专利名称：分布式充电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种分布式充电系统，尤指一种将充电站设置于电动载具停靠站 的分布式充电系统。
背景技术：
一般车辆主要以石化燃料作为动力来源，由于石油资源有限，而石化燃料燃烧除 了会产生废气污染空气外，也连带排放出大量二氧化碳等温室气体，造成全球暖化现象恶 化。因此，将车辆、船舶等载具电动化，取代石化燃料的使用，已成为一项蓬勃发展的新兴产 业。电动载具发展推广的关键因素为电池性能、成本以及充电便利性。电池应具备高 能量密度、高电力密度、快速充电与深度放电等性能，传统铅酸电池与镍氢电池在这些性能 表现上并不优异，电动车辆往往必须耗费十余小时才能够完成充电，致使消费者对电动载 具的接受度极低。为解决充电问题，市场因而衍生出电池交换站营运模式，驾驶者前往交换站，即可 持低电力电池交换回完成充电的电池。然而，这种模式已浮现诸多缺点，除了交换电池的质 量无法控管外，单一电动载具需要多组备用充电电池，造成电池使用数量倍增。一般电池价 格约占电动载具成本五成以上，多组电池导致成本更为高昂。故而电池交换站模式并不符 合实务需求。为了提高电池续航力，设计上往往会将储电容量尽量提高，然而如此一来，使得电 池的价格与重量体积一并增加，连带使得电动载具成本无法降低，并因电池无法轻量化，而 影响其续航力。锂铁电池为甫问世的储能装置，具备高安全性、长寿命、具有大电流/高功率输 出、快速充电等优异特性，充电速率可高达12C，完成充电仅需5分钟，充电时间大幅降低。 然其搭载于电动载具时，仍具有上述价格与重量体积等技术问题。有鉴于此，本案设计人特别提出一种全新的充电系统架构，其跳脱以往设计桎梏， 将可解决上述技术问题，以促使电动载具更为普及化。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种分布式充电系统，其可节省电动载具的额外充电时 间，同时可减少储能装置的储电容量，降低储能装置的价格与重量体积，从而降低电动载具 成本，并使其构造更为轻巧化，而降低运作用电，提高储能装置续航力。为达上述目的，本实 用新型揭示一种分布式充电系统，其适用于对一装设于电动载具的储能装置进行充电，该 电动载具配置于一载具运作区域内行驶，该载具运作区域间隔设置有数个停靠站，用以提 供该电动载具停泊，该分布式充电系统包括多数个充电站，该些充电站分别设置于该些停 靠站；以及多数个分别设置于该些充电站的快速充电装置，该些快速充电装置用以对该电 动载具的储能装置进行快速充电。[0009]其中，所述快速充电装置的充电速率都高于1C。其中，所述电动载具的储能装置为一快速充电型储能器，以接受快速充电装置的 快速充电，此快速充电型储能器可为一快充型锂铁电池或一超级电容器。于一具体实施例，所述载具运作区域包括一路径，电动载具沿此路径往复行驶，该 些停靠站沿此路径设置。其中，该电动载具为一电动巴士、一电动汽车、一电动机车、一电动自行车、一电动 施工车、一电动堆高机、一电动搬运车或一电动船舶。与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为本实用新型藉由将充电站设 置于电动载具的停靠站，使电动载具以各个停靠站的充电站快速及时地补充电力，系可节 省额外充电时间，同时并可减少储能装置的储电容量，降低储能装置的价格与重量体积，从 而降低电动载具成本，并使其构造更为轻巧化，而降低运作用电，提高储能装置续航力。以上的概述与接下来的详细说明及附图，皆是为了能进一步说明本实用新型为达 成预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本实用新型的其它目的及优点，将在后续的 说明及图式中加以阐述。
图1为本实用新型分布式充电系统的第一具体实施例的系统架构示意图； 图2为电动载具以快速充电装置进行充电的系统架构示意图； 图3为本实用新型分布式充电系统第二具体实施例的系统架构示意图； 图4为本实用新型分布式充电系统第三具体实施例的系统架构示意图；以及 图5为本实用新型分布式充电方法的步骤流程图。 标号说明
10,40,70分布式充电系统
II、12、13、14、15、41、42、71、72充电站
