充电站管理系统及方法

文档序号:7497059阅读:255来源:国知局
专利名称:充电站管理系统及方法
充电站管理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种电能管理系统及方法,尤其涉及一种充电站管理系统及方法。背景技术
智能电网,以物理电网为基础,将现代先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、 计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。以充分满足用户对电力的 需求和优化资源配置,确保电力供应的安全性、可靠性和经济性,满足环保约束,保证电能 质量,适应电力市场化发展,实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。随着科学技术和经济的发展,智能电网的得到普及和应用,分布式可再生能源作 为智能电网重要的组成部分亦将大规模的应用。因此,以电能作为驱动能源的设备也将不 断增加,例如蓄电池、电动自行车、电动汽车等。这些用电设备的电能即将耗尽的时候,就需 要寻找类似加油站的充电站对用电设备提供充电服务。由于不同的用电设备的对电能的要 求不同,充电站无法及时、便捷的提供电能。

发明内容有鉴于此,有必要针对现有技术的缺陷,对不同的用电设备的能源及充电状态的 配置,提供一种为不同的用电设备提供便捷的充电服务的充电站管理系统及方法。本发明提供了一种充电站管理系统,至少包括电能转换模块,用于将能源转换为 符合用电设备需求的电能;充电端口组,与所述电能转换模块相连,用于提供充电接口 ;控 制模块,与所述电能转换模块和充电端口组相连,用于处理所述用电设备信息产生控制信 号及根据所述控制信号执行相应的动作并管理所述充电端口组。优选地,所述电能转换模块至少包括多绕组变压器,用于把能源转换为用电设备 需要的电压。优选地,所述用电设备信息包括充电等级、充电时间、充电量、付费方式、充电接口 的选择、充电方式的选择、是否应急处理、电能源以及电价选项的选择。优选地,所述控制模块至少包括处理单元,用于处理用电设备信息产生控制信号 及计算电费;与处理单元相连的执行单元,用于根据所述处理单元产生的控制信号执行相 应的动作。优选地,所述执行单元为开关组,所述开关组至少包括第一开关组,用于控制电 能向充电端口组供电;以及第二开关组,用于控制充电端口组向用电设备充电。优选地,所述电能包括分布式能源提供的电能。 优选地,所述充电端口组至少包括两脚充电端口或者三角充电端口,并连接电能 与用电设备。优选地,所述充电站系统还包括控制面板,所述控制面板与所述控制模块相连,用 于实现人机交互。优选地,所述控制面板包括电能输出选择单元、充电时间选择单元、电能供应源选择单元和收费模式选择单元。优选地,所述充电站系统还包括通讯模块,所述通信模块与控制模块相连,用于传 输用电设备信息和控制信息。优选地,所述充电站系统还包括控制后台,所述控制后台与通信模块相连,用于处 理用电设备信息和发送控制信息。本发明还提供一种充电站管理方法,包括如下步骤步骤Si,提供充电端口组,用 于提供充电接口 ;步骤S2,提供与所述充电端口组相连的控制模块,所述控制模块根据接 收的用电设备信息产生相应的控制信号及根据所述控制信号执行相应的动作并管理所述 充电端口组;步骤S3,提供与所述控制模块相连的电能转换模块,所述电能转换模块将能 源转换为符合用电设备需求的电能,再将电能输出到所述充电端口组。优选地,所述用电设备信息包括充电等级、充电时间、充电量、付费方式、充电接口 的选择、充电方式的选择、是否应急处理、电能源以及电价选项的选择。优选地,步骤S2中提供的控制模块包括提供处理单元和与处理单元相连的执行 单元,所述处理单元用于处理用电设备信息产生控制信号及计算电费,所述执行单元用于 根据所述处理单元产生的控制信号执行相应的动作。