專利名稱：擁有替代能源和儲能裝置的電動車智能充電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及充電技術領域，尤其涉及一種給電動車蓄電池充電的裝置。
背景技術：
隨著油價的上漲和對全球氣候變暖的憂慮，在交通中運用替代能源和其他形式的 能量消耗機制的需求變得越來越多。對個人消費者，最大的問題在于日常交通中汽車汽油 費用的上漲。在某種程度上，由于新興工業(yè)化國家的大量石油需求，與老牌工業(yè)化國家在稀 缺燃料資源上形成競爭，導致石油產品價格的全球化上漲，財務的壓力也隨之增大。許多主 要的汽車生產廠家(如福特、豐田、本田和通用)都有在不久的將來推出插電式混合動力或 者全電力機動車的計劃。在接下來兩年內，將有大量下一代插電式混合動力車和全動力機 動車進入市場，消費者能夠有效的減少使用內燃機的需求和花費，在同時也減少了溫室氣 體的排放。根據(jù)常規(guī)經驗，一輛與具有與內燃機相似質量和性能的電動車，在中等距離車程 上電力消耗的典型值是至少lOOkWH。許多車輛的再充電設施已經或者正在研制中。特別是路邊的充電設施，司機可以 將車停在臨近具有連接車輛和充電設備的線纜的充電設施的路邊，當車輛在充電時可以離 開車輛一段時間，最后使用借記卡/信用卡結賬。盡管這種商用模式看起來簡單易做，實質 上缺乏基本的安全保障，因為連接車輛的線纜負載有非常高的電壓(120伏或者240伏)。 而且，在公共場合對車輛蓄電池充電是需要非常謹慎的，因為蓄電池和連接點的偶發(fā)性事 故會導致過熱或者起火。隨著插電式混合動力和全電力電動車的數(shù)量激增，可以預見電動車充電站(類似 于加油站)將會越來越多。盡管如此，對電動車充電的商務活動從根本上不同于給內燃機 加油，由于一個不可改變的事實給一個適中大小的電動車蓄電池充電時間遠遠長于汽車 的加油過程。在加油站，待加油車輛按順序一個接一個在加油泵后面排隊，直到在加油的車 的汽油達到司機要求的容量，付款后才駛離加油站，緊接著后面排隊的車才能夠開始加油。 這種運行模式被稱著串行隊列，主要取決于相對快速的加油和付賬過程。由于蓄電池充電會花費相對較長的時間，且充電時間會隨著蓄電池的大小和放電 狀態(tài)而變化，占主導地位的加油站串行系統(tǒng)必須被多輛車同時加油系統(tǒng)所取代。這種在服 務模式上的改變，反過來會導致一系列新的問題，包括更大的停車空間和電動車充電安全， 更重要的是本地電力的負載問題。因此，為了解決由相對長時間的充電過程，建立一個適用的安全的商用充電系統(tǒng) 顯得尤為重要。另外，當民用電網系統(tǒng)在同時為多輛電動車充電時，為了避免電流高需求， 本系統(tǒng)可以減輕民用電網系統(tǒng)的過載。同樣地，從本地或者路邊的可替代能源中獲得輔助 電力，可以不再依賴民用電網系統(tǒng)的傳輸限制?？赡艿目商娲娏Y源，包括太陽能電池 板、風力發(fā)電、提取垃圾熱量的熱電聯(lián)供裝置和其他產生和儲存能量的裝置。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種電動車智能充電系統(tǒng)不再依賴本地電網的 傳輸限制，并且可以從可替代能源中獲得輔助電力。為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案是一種擁有替代能源和儲能裝置的電動車智能充電系統(tǒng)，包括多個充電輸出接口，用于與電動車蓄電池相連接；智能充電工具，用于傳輸電力至所述多個充電輸出接口上，監(jiān)視所述多個充電輸 出接口以確定與任何充電輸出接口連接的電動車的相關消費者數(shù)據(jù)；收銀設備，接收所述消費者數(shù)據(jù)，通過所述多個充電輸出接口形成一個充電服務 賬單，以便使消費者在電動車完成充電服務后通過借記卡/信用卡/現(xiàn)金付賬；電源，通過連接所述智能充電工具到所述多個輸出接口以傳輸電力到電動車充電 蓄電池上。作為優(yōu)選的技術方案，所述多個充電輸出接口呈陣列排列。作為優(yōu)選的技術方案，所述電源連接到民用電網。作為優(yōu)選的技術方案，所述電動車智能充電系統(tǒng)還包括第一能量儲存裝置，從所 述民用電網接收能量并儲存。作為優(yōu)選的技術方案，所述電源還連接到以下至少一種可替代能源太陽能光伏 電池、風力發(fā)電、潮汐發(fā)電、熱電聯(lián)供裝置，太陽能收集器和蒸汽機。作為優(yōu)選的技術方案，所述電動車智能充電系統(tǒng)還包括第二能量儲存裝置，從所 述至少一種可替代能源接收能量并儲存。作為優(yōu)選的技術方案，所述電動車智能充電系統(tǒng)還包括負載中心，連接所述第一 能量儲存裝置和第二能量儲存裝置，所述智能充電工具，及所述至少一種可替代能源和所 述民用電網，用于控制電流，向所述第一能量儲存裝置和第二能量儲存裝置儲存能量，向電 動車蓄電池充電。作為優(yōu)選的技術方案，所述電動車智能充電系統(tǒng)還包括有物理障礙的安全防線和 CCTV檢測或者監(jiān)控。作為優(yōu)選的技術方案，所述收銀設備連接充電點周邊的商家收銀系統(tǒng)，消費者直 接在商家的收銀系統(tǒng)上付賬。作為優(yōu)選的技術方案，所述付賬的交易流程是在充電過程中通過訪問內部車輛數(shù) 據(jù)總線得到車輛識別號碼，或者掃描車輛上的無線射頻識別裝置，來識別車輛。本發(fā)明的有益效果是通過從可替代能源中獲得輔助電力，可以不再依賴民用電 網系統(tǒng)的傳輸限制，減輕了民用電網系統(tǒng)的過載。
