一种储能式移动充电桩系统的制作方法

本实用新型属于储能及充电技术领域，具体地，涉及一种储能式移动充电桩系统。

背景技术：

随着社会的快速发展以及绿色能源和环境保护相关理念的推广，电动汽车正快速地走进人们的生活中，但随着电动汽车的快速推广，电动汽车的充电使用场景和多样化的充电需求对充电设备提出了更高和更精细的要求，传统充电场景及充电设备相对多样化的使用需求面临着严峻的挑战。如传统充电设备，特别是直流快速充电设备，由于体积大以及对固定输入电源的依赖等原因，只能安装在固定场所，电动车辆只有在储存足够的电能时才能保证可靠行驶，以防止电动车辆电能不足或电能耗尽而抛锚在行驶途中，但是一旦出现因电能耗尽而抛锚，将存在道路救援不便的问题。另外，随着电动汽车市场保有量的快速增长，目前配套的基础充电设施无法为传统停车场所配备充足的充电设备，导致无法满足电动车辆用户的充电需求。有鉴于此，有必要对现有充电桩做进一步地改进。

技术实现要素：

为了解决现有充电设备所存在的不便道路救援及不便灵活部署在传统停车场中的问题，本实用新型目的在于提供一种储能式移动充电桩系统。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种储能式移动充电桩系统，包括充电控制器、交直流变换器、第一接口、第一母线、第一母线切换单元、储能母线、储能装置、第二母线切换单元、第二母线和第二接口，其中，所述充电控制器的输出端分别通信连接所述交直流变换器的受控端、所述第一母线切换单元的受控端和所述第二母线切换单元的受控端；

所述第一接口电连接所述第一母线的一端，所述第一母线的另一端电连接所述第一母线切换单元的第一母线切换端，所述第一母线切换单元的公共端电连接所述交直流变换器的第一连接端，所述交直流变换器的第二连接端电连接所述第二母线切换单元的公共端，所述第二母线切换单元的第一母线切换端电连接所述第二母线的一端，所述第二母线的另一端电连接所述第二接口；

所述第一母线切换单元的第二母线切换端和所述第二母线切换单元的第二母线切换端分别电连接所述储能母线的一端，所述储能母线的另一端电连接所述储能装置。

基于上述实用新型内容，提供了一种具有储能特点的且可切换多种充电模式的新型可移动充电桩，即一方面具有可移动及方便携带的特点，可以不受场地限制，方便为因电量不足或电能耗尽而抛锚的电动汽车进行道路救援，节约等待拖车救援的时间和费用；另一方面具有可直通充电和放电充电的特点，可以作为有源或无源的固定充电桩灵活部署在传统停车场中，为没有充电设备的停车场所提供临时充电服务，解决停车位固定充电设备不足的问题。此外，既可以利用内部储存的电能为电动车辆充电，还可以为电动救援车辆进行充电，便于实际应用和推广。

优化的，所述交直流变换器包括有交流转直流单向变换单元、交流转直流双向变换单元和/或直流转交流单向变换单元，其中，所述交流转直流单向变换单元的受控端通信连接所述充电控制器的输出端，所述交流转直流双向变换单元的受控端通信连接所述充电控制器的输出端，所述直流转交流单向变换单元的受控端通信连接所述充电控制器的输出端。

进一步优化的，所述交流转直流单向变换单元包括有依次串联的整流电路和电压电流调节电路，其中，所述电压电流调节电路的受控端作为所述交流转直流单向变换单元的受控端。

优化的，所述交直流变换器包括有输入输出切换电路，其中，所述输入输出切换电路的受控端通信连接所述充电控制器的输出端且用于切换所述交直流变换器中第一连接端与第二连接端的输入输出功能。

优化的，所述第一母线切换单元或所述第二母线切换单元包括有受控端分别通信连接所述充电控制器的第一常开单掷接触器和第二常开单掷接触器，其中，所述第一常开单掷接触器的一端作为对应母线切换单元的第一母线切换端，所述第二常开单掷接触器的一端作为对应母线切换单元的第二母线切换端，所述第一常开单掷接触器的另一端和所述第一常开单掷接触器的另一端分别电连接对应母线切换单元的公共端；