优选地,所述提供的执行单元为开关组,所述开关组至少包括第一开关组,用于 控制电能向充电端口组供电;以及第二开关组,用于控制充电端口组向用电设备充电。优选地,所述方法还包括提供一控制面板,所述控制面板与所述控制模块相连,用 于实现人机交互。优选地,所述控制面板包括电能输出选择单元、充电时间选择单元、电能供应源选 择单元和收费模式选择单元。优选地,所述方法还包括提供一通讯模块,所述通信模块与控制模块相连,用于传 输用电设备信息和控制信息。优选地,所述方法还包括提供一控制后台,所述控制后台与通信模块相连,用于处 理用电设备信息和发送控制信息。由于采用上述的技术方案,本发明的有益效果如下本发明的充电站为不同的用电设备提供了便捷的充电服务,同时能够对充电状态 和充电能源的分配进行合理配置;多绕组变压器可以根据不同的用电设备的用电需求把电能装换为用电设备需要 的电压,为不同的用电设备在充电站充电成为可能;丰富的用电设备信息为用电设备提供了多种选择,全方面的服务使得充电站更加 人性化;用电端口组兼容了不同设备的充电端接口,例如两脚充电端口或者三角充电端 口,使得用电设备及时、便捷的充电;提供多种选择的控制面板,方便用电设备根据需要选择相应的功能,同时通过付 费选项快速、高效的完成付费;控制后台通过通信模块发送的指令信号直接对所有开关组、充电端口组进行管 理,防止漏电、偷电或者是火灾等情况发生;通过开关组的两级开关以及各种电力安全装置的保护作用,能正确的使用电能,并防止开关组在转换的时候产生电弧;用于实现解决在电能切换时产生电能不稳定,或者 安全隐患等问题。

为更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的附图,然而 所附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。图1为本发明的充电站管理系统原理框图;图2为本发明的充电站终端面板的示意图;图3为本发明的充电站的示意图;图4为本发明的充电站管理方法的流程图。
具体实施方式下面结合附图,通过对本发明的具体实施方式
详细描述,将使本发明的技术方案 及其他有益效果显而易见。本发明是为用电设备提供充电的充电站,满足不同的用电设备对不同电能的要 求,充分地利用电能。参见图1至图3,本发明的充电站管理系统至少包括电能转换模块、控制模块以 及充电端口组;电能模块把分布式能源或者大电网的高压电能转换为适合多种用电设备电能需 要的标准等级电压并输出;分布式能源或者大电网的高压电能转换是通过多绕组变压器进 行相应标准等级电压的转换,相应的标准等级可以按照用电设备的电能要求划分;例如,用 电设备可以按照电动车、蓄电池或者移动通讯设备等划分,相应标准等级的电能则把高压 电110KV或者50KV的电压转换为380V、220V或者15V等;转换后的电能输出为多组不同标 准等级电压的输电线,并连接至电站的输出环路输电线端,由控制模块控制电能的供给;上述分布式能源可使用天然气、煤层气等清洁燃料,也可以利用沼气、焦炉煤气等 废弃资源,甚至利用风能、太阳能、水能等可再生能源;分布式能源主要特征主要有以下几 个方面高效性,分布式能源可用发电后工质的余热来制热、制冷,因此能源得以合理的梯 级利用,可根据自己所需来向电网输电和购电,从而可提高能源的利用效率(可达60% 90% );环保性,采用天然气做燃料或以氢气、太阳能、风能为能源,可减少有害物的排放总 量,减轻环保的压力;大量的就近供电减少了大容量远距离高电压输电线的建设,由此减少 了高压输电线的电磁污染,也减少了高压输电线的线路走廊和相应的征地面积,减少了对 线路下树木的砍伐;能源利用的多样性,由于分布式能源可利用多种能源,如洁净能源(天 然气)、新能源(氢)和可再生能源(生物质能、风能和太阳能等),并同时为用户提供电、 热、冷等多种能源应用方式,因此是节约能源、解决能源短缺、能源危机和能源安全问题的 一种很好的途径;调峰作用,夏季和冬季往往是电力负荷的高峰时期,此时如采用以天然气 为燃料的燃气轮机等热、冷、电三联供系统,不但可解决冬夏季的供热与供冷的需要,同时 也提供了一部分电力,由此可降低电力峰荷,起到了电力调峰的作用;安全性和可靠性,当 大电网出现大面积停电事故时,具有特殊设计的分布式发电系统仍能保持正常运行。