本實(shí)用新型屬于電動(dòng)汽車領(lǐng)域，具體提供一種緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站。

背景技術(shù)：

隨著電動(dòng)汽車的廣泛使用，快速充電站及換電站也被普遍地應(yīng)用和快速地建設(shè)。目前，電動(dòng)汽車電站主要有三種：快速充電站、換電站和儲(chǔ)能電站。電動(dòng)汽車快速充電站可以解決電池快充的問題，縮短車輛充電時(shí)間，但是會(huì)造成電池使用壽命降低、電網(wǎng)功率沖擊加劇等不利影響；電動(dòng)汽車換電站可以實(shí)現(xiàn)電池快換，緩解用戶里程焦慮，但存在建設(shè)面積偏大、系統(tǒng)成本偏高等問題；儲(chǔ)能電站可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷削峰移谷，提高新能源接入能力，延緩城市輸配電增容，但存在建設(shè)難度大、成本偏高的問題。

如何降低電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的成本，減少充電系統(tǒng)的建設(shè)面積，解決多方應(yīng)用需求，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，已成為本行業(yè)發(fā)展過程中迫切需要解決的關(guān)鍵問題。

相應(yīng)地，本領(lǐng)域需要一種電動(dòng)汽車充電站來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，即為了解決現(xiàn)有充電系統(tǒng)成本高、功能單一和建設(shè)面積大的問題，本實(shí)用新型提供了一種緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站，其特征在于，所述充換儲(chǔ)電站包括：換電設(shè)備，其用于更換電動(dòng)汽車的電池；快換電池組，其用于儲(chǔ)存電能；充放電設(shè)備，其用于電網(wǎng)向所述快換電池組充電，并且用于所述快換電池組向電網(wǎng)放電；監(jiān)控系統(tǒng)，其與所述換電設(shè)備、所述快換電池組和所述充換電設(shè)備連通，用于監(jiān)測(cè)所述充換儲(chǔ)電站的整體工作狀態(tài)和電網(wǎng)的用電高峰、用電低谷以及控制所述換電設(shè)備更換所述快換電池組和控制所述充放電設(shè)備充電或放電。

在上述緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充換儲(chǔ)電站還包括集裝箱，所述換電設(shè)備、所述充放電設(shè)備、所述快換電池組和所述監(jiān)控系統(tǒng)都設(shè)置在所述集裝箱內(nèi)，所述換電設(shè)備安裝在所述集裝箱的內(nèi)底部，所述充放電設(shè)備與所述快換電池組多層立體地布置在所述集裝箱內(nèi)，所述監(jiān)控系統(tǒng)安裝在所述集裝箱內(nèi)的剩余空間中。

在上述緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充換儲(chǔ)電站設(shè)置有至少兩個(gè)充放電支路，每個(gè)所述充放電支路之間相互獨(dú)立，并且所述監(jiān)控系統(tǒng)控制所述充放電支路的充電和放電。

在上述緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)所述充放電支路包括一個(gè)所述充放電設(shè)備和一個(gè)所述快換電池組，所述充放電設(shè)備與所述快換電池組電連接。

在上述緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充放電設(shè)備包括充放電機(jī)，所述充放電機(jī)用于將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)所述快換電池組進(jìn)行充電，并且/或者用于將所述快換電池組輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行放電。

在上述緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述快換電池組包括多個(gè)儲(chǔ)能電池，用于替換電動(dòng)汽車的待換電池。

在上述緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充換儲(chǔ)電站設(shè)置有車輛快換工位，所述車輛快換工位布置于所述集裝箱內(nèi)。

在上述緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充換儲(chǔ)電站設(shè)置有車輛快換工位，所述車輛快換工位布置于所述集裝箱外并且靠近所述集裝箱。

在上述緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充換儲(chǔ)電站還設(shè)置有變壓器，用于將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)變成所述充換儲(chǔ)電站需要的電壓。

