橇裝式電動車充電站的製作方法

2023-05-14 14:24:36

專利名稱：橇裝式電動車充電站的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於電動車的充電裝置。特別涉及一種橇裝式電動車充電站。
背景技術：
汽車的出現已經有上百年的時間，然而經過多年的發展，汽車的動力仍然主要採用汽油或柴油(統稱為燃油)為燃料，以燃油的燃燒釋放的能量作為動力來驅動汽車行駛。 隨著世界汽車飽有量的持續上升，採用燃油的燃燒作為動力的汽車也帶來了環境汙染的問題。更重要的是，汽車燃料的快速消耗，導致燃油的價格持續上漲，用車成本快速提高，而且燃油的儲量也在快速消耗，能源危機嚴重製約了汽車工業的發展。在國家可持續發展戰略和節能減排政策的鼓勵下，以電能為動力的電動車的研究成為當今汽車工業的熱點課題。 電動車採用車載動力電池來為汽車提供動力。該車載動力電池一般採用鉛酸/鎳氫/鎳鉻電池，目前還開發出容量更大的鋰電池和鐵電池。車載動力電池的電壓為380V，其通過驅動電動機將電能轉化為動能，從而驅動汽車行駛。電動車發展的前提首先是電動車的充電問題，為此國家計劃修建電動車充電站， 並在一些重要城市開展試點工作。在城市建設充電站所面臨的主要問題有佔地面積、施工周期、電網擴容以及充電站對電網造成的汙染。理論上電動車充電需要6個小時左右，快充需要30分鐘左右，最大行駛裡程為200 公裡。快速充電，也就是直流充電會降低電池使用壽命，導致電池淘汰過快，加重環保負擔； 而慢充，也就是交流充電，因為充電時間過長，不能滿足白天正常需要，而充電後最大200 公裡行駛裡程也不能滿足長途行駛的需要。和正常速率充電方式相比，快速充電技術能夠滿足車輛時效性要求，但每輛車的充電電流幾十倍於正常充電電流，會給電網帶來電流衝擊。當大量電動車集中在充電站同時快速充電時，短時間內所需的能量極大，會產生巨大的衝擊電流，威脅到電網的穩定安全運行，甚至會損壞線路、變壓器等電網設備。因此，相關的變電站和線路必須進行擴容，但擴容的變電站和線路容量的平均利用率非常低，經濟上不划算。此外充電站快速充電一般多在用電高峰的白天，不僅會增加電網的負擔，而且用電成本高。如何經濟、高效、安全和可靠地解決電動車充電問題對於電動車的推廣應用，以及保證電網經濟、安全和高效運行具有重大意義。因此，有必要開發出一種充電裝置，以有效解決充電站對電網的充電衝擊電流過大、變電站和線路容量過大且利用率低等一系列技術和經濟難題。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種電動車充電站，這種充電站設計為橇裝式結構， 可以隨時搬遷、移動，佔地面積小、建站時間短、費用低、使用和維護簡便，適用於城市中心、 居民社區、大型停車場、高速公路、城鎮和農村等固定和臨時充電場所。本實用新型進一步的目的在於提供一種能夠儲存電能的電動車充電裝置，其可有效減輕快速充電給電網帶來的衝擊，減緩電網壓力，充電服務便捷，運營簡單靈活，維護方便。本實用新型再一個目的是提供一種利用太陽能儲存電能的電動車充電裝置。本實用新型的橇裝式電動車充電站包括橇體，外罩和充電裝置，橇體由槽鋼構成長方形框架，中間有縱、橫加強筋，在框架上鋪設有鋼板，框架通過地埋螺栓固定在防撞地基上；外罩由前、後、左、右四面牆體組成，牆體由方鋼焊接成多格框架，上部框架裝有鋁塑板，下部框架設有百葉窗；在外罩頂部可以設置防曬篷；充電裝置包括交流供電電網接入端、監控設備、儲能設備和充電設備，充電裝置內各部件相互導線連接。本實用新型的優點充電站設置在地面上，佔地面積只計算橇體的面積，大大節省土地面積以及土建施工等費用，建站時間短，快捷、高效。該充電站可整體吊裝，搬遷方便，標準化和模塊化設計適用於各種使用環境。充電站的外罩造型可根據客戶需求和具體場所進行多樣化風格設計，實現與環境的整體協調，使之成為城市建築的一座風景線。該充電站的充電裝置的結構和尺寸規格，可根據用戶的要求設計和製造，充電裝置可以利用太陽能作為能源，用於電動車充電。