控制模块包括处理单元以及执行单元;控制模块控制充电站电能的供给,并为用电设备提供相对应的充电电能标准等级的转换动作;处理单元接收用电设备产生的控制信 号或者其它控制信号,以及处理单元根据控制信号发送相应的控制信号于执行单元,执行 单元根据控制信号完成相对应的开关转换动作;用电设备的用电量信息通过用电信号传递 给处理单元,并计算电费;该处理单元可以是微处理芯片、专属控制芯片或者是通用芯片, 上述其它控制信号可以由接下来介绍的控制后台发送的控制信号或者是控制面板所发送 的控制信号;上述执行单元为开关组,该开关组至少包括第一开关组和第二开关组,电能传输 通过电能装换模块降压输出多组不同电压标准等级,依次通过第一开关组和第二开关组; 处理单元发送的控制信号,分别使得第一开关组控制电能向充电端口组供电,第二开关组 控制充电端口组向用电设备充电;同时在第一开关组和第二开关组处设有各种电力安全装 置,例如过电流保护器、过载保护器、继电器和熔断器等;通过开关组的两级开关及上述电 力安全装置的保护作用,能正确的使用电能,并防止开关组在转换的时候产生电弧;同时解 决在电能切换时产生电能不稳定或者安全隐患等问题。充电端口组包括多种接口的充电端口,例如两脚充电端口或者三角充电端口等, 根据用电设备的连接端口选择合适的充电端口进行充电,方便用电设备充电。上述充电站还包括控制面板、通信模块以及控制后台;控制面板,其为用电设备提供电能输出选择单元、充电时间选择单元、电能供应源 选择单元和收费模式选择单元;上述各单元中至少还包括充电时间、充电等级、充电量、付 费方式、充电接口的选择、充电方式的选择、电能源以及电价等不同选项的选择;控制面板 把上述所有选项中的用电设备信息所产生控制信号发送至控制模块中的处理单元,然后执 行单元根据处理单元所产生的控制信号执行相应的动作;上述电能源选项为用电设备提供不同的分布式能源的选择,电价选项根据不同的 分布式能源选择提供不同的充电价位,充电时间选项根据用电设备的需求选择充电时间, 充电量的选项根据用电设备的需求提供相应的电能,充电等级选项根据用电设备的电能要 求提供不同的电能标准等级(例如380V、220V或者15V等),付费方式选项根据采用传统的 插卡付费或者是通过移动支付等形式付费的付费信号通过通讯模块发送至控制后台,充电 接口的选择的选项根据用电设备连接端口的不同而选择,充电方式的选择的选项根据用电 设备的要求是直接充电还是其它方式充电,是否应急处理的选项根据用电设备是否需要在 极短的时间获得电能而提供应急充电或者提前停止向供电设备供电;通讯模块把控制模块所接收到的用电设备信息所产生的控制信号及时的传输给 控制后台,以及控制模块所获得的用电设备的用电量信息通过通讯模块传输给控制后台, 或者把控制后台发送的控制信号传输给控制模块;控制后台向控制模块发送控制信号,同时监控充电端口组、统计用电设备的电能 用量和控制开关组,或者对接收到控制模块所发送的信号进行处理;控制后台配合控制面 板对用电设备供电,控制面板通过控制模块控制第二开关组对用电设备的配电,同时该控 制模块通过通讯模块发送相应的信号于控制后台,该控制后台接收到相应的信号则向控制 模块返回控制信号并控制第一开关组对充电端口组的配电;控制后台与金融系统如银行等 缴费系统连接,对控制面板通过控制模块经过通讯模块所发送的付费信号进行处理,并相 应扣去用电设备用户的充电费用;控制后台在电站发生突发情况时,能够对所有的开关组、充电端口组进行管理,防止漏电、偷电或者是火灾等情况发生。