TWM582263U - 可擴展式充換電設備及其充放電單元 - Google Patents
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Abstract
本創作屬於充換電技術領域,具體提供了一種可擴展式充換電設備及其充放電單元。本實用新型旨在解決現有的充換電站擴容時工程量大、成本高的問題。為此目的,本實用新型的充放電單元分別配置有電流電壓轉換模組和控制模組,本實用新型的充換電設備上預先設置有多個電源輸出端,充放電單元在其輸入端與該電源輸出端相連接時能夠通過控制模組控制電流電壓轉換模組為電動汽車或電動汽車的動力電池進行充電。因此,本實用新型採用上述技術手段的充換電設備能夠快速完成擴容,而不需要進行重新改造,減少了工程量,節約了成本。
Description
本創作屬於充換電技術領域,具體提供了一種可擴展式充換電設備及其充放電單元。
電動汽車主要分為充電式和換電式兩種,其中換電式電動汽車是將電動汽車上乏電的動力電池與充換電站內滿電的動力電池進行更換。換電式電動汽車的換電時間要遠遠小於充電式電動汽車加滿電的所需時間,因此,換電式電動汽車以其快速補能的優勢被越來越多的人所接受。
通常充換電站內放置的動力電池的數量為固定值。隨著換電式電動汽車使用量的增加,充換電站內動力電池的數量不能再滿足用戶的日常換電所需。因此,需要對充換電站進行擴容,即對現有的充換電站進行重新設計、線路鋪設、調試等,不僅工程量大,而且成本較高。
相應地,本領域需要一種新的可擴展式充放電設備來解決上述問題。
為了解決現有技術中的上述問題,即為了解決現有的充換電站擴容時工程量大、成本高的問題,本創作提供了一種用於可擴展式充換電設備的充放電單元,所述充放電單元包括電流電壓轉換模組和與所述電流電壓轉換模組相連接的控制模組,其中,所述電流電壓轉換模組的輸入端與所述充換電設備的電源輸出端相連接,所述電流電壓轉換模組的輸出端與待充電對象相連接,所述電流電壓轉換模組用於將所述充換電設備輸出的電流和/或電壓轉換成所述待充電對象所需的電流和/或電壓;所述控制模組用於控制所述電流電壓轉換模組的工作狀態。
在上述充放電單元的優選技術方案中,所述電流電壓轉換模組包括多個並聯的電流電壓轉換子模組,每個所述電流電壓轉換子模組分別與所述控制模組連接,以便所述控制模組能夠分別控制每個所述電流電壓轉換子模組的工作狀態。
在上述充放電單元的優選技術方案中,每個所述電流電壓轉換子模組分別配置有與所述控制模組相連接的第一開關,所述控制模組通過控制所述第一開關的通斷來控制所述電流電壓轉換子模組的工作狀態。
在上述充放電單元的優選技術方案中,所述充放電單元還包括與所述控制模組相連接的第二開關,所述電流電壓轉換模組通過所述第二開關與所述充換電設備的電源輸出端連接;並且/或者,所述充放電單元還包括與所述控制模組相連接的第三開關,所述電流電壓轉換模組通過所述第三開關與所述待充電對象連接。
在上述充放電單元的優選技術方案中,所述充放電單元還包括與所述控制模組通信連接的保護模組,所述保護模組用於監測所述電流電壓轉換模組的工作情況,並在所述電流電壓轉換模組發生故障時通知所述控制模組使所述第二開關和/或所述第三開關斷開。
在上述充放電單元的優選技術方案中,所述待充電對象是電動汽車或電動汽車的動力電池。
此外,本創作還提供了一種可擴展式充換電設備,所述充換電設備包括多個上述充放電單元的優選技術方案中任一項所述的充放電單元。
在上述充換電設備的優選技術方案中,所述充換電設備還包括主控模組,所述主控模組分別與每一個所述充放電單元連接,所述主控模組用於採集和/或控制每一個所述充放電單元的工作狀態。
在上述充換電設備的優選技術方案中,所述充換電設備還包括多個所述電源輸出端,每個充放電單元都分別連接一個所述電源輸出端。