或者，所述第一母线切换单元或所述第二母线切换单元包括有受控端分别通信连接所述充电控制器的三态双掷接触器，其中，所述三态双掷接触器的第一投掷端作为对应母线切换单元的第一母线切换端，所述三态双掷接触器的第二投掷端作为对应母线切换单元的第二母线切换端，所述三态双掷接触器的公共端对应母线切换单元的公共端。

优化的，还包括通信连接所述充电控制器的人机交互单元，其中，所述人机交互单元包括指示灯、显示屏、触摸屏、集成电路卡识别器、指纹采集器和/或操作按钮。

进一步优化的，所述储能装置包括有储能电池和通信连接所述人机交互单元的处理器，还包括有电连接所述处理器的电池电量采样电路、电池电压采样电路、电池电流采样电路和/或电池温度采样电路。

优化的，所述储能装置包括有储能电池，还包括有电池过压保护单元、电池欠压保护单元、电池过流保护单元和/或电池短路保护单元。

优化的，还包括有漏电保护单元、短路保护单元和/或过流保护单元。

优化的，当所述第一接口或所述第二接口为直流充电接口时，则在对应接口内部包括有通信总线接口，所述通信总线接口通过通信总线通信连接所述充电控制器。

本实用新型的有益效果为：

(1)本发明创造提供了一种具有储能特点的且可切换多种充电模式的新型可移动充电桩，即一方面具有可移动及方便携带的特点，可以不受场地限制，方便为因电量不足或电能耗尽而抛锚的电动汽车进行道路救援，节约等待拖车救援的时间和费用；另一方面具有可直通充电和放电充电的特点，可以作为有源或无源的固定充电桩灵活部署在传统停车场中，为没有充电设备的停车场所提供临时充电服务，解决停车位固定充电设备不足的问题；

(2)既可以利用内部储存的电能为电动车辆充电，还可以为电动救援车辆进行充电，以及可以与待充电设备进行接口通信，获取适合快速充电的电压范围和/或电流范围等充电需求信息，并通过适配实现对外快速充电的目的，便于实际应用和推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的第一种储能式移动充电桩系统的结构示意图。

图2是本实用新型提供的充电控制器与交直流变换器的结构示意图。

图3是本实用新型提供的第二种储能式移动充电桩系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，尽管本文可能使用术语第一、第二等等来描述各种单元，但是这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。

应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本文中若将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，在本文中若将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，表示不存在中间单元。另外，应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。

应当理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意在限制本实用新型的示例实施例。若本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解，若术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”在本文中被使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

应当理解，还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

应当理解，在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实例中，可以不以不必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例一

如图1～2所示，本实施例提供的所述储能式移动充电桩系统，包括充电控制器、交直流变换器、第一接口、第一母线、第一母线切换单元、储能母线、储能装置、第二母线切换单元、第二母线和第二接口，其中，所述充电控制器的输出端分别通信连接所述交直流变换器的受控端、所述第一母线切换单元的受控端和所述第二母线切换单元的受控端；所述第一接口电连接所述第一母线的一端，所述第一母线的另一端电连接所述第一母线切换单元的第一母线切换端，所述第一母线切换单元的公共端电连接所述交直流变换器的第一连接端，所述交直流变换器的第二连接端电连接所述第二母线切换单元的公共端，所述第二母线切换单元的第一母线切换端电连接所述第二母线的一端，所述第二母线的另一端电连接所述第二接口；所述第一母线切换单元的第二母线切换端和所述第二母线切换单元的第二母线切换端分别电连接所述储能母线的一端，所述储能母线的另一端电连接所述储能装置。

如图1所示，在所述储能式移动充电桩系统的具体结构中，所述第一接口用于作为外部交流电或外部直流电的输入接口，导入外部电能。所述第一母线、所述储能母线和所述第二母线分别用于传导电能。所述第一母线切换单元用于在所述充电控制器的控制下，切换所述交直流变换器的第一连接端与所述第一母线或所述储能母线的连通关系，以便向所述交直流变换器导入外部电能(当所述第一连接端与所述第一母线连通时)或导入来自所述储能装置的本地储存电能(当所述第二连接端与所述储能母线连通时)。所述储能装置用于本地储存电能，其可以通过若干储能电池实现，例如锂电池或其它可充电电池。

