RU222276U1 - Зарядная станция для электрических транспортных средств - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к зарядной станции для электрических транспортных средств и может быть применена в энергетической или транспортной отраслях промышленности. Сущность полезной модели заключается в зарядной станции для электрических транспортных средств, которая дополнительно содержит силовой блок, преобразующий постоянный ток, подключенный к выходу буферной батареи, контактору, коммутирующему выходной постоянный ток, и контроллеру, при этом контроллер дополнительно выполнен с возможностью изменения характеристик постоянного тока, преобразуемого упомянутым силовым блоком. Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в снижении риска выхода из строя компонентов зарядной станции для электрических транспортных средств. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Полезная модель относится к зарядной станции для электрических транспортных средств и может быть применена в энергетической или транспортной отраслях промышленности.

В качестве прототипа выбрана зарядная станция для электрических транспортных средств, включающая корпус, содержащий последовательно подключенные: ввод для подключения к источнику переменного тока, устройство защиты от импульсного перенапряжения, автоматический выключатель, контактор, коммутирующий входной переменный ток, силовой блок, преобразующий переменный ток в постоянный, буферную батарею для накопления электрической энергии, контактор, коммутирующий выходной постоянный ток, зарядный разъем для подключения к электрическому транспортному средству, пользовательский интерфейс, а также контроллер, к которому подключены: силовой блок, преобразующий переменный ток в постоянный, буферная батарея и контакторы, коммутирующие входной переменный и выходной постоянный токи [US2022407349A1, дата публикации: 22.12.2022 г., МПК: B60L 53/18; B60L 53/22; B60L 53/51].

Недостатком прототипа является риск выхода из строя компонентов зарядной станции для электрических транспортных средств, обусловленный возможными скачками выходного постоянного тока, протекающего от буферной батареи к контактору, коммутирующему выходной постоянный ток, и затем к зарядному разъему, вследствие чего возможно возникновение перегрева контактов в процессе коммутации контактором выходного постоянного тока и их сваривание, а также оплавление контактов зарядного разъема, что может привести к невозможности прекращения процесса зарядки электрического транспортного средства и выходу из строя зарядной станции, тем самым снижая ее надежность.

Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости повышения надежности зарядной станции для электрических транспортных средств.

Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в снижении риска выхода из строя компонентов зарядной станции для электрических транспортных средств.

Сущность полезной модели заключается в следующем.

Зарядная станция для электрических транспортных средств включает корпус, содержащий последовательно подключенные ввод для подключения к источнику переменного тока, устройство защиты от импульсного перенапряжения, автоматический выключатель, контактор, коммутирующий входной переменный ток, силовой блок, преобразующий переменный ток в постоянный, буферную батарею для накопления электрической энергии, контактор, коммутирующий выходной постоянный ток, зарядный разъем для подключения к электрическому транспортному средству, пользовательский интерфейс, а также контроллер, к которому подключены: силовой блок, преобразующий переменный ток в постоянный, буферная батарея и контакторы, коммутирующие входной переменный и выходной постоянный токи. В отличие от прототипа зарядная станция дополнительно содержит силовой блок, преобразующий постоянный ток, при этом силовой блок подключен к выходу буферной батареи, контактору, коммутирующему выходной постоянный ток, и контроллеру, при этом контроллер дополнительно выполнен с возможностью изменения характеристик постоянного тока, преобразуемого упомянутым силовым блоком.

Ввод для подключения к источнику переменного тока обеспечивает возможность получения электрической энергии из сети общего назначения и может быть представлен фидером, разъемом, розеткой и др. Устройство защиты от импульсного перенапряжения обеспечивает защиту компонентов станции от кратковременных повышений напряжения и импульсов, вызванных грозовыми разрядами, ведением работ в электросети, переключениями в системе электропитания и др., тем самым снижая риск выхода из строя компонентов зарядной станции для электрических транспортных средств. Данное устройство может быть представлено в виде варисторного ограничителя, разрядника и др. Автоматический выключатель обеспечивает защиту электрической цепи от перегрузки и токов короткого замыкания и также снижает риск выхода из строя компонентов зарядной станции для электрических транспортных средств. Автоматический выключатель может быть представлен механическим или электронным коммутационным аппаратом.

