電動汽車充電站充電系統的製作方法
2023-09-18 03:36:00 1
電動汽車充電站充電系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電動汽車充電站充電系統，包括三相變壓器、集中式電能轉換單元、N個直流轉換充電單元、N個電池箱、後臺監控系統；定時單元、光照傳感器單元、數據存儲單元、無線通信單元、控制器單元、驅動單元、太陽能電池板、蓄電池儲能單元、DC/DC轉換單元；N≥1；本實用新型採用太陽能電池板發電，並將電能輸入到直流總線，一部分可以用於電動車充電，一部分可以直接反饋給電網，符合國家綠色環保用電理念也符合國家智能電網發展趨勢；集成度高佔地面積小，整體運行效率高，便於優化控制，故障率低，使用的電纜少。
【專利說明】電動汽車充電站充電系統【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電動汽車充電站充電系統。
【背景技術】
[0002]電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由於對環境影響相對傳統汽車較小，其前景被廣泛看好。
[0003]電動汽車的組成包括:電力驅動、控制系統、驅動力傳動等機械系統完成既定任務的工作裝置等。電力驅動、控制系統是電動汽車的核心，也是區別於內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。電源為電動汽車的驅動電動機提供電能，電動機將電源的電能轉化為機械能。應用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池，但隨著電動汽車技術的發展，鉛酸蓄電池由於能量低，充電速度慢，壽命短，逐漸被其他蓄電池所取代。正在發展的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池等，這些新型電源的應用，為電動汽車的發展開闢了廣闊的前景。驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能，通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。電動汽車充電站是指為電動汽車充電的站點，與現在的加油站相似。隨著低碳經濟成為我國經濟發展的主旋律，電動汽車作為新能源戰略和智能電網的重要組成部分，以及國務院確定的戰略 性新興產業之一，必將成為今後中國汽車工業和能源產業發展的重點。然而，電動汽車產業是一項系統工程，電動汽車充電站則是主要環節之一，必須與電動汽車其他領域實現共同協調發展。
[0004]第一，現有的電動汽車充電站都是採用傳統電能為電動汽車充電，並沒有考慮新型能源這一塊，不符合國家綠色環保理念，符合符合國家低碳經濟、節能減排等產業政策。
[0005]第二，現有普遍使用的電動汽車充電站的充電系統由AC/DC充電機將交流電轉化為與電池參數匹配的直流電，給電動汽車的電池充電。現有的充電系統中AC/DC充電機的交流側直接與電網的三相電源連接，分別在充電站後臺監控系統的控制下，將電網交流電整流為符合電池規格的直流電通過電池箱為電動車的電池充電。這種充電系統存在如下的缺點:多個AC/DC充電機分布運行集成度低佔地面積大；AC/DC充電機分布運行，整體運行效率低，不便於優化控制，並且更容易出現故障；大量的電纜敷設工作量大，耗費大量的人力物力。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在於提供一種電動汽車充電站充電系統，主要解決了以下問題:第一，現有的充電站都採用傳統電能，並沒有使用新能源，不符合國家綠色環保理念；第二，AC/DC充電機分布運行，整體運行效率低，不便於優化控制，並且更容易出現故障?』大量的電纜敷設工作量大，耗費大量的人力物力；多個AC/DC充電機分布運行集成度低佔地面積大的問題。
[0007]為了實現以上目的，本實用新型的技術方案如下:電動汽車充電站充電系統，包括三相變壓器、集中式電能轉換單元、N個直流轉換充電單元、N個電池箱、後臺監控系統；定時單元、光照傳感器單元、數據存儲單元、無線通信單元、控制器單元、驅動單元、太陽能電池板、蓄電池儲能單元、DC/DC轉換單元；N≥I ;