在上述緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述充換儲(chǔ)電站還設(shè)置有顯示裝置，所述顯示裝置用于顯示所述快換電池組的數(shù)量、儲(chǔ)電情況、以及/或者電動(dòng)汽車的電池充滿電需要的時(shí)間和費(fèi)用。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，在本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案中，充換儲(chǔ)電站通過將換電設(shè)備、充放電設(shè)備和快換電池組集成化安裝在集裝箱內(nèi)，使得充換儲(chǔ)電站同時(shí)具有充電、放電、換電和儲(chǔ)能的功能，并且有效地降低了電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的成本和建筑面積。具體地，充換儲(chǔ)電站由多個(gè)支路組成，每個(gè)支路由單個(gè)充放電設(shè)備連接單個(gè)快換電池組構(gòu)成，并通過監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行控制。充換儲(chǔ)電站在夜間利用電網(wǎng)谷電進(jìn)行充電，白天進(jìn)行換電，在電網(wǎng)高峰時(shí)向電網(wǎng)放電，實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能在一個(gè)設(shè)備上的集成應(yīng)用，即一個(gè)設(shè)備系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了充電、換電、儲(chǔ)能的功能。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的充換儲(chǔ)電站的系統(tǒng)拓?fù)淇驁D。

圖2是本實(shí)用新型的充換儲(chǔ)電站的效果示意圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖來描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方式僅僅用于解釋本實(shí)用新型的技術(shù)原理，并非旨在限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。例如，說明書附圖中車輛快換工位位于集裝箱的左側(cè)，但這種相對(duì)位置關(guān)系僅僅只是示意性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要對(duì)其作出調(diào)整，以便適應(yīng)具體的應(yīng)用場(chǎng)合。

需要說明的是，在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方向或位置關(guān)系的術(shù)語是基于附圖所示的方向或位置關(guān)系，這僅僅是為了便于描述，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(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

此外，還需要說明的是，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)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(jī)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(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

如圖1和圖2所示，緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站包括集裝箱1和容納于集裝箱1中的換電設(shè)備、快換電池組、充放電設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)和變壓器。需要指出的是，在本申請(qǐng)中，監(jiān)控系統(tǒng)是指由一系列傳感器和控制器共同組成的系統(tǒng)總成，傳感器用于監(jiān)測(cè)充換儲(chǔ)電站的整體工作狀態(tài)以及電網(wǎng)的用電高峰和用電低谷等，控制器用于控制充換儲(chǔ)電站的整體操作，例如換電設(shè)備更換快換電池組以及充放電設(shè)備充電和放電等。此外，控制器可以采用任何適當(dāng)?shù)男问?，例如可以是組合邏輯控制器或可編程控制器，只要其能夠根據(jù)傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來控制充換儲(chǔ)電站的操作即可。

如圖1所示，變壓器的左端(圖中所示變壓器的左端)與電網(wǎng)連接，變壓器的右端(圖中所示變壓器的右端)與電源母線連接，變壓器將電網(wǎng)的電壓轉(zhuǎn)換成充換儲(chǔ)電站所需的電壓。電源母線分別與換電設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)和充放電設(shè)備電連接。充放電設(shè)備包括多個(gè)(至少兩個(gè))充放電機(jī)，并且每臺(tái)充放電機(jī)又分別與一個(gè)快換電池組電連接，構(gòu)成一個(gè)支路，并且各支路之間相互獨(dú)立、互不影響。

換電設(shè)備用于將快換電池組與電動(dòng)汽車待換電池進(jìn)行更換。充放電機(jī)用于將電源母線的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并為快換電池組提供電能；同時(shí)充放電機(jī)還可以將快換電池組的電能由直流輸出轉(zhuǎn)換成交流輸出，經(jīng)電源母線，再通過變壓器將電源母線電壓轉(zhuǎn)變成電網(wǎng)電壓向電網(wǎng)放電。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，充放電機(jī)可以單獨(dú)向快換電池組充電或向電網(wǎng)放電，也可以多個(gè)同時(shí)向快換電池組充電或向電網(wǎng)放電。

快換電池組由多個(gè)儲(chǔ)能電池構(gòu)成，用于儲(chǔ)存電能，和與電動(dòng)汽車的待換電池進(jìn)行替換。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，電池組可以設(shè)置成兩種：快換電池組和儲(chǔ)能電池組，快換電池組充滿電后用于與電動(dòng)汽車的待換電池進(jìn)行更換，儲(chǔ)能電池組用于儲(chǔ)存電能和向電網(wǎng)放電。

