CN220273371U - 充电架的供电电路和充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充电设备技术，公开一种充电架的供电电路和充电系统，包括：供电模块、充电架接口模块和控制模块，其中，所述供电模块包括控制开关、逆变器和多个蓄电单元，所述逆变器的交流输出经控制开关电连接充电架接口模块，多个所述蓄电单元并联在所述逆变器的直流输入正极和直流输入负极之间；所述控制模块的控制输出端电连接所述控制开关的控制端，所述控制模块的监测端电连接所述充电接口。本实用新型旨在提出可进行直流转交流的充电架供电电路，使得使用蓄电池BT即可实现为充电架供电，降低了为充电架供电的难度及节省了为充电架铺设电线的成本。

Description

充电架的供电电路和充电系统

技术领域

本实用新型涉及充电设备技术领域，特别涉及一种充电架的供电电路和充电系统。

背景技术

随着电动车的普及，为了满足数量众多的电动车的充电需求和充电安全，目前会在尽量远离居住聚集点的区域设置兼具停车用的充电架（如公开号为CN215904334U的专利文献所提供的充电架（包括但不限于该样式的充电架）），这种充电架一般并排设置有多个充电位，可同时停放多辆电动车并充电。

但此类充电架仍需使用交流线供电，当充电架远离生活区布置时，又不可避免地增加了充电架的供电线的铺设成本和难度（尤其是在一些路况复杂的场景（如电动车充电架与汽车停车场混用场地的场景），极大增加了供电线铺设的成本和难度），尤其对于一些使用临时场地并需要经常更换场地的充电架，每变换一次场地，就需要重新铺设一次供电线，极需耗费人力、金钱。

上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

实用新型内容

本实用新型提出一种充电架的供电电路和充电系统，旨在提出可进行直流转交流的充电架供电电路，使得使用蓄电池即可实现为充电架供电，降低了为充电架供电的难度及节省了为充电架铺设电线的成本。

为实现上述目的，本实用新型提出一种充电架的供电电路，包括：供电模块、充电架接口模块和控制模块，其中，所述供电模块包括控制开关、逆变器和多个蓄电单元，所述逆变器的交流输出经控制开关电连接充电架接口模块，多个所述蓄电单元并联在所述逆变器的直流输入正极和直流输入负极之间；每个所述蓄电单元包括第一二极管和蓄电池，且所述第一二极管的阴极电连接所述逆变器的直流输入正极，所述第一二极管的正极电连接所述蓄电池的正极，所述蓄电池的负极电连接所述逆变器的直流输入负极；所述充电架接口模块中并联设置有多个充电接口；所述控制模块的控制输出端电连接所述控制开关的控制端，所述控制模块的监测端电连接所述充电接口。

可选的，所述充电架的供电电路还包括光伏发电模块和多个第二二极管，每个所述第二二极管的正极均电连接所述光伏发电模块的正极输出端，每个所述第二二极管的负极均电连接一个所述蓄电池的正极，每个所述蓄电池的负极均电连接所述光伏发电模块的负极输出端。

可选的，所述光伏发电模块包括升压控制器和至少一个光伏板，所述光伏板的正极输出端电连接所述升压控制器的正极输入端，所述光伏板的负极输出端电连接所述升压控制器的负极输入端，所述升压控制器的正极输出端为所述光伏发电模块的正极输出端，所述升压控制器的负极输出端为所述光伏发电模块的负极输出端。

可选的，所述光伏发电模块的发电功率范围为500W~600W，所述升压控制器的输出电压范围为48V~60V。

可选的，所述充电架的供电电路包括多个所述供电模块。

可选的，所述蓄电池的电池电压为48V、电池容量为24AH；所述逆变器的直流输入电压为48V~60V、交流输出电压为220V。

可选的，所述蓄电池以可拆卸性的电连接方式接入所述蓄电单元中。

可选的，所述充电架的供电电路还包括通信模块，所述通信模块电连接所述控制模块的通信端；且所述控制模块的多个电量检测端分别电连接多个所述蓄电单元。

本实用新型进一步提出一种充电系统，包括如上所述的充电架的供电电路，其中，所述供电电路中的供电模块设置在所述充电系统的储能充电桩中，所述供电电路中的充电架接口模块设置在所述充电系统的充电架中，所述供电电路的控制模块设置在所述储能充电桩或所述充电架中。

本实用新型技术方案的有益效果在于：通过提出可进行直流转交流的充电架的供电电路，并利用逆变器将蓄电池提供的直流电，转换为充电架接入的电动车充电所需的交流电，即可使用蓄电池为充电架供电，这样就无需为充电架的供电而铺设相应的交流电线，不仅降低了为充电架供电的难度、节省了为充电架铺设电线的成本，而且可便于充电架的设置，尤其是便于充电架在电线铺设环境复杂的场地的设置，同时也方便需要经常更换使用场地的充电架进行场地变更。