[0008]所述的三相變壓器的高壓側輸入端連接三相交流電線，三相變壓器的低壓側輸出端連接集中式電能轉換單元的輸入端，集中式電能轉換單元的輸出端連接直流總線；
[0009]所述的直流轉換充電單元的輸入端連接直流總線，直流轉換充電單元的輸出端電連接電池箱；
[0010]所述的集中式電能轉換單元還能夠將直流總線的電能反饋給三相變壓器；
[0011]所述的直流轉換充電單元還能夠將電池儲存的電能反饋給直流總線；
[0012]所述的後臺監控系統控制集中式電能轉換單元和直流轉換充電單元的輸出電壓大小；
[0013]所述的定時單元、光照傳感器單元、數據存儲單元、無線通信單元與控制器單元電連接；
[0014]所述的控制器單元通過驅動單元控制太陽能電池板的轉向；
[0015]所述的太陽能電池板的電能輸出端連接蓄電池儲能單元的輸入端，蓄電池儲能單元的輸出端連接DC/DC轉換單元的輸入端，DC/DC轉換單元的輸出端連接直流總線； [0016]控制器單元通過無線通信單元與後臺監控系統通信。
[0017]更加優選技術方案，所述的集中式電能轉換單元的輸出電壓大於650V。
[0018]更加優選技術方案，所述的後臺監控系統的控制器採用TMS320C6713。
[0019]更加優選技術方案，所述的定時單元和控制器單元採用MSP430單片機實現；所述的數據存儲單元採用24C02晶片；所述的無線通信單元採用NRF2401晶片實現。
[0020]與現有技術方案相比，本實用新型的有益效果:第一，採用太陽能電池板發電，並將電能輸入到直流總線，一部分可以用於電動車充電，一部分可以直接反饋給電網，符合國家綠色環保用電理念也符合國家智能電網發展趨勢；第二，集中式電能轉換單元將電網的電能集中轉換為高電壓直流電能提供給直流總線，由直流總線分配給多個直流轉換充電單元，通過直流轉換充電單元轉換為符合電池要求的充電電能。相對現有技術都是全部採用分布運行而言，本實用新型集成度高佔地面積小，整體運行效率高，便於優化控制，故障率低，使用的電纜少。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型原理示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0023]電動汽車充電站充電系統，包括I個三相變壓器、I個集中式電能轉換單元、15個直流轉換充電單元、15個電池箱、後臺監控系統；定時單元、3個光照傳感器單元、數據存儲單元、無線通信單元、控制器單元、驅動單元、太陽能電池板、蓄電池儲能單元、DC/DC轉換單元;
[0024]三相變壓器的高壓側輸入端連接三相交流電線，三相變壓器的低壓側輸出端連接集中式電能轉換單元的輸入端，集中式電能轉換單元的輸出端連接直流總線；直流轉換充電單元的輸入端連接直流總線，直流轉換充電單元的輸出端電連接電池箱；集中式電能轉換單元還能夠將直流總線的電能反饋給三相變壓器；直流轉換充電單元還能夠將電池儲存的電能反饋給直流總線；後臺監控系統控制集中式電能轉換單元和直流轉換充電單元的輸出電壓大小(通過控制控制端實現)；定時單元、光照傳感器單元、數據存儲單元、無線通信單元與控制器單元電連接；控制器單元通過驅動單元控制太陽能電池板的轉向；太陽能電池板的電能輸出端連接蓄電池儲能單元的輸入端，蓄電池儲能單元的輸出端連接DC/DC轉換單元的輸入端，DC/DC轉換單元的輸出端連接直流總線；控制器單元通過無線通信單元與後臺監控系統通信。
[0025]其中，所述的集中式電能轉換單元的輸出電壓等於1200V。
[0026]其中，所述的後臺監控系統的控制器採用TMS320C6713。
[0027]其中，所述的定時單元和控制器單元採用MSP430單片機實現(因為MSP430單片機含有定時器功能)；所述的數據存儲單元採用24C02晶片；所述的無線通信單元採用NRF2401晶片實現。
[0028]3個光照傳感器單兀,其中一個正南方向布置，一個正東方向布置，一個正西方向布置。根據這3個光照傳感器單元採集的數據綜合作出判斷，更加準確。
[0029]根據定時器單元的時間提醒調整太陽能電池板的方向。
[0030]定時器單元與光照傳感器單元結合分析從而能夠使得太陽能電池板更加精準的面向太陽光。