在上述充換電設備的優選技術方案中,所述充換電設備是充換電櫃或電池倉。
本領域技術人員能夠理解的是,在本創作的優選技術方案中,通過為每一個充放電單元分別配置單獨的電流電壓轉換模組,使得每一個充放電單元都能夠分別為待充電對象提供充電服務;通過為每一個充放電單元分別配置單獨的控制模組,使得每一個電流電壓轉換模組都能夠被與其對應的控制模組控制工作與否。因此,本創作的充放電單元在輸入端有電源接通的情況下能夠獨立地為待充電對象提供充電服務。
進一步,通過在充換電設備上預先設置多個電源輸出端,使得充放電單元的輸入端在與其中一個電源輸出端接通時就能夠為待充電對象提供充電服務。因此,本創作的充換電設備在需要時能夠快速擴容,即添加充放電單元,而不需要對充換電設備進行重新改造、佈線和調試,降低了工程量,節約了成本。
本領域技術人員應當理解的是,本節實施方式僅僅用於解釋本創作的技術原理,並非用於限制本創作的保護範圍。例如,雖然本創作的可擴展式充換電設備是以電動汽車的充換電櫃為例來進行說明的,但是本創作的可擴展式充換電設備還可以是電動汽車的充電樁、電動汽車的充換電站、電動汽車的換電站等,本領域技術人員可以根據需要對其作出調整,以便適應具體的應用場合,調整後的技術方案仍將落入本創作的保護範圍。
需要說明的是,在本創作的描述中,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水準”、“內”、“外”等指示方向或位置關係的術語是基於附圖所示的方向或位置關係,這僅僅是為了便於描述,而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本創作的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”僅用於描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
此外,還需要說明的是,在本創作的描述中,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對於本領域技術人員而言,可根據具體情況理解上述術語在本創作中的具體含義。
如圖1所示,本創作的充換電櫃主要包括櫃體1、設置在櫃體1上的充放電單元2和動力電池3。櫃體1上設置有主控模組11、多個用於容納充放電單元2的第一插框12和多個用於容納動力電池3的第二插框13。其中,主控模組11用於分別採集和/或控制每一個充放電單元2的工作狀態,即控制每一個充放電單元2是否為與其對應的動力電池3提供充電服務和控制每一個充放電單元2輸出功率的大小。
在本創作的優選實施方案中,櫃體1上設置的第一插框12和第二插框13的數量要多於充放電單元2和動力電池3的數量,以便充換電櫃在前期運行時,投放少量的充放電單元2和動力電池3就能夠滿足市場需求。而當市場上換電式電動汽車增多時,充換電櫃能根據需要增加充放電單元2和動力電池3的數量。既節約了成本,又能夠方便充換電櫃的擴容。或者,本領域技術人員還可以根據需要,在充換電櫃需要擴容時,再對櫃體1添加第一插框12和第二插框13。
如圖2所示,櫃體1上還設置有電源母線14和與該電源母線14相連接的多個電源輸出端15。當充放電單元2插入第一插框12內時,充放電單元2的輸入端能夠與電源輸出端15電連接。
雖然圖中並未示出,但是在本創作的優選實施方案中,每一個電源輸出端15上都分別設置有一個常開開關,用於防止該電源輸出端15在沒有連接充放電單元2時,操作人員意外觸碰該電源輸出端15發生觸電。並且,上述的每一個常開開關都與主控模組11控制連接,以便在電源輸出端15與充放電單元2連接時,主控模組11能夠使對應的常開開關閉合,進而接通電源輸出端15和充放電單元2。或者本領域技術人員還可以根據需要,將上述常開開關設置成能夠被插進第一插框12的充放電單元2觸碰的機械控制式開關,以便該常開開關在充放電單元2插進第一插框12時便及時閉合,進而接通電源輸出端15和充放電單元2。