能夠儲存電能的充電裝置包括交流供電電網接入端、監控設備、儲存電能設備和充電設備；所述的交流供電電網接入端通過高壓繼電保護櫃、三相變壓器和低壓繼電保護櫃將交流電接入電動車充電站；所述的監控設備完成對電動車充電站的監測與控制，指導整個電動車充電站的運行；所述的儲存電能設備含有若干儲能設備組，每一儲能設備組由若干開關控制器和儲能裝置構成；所述的充電設備含有若干充電設備組，每一充電設備組由若干開關控制器和充電樁構成。所述的儲存電能設備的儲能方式採用單獨儲能方式或組合儲能方式。該設備的儲能元件為單一類型的儲能元件或不同類型的儲能元件的組合。所述充電裝置的控制方法，是在用電低谷時段進行充電站儲存電能設備的充電儲能；在用電尖峰時段，將儲能設備所存儲的電能給電動車充電。所述交流供電電網接入端由高壓繼電保護櫃、三相變壓器和低壓繼電保護櫃構成；高壓繼電保護櫃連接於高壓交流電網和三相變壓器的高壓側之間，三相變壓器的低壓側連接低壓繼電保護櫃，實現隔離和保護作用。所述監控設備完成監測(包括電網信息監測、蓄能狀態監測、充電狀態監測)、儲能設備與交流電網之間功率流動的控制(蓄能狀態或回饋狀態)、儲能設備與充電設備(用戶)之間的控制，指導整個充電站的運行狀態。當電動車充電時，即，有能量需求時，監控設備監控儲存電能設備的能量餘量以及電網信息等。所述儲存電能設備包括若干儲能設備組，每一儲能設備組由若干開關控制器和儲能裝置構成，其數量視所建充電站的規模而定。其中儲能裝置採用超級電容或鈦酸鋰電池或二者的組合。選擇儲能設備需考慮設備的循環使用壽命、工作溫度範圍、充電效率、能量密度、充電站規模以及設備的性價比等，做到優化配置。同時，所述儲能裝置可以採用單一的儲能方式，也可採用組合儲能方式。所述儲能裝置還可以包括太陽能儲能裝置，其含有太陽能光伏板以及將太陽能轉換為電能的轉換器。所述充電設備包括若干充電樁組，每一充電樁組由若干開關控制器和充電樁構成，其數量視所建充電站的規模而定。與現有技術相比，本實用新型具有如下特點可有效減輕快速充電給電網帶來的衝擊，減緩電網壓力，無需對充電站所連接的電網變電站進行大規模的擴容；可實現為不同廠家，不同類型電動車提供充電服務；充電服務便捷，運營簡單靈活，維護方便；可在電價低的用電低谷時段將電能存儲在儲能裝置中，而在電價高的用電尖峰時段將儲能裝置的電能售出，從而獲得較大收益，並有助於電網的削峰平谷。

圖1為本實用新型橇裝式充電站結構示意圖。圖2為本實用新型充電站的充電裝置平面示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖1和圖2對本實用新型的具體結構加以說明圖1所示為本實用新型橇裝式電動車充電站，包括橇體10，外罩20和充電裝置 30，橇體由槽鋼構成長方形框架，框架上鋪設地板；外罩20設置在橇體10上，由前、後、左、 右四面牆體組成；充電裝置30位於外罩20內，圖2所示為本實用新型充電站的充電裝置， 其包括交流供電電網接入端31、監控設備32、儲能設備33和充電設備34，充電裝置內各部件相互導線連接。框架上設置起吊環，用於充電站的整體吊裝；框架固定在地基上，地基設置有防靜電和避雷保護網。在外罩20頂部設置防曬篷21 ；當充電站需要遷移時，只需撤去橇體與地基連接的螺栓，即可進行整體吊裝，搬遷十分方便；它具有建站時間短，快捷高效的優點，適用於各種充電環境。在橇體10上固定的外罩20用於保護充電裝置，防止意外事故衝撞和損傷；在外罩牆面上可製作各種溫馨的廣告宣傳，為營造和諧社會氛圍起到積極的效果。外罩由前、後、 左、右四面牆體構成，牆體由方鋼焊接成多格框架，上部框架裝有鋁塑板。鋁塑板的色彩可以根據客戶和具體場所的需求不同選擇，造型可進行風格化、多樣化設計，實現與整體環境的協調和統一。框架的下部設置百葉窗。百葉窗用於增強罩內空氣流通。在框架的前後位置分別設置一對起吊環，用於整體吊裝。在橇體10上固定有充電裝置30，該裝置包括交流供電電網接入端31、監控設備 32、儲能設備33和充電設備34 ；交流電通過高壓繼電保護櫃311、三相變壓器312和低壓繼電保護櫃313接入橇裝式電動車充電站；監控設備32完成對電動車充電站的監測與控制， 指導整個電動車充電站的運行；儲能設備33包括若干儲能設備組，每一儲能設備組由若干開關控制器和儲能裝置構成。