本發(fā)明涉及一種戶外車位固定式安裝小沖擊負(fù)荷快速充電站系統(tǒng)，用于為低壓配電系統(tǒng)末端用戶的配電負(fù)荷與電能質(zhì)量管理。

背景技術(shù)：

目前各式電動汽車充電樁和移動式、固定式安裝的快速充電站都有很多相關(guān)的控制與管理技術(shù)，在已知的技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)下的快速充電站都必須要采用10kV電網(wǎng)專用分配負(fù)荷下的配電網(wǎng)絡(luò)與線路才能建設(shè)，也有一些離網(wǎng)式儲能充電站采用太陽能發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計制作。上述兩種方式的實施仍存在某些客觀問題，比如：1、專用線路充電站與市電網(wǎng)聯(lián)接由于涉及到供電負(fù)荷的分配與當(dāng)?shù)赜脩魲l件下的電能質(zhì)量管理，從供電技術(shù)來說往往受到一些不可抗拒的限制條件（申請專利10KV高壓負(fù)荷線路或獨立大功率低壓用電終端用戶而增加升級電力變壓器容量等）而無法落實安裝建設(shè)。2、全離網(wǎng)式充電站卻又因為和市電電網(wǎng)完全隔離，雖然不涉及電網(wǎng)專用線路，但由于相關(guān)環(huán)境和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的原因而導(dǎo)致適用性與分布布置靈活性降低，從而降低系統(tǒng)的有效利用率，市場接收度很低。

故此，該技術(shù)領(lǐng)域的一大突破點是尋求直接利用原有民用供電線路，實現(xiàn)用戶端額定負(fù)載控制前提下的電網(wǎng)供電質(zhì)量管理要求，而本專利正是對此作出的研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服背景技術(shù)中所提及的問題，本發(fā)明提出一種戶外車位固定式安裝小沖擊負(fù)荷快速充電站系統(tǒng)，目的是確保安裝使用地點的供電穩(wěn)定與電網(wǎng)安全，既滿足駛?cè)腚妱悠嚦潆娧a電需求，又實現(xiàn)在原有低壓市電電網(wǎng)線路下的用戶端額定負(fù)載控制前提下的電網(wǎng)供電質(zhì)量管理要求；其具體技術(shù)內(nèi)容如下：

一種戶外車位固定式安裝小沖擊負(fù)荷快速充電站系統(tǒng)，其包括控制/逆變組件、智能控制組件一、AC/DC轉(zhuǎn)換組件、智能控制組件二、蓄電池組、直流母線和充電部分；該控制/逆變組件提供有連接風(fēng)力發(fā)電機組或/和太陽能電池組的電輸入端，及連接電容電池組的第一電輸出端、連接該智能控制組件一的第二電輸出端；該智能控制組件一提供有連接市電外網(wǎng)的電輸入端和連接AC/DC轉(zhuǎn)換組件的電輸出端，該AC/DC轉(zhuǎn)換組件連接至該直流母線，該直流母線上掛接有該蓄電池組，該蓄電池組受控于該智能控制組件二，其包括蓄電池管理組件及若干電容蓄電池組；該充電部分于該直流母線上取電，并受控于該智能控制組件二。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當(dāng)中，該充電部分包括AC充電組件、DC充電組件和自動計費控制組件，該AC充電組件提供有包括250V的交流充電電壓，該DC充電組件提供有包括750V的直流充電電壓。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當(dāng)中，該智能控制組件一包括第一中心MCU和市電自動投切單元，該市電自動投切單元連接于該智能控制組件一的電輸入端與電輸出端之間，其受控于該第一中心MCU進行供電線路切換；該第一中心MCU連接并控制該控制/逆變組件。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當(dāng)中，該第一中心MCU具有連接該電容電池組的第一采樣端，連接該直流母線的第二采樣端，連接市電外網(wǎng)的第三采樣端，和連接AC/DC轉(zhuǎn)換組件的第四采樣端。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當(dāng)中，該智能控制組件一包括第一信息交換處理單元，該第一中心MCU通過該第一信息交換處理單元與上位機連接通訊。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當(dāng)中，該智能控制組件二包括第二中心MCU，分別與該第二中心MCU連接的電池組投切控制單元、直流充電管理單元、交流充電管理單元和充電計費處理單元和電壓/電流采樣單元，該電池組投切控制單元連接至蓄電池組以實現(xiàn)對蓄電池組對直流母線的供電切換，該直流充電管理單元連接控制該DC充電組件，該交流充電管理單元連接控制該AC充電組件，該充電計費處理單元連接該自動計費控制組件，該電壓/電流采樣單元分別連接該AC充電組件、DC充電組件進行采樣并反饋至該第二中心MCU。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當(dāng)中，該智能控制組件二包括復(fù)合電池組管理單元，用于對蓄電池組進行補電控制。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當(dāng)中，該智能控制組件二包括第二信息交換處理單元，該第二中心MCU通過該第二信息交換處理單元與上位機連接通訊。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當(dāng)中，該智能控制組件二連接有信息外送處理單元，用于向上位機或用戶終端反饋自身檢測/運行情況。