如圖1和圖2所示,當動力電池3插進第二插框13時,充放電單元2的輸出端與動力電池3接通,能夠為動力電池3提供充電服務。
繼續參閱圖2,本創作的充放電單元2主要包括控制模組21、電流電壓轉換模組22、第二開關23、第三開關24和第四開關25。其中,控制模組21通過CAN線與電流電壓轉換模組22通信連接,控制模組21通過信號線分別與第二開關23、第三開關24和第四開關25控制連接,以便控制模組21能夠控制第二開關23、第三開關24和第四開關25的通斷狀態,以及控制電流電壓轉換模組22輸出電流和/或電壓的大小以及其他工作狀態。
如圖2中所示的,第二開關23、第三開關24和第四開關25均是常開開關,以便電流電壓轉換模組22在初始狀態分別與電源輸出端15和動力電池3處於斷開狀態。此外,本領域技術人員也可以根據需要,將第二開關23、第三開關24和第四開關25設置成常閉開關。從圖2中不難看出,第二開關23用於控制電流電壓轉換模組22和電源輸出端15之間的通斷,第三開關24用於控制電流電壓轉換模組22和動力電池3之間的通斷,第四開關25用於控制控制模組21和主控模組11之間的通斷。當第四開關25閉合時,主控模組11能夠通過控制模組21使充放電單元2執行相應的操作。本領域技術人員能夠理解的是,第四開關25在這裡起的作用主要是連通主控模組11和控制模組21,因此,第四開關25還可以被其它任意可行的連接端子替換。
如圖1和圖2所示,動力電池3主要包括BMS控制器31和電池包32。在動力電池3插入第二插框13內時,電池包32通過第三開關24與電流電壓轉換模組22連接,BMS控制器31通過CAN線與控制模組21連接。控制模組21能夠通過BMS控制器31即時監測電池包32的荷電狀態,並在電池包32充滿電時使第二開關23和/或第三開關24斷開。
如圖3所示,在本創作的優選實施方案中,每一個電流電壓轉換模組22還包括多個並聯的電流電壓轉換子模組221,每一個電流電壓轉換子模組221上還分別配置有一個由控制模組21控制的第一開關222。通過切換第一開關222的通斷狀態能夠改變並聯到通電回路中的電流電壓轉換子模組221的數量。本領域技術人員能夠理解的是,通過改變並聯到回路中的電流電壓轉換子模組221的數量能夠改變電流電壓轉換模組22的輸出功率,以便使電流電壓轉換模組22為動力電池3提供不同的充電模式,例如需要快充時提供大功率的充電服務,需要慢充時提供小功率的充電服務。
雖然圖中並未示出,但是本創作的充放電單元2還包括與控制模組21通信連接的保護模組,該保護模組用於即時監測電流電壓轉換模組22的工作狀態,在電流電壓轉換模組22發生故障時,發信號給控制模組21,使控制模組21將第二開關23和/或第三開關24斷開。或者,本領域技術人員也可以根據需要,為每一個電流電壓轉換子模組221配置一個保護模組,以便對每一個電流電壓轉換子模組221進行即時保護,並在其中一個電流電壓轉換子模組221發生故障時,選用其他未並聯的電流電壓轉換子模組221將其替換,並聯進回路中。本領域技術人員能夠理解的是,上述故障包括超載、短路、斷路等。
需要說明的是,在電流電壓轉換模組22能夠實現上述功能的情況下,第二開關23和第三開關24還可以擇一設置。
綜上所述,本創作的充換電櫃在擴容時只需將動力電池3、擁有獨立控制模組21和獨立電流電壓轉換模組22的充放電單元2插進預先設置的第一插框12、第二插框13即可。而不需要對充換電櫃進行重新改造、佈線和調試,降低了工程量,節約了成本。
本領域技術人員能夠理解的是,本創作的充換電櫃還可以在城市用電高峰時,通過充放電單元2將動力電池3內的電能反饋給供電網路。