III、112、113、121、131、141、151快速充电装置 411、421、711、712、721、722 快速充电装置 1210 控制模块 1212 电源转换模块 1214 配电模块 20、50、80 电动载具 22 储能装置 24 控制器 26 电机系统 30,60,90 载具运作区域 31、32、33、34、35、61、62、91、92 停靠站 315 外部电源 R 路径 S1US12 各个步骤流程具体实施方式
本实用新型提出一种分布式充电系统，其主要特点在于电动载具运作区域停靠站 广设充电站，以于短暂停泊时，进行快速充电，不仅将省去额外的充电时间，并可据以改变 电动载具的储能装置必须具备高储电容量的固有设计。首先，请参阅图1以及图2，图1为本实用新型之分布式充电系统的第一具体实施 例系统架构示意图，图2为电动载具以快速充电装置进行充电的系统架构示意图。如图所 示，一电动载具20配置于一载具运作区域30内行驶，载具运作区域30间隔设置有数个停 靠站(31、32、33、34、35)，用以提供电动载具20短暂停泊。电动载具20装设有一储能装置 22，以供应运作用电，分布式充电系统10用以对储能装置22进行充电。分布式充电系统10包括数个充电站(11、12、13、14、15)，分别设置于停靠站(31、 32、33、34、35)。每一充电站均设置有至少一快速充电装置，用以对电动载具20的储能装置 22进行快速充电。其中充电站11设有快速充电装置(111、112、113)，充电站12设有快速 充电装置121，充电站13设有快速充电装置131，充电站14设有快速充电装置141，充电站 15设有快速充电装置151。如图例显示，当电动载具20行驶至停靠站32时，即可使用停靠 站32的充电站12所设置的快速充电装置121充电。在此简明阐述电动载具20的充电架构。图2中，电动载具20包括一储能装置22、 一控制器24以及一电机系统26。电动载具20泛指电动巴士、电动汽车、电动机车、电动自 行车、电动施工车、电动堆高机、电动搬运车、电动船舶等使用纯电能驱动的电动载具。储能 装置22用以储存电能，供应电动载具20运作用电，其为一快速充电型储能器，可接受快速 充电。实务上，此快速充电型储能器可选用一快充型锂铁电池或一超级电容器。特别说明 的是，所述快速充电系指充电速率达到1C以上。控制器24用以进行电能管理，而电机系统 26包括电动载具20内部动力驱动模块与功能模块，储能装置22的电力经由控制器24输出 至电机系统26。快速充电装置121可达成1C以上的充电速率，包括一控制模块1210、一电源转换 模块1212以及一配电模块1214。快速充电装置121连接于一外部电源315，以取得电力对 储能装置22进行充电。控制模块1210为控制处理核心，控管电源转换模块1212与配电模 块1214的运作。外部电源315通常为一交流电源，电源转换模块1212将交流电转换为直 流电，经由配电模块1214以预定传输模式输出至储能装置22。由于本案技术重点并非充电架构与电动载具构造，因此仅对快速充电装置121与 电动载具20作简要说明，其技术细节便不再多作赘述。如图1所示的本案第一具体实施例中，载具运作区域30配置有一路径R，停靠站 (30、31、32、33、34、35)沿路径R设置。具体来说，此实施例呈现一大众运输工具应用模式， 电动载具20为一电动巴士，其沿固定路径R往复行驶，于各个停靠站(31、32、33、34、35)短 暂停泊，让乘客上下车。在此同时，便可利用个别充电站(11、12、13、14、15)进行快速充电。 如此便不必占用额外的充电时间，使得充电程序更为便捷。再者，基于快速充电的便利性，电动巴士充电一至两分钟，即可行驶20公里以上， 于电力用尽前可再于任一停靠站补充电力。因此将可改变其固有设计，将储能装置22的储 电容量减少为一半或更低，如此一来，便可降低储能装置22的价格与重量体积，使电动载 具20的成本连带降低，并使其构造轻巧化，而降低运作用电，提高储能装置22续航力。[0045]接着，请参阅图3，本实用新型之分布式充电系统的第二具体实施例的系统架构示 意图。如图所示，此实施例的分布式充电系统40呈现一仓储中心应用模式，载具运作区域 60为一仓储中心，电动载具50为一电动堆高机或搬运车，用以搬运货物。载具运作区域60 设置有停靠站(61、62)，可供电动载具50停靠。分布式充电系统40于停靠站(61、62)分别 设有充电站(41、42)，其分别设置有一快速充电装置(411、421)，提供电动载具50进行快速 充电。