于本發(fā)明的一個或多個實施例當(dāng)中，該信息外送處理單元基于GPRS、 4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。

本發(fā)明專利方案下的充電站系統(tǒng)，由于采用太陽能、風(fēng)能和自有儲能緩沖補電和大電流放電結(jié)構(gòu)一體化集成方案，雖然需要接入市電外網(wǎng)，但由于內(nèi)部直流母線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的存在所以對接入地的用電負(fù)荷沖擊很小，普通的原有民用電線路即可承擔(dān)全部輸入負(fù)載，無需重新申請專用10kV高壓負(fù)荷線路或申請獨立大功率低壓用電終端用戶而增加升級電力變壓器容量，加上本方案下的小體積集成化安裝與多方式儲能工作方式，系統(tǒng)方案使用一組超級電容電池和超級電容與蓄電池組合的復(fù)合電池作為主要儲能和大輸出負(fù)荷的緩沖，通過兩個相對獨立但又互相信息共享的智能控制組件系統(tǒng)自動投切控制對應(yīng)功能單元，從而達(dá)到減小對安裝地接入市電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的沖擊負(fù)荷和對市電網(wǎng)負(fù)荷主力需求偏大導(dǎo)致無法接入市電網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)調(diào)控措施，完全減少安裝地點對安裝環(huán)境的再次建設(shè)帶來規(guī)劃與環(huán)評流程延誤甚至項目擱淺風(fēng)險。

本發(fā)明的技術(shù)方案下的充電站采用的快速充電措施，可實現(xiàn)國標(biāo)充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求前提下的15~40分鐘大電流快速充電效果和充電電壓的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，成功解決戶外公路或已有停車場、加油站點工況下的快速充電站布置技術(shù)方案。這一技術(shù)下的車位固定式安裝電動汽車快速充電站系統(tǒng)，完全可以確保安裝使用地點的供電穩(wěn)定與電網(wǎng)安全，既滿足駛?cè)腚妱悠嚦潆娧a電需求，又實現(xiàn)在原有低壓市電電網(wǎng)線路下的用戶端額定負(fù)載控制前提下的電網(wǎng)供電質(zhì)量管理要求，是一種有效雙贏的快速充電站用技術(shù)系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的戶外車位固定式安裝小沖擊負(fù)荷快速充電站系統(tǒng)原理圖。

圖2為本發(fā)明的智能控制組件一原理圖。

圖3為本發(fā)明的智能控制組件二原理圖。

具體實施方式

如下結(jié)合附圖，對本申請方案作進一步描述：

參見附圖1，一種戶外車位固定式安裝小沖擊負(fù)荷快速充電站系統(tǒng)，其包括控制/逆變組件、智能控制組件一、AC/DC轉(zhuǎn)換組件、智能控制組件二、蓄電池組、550V 直流母線和充電部分；該控制/逆變組件提供有連接風(fēng)力發(fā)電機組或/和太陽能電池組的電輸入端，及連接12V 電容電池組的第一電輸出端、連接該智能控制組件一的第二電輸出端；該智能控制組件一提供有連接市電外網(wǎng)的電輸入端和連接AC/DC轉(zhuǎn)換組件的電輸出端，該AC/DC轉(zhuǎn)換組件連接至該直流母線，該直流母線上掛接有該蓄電池組，該蓄電池組受控于該智能控制組件二，其包括蓄電池管理組件及若干電容蓄電池組（圖示的多個電容+蓄電池組）；該充電部分于該550V 直流母線上取電，并受控于該智能控制組件二。

該充電部分包括AC充電組件、DC充電組件和自動計費控制組件，該AC充電組件提供有包括250V的交流充電電壓，該DC充電組件提供有包括750V的直流充電電壓。

參見附圖2，該智能控制組件一包括第一中心MCU和市電自動投切單元，該市電自動投切單元連接于該智能控制組件一的電輸入端與電輸出端之間，其受控于該第一中心MCU進行供電線路切換；該第一中心MCU連接并控制該控制/逆變組件；該第一中心MCU具有連接該電容電池組的第一采樣端，連接該直流母線的第二采樣端，連接市電外網(wǎng)的第三采樣端，和連接AC/DC轉(zhuǎn)換組件的第四采樣端；該智能控制組件一包括第一信息交換處理單元，該第一中心MCU通過該第一信息交換處理單元與上位機連接通訊。