附图说明

图1为本实用新型充电架的供电电路一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型充电架的供电电路另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型充电架的供电电路另一实施例的光伏发电模块结构示意图；

图4为本实用新型充电架的供电电路又一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型充电架的供电电路再一实施例的结构示意图；

图6为本实用新型充电架的充电系统的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，若本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述，仅用于描述目的（如用于区分相同或同类元件），而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种充电架的供电电路，参照图1，该充电架的供电电路包括供电模块、充电架接口模块和控制模块，其中，所述供电模块包括控制开关SW、逆变器和多个蓄电单元，所述逆变器的交流输出经所述控制开关SW电连接所述充电架接口模块，多个所述蓄电单元并联在所述逆变器的直流输入正极（对应图中DC+端口）和直流输入负极（对应图中DC-端口）之间；每个所述蓄电单元包括第一二极管D1和蓄电池BT，且所述第一二极管D1的阴极电连接所述逆变器的直流输入正极，所述第一二极管D1的正极电连接所述蓄电池BT的正极，所述蓄电池BT的负极电连接所述逆变器的直流输入负极；所述充电架接口模块中并联设置有多个充电接口；所述控制模块的控制输出端电连接所述控制开关SW的控制端，所述控制模块的监测端电连接所述充电接口。

本实施例中，该充电架可以是用于为多辆电动车并排充电的充电架，其中，充电架中可并排设置有多个充电插头（或插座），分别对应充电架接口模块中的多个充电接口。应当理解的是，充电架的供电电路中的充电架接口模块，可设置在充电架中。

其中，充电架接口模块中的多个充电接口并联设置。

可选的，充电架的供电电路中的供电模块包括控制开关SW、逆变器和多个蓄电单元，其中，所述逆变器的交流输出正极（对应图中AC_L；或称火线端）经所述控制开关SW电连接所述充电架接口模块的正极，所述逆变器的交流输出负极（对应图中AC_N；或称零线端）电连接所述充电架接口模块的负极，而充电架接口模块的正、负极还相应电连接内部模块中各充电接口的正、负极。

其中，所述控制开关SW可以是可控继电器、接触器等可控开关，且控制开关SW的两个导通端分别电连接逆变器的交流输出正极和充电架接口模块的正极，这样当控制开关SW闭合时（即导通），即可使得逆变器的交流输出正极与充电架接口模块的正极之间形成通路；当控制开关SW断开时，即可使得逆变器的交流输出正极与充电架接口模块的正极之间形成断路。

可选的，控制模块的控制输出端电连接控制开关SW的控制端，这样控制模块通过控制输出端向控制模块输出相应的控制信号，即可设置控制开关SW的闭合或断开。

可选的，供电模块中的多个蓄电单元并联在逆变器的直流输入正极和直流输入负极之间，因此多个蓄电单元也就能并联向逆变器输出直流电。

其中，逆变器用于将蓄电单元输入的直流电，转换为交流电输出，且转换得到的交流电与充电接口所需接入的电动车的充电电压相适配。

可选的，每个蓄电单元中均设置有第一二极管D1和蓄电池BT，其中，蓄电池BT的正极经第一二极管D1电连接逆变器的直流输入正极，而蓄电池BT的负极则电连接逆变器的直流输入负极（相当于第一二极管D1和蓄电池BT依次串联在逆变器的直流输入正极和直流输入负极之间）。

可选的，第一二极管D1的正极电连接蓄电池BT的正极、第一二极管D1的负极电连接逆变器的直流输入正极，以使第一二极管D1的导通方向为蓄电池BT至逆变器的直流输入正极方向。这样蓄电单元的正极就只能输出电流而无法流入电流，防止蓄电单元向逆变器输出电流的同时，向其他蓄电单元倒灌电流（或被其他蓄电单元输出的电流倒灌）

以下为充电架的供电电路的工作原理介绍：

当用户将电动车停放在充电架中，并将电动车充电插头插入充电架的充电插座（或将充电架的充电插头插入电动车的充电接口），以实现电动车与充电架接口模块中的充电接口的连接时，控制模块可监测到充电架接口模块中充电接口的用电需求是否在合理范围内，并且如果合理则为电动车充电。

在一实施例中提出的可进行直流转交流的充电架的供电电路，通过利用逆变器将蓄电池BT提供的直流电，转换为充电架接入的电动车充电所需的交流电，即可使用蓄电池BT为充电架供电，这样就无需为充电架的供电而铺设相应的交流电线，不仅降低了为充电架供电的难度、节省了为充电架铺设电线的成本，而且可便于充电架的设置，尤其是便于充电架在电线铺设环境复杂的场地的设置，同时也方便需要经常更换使用场地的充电架进行场地变更。