圖1為本發(fā)明一實施例的電動車智能充電系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以 更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。
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本發(fā)明專利主要包括為駕駛人員提供充電服務的系統(tǒng)，用戶的電動車可以是全電 力也可以是插電式混合電力。參照圖1，充電系統(tǒng)11包括負載中心12，智能充電工具17，收銀設備18，充電輸 出接口 16。負載中心12能夠從多個能源源頭聚焦能量再將能量反饋給充電點13。在充電點 13處有多個電動車14可以連接到充電輸出接口 16上。充電輸出接口 16更多的為停留在 充電點13處的多個停車位服務，并連接到智能充電工具17上，智能充電工具17能夠追蹤 識別連接到系統(tǒng)的電動車14。比如電力傳輸量、充電時間、充電狀態(tài)等等數(shù)據(jù)和對充電服務 付賬的借記卡/信用卡/現(xiàn)金信息。交易數(shù)據(jù)送入收銀設備18，收銀設備18可能包括借記 卡/信用卡刷卡機、服務員或者其他的一些設備。充電系統(tǒng)11還包括功率變流器23和能量儲存裝置對。負載中心12的主要電 源是通過度量工具22連接到民用電網21，負載中心12通過功率變流器23連接能量儲存裝 置M來儲存來自民用電網21的電能。功率變流器23和能量儲存裝置M預先儲備從電網 21中傳輸過來的能量，能夠使充電系統(tǒng)11積累額外存儲的能量，在需求下降的最便宜時段 購買電網電能，因此電動車充電不會過分依賴本地電網。這里的充電系統(tǒng)也能夠避免過載 或電流過低掉電。能量儲存裝置M能夠在一定時間內儲存能量，當民用電網平均電流需求減低時， 可以根據(jù)需要快速傳輸足夠的電流到電動車。能量儲存裝置M可以包括電池、超級電容、 例如風力發(fā)電等的動能儲存裝置、或者熱電聯(lián)供裝置。充電系統(tǒng)11還包括替代能源26，隔離開關27，并網逆變器28，能量儲存裝置29， 隔離開關31。一個或者多個替代能源沈可連接到負載中心12，替代能源沈可包括部分或所有 以下太陽能電池板、風力、潮汐、太陽收集器/蒸汽機。替代能源26通過隔離開關27連接 到一個或者多個并網逆變器觀，并網逆變器28能夠將電力輸送到電網21或者另一個的能 量儲存裝置四。能量儲存裝置四可根據(jù)需要儲存和輸送轉換過的交流電到電網，或者通過 另一個隔離開關31輸送到負載中心。注意替代能源沈在在高功率產出時間內可以將能量 傳輸?shù)诫娋W，例如光伏太陽能電池板在一天中太陽光最強的時候，可以儲存起來，能夠在其 他替代能源低產出時間段使用，或者向電網21賣電。混合電力可以通過智能充電工具17輸送到電動車14中。智能充電工具17可以 雙向互換狀態(tài)，接收和發(fā)送必要信息以完成和收銀系統(tǒng)的商業(yè)傳輸交易。收銀系統(tǒng)可能是 人或者交互計算機。智能充電工具17必須估算電動車蓄電池充電狀態(tài)以決定最佳電壓和 電流以高效率完成充電任務，并診斷出何時充電完成等。以上因素可能依據(jù)電動車蓄電池 的化學組成、電動車的無載和滿載電壓輸出判定，改善充電狀態(tài)。注意收銀功能可與在充電站附近的任何商家的收銀系統(tǒng)連接起來。例如，當電動 車退出停車位時，配備有充電站的停車場可以加入充電成本結算消費總額。同樣的，餐館、 零售店鋪或者娛樂場所(電影院、運動場、劇院)都可把充電服務的花費加入到總結賬處或 者其他交易的總和里。商家還可以合作提供相關服務(例如對光顧餐廳的顧客免費提供停 車充電業(yè)務)以引導消費者消費。及本發(fā)明提供一種方法，將本充電系統(tǒng)與商業(yè)貿易結合 起來。