參見附圖3，該智能控制組件二包括第二中心MCU，分別與該第二中心MCU連接的電池組投切控制單元、直流充電管理單元、交流充電管理單元和充電計費處理單元和電壓/電流采樣單元，該電池組投切控制單元連接至蓄電池組以實現(xiàn)對蓄電池組對直流母線的供電切換，該直流充電管理單元連接控制該DC充電組件，該交流充電管理單元連接控制該AC充電組件，該充電計費處理單元連接該自動計費控制組件，該電壓/電流采樣單元分別連接該AC充電組件、DC充電組件進行采樣并反饋至該第二中心MCU；該智能控制組件二包括復(fù)合電池組管理單元，用于對蓄電池組進行補電控制；該智能控制組件二包括第二信息交換處理單元；該第二中心MCU通過該第二信息交換處理單元與上位機連接通訊。

參見附圖1和3，該智能控制組件二（第二中心MCU）連接有信息外送處理單元，用于向上位機或用戶終端反饋自身檢測/運行情況，該信息外送處理單元基于GPRS、 4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，該用戶終端可以是手機、平板上的APP應(yīng)用。

本發(fā)明的實施描述：

本站用系統(tǒng)主體部分采用工廠化預(yù)裝調(diào)試組建，該站用系統(tǒng)工廠預(yù)裝建設(shè)時，按照圖1所示基本功能模塊單元搭建集成，組成基于智能控制組件一和組件二的相對獨立但又相互制約的一種小沖擊負(fù)荷下的快速充電站系統(tǒng)。站用系統(tǒng)對外輸出充電管理信號和收付費信息，收付費系統(tǒng)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)補電管理完全基于2個交流充電功能組件功能模塊和3個直流快速充電功能組件模塊提供的實時工況信息。

智能管控組件一和組件二采用基于ATMEGA128 基本電路搭建組成中央處理器電路，分別配套有對外輸出功能接口電路，自主管控對應(yīng)功能單元。由于本站用系統(tǒng)的首要功能是要減小對市電外網(wǎng)的小沖擊負(fù)荷并能適當(dāng)容量的對系統(tǒng)直流母線充電，所以本系統(tǒng)設(shè)計了內(nèi)部550V 直流母線系統(tǒng)。本母線系統(tǒng)掛接了4組超級電容與蓄電池組合的復(fù)合型儲能和大電流放電功能組件，充電站對外輸出的2個250V 交流充電口和3個750V 直流充電口則通過控制組件掛接在直流母線系統(tǒng)上，實現(xiàn)沖擊負(fù)荷的緩沖吸收。充電口在完成充電后將計費信息與功能模塊投切信息傳送給智能控制組件二，組件二通過信息外送處理單元對外發(fā)送管控聯(lián)絡(luò)信息（收費），而各功能單元執(zhí)行控制指令并反饋控制結(jié)果（狀態(tài)）。智能控制組件一在收到組件二的管控指令后，結(jié)合其自身已經(jīng)采集到的有用信息進行合理指令分析輸出，對系統(tǒng)母線補充電能。

在站用系統(tǒng)中，風(fēng)力發(fā)電機組與太陽能發(fā)電組件通過獨立的控制/逆變組件對大容量電容電池進行充電，電容電池接收智能控制組件一的指令對適時對直流母線系統(tǒng)輸電。特別的，當(dāng)電容電池的容量始終處于飽和狀態(tài)時，智能控制組件一將不會把對直流母線系統(tǒng)的輸電權(quán)限轉(zhuǎn)移到市電供電單元，這樣就實現(xiàn)盡可能的降低對外網(wǎng)市電負(fù)荷的需求。當(dāng)電容電池容量降低為額定容許容量的50%時，智能控制組件一將通過控制指令接通外網(wǎng)市電，同時監(jiān)控管理接入市電的負(fù)荷大小，一旦出現(xiàn)負(fù)荷電流達(dá)到管控閥值時，智能控制組件一將會提供控制協(xié)調(diào)指令給智能控制組件二，交由組件二控制投切直流母線對應(yīng)的電池容量， 以實現(xiàn)市電負(fù)荷的技術(shù)指標(biāo)不超過管控限制。用戶市電外網(wǎng)通過自動切換控制單元接收智能控制組件一的管控接入，被接入的市電通過AC/DC轉(zhuǎn)換器對直流母線系統(tǒng)供電。

上述優(yōu)選實施方式應(yīng)視為本申請方案實施方式的舉例說明，凡與本申請方案雷同、近似或以此為基礎(chǔ)作出的技術(shù)推演、替換、改進等，均應(yīng)視為本專利的保護范圍。