所述交直流变换器用于在所述充电控制器的控制下，将导入的电能转换为可对外向待充电设备(例如电动汽车)充电或可对内向所述储能装置(即储能电池)充电的直流电能，其可以但不限于包括有交流转直流单向变换单元，其中，所述交流转直流单向变换单元的受控端通信连接所述充电控制器的输出端，用于在所述充电控制器的控制下，将导入的交流电或直流电转换为适合对内/外充电的直流电能。进一步优化的，所述交流转直流单向变换单元可以但不限于包括有依次串联的整流电路和电压电流调节电路等，其中，所述电压电流调节电路的受控端作为所述交流转直流单向变换单元的受控端。如图2所示，在所述交流转直流单向变换单元的具体结构中，所述整流电路用于将交流电整流成直流电，以及直接允许通过导入的直流电(不论是外部直流电，还是来自所述储能装置的直流电)，而不对直流电造成任何不利影响，具体可采用现有的常规整流电路实现；所述电压电流调节电路用于在所述充电控制器的控制下，对用于充电的直流电进行适合快速充电的电压调整和/或电流调整，以便实现快速直冲目的，具体可采用现有的电压电流调节电路及调节方式实现。

所述第二母线切换单元用于在所述充电控制器的控制下，切换所述交直流变换器的第二连接端与所述第二母线或所述储能母线的连通关系，以便将由所述交直流变换器导出的充电电能传递至所述第二接口，实现对外向待充电设备充电的目的(当所述第二连接端与所述第二母线连通时)，或者将由所述交直流变换器导出的充电电能传递至所述储能装置，实现对内向所述储能装置充电的目的(当所述第二连接端与所述储能母线连通时)。所述第二接口用于作为对外供电的输出接口，实现电能的输出(即包括但不限于作为直流充电接口，以便在电连接待充电设备时对外充电)。此外，在所述第二接口为直流充电接口时，为了获取外部待充电设备的充电需求信息(例如适合快速充电的电压范围和/或电流范围等)，优化的，在所述第二接口内部包括有通信总线接口(例如rs485通信接口)，所述通信总线接口通过通信总线通信连接所述充电控制器，由此在所述第二接口电连接外部待充电设备时，可以使所述充电控制器能够通过所述通信总线接口与外部待充电设备进行通信，获取所述充电需求信息，以便实现快速充电目的。

所述充电控制器用于作为所述储能式移动充电桩系统的核心器件，实现多种充电模式的切换以及具体的充电控制(例如对用于充电的直流电进行适合快速充电的电压调整和/或电流调整)，其工作方式可以但不限于包括有：(a)在启动本地充电模式(可以但不限于通过外部输入的第一控制指令触发启动)时，通过控制所述第一母线切换单元和所述第二母线切换单元的切换状态，使所述第一接口、所述第一母线、所述交直流变换器、所述储能母线和所述储能装置依次连通，对内向所述储能装置充电；(b)在启动直通充电模式(可以但不限于通过外部输入的第二控制指令触发启动)时，通过控制所述第一母线切换单元和所述第二母线切换单元的切换状态，使所述第一接口、所述第一母线、所述交直流变换器、所述第二母线和所述第二接口依次连通，对外向待充电设备充电(此时需通过所述第二接口电连接该待充电设备)；(c)在启动放电充电模式(可以但不限于通过外部输入的第三控制指令触发启动)时，通过控制所述第一母线切换单元和所述第二母线切换单元的切换状态，使所述储能装置、所述储能母线、所述交直流变换器、所述第二母线和所述第二接口依次连通，对外向待充电设备充电(此时同样需通过所述第二接口电连接该待充电设备)。所述充电控制器可以但不限于采用型号为stm32系列的微控制器芯片及外围电路实现。此外，所述充电控制器的前述工作方式可以基于现有常规控制程序实现。