请参阅图4，本实用新型之分布式充电系统的第三具体实施例的系统架构示意图。 此实施例分布式充电系统70呈现一户外园区应用模式，载具运作区域90为一户外园区，电 动载具80为一电动游园车，用以搭载游客。载具运作区域90设置有停靠站(91、92)。分布 式充电系统70于停靠站(91、92)分别设有充电站(71、72)，其分别设置有二快速充电装置 (711、712、721、722)，当电动载具80停靠，让游客上下车期间，即可进行快速充电。于又一具体实施例，本实用新型亦可应用于电动船舶，于河流、湖泊沿岸的船舶停 靠站设置充电站，提供电动船舶使用充电站的快速充电装置进行充电。于再一具体实施例， 本实用新型可应用于建筑工地，于施工车辆停靠站设置充电站，提供电动施工车(例如挖 土机等机具)进行快速充电。除了上述各个实例外，本案可广泛应用于任何使用电动载具 的场所，例如物流中心、购物中心、工厂厂区、机场、高尔夫球场等。最后以一分布式充电方法作本案技术总结说明。请参阅图5，分布式充电方法的步 骤流程图，其相关系统架构请同时参照图1。此分布式充电方法适用于对一装设于一电动载 具20的储能装置22进行充电，此电动载具20配置于一载具运作区域30内行驶，载具运作 区域30间隔设置有停靠站(31、32、33、34、35)，用以提供电动载具20停泊。如图所示，此分 布式充电方法包括下列步骤首先，于载具运作区域30的停靠站(31、32、33、34、35)分别设置一充电站(11、12、 13、14、15)，每一充电站设置有一个或多个快速充电装置(步骤S11)；以及其次，于电动载 具20行驶至停靠站(31、32、33、34、35)其中之一停靠站32时，以此停靠站32的充电站12 所设置的快速充电装置121对储能装置22进行快速充电，所述快速充电为充电速率达到1C 以上(步骤S12)。综上所述，本案分布式充电系统将充电站设置于电动载具的停靠站，使电动载具 以各个停靠站的充电站快速及时地补充电力，如此即可省去额外的充电时间。同时，基于此 充电模式，将可减少储能装置的储电容量，降低储能装置的价格与重量体积，从而降低电动 载具成本，并使构造更为轻巧化，而提高储能装置续航力。故而本案将有助于促使电动载具 的使用更为普及。
权利要求一种分布式充电系统，适用于对一装设于电动载具的储能装置进行充电，其特征在于，该电动载具配置于一载具运作区域内行驶，该载具运作区域间隔设置有数个停靠站，用以提供该电动载具停泊，该分布式充电系统包括多数个充电站，该些充电站分别设置于该些停靠站；以及多数个分别设置于该些充电站的快速充电装置，该些快速充电装置用以对该电动载具的储能装置进行快速充电。
2.根据权利要求1所述的分布式充电系统，其特征在于，该载具运作区域包括一路径， 该电动载具沿该路径往复行驶，该些停靠站沿该路径设置。
3.根据权利要求1所述的分布式充电系统，其特征在于，该些快速充电装置的充电速 率都高于1C。
4.根据权利要求1所述的分布式充电系统，其特征在于，该电动载具的储能装置为一 快速充电型储能器，以接受该些快速充电装置的快速充电。
5.根据权利要求4所述的分布式充电系统，其特征在于，该快速充电型储能器为一快 充型锂铁电池或一超级电容器。
6.根据权利要求1所述的分布式充电系统，其特征在于，该电动载具为一电动巴士、一 电动汽车、一电动机车、一电动自行车、一电动施工车、一电动堆高机、一电动搬运车或一电 动船舶。
专利摘要一种分布式充电系统，其适用于对电动载具进行充电，且此电动载具配置于内部设置有多数个停靠站的载具运作区域内行驶。此分布式充电系统包括多数个充电站以及多数个快速充电装置，该些充电站分别设置于该些停靠站，而快速充电装置则分别设置于该些充电站，用以对电动载具的储能装置进行快速充电。藉此，电动载具行驶期间，可藉由任一停靠站的充电站快速及时地补充电力，不仅可以省去额外充电时间，同时可减少储能装置的储电容量，降低储能装置的价格与重量体积，从而降低电动载具成本，并使其构造更为轻巧化，而提高储能装置续航力。
文档编号H02J7/00GK201656511SQ20102013385
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者张豪中, 杨良智, 郑耀宗 申请人:美商电能动力科技集团公司