例如，假定電動車司機將電動車14停在通過典型的三相插座或者電纜的充電輸 出接口 16，為了預購充電，司機必須在出口的地方刷借記卡/信用卡確定付款。如果同一張 卡在相同時間段內出現(xiàn)在營業(yè)處所附近，交易可以相關聯(lián)，可以得到特殊優(yōu)待或者打折。交 易流程可以通過在充電過程中(通過訪問內部車輛數(shù)據(jù)總線)得到VIN(車輛識別號碼)， 或者掃描車輛上的RFID (無線射頻識別)裝置，例如i^stl^rackTM或者i^tstfassTM。必須注意的是本充電系統(tǒng)可以根據(jù)充電服務提供者調整需要量。例如，美國加州 的電工規(guī)程和加州的建筑規(guī)范中管理電動車充電站設施的一節(jié)說；在3到8小時的充電過 程中，充電器必須有專用的40A-M0V接地故障電路中斷(GFCI)電路；在10到15小時的充 電過程中，充電器必須有專用的15A-120V接地故障電路中斷(GFCI)電路。(由于充電時間 過長，120V充電站對商用充電系統(tǒng)及其不便)一個MOV電路包括了重要的安全危害，必須 保護系統(tǒng)免受可能招致不可控肆意破壞公物和惡作劇等危害。因此，本發(fā)明中充電站13 — 個主要的特征是包含了一個有物理障礙的安全防線41和CCTV檢測或者隨之的監(jiān)控。安全 防線還包括系統(tǒng)中的選擇性組件。比如可替代能源沈、能量儲存裝置四或者M和負載中 心12。以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護范 圍不限于此。本技術領域的技術人員在本發(fā)明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明 的保護范圍之內。本發(fā)明的保護范圍以權利要求書為準。
權利要求
1.一種擁有替代能源和儲能裝置的電動車智能充電系統(tǒng)，其特征在于，包括多個充電輸出接口，用于與電動車蓄電池相連接；智能充電工具，用于傳輸電力至所述多個充電輸出接口上，監(jiān)視所述多個充電輸出接 口以確定與任何充電輸出接口連接的電動車的相關消費者數(shù)據(jù)；收銀設備，接收所述消費者數(shù)據(jù)，通過所述多個充電輸出接口形成一個充電服務賬單， 以便使消費者在電動車完成充電服務后通過借記卡/信用卡/現(xiàn)金付賬；電源，通過連接所述智能充電工具到所述多個輸出接口以傳輸電力到電動車充電蓄電 池上。
2.如權利要求1所述的電動車智能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述多個充電輸出接口呈 陣列排列。
3.如權利要求1所述的電動車智能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電源連接到民用電網。
4.如權利要求3所述的電動車智能充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一能量儲存裝置， 從所述民用電網接收能量并儲存。
5.如權利要求4所述的電動車智能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述電源還連接到以下至 少一種可替代能源太陽能光伏電池、風力發(fā)電、潮汐發(fā)電、熱電聯(lián)供裝置，太陽能收集器和 蒸汽機。
6.如權利要求5所述的電動車智能充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二能量儲存裝置， 從所述至少一種可替代能源接收能量并儲存。
7.如權利要求6所述的電動車智能充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括負載中心，連接所述 第一能量儲存裝置和第二能量儲存裝置，所述智能充電工具，及所述至少一種可替代能源 和所述民用電網，用于控制電流，向所述第一能量儲存裝置和第二能量儲存裝置儲存能量， 向電動車蓄電池充電。
8.如權利要求1所述的電動車智能充電系統(tǒng)，其特征在于，還包括有物理障礙的安全 防線和CCTV檢測或者監(jiān)控。
9.如權利要求1所述的電動車智能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述收銀設備連接充電點 周邊的商家收銀系統(tǒng)，消費者直接在商家的收銀系統(tǒng)上付賬。
10.如權利要求1所述的電動車智能充電系統(tǒng)，其特征在于，所述付賬的交易流程是在 充電過程中通過訪問內部車輛數(shù)據(jù)總線得到車輛識別號碼，或者掃描車輛上的無線射頻識 別裝置，來識別車輛。
全文摘要
本發(fā)明涉及充電技術領域，具體披露了一種擁有替代能源和儲能裝置的電動車智能充電系統(tǒng)，包括多個充電輸出接口，用于與電動車蓄電池相連接；智能充電工具，用于傳輸電力至所述多個充電輸出接口上，監(jiān)視所述多個充電輸出接口以確定與任何充電輸出接口連接的電動車的相關消費者數(shù)據(jù)；收銀設備，接收所述消費者數(shù)據(jù)；電源，通過連接所述智能充電工具到所述多個輸出接口以傳輸電力到電動車充電蓄電池上。所述電源連接到民用電網，還連接到一種可替代能源。本發(fā)明通過從可替代能源中獲得輔助電力，可以不再依賴民用電網系統(tǒng)的傳輸限制，減輕了民用電網系統(tǒng)的過載。
文檔編號H02J7/00GK102088201SQ20101058068
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權日2010年12月9日
發(fā)明者顧共恩 申請人:武漢奧新科技有限公司