装置5为在车身12的顶部转动连接的丝杠51，丝杠51上螺纹连接有第一滑块54和第二滑块55，第一滑块54和第二滑块55均与车身11的顶部滑动连接，第一滑块54上铰接有第一连接杆52，第一连接杆52远离第一滑块54的一端与第一光伏板313铰接，第一光伏板313、第一连接杆52和丝杠51之间形成锐角三角形结构。

第二滑块55上铰接有第二连接杆53，第二连接杆53远离第二滑块55的一端铰接于第二光伏板323，第二光伏板323、第二连接杆53、丝杠51之间形成钝角三角形结构。第一连接杆52和第一光伏板313铰接的铰接点与第二连接杆53和第二光伏板323铰接的铰接点位于车身12的同一侧。通过转动丝杠51以使得第一滑块54和第二滑块55同向运动，进而带动分别与第一滑块54、第二滑块55铰接的第一光伏板313和第二光伏板323绕与车身12的铰接点转动，以调节光伏板3与车身12之间的水平角度。同时，通过连接杆对光伏板3施加拉力，以使得光伏板3保持在已调节角度的状态下。

丝杠51的一端固定连接有梅花头以用来转动丝杠51。

电池组2放置在车身12上的车仓内，每个电池组2上均连接有若干充电单元，充电单元为电池组2上的插口部分，充电单元上连接有充电枪头4，充电枪头4与电动汽车上的充电接口适配。充电枪头4用于连接电池组2和电动汽车，以实现电池组2对电动汽车充电。

参见图3，充电装置还包括电能表、接触器、控制与运算模块、开关量驱动模块，电能表分别与电池组2和充电单元连接，光伏板3转化的剩余的电可以经过电能表、接触器传输到电网上。电能表不但要计量交流电网到车辆1或者电池组2的电量及费用，同时也要计量从电池组2到电动汽车的费用。另外，针对车辆1及电池组2中的电能到送到电网的电量的情况进行监测，实现双向计量的情况，接触器连接在交流电网和电能表之间，用于控制交流电网与电能表之间的通断；控制与运算模块分别与电能表和充电单元耦接，开关量驱动模块与控制与运算模块连接，控制与运算模块通过控制开关量驱动模块进而控制接触器通断。

控制与运算模块连接有故障报警模块，在控制与运算模块接收到电路故障信号时，控制与运算模块控制故障报警模块报警。故障报警模块由故障灯和无线信号发送模块组成，线路故障时，故障灯亮起，且由无线信号发送模块向手机终端发送报警短信，在其它实施例中，手机终端可以替换成电脑终端。

控制与运算模块连接有定位与通信模块。用于实现后台对该车辆1的定位，以便后台及时对车辆1的调配。在本实施例中，定位与通信模块具体为GPRS通信。

控制与运算模块上耦接有数据采集模块和显示屏。数据采集模块主要进行充电电压、电流以及温度等信息的检测，来判断电池组2的运行状态是否正常，确保电池组2的安全；显示屏为MCGS触摸屏，为电路输入控制端，用来实现显示电池组2的状态和用户指令的输入。

光伏板3和电池组2之间串联有光伏板检测控制模块，用来检测和控制光伏板3对电池组2的充电情况。

充电装置还包括能量管理模块，能量管理模块耦接于控制与运算模块，实现发电功率的管理，以使得电池组2不至于功率过大，对电动汽车充电有害，同时，也能结合电动汽车需求，适时调整功率的大小，以达到适应所有类型的车辆1充电，给车辆1匹配合适的功率大小的电能，在减小对车辆1充电损害的同时，加快给车辆1充电的速度。

参见图4，能量管理模块由主控模块（型号为STM32F103RCT6）、电源模块、与主控模块信号输入端信号连接的电流采样单元、电压采样单元、温度采样单元、与主控模块信号输出端信号连接的SOC估算单元、充电控制电路、放电控制电路组成，电源模块的输出端分别与电流采样单元、主控模块连接，电源模块的输入端与电池组2连接。SOC为电池剩余电量（荷电状态）。主控模块主要完成对电池组2的电流、单体电压和电池温度的实时采集，并完成对电池组2的SOC 估算单元和充放电控制；电源模块的电源来自电池组2，并转换成不同电压等级的电压，为电流采样单元、电压采样单元、温度采样单元和主控模块提供电能；充电控制电路主要完成电池组2的阶段充电和电池组2充电电路结构切换任务；放电控制根据放电电流的大小，协调电池组2的放电顺序及保持交流电网电压恒定。

参见图5，光伏板3检测控制模块主要为光伏通过三相半桥逆变，以变化形成交流，便于电压变换与控制，使输出电压或电流可控。最后，在经过整流到达电池组2。

本实施例的工况及原理为：

光伏板3在有太阳的情况下，将光能转化为电能，对电池组2充电，电池组2可以对车辆1进行充电，光伏板3补充电池组2在放电时消耗的电量，电池组2补充车辆1在行驶的过程中消耗的电量，提高了电池组2和车辆1的续航，减少车辆1半路抛锚的机率。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于光储充一体化的移动式充电装置，其特征在于：包括安装在车辆(1)上的若干电池组(2)，车辆(1)的顶部安装有光伏板(3)，所述光伏板(3)与所述电池组(2)电连接，每组电池组(2)上均设有充电单元，所述充电单元上均连接有充电枪头(4)，所述光伏板(3)的一端与所述车辆(1)转动连接，车辆(1)上安装有用于限定光伏板(3)与车辆(1)转动角度的限位装置(5)。

2.根据权利要求1所述的一种基于光储充一体化的移动式充电装置，其特征在于：所述光伏板(3)不少于两块。

3.根据权利要求1所述的一种基于光储充一体化的移动式充电装置，其特征在于：所述充电装置还包括：

电能表，分别与电池组(2)和充电单元连接；

接触器，连接在交流电网和电能表之间；

控制与运算模块，分别与电能表和充电单元耦接；

开关量驱动模块，串联在控制与运算模块与接触器之间。

4.根据权利要求3所述的一种基于光储充一体化的移动式充电装置，其特征在于：开关量驱动模块上耦接有充电强制分合开关。

5.根据权利要求3所述的一种基于光储充一体化的移动式充电装置，其特征在于：光伏板(3)和电池组(2)之间串联有光伏板检测控制模块。

6.根据权利要求3所述的一种基于光储充一体化的移动式充电装置，其特征在于：所述充电装置还包括能量管理模块，所述能量管理模块耦接于所述控制与运算模块。

7.根据权利要求3所述的一种基于光储充一体化的移动式充电装置，其特征在于：所述控制与运算模块连接有故障报警模块。

8.根据权利要求3所述的一种基于光储充一体化的移动式充电装置，其特征在于：所述控制与运算模块连接有定位与通信模块。

9.根据权利要求3所述的一种基于光储充一体化的移动式充电装置，其特征在于：所述控制与运算模块上耦接有数据采集模块。

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