儲能設備33可採用超級電容和鈦酸鋰電池組合或單獨採用鈦酸鋰電池。鈦酸鋰電池充電次數可達20000次、工作溫度範圍寬、充電速率快、能量密度較高。超級電容雖然能量密度不算高，卻具有非常高的功率密度，可以大電流充放電，充放電速度快且模式簡單，是真正意義上的快速充電，使用壽命長。充電設備含有若干充電設備組，每一充電設備組由若干開關控制器和充電樁341構成。儲能裝置的容量遠大於單臺電動車所需的能量，為了更好的利用能量，優化充電效率，在配置帶有儲能裝置的電動車充電站時，可以由一臺或幾臺儲能裝置配置數臺充電設備。充電站一般在用電低谷時段為儲能設備充電蓄能。用電低谷多在夜間，此時充電車輛數量也較少。在此時間段充電站以正常充電速率從交流供電電網獲得電力給充電站的儲能設備充電蓄能，一般充電儲能時間為6-8個小時左右。監控設備主要監控電網信息和儲能設備存儲能量狀態等信息。白天屬於用電高峰，此時充電站主要是將已儲存的電能給電動車用戶的電動車充電。這時，監控設備主要監控電網信息、儲能設備存儲能量剩餘狀態、充電器工作狀態、計量計費等信息。若某段時間內充電站的儲能有較多盈餘，在白天用電尖峰時段，在保證充電站正常工作的情況下，充電站可按電網需求將盈餘的電能回饋給電網，實現能量回饋。此時，能量流動由儲能設備流向交流電網。當充電站儲存的能量不能滿足電動車充電的需求時，充電站可直接利用交流電網給電動車以正常速率充電(非快速方式充電)，以維持充電站一定程度上的正常運行。若某臺或多臺儲能設備需要維護或更換時，可拉開該設備輸入輸出兩側的開關將該臺設備隔離，而不會影響到其他設備的正常工作，操作簡單方便。電動車充電站還可以安裝太陽能儲能裝置35，將太陽能轉換為電能儲存於儲能裝置。該太陽能儲能裝置35包括太陽能光伏板351以及將太陽能轉換為電能的轉換器352。 太陽能光伏板351安裝在充電站外罩牆體外側和/或防曬篷頂部。
權利要求1.一種橇裝式電動車充電站，包括橇體以及橇體上設置的外罩和充電裝置，橇體由槽鋼構成長方形框架，中間有縱、橫加強筋，在框架上鋪設有花紋鋼板，框架通過地埋螺栓固定在防撞地基上；外罩由前、後、左、右四面牆體組成，牆體由方鋼焊接成多格框架，上部框架裝有鋁塑板，下部框架設有百葉窗；充電裝置包括交流供電電網接入端、監控設備、儲能設備和充電設備，充電裝置內各部件相互導線連接。
2.根據權利要求1所述充電站，其特徵在於地基設置有防靜電和避雷保護網，在框架的前後位置分別設置一對起吊環，用於充電站的整體吊裝。
3.根據權利要求1所述充電站，其特徵在於在外罩頂部設置防曬篷。
4.根據權利要求1所述充電站，其特徵在於交流供電電網接入端通過高壓繼電保護櫃、三相變壓器和低壓繼電保護櫃將交流電接入橇裝式電動車充電站。
5.根據權利要求1所述充電站，其特徵在於監控設備對充電站進行監測與控制，指導充電站的運行。
6.根據權利要求1所述充電站，其特徵在於儲能設備含有若干儲能設備組，每一儲能設備組由若干開關控制器和儲能裝置構成，儲能設備採用超級電容或鈦酸鋰電池或二者的組合。
7.根據權利要求1所述充電站，其特徵在於充電設備含有若干充電設備組，每一充電設備組由若干開關控制器和充電樁構成。
8.根據權利要求3所述充電站，其特徵在於儲能設備含有太陽能儲能裝置，該裝置包括太陽能光伏板以及將太陽能轉換為電能的轉換器。
9.根據權利要求8所述充電站，其特徵在於所述太陽能光伏板安裝在充電站外罩牆體外側和/或防曬篷頂部。
專利摘要一種橇裝式電動車充電站，包括橇體以及橇體上設置的外罩和充電裝置，橇體由槽鋼構成長方形框架，中間有縱、橫加強筋，在框架上鋪設有花紋鋼板，框架通過地埋螺栓固定在防撞地基上；外罩由前、後、左、右四面牆體組成，牆體由方鋼焊接成多格框架，上部框架裝有鋁塑板，下部框架設有百葉窗；充電裝置包括交流供電電網接入端、監控設備、儲能設備和充電設備。
文檔編號H02N6/00GK202094656SQ20112018084
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月30日 優先權日2011年5月30日
發明者黃曉東 申請人:上海華篷防爆科技有限公司