雖然圖中並未示出,但是在本創作的另一個實施例中,充放電單元2還可以設置在電池倉內。電池倉內設置有多個用於存放動力電池3的倉儲單元,為每一個倉儲單元配置一個充放電單元2,以便通過充放電單元2為放置到每一個倉儲單元內的動力電池3提供充放電服務。或者本領域技術人員也可以根據需要,預留幾個閒置的倉儲單元,待後續需要使用時再為其配置充放電單元2。
至此,已經結合附圖所示的優選實施方式描述了本創作的技術方案,但是,本領域技術人員容易理解的是,本創作的保護範圍顯然不局限於這些具體實施方式。在不偏離本創作的原理的前提下,本領域技術人員可以對相關技術特徵作出等同的更改或替換,這些更改或替換之後的技術方案都將落入本創作的保護範圍之內。
1‧‧‧櫃體
11‧‧‧主控模組
12‧‧‧第一插框
13‧‧‧第二插框
14‧‧‧電源母線
15‧‧‧電源輸出端
2‧‧‧充放電單元
21‧‧‧控制模組
22‧‧‧電流電壓轉換模組
221‧‧‧電流電壓轉換子模組
222‧‧‧第一開關
23‧‧‧第二開關
24‧‧‧第三開關
25‧‧‧第四開關
3‧‧‧動力電池
31‧‧‧BMS控制器
32‧‧‧電池包。
下面參照附圖並結合充換電櫃來描述本創作的優選實施方式,附圖中: 圖1是本創作的充換電櫃的效果示意圖; 圖2是本創作的充換電櫃的系統原理圖; 圖3是本創作的電流電壓轉換模組的原理圖。
Claims (10)
- 一種用於可擴展式充換電設備的充放電單元,包括有一電流電壓轉換模組和與所述電流電壓轉換模組相連接的一控制模組; 所述電流電壓轉換模組的一輸入端與所述充換電設備的一電源輸出端相連接,所述電流電壓轉換模組的一輸出端與一待充電對象相連接,所述電流電壓轉換模組用於將所述充換電設備輸出的電流和/或電壓轉換成所述待充電對象所需的電流和/或電壓; 所述控制模組用於控制所述電流電壓轉換模組的工作狀態。
- 如請求項1所述的用於可擴展式充換電設備的充放電單元,其中,所述電流電壓轉換模組包括多個並聯的電流電壓轉換子模組,每個所述電流電壓轉換子模組分別與所述控制模組連接,以便所述控制模組能夠分別控制每個所述電流電壓轉換子模組的工作狀態。
- 如請求項2所述的用於可擴展式充換電設備的充放電單元,其中,每個所述電流電壓轉換子模組分別配置有與所述控制模組相連接的一第一開關,所述控制模組通過控制所述第一開關的通斷來控制所述電流電壓轉換子模組的工作狀態。
- 如請求項1所述的用於可擴展式充換電設備的充放電單元,其中,所述充放電單元還包括與所述控制模組相連接的一第二開關,所述電流電壓轉換模組通過所述第二開關與所述充換電設備的電源輸出端連接; 並且/或者,所述充放電單元還包括與所述控制模組相連接的一第三開關,所述電流電壓轉換模組通過所述第三開關與所述待充電對象連接。
- 如請求項4所述的用於可擴展式充換電設備的充放電單元,其中,所述充放電單元還包括與所述控制模組通信連接的一保護模組,所述保護模組用於監測所述電流電壓轉換模組的工作情況,並在所述電流電壓轉換模組發生故障時通知所述控制模組使所述第二開關和/或所述第三開關斷開。
- 如請求項1至5中任一項所述的用於可擴展式充換電設備的充放電單元,其中,所述待充電對象是電動汽車或電動汽車的動力電池。
- 一種可擴展式充換電設備,包括多個請求項1至6中任一項所述的充放電單元。
- 如請求項7所述的可擴展式充換電設備,其中,所述充換電設備還包括一主控模組,所述主控模組分別與每一個所述充放電單元連接,所述主控模組用於採集和/或控制每一個所述充放電單元的工作狀態。
- 如請求項8所述的可擴展式充換電設備,其中,所述充換電設備還包括多個所述電源輸出端,每個充放電單元都分別連接一個所述電源輸出端。
- 如請求項7至9中任一項所述的可擴展式充換電設備,其中,所述充換電設備是充換電櫃或電池倉。
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