上述充电站管理系统可以包括多个充电端口设置在供电环路上,同时为多个不同 的用电设备提供电能;充电站使用分布式新能源,兼容多种不同的用电设备,提高电能的使 用率,为用电设备提供及时、可靠以及优质的电能;同时使用电能有助于改善环境。参见图4,本发明充电站管理方法的流程图,包括如下步骤首先,步骤Si,提供充电端口组,用于提供充电接口 ;步骤S2,提供与所述充电端口组相连的控制模块,所述控制模块根据接收的用电 设备信息产生相应的控制信号及根据所述控制信号执行相应的动作并管理所述充电端口 组;该控制模块包括提供处理单元和与处理单元相连的执行单元,该处理单元用于处 理用电设备信息产生控制信号及计算电费,该执行单元用于根据所述处理单元产生的控制 信号执行相应的动作;该用电设备信息包括充电等级、充电时间、充电量、付费方式、充电接口的选择、充 电方式的选择、是否应急处理、电能源以及电价选项的选择;该执行单元为开关组,所述开关组至少包括第一开关组,用于控制电能向充电端口组供电;以及第二开关组,用于控制充电端口组向用电设备充电;步骤S3,提供与所述控制模块相连的电能转换模块,所述电能转换模块将能源转 换为符合用电设备需求的电能,再将电能输出到所述充电端口组。步骤S3还包括S31 提供一多绕组变压器,对分布式能源或者大电网的高压电能转换为适合多种 用电设备电能需要的标准等级电压并输出;用电设备可以按照电动车、蓄电池或者移动通 讯设备等划分,相应标准等级的电能则把高压电110KV或者50KV的电压转换为380V、220V 或者15V等;S32:电能输出为多组不同标准等级电压的输电线,并连接至电站的输出环路输电 线端。上述方法还包括提供一控制面板,所述控制面板与所述控制模块相连,用于实现人机交互;该控制 面板包括电能输出选择单元、充电时间选择单元、电能供应源选择单元和收费模式选择单元。上述方法还包括提供一通讯模块,所述通信模块与控制模块相连,用于传输用电设备信息和控制 fn息;该通讯模块把控制模块所接收到的用电设备信息所产生的控制信号及时的传输 给控制后台,以及控制模块所获得的用电设备的用电量信息通过通讯模块传输给控制后 台,或者把控制后台发送的控制信号传输给控制模块;上述方法还包括提供一控制后台,所述控制后台与通信模块相连,用于处理用电设备信息和发送 控制信息;
该控制后台处理接收控制模块发送的用电设备的信号,同时控制后台发送控制信 号监控充电端口组、统计电能用量和控制开关组; 该控制后台处理接收控制面板通过通讯模块发送的付费信号,控制后台与金融系 统如银行等缴费系统连接并相应的扣去用电设备用户的充电费用。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能 因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范 围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种充电站管理系统,其特征在于,至少包括电能转换模块,用于将能源转换为符合用电设备需求的电能;充电端口组,与所述电能转换模块相连,用于提供充电接口 ;控制模块,与所述电能转换模块和充电端口组相连,用于处理所述用电设备信息产生 控制信号及根据所述控制信号执行相应的动作并管理所述充电端口组。
2.根据权利要求1所述的充电站管理系统,其特征在于,所述电能转换模块至少包括 多绕组变压器,用于把能源转换为用电设备需要的电压。
3.根据权利要求1所述的充电站管理系统,其特征在于,所述用电设备信息包括充电 等级、充电时间、充电量、付费方式、充电接口的选择、充电方式的选择、是否应急处理、电能 源以及电价选项的选择。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的充电站管理系统,其特征在于,所述控制模块至 少包括处理单元,用于处理用电设备信息产生控制信号及计算电费;与处理单元相连的执行单元,用于根据所述处理单元产生的控制信号执行相应的动作。