[0031]TMS320C6713DSP是美國TI於1997年推出的C6000系列DSP晶片的一款，它是32位高速浮點型DSP，時鐘最高頻率為300MHz。TMS320C6713主要特點有:(I)體系結構採用超長指令字(VLIW)結構，單指令字長為32位，指令包裡有8個指令，總字長達到256位。執行指令的功能單元已經在編譯時分配好，程序運行時通過專門的指令分配模塊，可以將每個256位的指令包同時分配到8個處理單元，並由8個單元同時運行。其最大處理能力可以達到2400MIPS。(2)採用二級緩衝處理，4KByte直接匹配的程序緩衝L1P，4KByte可匹配的數據緩衝LlD，256KByteL2額外匹配內存。32位外部存儲器接口，可無縫連接SRAM、EPROM、Flash、SBSRAM 和 SDRAM。
[0032]MSP430系列單片機是一個16位的單片機，採用了精簡指令集(RISC)結構，具有豐富的尋址方式(7種源操作數尋址、4種目的操作數尋址)、簡潔的27條內核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內數據存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令。這些特點保證了可編制出高效率的源程序。
[0033]本實用新型的工作原理和使用方法:當集中式電能轉換單元的集成度高佔地面積小，整體運行效率高，便於優化控制，故障率低。並且可以反饋電能給電網。太陽能電池板產生的電能全部輸入到直流總線，然後一部分用於給電動汽車充電，一部分用於反饋給電網。通過定時單元的時間提醒調節太陽能電池板的方向，比如早晨6?8點太陽能電池板面向正東方向，9?10點太陽能電池板面向東南方向，11?點太陽能電池板面向正南方向，以此類推，因此可以有效保證太陽能電池板始終正對太陽；通過多個光照傳感器單元，由於有的光照傳感器正南設置，而有的正東設置，有的正西設置，而當前正對太陽光的光照傳感器一定採集的信號更大從而判斷當前太陽光的方向。以上2種方法結合能夠精確判斷出目前太陽光的方向。
【權利要求】
1.電動汽車充電站充電系統，其特徵在於:包括三相變壓器、集中式電能轉換單元、N個直流轉換充電單元、N個電池箱、後臺監控系統；定時單元、光照傳感器單元、數據存儲單元、無線通信單元、控制器單元、驅動單元、太陽能電池板、蓄電池儲能單元、DC/DC轉換單元；N≥I ; 所述的三相變壓器的高壓側輸入端連接三相交流電線，三相變壓器的低壓側輸出端連接集中式電能轉換單元的輸入端，集中式電能轉換單元的輸出端連接直流總線； 所述的直流轉換充電單元的輸入端連接直流總線，直流轉換充電單元的輸出端電連接電池箱； 所述的集中式電能轉換單元還能夠將直流總線的電能反饋給三相變壓器； 所述的直流轉換充電單元還能夠將電池儲存的電能反饋給直流總線； 所述的後臺監控系統控制集中式電能轉換單元和直流轉換充電單元的輸出電壓大小; 所述的定時單元、光照傳感器單元、數據存儲單元、無線通信單元與控制器單元電連接; 所述的控制器單元通過驅動單元控制太陽能電池板的轉向； 所述的太陽能電池板 的電能輸出端連接蓄電池儲能單元的輸入端，蓄電池儲能單元的輸出端連接DC/DC轉換單元的輸入端，DC/DC轉換單元的輸出端連接直流總線； 控制器單元通過無線通信單元與後臺監控系統通信。
2.根據權利要求1所述的電動汽車充電站充電系統，其特徵在於:所述的集中式電能轉換單元的輸出電壓大於650V。
3.根據權利要求1所述的電動汽車充電站充電系統，其特徵在於:所述的後臺監控系統的控制器採用TMS320C6713。
4.根據權利要求1所述的電動汽車充電站充電系統，其特徵在於:所述的定時單元和控制器單元採用MSP430單片機實現；所述的數據存儲單元採用24C02晶片；所述的無線通信單元採用NRF2401晶片實現。
【文檔編號】H02J7/00GK203827036SQ201420262221
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月21日 優先權日:2014年5月21日
【發明者】顧加山, 戴瑞生, 劉曉宏, 王進超 申請人:國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司阜寧縣供電公司, 阜寧恆源電氣實業有限公司