由此通过前述储能式移动充电桩系统的详细描述，提供了一种具有储能特点的且可切换多种充电模式的新型可移动充电桩，即一方面具有可移动及方便携带的特点，可以不受场地限制，方便为因电量不足或电能耗尽而抛锚的电动汽车进行道路救援，节约等待拖车救援的时间和费用；另一方面具有可直通充电和放电充电的特点，可以作为有源或无源的固定充电桩灵活部署在传统停车场中，为没有充电设备的停车场所提供临时充电服务，解决停车位固定充电设备不足的问题。此外，既可以利用内部储存的电能为电动车辆充电，还可以为电动救援车辆进行充电，以及可以与待充电设备进行接口通信，获取适合快速充电的电压范围和/或电流范围等充电需求信息，并通过适配实现对外快速充电的目的，便于实际应用和推广。

优化的，所述交直流变换器可以但不限于还包括有交流转直流双向变换单元和/或直流转交流单向变换单元，其中，所述交流转直流双向变换单元的受控端通信连接所述充电控制器的输出端，所述直流转交流单向变换单元的受控端通信连接所述充电控制器的输出端。如图2所示，在所述交直流变换器的具体结构中，所述交流转直流双向变换单元用于在所述充电控制器的控制下，将导入的交流电或直流电转换为适合对内/外充电的直流电能，或者将导入的直流电(不论是外部直流电，还是来自所述储能装置的直流电)转换为适合对外供电的交流电能，进一步拓展对外的供电方式(此时所述第二接口作为交流电输出接口)；所述交流转直流双向变换单元可采用现有的双向逆变电路实现。所述直流转交流单向变换单元用于在所述充电控制器的控制下，将导入的直流电(不论是外部直流电，还是来自所述储能装置的直流电)转换为适合对外供电的交流电能，也可以进一步拓展对外的供电方式(此时所述第二接口作为交流电输出接口)；所述直流转交流单向变换单元可采用现有的单向逆变电路实现。

优化的，所述交直流变换器包括有输入输出切换电路，其中，所述输入输出切换电路的受控端通信连接所述充电控制器的输出端且用于切换所述交直流变换器中第一连接端与第二连接端的输入输出功能。如图2所示，通过布置所述输入输出切换电路，可以使所述交直流变换器中第一连接端与第二连接端互换输入输出功能，实现传输双向的目的，例如将所述第二连接端切换为输入功能端，将所述第一连接端切换为输出功能端，如此可进一步通过所述充电控制器对所述第一母线切换单元和所述第二母线切换单元的切换控制，使所述第一接口变成对外供电的输出接口，实现电能的输出(即包括但不限于作为直流充电接口，以便在电连接待充电设备时对外充电)，和/或使所述第二接口变成用于导入外部直流电或外部交流电的电能输入接口，进而使得在其中一个接口损坏时，依然可以利用另一个接口进行非直通充电的充电模式，提升所述储能式移动充电桩系统的充电强健性。

同样优化的，在所述第一接口为直流充电接口时，为了获取外部待充电设备的充电需求信息(例如适合快速充电的电压范围和/或电流范围等)，优化的，在所述第一接口内部包括有通信总线接口(例如rs485通信接口)，所述通信总线接口通过通信总线通信连接所述充电控制器，由此在所述第一接口电连接外部待充电设备时，可以使所述充电控制器能够通过所述通信总线接口与外部待充电设备进行通信，获取所述充电需求信息，以便实现快速充电目的。此外，如图2所示，所述输入输出切换电路的具体电路可以但不限于采用两个三态双掷接触器dkm3～dkm4控制实现(需要它们的受控端分别通信连接所述充电控制器，以便在所述充电控制器的控制下进行切换)。

优化的，所述第一母线切换单元或所述第二母线切换单元包括有受控端分别通信连接所述充电控制器的第一常开单掷接触器km1/km3和第二常开单掷接触器km2/km4，其中，所述第一常开单掷接触器km1/km3的一端作为对应母线切换单元的第一母线切换端，所述第二常开单掷接触器km2/km4的一端作为对应母线切换单元的第二母线切换端，所述第一常开单掷接触器km1/km3的另一端和所述第一常开单掷接触器km2/km4的另一端分别电连接对应母线切换单元的公共端。如图1所示，通过前述电路结构，可以在所述第一母线切换单元或所述第二母线切换单元的具体电路中，轻松实现对应的母线切换功能。