Контактор, коммутирующий входной переменный ток, предназначен для аварийного отключения от электрической сети переменного тока, тем самым он снижает риск выхода из строя компонентов зарядной станции для электрических транспортных средств. Силовой блок, преобразующий переменный ток в постоянный, может быть представлен выпрямителем или инвертором или иными устройствами, обеспечивающими аналогичную функцию.

Буферная батарея снижает колебания напряжения постоянного тока в цепи, тем самым снижая риск выхода из строя компонентов зарядной станции для электрических транспортных средств, в том числе контактора или зарядного разъема, а также обеспечивает накопление электрической энергии, позволяя сократить время заряда электрического транспортного средства. Буферная батарея может быть представлена аккумуляторной батареей любого известного типа и емкости.

Силовой блок, преобразующий постоянный ток, подключен к выходу буферной батареи и контактору, коммутирующему выходной постоянный ток, что обеспечивает возможность осуществления установки и плавной регулировки характеристик выходного постоянного тока, поступающего от буферной батареи, тем самым снижая риск выхода из строя контактора и зарядного разъема для подключения к электрическому транспортному средству. Под характеристиками выходного постоянного тока в рамках настоящей полезной модели подразумеваются сила тока и напряжение.

Контактор, коммутирующий выходной постоянный ток, предназначен для отключения зарядного разъема от буферной батареи и прерывания процесса заряда электрического транспортного средства. Контакторы, присутствующие в зарядной станции, могут быть представлены электромагнитными аппаратами и иными устройствами.

Контроллер обеспечивает возможность управления процессом заряда и для этого подключен к контактору, коммутирующему входной переменный ток и контактору, коммутирующему выходной постоянный ток с возможностью передачи управляющих сигналов. Контроллер выполнен с возможностью изменения характеристик постоянного тока, преобразуемого силовым блоком, что позволяет осуществлять плавную регулировку постоянного тока в процессе зарядки, что снижает риск выхода из строя компонентов, в том числе контактора или зарядного разъема зарядной станции для электрических транспортных средств.

К контроллеру также подключены: силовой блок, преобразующий переменный ток в постоянный, контакторы, коммутирующие входной переменный и выходной постоянный токи, что обеспечивает возможность направления им сигналов для управления процессом зарядки. Также к контроллеру подключена буферная батарея, что обеспечивает возможность контроля ее состояния. Подключение контроллера к вышеупомянутым элементам может обеспечиваться посредством проводов, шин или кабелей.

Зарядный разъем для подключения к электрическому транспортному средству может быть представлен в виде любого типа электрического соединителя, например, CCS2, CHAdeMO и др. Дополнительно к зарядному разъему и контроллеру может быть подключен контроллер, обеспечивающий коммуникацию с заряжаемым электрическим транспортным средством через зарядный разъем.

Корпус обеспечивает несущие и защитные функции зарядной станции и может быть выполнен из любых известных конструкционных материалов. Элементы зарядной станции могут быть закреплены в корпусе посредством любых известных видов разъемного или неразъемного соединения. Пользовательский интерфейс может быть представлен устройствами ввода/вывода данных, подключенных к контроллеру.

Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».

Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что зарядная станция дополнительно содержит силовой блок, преобразующий постоянный ток, подключенный к выходу буферной батареи, контактору, коммутирующему выходной постоянный ток, и контроллеру, при этом контроллер дополнительно выполнен с возможностью изменения характеристик постоянного тока, преобразуемого упомянутым силовым блоком, что позволяет установить и плавно изменять характеристики выходного постоянного тока, протекающего от буферной батареи к контактору, коммутирующему выходной постоянный ток, и затем к зарядному разъему, тем самым снижая риск возникновения скачков или перепадов выходного постоянного тока, в результате чего снижается риск перегрева контактов в процессе коммутации контактором выходного постоянного тока и их сваривания, а также риск оплавления контактов зарядного разъема.

Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска выхода из строя компонентов зарядной станции для электрических транспортных средств, тем самым повышается надежность зарядной станции для электрических транспортных средств.

Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».

Полезная модель поясняется следующими фигурами.

Фиг.1 - Функциональная схема зарядной станции для электрических транспортных средств.

Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.

Зарядная станция для электрических транспортных средств включает корпус 10, содержащий последовательно подключенные: ввод 12 для подключения к источнику переменного тока, устройство 14 защиты от импульсного перенапряжения, автоматический выключатель 16, контакторы 18, коммутирующие входной переменный ток, силовой блок 20, преобразующий переменный ток в постоянный, буферную батарею 22 для накопления электрической энергии, силовой блок 24, преобразующий постоянный ток одной величины в постоянный ток другой величины, контакторы 26, коммутирующие выходной постоянный ток, и зарядный разъем 28 для подключения к электрическому транспортному средству. Также зарядная станция включает контроллер 30, управляющий контакторами 18 и 26, к которому шиной обмена данными подключены: силовой блок 20, буферная батарея 22, силовой блок 24, а также контроллер 32, обеспечивающий коммуникацию с заряжаемым электрическим транспортным средством. При этом к контроллеру 30 подключен интерфейс 34 пользователя, представленный в виде дисплея и контрольной панели.

Зарядная станция работает следующим образом.

В режиме «простоя» зарядной станции обеспечивается зарядка буферной батареи 22, а при достижении полного заряда батареи 22, зарядная станция переходит в режим ожидания. При подключении электрического транспортного средства к зарядному разъему 28 контроллером 30 выполняется диагностика работоспособности зарядной станции. При постановке электрического транспортного средства на зарядку посредством контроллера 32 и зарядного разъема 28 устанавливается связь с заряжаемым электрическим транспортным средством, замыкаются контакторы 26 и выполняется предварительный заряд, в процессе которого происходит выравнивание напряжений между аккумуляторной батареей электрического транспортного средства и зарядной станцией. После этого зарядная станция переводится контроллером 30 в режим заряда, при котором им вычисляется максимальная мощность электрического тока, которую может обеспечить зарядная станция. Она рассчитывается контроллером 30 в зависимости от уровня заряда и параметров буферной батареи 22. Если уровень заряда буферной батареи 22 составляет более 20%, то мощность подаваемого на зарядный разъем 28 электрического тока рассчитывается исходя из параметров буферной батареи 22. Если уровень заряда буферной батареи 22 ниже 20%, то мощность ограничивается значением максимально допустимой мощности, которую можно получить от электрической сети. При этом за счет наличия силового блока 24 обеспечивается плавное управление силой тока и напряжением постоянного тока, поступающего с буферной батареи 22, позволяя снизить риск оплавления контактов контактора 26 или зарядного разъема 28.

Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в снижении риска выхода из строя компонентов зарядной станции для электрических транспортных средств, тем самым повышается надежность зарядной станции.

Claims (2)

1. Зарядная станция для электрических транспортных средств, включающая корпус, содержащий последовательно подключенные ввод для подключения к источнику переменного тока, устройство защиты от импульсного перенапряжения, автоматический выключатель, контактор, коммутирующий входной переменный ток, силовой блок, преобразующий переменный ток в постоянный, буферную батарею для накопления электрической энергии, контактор, коммутирующий выходной постоянный ток, зарядный разъем для подключения к электрическому транспортному средству, пользовательский интерфейс, а также контроллер, к которому подключены: силовой блок, преобразующий переменный ток в постоянный, буферная батарея и контакторы, коммутирующие входной переменный и выходной постоянный токи, отличающаяся тем, что дополнительно содержит силовой блок, преобразующий постоянный ток, при этом силовой блок подключен к выходу буферной батареи, контактору, коммутирующему выходной постоянный ток, и контроллеру, при этом контроллер дополнительно выполнен с возможностью изменения характеристик постоянного тока, преобразуемого упомянутым силовым блоком.

2. Зарядная станция по п.1, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью изменения силы тока и напряжения постоянного тока, преобразуемого силовым блоком.