其中，充电架的供电电路中接入的蓄电池BT都可以以可拆卸性的电连接方式接入蓄电单元中。例如，蓄电单元中可设置蓄电池BT的容置仓，以便于将蓄电池BT插入其中；同时，控制模块可通过控制容置仓工作与否，以选择启用或禁用容置仓中插入的蓄电池BT（此时控制模块的控制输出端需电连接容置仓的控制端（图中未示出），以实现对容置仓的控制）。

这样，可以方便维护人员更换充电架的供电电路中电量不足的蓄电池BT。

在一实施例中，在上述实施例的基础上，参照图2，所述充电架的供电电路还包括光伏发电模块和多个第二二极管D2，每个所述第二二极管D2的正极均电连接所述光伏发电模块的正极输出端（对应图中OUT+），每个所述第二二极管D2的负极均电连接一个所述蓄电池BT的正极，每个所述蓄电池BT的负极均电连接所述光伏发电模块的负极输出端（对应图中OUT-）。

本实施例中，第二二极管D2的数量与蓄电单元的数量相当，即为每个蓄电单元均配置一个第二二极管D2，使每个蓄电单元均经一个第二二极管D2电连接光伏发电模块的正极输出端。

可选的，光伏发电模块用于将太阳能转换为直流电输出至供电模块。其中，当光伏发电模块有发电输出时，优先通过逆变器进行转换，使用太阳能为充电架接入的电动车充电，且当太阳能不能完全满足电动车充电需求时，再使用蓄电单元提供电能补足光伏发电模块供电不足的部分；此时由于第二二极管D2单向导通的作用，可以防止蓄电池BT输出的电流倒灌至光伏发电模块。

当然，当光伏发电模块有发电输出时，若太阳能在满足电动车充电需求外还有富裕（如当前充电架只有一、两辆电动车在充电，光伏发电模块的输出足以满足电动车充电需求）时，则富裕的电力还可用于为供电模块的蓄电池BT充电。

这样，通过在充电架的供电电路增设光伏发电模块，可以提高充电架的供电电路的供电能力，延长其运行时长。

此外，在夜间或天气不好的时候，光伏发电模块无发电输出时，再完全使用蓄电池BT为电动车充电。

在一实施例中，在上述实施例的基础上，参照图3，所述光伏发电模块包括升压控制器和至少一个光伏板，所述光伏板的正极输出端电连接所述升压控制器的正极输入端（对应图中IN+），所述光伏板的负极输出端电连接所述升压控制器的负极输入端（对应图中IN-），所述升压控制器的正极输出端为所述光伏发电模块的正极输出端，所述升压控制器的负极输出端为所述光伏发电模块的负极输出端。

可选的，所述光伏发电模块的发电功率范围为500W~600W，所述升压控制器的输出电压范围为48V~60V。

可选的，光伏板的具体数量可根据实际情况需要设置；且每个光伏板的发电输出均输入到升压控制器中，由升压控制器将光伏板输入的电压升压至稳定的电压范围内，该电压范围可满足逆变器输入电压需求和/或满足蓄电池BT充电电压需求，如48V~60V。

可选的，所述蓄电池BT的电池电压为48V、电池容量为24AH；所述逆变器的直流输入电压为48V~60V、交流输出电压为220V。

这样，使得充电架的供电电路的输出可以满足目前市面上大多数电动车的供电需求。

在一实施例中，在上述实施例的基础上，参照图4，所述充电架的供电电路包括多个所述供电模块。

可选的，为了提高充电架的供电电路的蓄电量，延长供电电路的运作时长，在同一供电电路中可设置多个供电模块，通过多个供电模块为同一充电架接口模块供电。

其中，每个供电模块的结构及供电模块与充电架接口模块、控制模块的连接方式均可参照上述实施例，此处对此不再赘述。

此外，当供电电路设有多个供电模块时，对于控制模块设置的数量，可以是设置一个控制模块统一控制所有的供电模块（如图4所示），也可以是分别为每个供电模块配置相应的控制模块。

在一实施例中，在上述实施例的基础上，参照图5，所述充电架的供电电路还包括通信模块，所述通信模块电连接所述控制模块的通信端；且所述控制模块的多个电量检测端分别电连接多个所述蓄电单元。

本实施例中，控制模块可以内置电量检测单元，且电量检测单元提供有多个电量检测端，且多个电量检测端分别电连接供电模块中的多个蓄电单元（图中未示出），以通过检测蓄电单元的输出电压或电流，结合预置的电池参数信息，以此计算相应蓄电单元中蓄电池BT的蓄电量。

可选的，控制模块的通信端电连接通信模块，并可通过通信模块向关联设备进行通信互联。

可选的，控制模块可以实时或定时检测各蓄电单元中蓄电池BT的蓄电量，并生成相应的电池状态信息，通过通信模块将电池状态信息发送至关联设备，以便于维护人员及时了解各蓄电池BT的实时状态，从而及时更换其中电量不足的蓄电池BT。