优化的，还包括通信连接所述充电控制器的人机交互单元，其中，所述人机交互单元可以但不限于包括有指示灯、显示屏、触摸屏、集成电路卡识别器(即ic卡阅读器)、指纹采集器和/或操作按钮等。如图1所示，通过配置前述触摸屏和/或操作按钮等，可以方便用户输入各种控制指令，例如切换充电模式的指令等。通过配置前述指示灯、显示屏和/或触摸屏等，可以对相关工作状态或相关电能信息进行显示。通过配置前述集成电路卡识别器和/或指纹采集器等，可以方便对用户信息进行采集和校验，以便辅助完成充电计费等目的。

进一步优化的，所述储能装置包括有储能电池和通信连接所述人机交互单元的处理器，还可以但不限于包括有电连接所述处理器的电池电量采样电路、电池电压采样电路、电池电流采样电路和/或电池温度采样电路等。如图1所示，通过配置前述采样电路，可以对储能电池的电池电量、电池电压、电池电流和/或电池温度等检测数据进行现场采集，并传送至所述人机交互单元进行信息展示，方便用户对相关信息进行实时了解。此外，所述处理器可以但不限于采用型号为fs32r274的微处理器芯片及其外围电路实现；所述电池电量采样电路、所述电池电压采样电路、所述电池电流采样电路和所述电池温度采样电路等可分别采用现有的对应采样电路实现。

优化的，所述储能装置包括有储能电池，还包括但不限于有电池过压保护单元、电池欠压保护单元、电池过流保护单元和/或电池短路保护单元等。如图1所示，通过前述保护单元的配置，可以确保所述储能电池的正常工作。此外，所述电池过压保护单元、所述电池欠压保护单元、所述电池过流保护单元和所述电池短路保护单元等可分别采用现有的对应保护单元实现。

优化的，还可以但不限于包括有漏电保护单元、短路保护单元和/或过流保护单元等。如图1所示，通过前述保护单元的配置，可以保护用户的用电使用安全。优化的，所述漏电保护单元、所述短路保护单元和/或所述过流保护单元优选布置在所述第一接口和/或所述第二接口中。此外，所述漏电保护单元、所述短路保护单元和所述过流保护单元等可分别采用现有的对应保护单元实现。

综上，采用本实施例所提供的储能式移动充电桩系统，具有如下技术效果：

(1)本实施例提供了一种具有储能特点的且可切换多种充电模式的新型可移动充电桩，即一方面具有可移动及方便携带的特点，可以不受场地限制，方便为因电量不足或电能耗尽而抛锚的电动汽车进行道路救援，节约等待拖车救援的时间和费用；另一方面具有可直通充电和放电充电的特点，可以作为有源或无源的固定充电桩灵活部署在传统停车场中，为没有充电设备的停车场所提供临时充电服务，解决停车位固定充电设备不足的问题；

(2)既可以利用内部储存的电能为电动车辆充电，还可以为电动救援车辆进行充电，以及可以与待充电设备进行接口通信，获取适合快速充电的电压范围和/或电流范围等充电需求信息，并通过适配实现对外快速充电的目的，便于实际应用和推广。

实施例二

如图3所示，本实施例在实施例一的基础上，还提供了另一种储能式移动充电桩系统，其与实施例一所述技术方案的不同之处在于：所述第一母线切换单元或所述第二母线切换单元包括有受控端分别通信连接所述充电控制器的三态双掷接触器dkm1/dkm2，其中，所述三态双掷接触器dkm1/dkm2的第一投掷端作为对应母线切换单元的第一母线切换端，所述三态双掷接触器dkm1/dkm2的第二投掷端作为对应母线切换单元的第二母线切换端，所述三态双掷接触器dkm1/dkm2的公共端对应母线切换单元的公共端。如图3所示，通过前述电路结构，同样可以在所述第一母线切换单元或所述第二母线切换单元的具体电路中，轻松实现对应的母线切换功能。

本实施例提供的前述储能式移动充电桩系统的工作过程、工作细节和技术效果，可以参见实施例一所述的储能式移动充电桩系统，于此不再赘述。

以上所描述的多个实施例仅仅是示意性的，若涉及到作为分离部件说明的单元，其可以是或者也可以不是物理上分开的；若涉及到作为单元显示的部件，其可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

最后应说明的是，本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。