5.根据权利要求4所述的充电站管理系统,其特征在于,所述执行单元为开关组,所述 开关组至少包括第一开关组,用于控制电能向充电端口组供电;以及第二开关组,用于控制充电端口组向用电设备充电。
6.根据权利要求1所述的充电站管理系统,其特征在于,所述电能包括分布式能源提 供的电能。
7.根据权利要求1所述的充电站管理系统,其特征在于,所述充电端口组至少包括两 脚充电端口或者三角充电端口,并连接电能与用电设备。
8.根据权利要求4所述的充电站管理系统,其特征在于,所述充电站系统还包括控制 面板,所述控制面板与所述控制模块相连,用于实现人机交互。
9.根据权利要求8所述的充电站管理系统,其特征在于,所述控制面板包括电能输出 选择单元、充电时间选择单元、电能供应源选择单元和收费模式选择单元。
10.根据权利要求4所述的充电站管理系统,其特征在于,所述充电站系统还包括通讯 模块,所述通信模块与控制模块相连,用于传输用电设备信息和控制信息。
11.根据权利要求10所述的充电站管理系统,其特征在于,所述充电站系统还包括控 制后台,所述控制后台与通信模块相连,用于处理用电设备信息和发送控制信息。
12.一种充电站管理方法,包括如下步骤步骤Si,提供充电端口组,用于提供充电接口 ;步骤S2,提供与所述充电端口组相连的控制模块,所述控制模块根据接收的用电设备 信息产生相应的控制信号及根据所述控制信号执行相应的动作并管理所述充电端口组;步骤S3,提供与所述控制模块相连的电能转换模块,所述电能转换模块将能源转换为 符合用电设备需求的电能,再将电能输出到所述充电端口组。
13.根据权利要求12所述的充电站管理方法,其特征在于,所述用电设备信息包括充 电等级、充电时间、充电量、付费方式、充电接口的选择、充电方式的选择、是否应急处理、电能源以及电价选项的选择。
14.根据权利要求12所述的充电站管理方法,其特征在于,步骤S2中提供的控制模块 包括提供处理单元和与处理单元相连的执行单元,所述处理单元用于处理用电设备信息产 生控制信号及计算电费,所述执行单元用于根据所述处理单元产生的控制信号执行相应的 动作。
15.根据权利要求14所述的充电站管理方法,其特征在于,所述提供的执行单元为开 关组,所述开关组至少包括第一开关组,用于控制电能向充电端口组供电;以及第二开关组,用于控制充电端口组向用电设备充电。
16.根据权利要求12所述的充电站管理方法,其特征在于,所述方法还包括提供一控 制面板,所述控制面板与所述控制模块相连,用于实现人机交互。
17.根据权利要求16所述的充电站管理方法,其特征在于,所述控制面板包括电能输 出选择单元、充电时间选择单元、电能供应源选择单元和收费模式选择单元。
18.根据权利要求12所述的充电站管理方法,其特征在于,所述方法还包括提供一通 讯模块,所述通信模块与控制模块相连,用于传输用电设备信息和控制信息。
19.根据权利要求18所述的充电站管理方法,其特征在于,所述方法还包括提供一控 制后台,所述控制后台与通信模块相连,用于处理用电设备信息和发送控制信息。
全文摘要
一种充电站管理系统,至少包括电能转换模块,用于将能源转换为符合用电设备需求的电能;充电端口组,与所述电能转换模块相连,用于提供充电接口;控制模块,与所述电能转换模块和充电端口组相连,用于处理所述用电设备信息产生控制信号及根据所述控制信号执行相应的动作并管理所述充电端口组。本发明的充电站为不同的用电设备提供了便捷的充电服务,同时能够对充电状态和充电能源的分配进行合理配置。
文档编号H02J7/00GK102118042SQ200910239648
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者李磊, 穆范全 申请人:深圳先进技术研究院
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1