監(jiān)控系統(tǒng)還與每個(gè)快換電池組建立通訊連接，用于監(jiān)測(cè)快換電池的儲(chǔ)存電能的情況，并且，監(jiān)控系統(tǒng)能夠監(jiān)測(cè)電源母線的電壓，通過電源母線電源與變壓器的變壓比進(jìn)一步獲得電網(wǎng)的電壓。

監(jiān)控系統(tǒng)還分別與充放電機(jī)、換電設(shè)備和電池組電連接，用于控制充放電機(jī)的充電和放電，控制換電設(shè)備更換電動(dòng)汽車的電池，并接收、處理采集到的信息，進(jìn)一步控制充放電機(jī)。

進(jìn)一步，充換儲(chǔ)電站還設(shè)置有顯示裝置(圖中未示出)，用于顯示快換電池組的數(shù)量、儲(chǔ)電量以及充滿電動(dòng)汽車的電池所需的時(shí)間、費(fèi)用，以便駕駛員能夠了解快換電池組或電動(dòng)汽車的電池的情況。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，該顯示設(shè)備還可以增加顯示電網(wǎng)的實(shí)時(shí)電壓的功能，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)情況增加其他顯示功能或刪減相應(yīng)的顯示功能。

如圖2所示，緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站還設(shè)置有車輛快換工位2，用于停放待充電或換電的電動(dòng)汽車。車輛快換工位2位于集裝箱1的左側(cè)(圖中所示集裝箱的左側(cè))，并且靠近集裝箱1。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，車輛快換工位2不僅限于圖中所示一種布置位置，可以根據(jù)具體安裝環(huán)境對(duì)其位置進(jìn)行調(diào)整。本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠理解的是，可以將車輛快換工位2設(shè)置在集裝箱1內(nèi)，以便于占據(jù)更小的建設(shè)面積。

繼續(xù)參閱圖2，換電設(shè)備、快換電池組、充放電設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)和變壓器緊湊地安裝在集裝箱1內(nèi)。換電設(shè)備布置于集裝箱1的內(nèi)底部，充放電設(shè)備與快換電池組于集裝箱1內(nèi)立體地多層布置(例如存放在支架上)，監(jiān)控系統(tǒng)安裝在集裝箱1內(nèi)的剩余空間中，顯示裝置設(shè)置在集裝箱1的側(cè)壁上，以便于觀察。

綜合圖1和圖2所示的緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站，該緊湊型分布式充換儲(chǔ)電站不僅結(jié)構(gòu)緊湊、所需建設(shè)面積小，而且還具有充電、放電、換電、儲(chǔ)能的功能。具體地，充換儲(chǔ)電站可在夜間利用電網(wǎng)低谷時(shí)段，通過充放電機(jī)對(duì)快換電池組進(jìn)行充電；白天將充滿電的快換電池組與電動(dòng)汽車待換電池進(jìn)行替換，或者在電網(wǎng)用電高峰時(shí)通過充放電機(jī)向電網(wǎng)放電。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，電網(wǎng)的用電高峰與低谷可以根據(jù)時(shí)間段來設(shè)置，例如，9點(diǎn)到18點(diǎn)為用電高峰，18點(diǎn)到次日9點(diǎn)為用電低谷。電網(wǎng)的用電高峰與低谷還可以通過監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的電網(wǎng)電壓變化來確定。具體地，給電網(wǎng)電壓設(shè)置一個(gè)閾值，當(dāng)電網(wǎng)電壓低于該閾值時(shí)為用電高峰，當(dāng)電網(wǎng)電壓高于該閾值時(shí)為用電低谷。

至此，已經(jīng)結(jié)合附圖所示的優(yōu)選實(shí)施方式描述了本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍顯然不局限于這些具體實(shí)施方式。在不偏離本實(shí)用新型的原理的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)相關(guān)技術(shù)特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術(shù)方案都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。