此外，若控制模块检测到蓄电池BT电量不足时（如检测到蓄电量低于电压阈值），则控制关闭输出继电器以避免相应蓄电池BT过放，从而延长蓄电池BT的使用寿命。

本实用新型进一步提出一种充电系统，充电系统中设置有充电架的供电电路，该充电架的供电电路的具体结构参照上述实施例，由于本充电系统采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

可选的，参照图6，充电系统由充电架10和储能充电桩20（或称换电桩）组成，其中，上述充电架的供电电路中的供电模块内置在储能充电桩20中、充电架接口模块内置在充电架10中。

此外，充电架的供电电路中的控制模块可以是设置在储能充电桩20中，也可以是设置在充电架10中（优选设置在储能充电桩20中）。

可选的，充电架10和储能充电桩20之间可拆卸性连接，且当充电架10和储能充电桩20处于连接状态时，即可实现其中供电模块、充电架接口模块和控制模块之间的连接，组成完整的充电架的供电电路。

可选的，若充电架10只在一端接入储能充电桩20，则充电架10的另一端可设置一个支撑柱11，以使用支撑柱11和储能充电桩20实现对充电架10的支撑（如图6所示）。

可选的，在一些实施例中，可增加一个储能充电桩20替换掉充电架10的支撑架11（图中未示出），即单个充电架10的两端均可同时接入储能充电桩20（即充电架10的两端分别连接一个储能充电桩20），这样也就可以实现充电架的供电电路同时接入多个供电模块，并且充电架10两端设置的储能充电桩20可实现对充电架10的支撑。

可选的，在一些实施例中，若充电架的供电电路还包括光伏发电模块，则光伏发电模块中的升压控制器可设置在储能充电桩20内，而光伏发电模块中的光伏板则另外露天放置，如设置在充电架10的顶棚上或储能充电桩20的外壁处（图中未示出）。

以上所述的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。

Claims (9)

1.一种充电架的供电电路，其特征在于，包括：供电模块、充电架接口模块和控制模块，其中，所述供电模块包括控制开关、逆变器和多个蓄电单元，所述逆变器的交流输出经控制开关电连接充电架接口模块，多个所述蓄电单元并联在所述逆变器的直流输入正极和直流输入负极之间；每个所述蓄电单元包括第一二极管和蓄电池，且所述第一二极管的阴极电连接所述逆变器的直流输入正极，所述第一二极管的正极电连接所述蓄电池的正极，所述蓄电池的负极电连接所述逆变器的直流输入负极；所述充电架接口模块中并联设置有多个充电接口；所述控制模块的控制输出端电连接所述控制开关的控制端，所述控制模块的监测端电连接所述充电接口。

2.根据权利要求1所述的充电架的供电电路，其特征在于，所述充电架的供电电路还包括光伏发电模块和多个第二二极管，每个所述第二二极管的正极均电连接所述光伏发电模块的正极输出端，每个所述第二二极管的负极均电连接一个所述蓄电池的正极，每个所述蓄电池的负极均电连接所述光伏发电模块的负极输出端。

3.根据权利要求2所述的充电架的供电电路，其特征在于，所述光伏发电模块包括升压控制器和至少一个光伏板，所述光伏板的正极输出端电连接所述升压控制器的正极输入端，所述光伏板的负极输出端电连接所述升压控制器的负极输入端，所述升压控制器的正极输出端为所述光伏发电模块的正极输出端，所述升压控制器的负极输出端为所述光伏发电模块的负极输出端。

4.根据权利要求3所述的充电架的供电电路，其特征在于，所述光伏发电模块的发电功率范围为500W~600W，所述升压控制器的输出电压范围为48V~60V。

5.根据权利要求1所述的充电架的供电电路，其特征在于，所述充电架的供电电路包括多个所述供电模块。

6.根据权利要求1所述的充电架的供电电路，其特征在于，所述蓄电池的电池电压为48V、电池容量为24AH；所述逆变器的直流输入电压为48V~60V、交流输出电压为220V。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的充电架的供电电路，其特征在于，所述蓄电池以可拆卸性的电连接方式接入所述蓄电单元中。

8.根据权利要求7所述的充电架的供电电路，其特征在于，所述充电架的供电电路还包括通信模块，所述通信模块电连接所述控制模块的通信端；且所述控制模块的多个电量检测端分别电连接多个所述蓄电单元。

9.一种充电系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的充电架的供电电路，其中，所述供电电路中的供电模块设置在所述充电系统的储能充电桩中，所述供电电路中的充电架接口模块设置在所述充电系统的充电架中，所述供电电路的控制模块设置在所述储能充电桩或所述充电架中。