一种模块化大规模电动自行车直流充电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，属于电动自行车充电领域。
【背景技术】
[0002]一方面，电动自行车作为一种经济实惠、节能环保的短途交通工具已经得到了广泛的应用，尤其是在劳动密集型企业或者中小城镇中，电动自行车基本上是主要的交通工具。但另一方面，由于自身电池容量的限制，电动自行车需要经常充电。综合上述两个因素，如何满足大规模电动自行车的充电成为市场上的必然需求。
[0003]传统上，这种需求一般通过小区、工厂的停车棚来满足。最简单也是最多的解决方案是在停车棚内提供多个220Vac的交流电源插座，各电动自行车使用自带的充电器进行充电。不过，该解决方案是粗放式的，存在着效率低、资源浪费、经济效益不高、不利管理等缺点。
【发明内容】
[0004]为了解决现有大规模电动自行车存在的效率低、资源浪费、经济效益不高的问题，本发明提出了一种可利用太阳能来提高经济效益的模块化的大规模电动自行车直流充电系统。
[0005]一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，由充电控制柜、蓄电池、安装在停车棚上的太阳能电池板以及可按需扩充的充电器插头组成；
所述直流充电系统的充电控制柜内设有多个系统组成模块，包括有AC/DC双向变流模块、单相电能质量控制模块、太阳能电池板至蓄电池的充电控制器模块、可扩充的多路充电器模块和防反二极管组成；所述太阳能电池板至蓄电池的充电控制器模块与蓄电池连接；所述蓄电池与多个可扩充的多路充电器模块连接；所述充电控制器模块与所述太阳能电池板连接；所述可扩充的多路充电器模块与所述可扩充的充电器插头连接；
所述充电控制柜中的单相电能质量控制模块，主要有无源滤波单元和无功补偿单元组成；该模块并联至AC/DC双向变流模块的输出端；
所述可扩充的多路充电器模块内设有控制器，所述控制器连接16路独立的充电回路；所述每个充电回路连接两个等级充电电压，包括36V等级充电电压和48V等级充电电压；所述防反二极管数量为两个，一个位于太阳能电池板至蓄电池的充电控制器模块与蓄电池连接处，另一个位于蓄电池与可扩充的多路充电器模块连接处。
[0006]上述一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述AC/DC双向变流模块的AC侧连接至单相电网220V交流电。
[0007]上述一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述AC/DC双向变流模块的DC侧连接至蓄电池；
上述一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述充电系统中的充电器插头上设有电子定时单元模块。
[0008]上述一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述充电系统中的充电器插头上设有电压等级选择开关模块。
[0009]上述一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述充电系统中的蓄电池和太阳能电池板数量为多个。
[0010]上述一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述充电控制柜中可安装12个多路充电器模块。
[0011]本发明的有益效果是:
1、每个多路充电器模块以一片TI公司的TMS320F28335作为控制核心，实现16路独立的充电回路控制。每个充电回路有两个可选的充电电压等级，分别对应电动自行车常用的36V和48V两个电池电压等级，最大充电电流2A。每个充电控制柜中最多可安装12个多路充电器模块，实现多种充电电压选择，扩大使用范围。
[0012]2、采用太阳能电池板节能环保、降低充电成本、减少对电网依赖。
[0013]3、充电控制柜中的AC/DC双向变流模块，采用单相全桥变流器结构，AC侧连接至单相电网220V交流电，DC侧连接至蓄电池。该模块既可向蓄电池充电，也可将蓄电池的电能回馈到电网中，多余电能回馈电网、提高经济效益。
[0014]4、模块化设计，降低制造成本。
[0015]5、系统的单相电能质量控制模块设有无源滤波单元和无功补偿单元组成。该模块并联至AC/DC双向变流模块的输出端，用于确保充电控制柜输入/输出的电能质量，提高充电效果。
[0016]6、电子定时单元模块实现定时充电功能的同时、限流保护，保障充电安全。
【附图说明】
[0017]附图1是本发明各组成部分的接线原理图。
[0018]附图2是充电控制柜的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]如图所示附图1给出了本直流充电系统各组成部分的接线图。
[0020]其中，AC/DC双向变流模块(I)、单相电能质量控制模块(2)、太阳能电池板至蓄电池的充电控制器模块(3)、可扩充的多路充电器模块(5)和防反二极管(8)几个部分组成一个充电控制柜(附图2)，作为整个充电系统的核心。
[0021]本发明具体实施时，可根据附图1划分为几个不同的功能部分，下面将对这个几个功能部分进行详细描述。
[0022]太阳能电池板(7)、充电控制器模块(3)、防反二极管(8)和蓄电池(4)组成了蓄电池充电回路。具体实施时，由充电控制器控制充电电流和电压，以便做到快速、高效的为蓄电池充电。为了更加充分的利用太阳能电池板产生的电能，充电控制器在白天时始终保持工作状态。
[0023]充电器插头(6)、多路充电器模块(5)、防反二极管(8)和蓄电池(4)组成了电动自行车充电回路。具体实施时，充电控制柜中的多路充电器模块可以根据实际需求配置。每个多路充电器模块以一片TI公司的TMS320F28335作为控制核心，实现16路独立的充电回路控制。每个充电回路都采用TMS320F28335的一路PWM输出、一路AD (电流控制)和一路外扩AD (电压控制)实现，可以实现智能三段式充电:恒流充电阶段、恒压充电阶段和涓流充电阶段。而且每个充电回路有两个可选的充电电压等级，分别对应电动自行车常用的36V和48V两个电池电压等级，该选择开关设置在充电器插头(6)上。充电器插头上自带的电子定时单元可以设置充电时间，防止电动自行车电池过冲，作为额外的电动自行车充电保护环节。
[0024]AC/DC双向变流模块(I)、单相电能质量控制模块(2)和蓄电池(4)组成了蓄电池与电网电能双向交换环节。具体实施时，电能流向是以蓄电池上存储的电量作为控制参考值，即:将蓄电池存储的电量分为两个参考值:向电网回馈电量参考值和电网充电电量参考值，其中，电网回馈电量参考值大于电网充电电量参考值。当蓄电池电量大于电网回馈电量参考值时，AC/DC双向变流模块处于逆变并网状态，将太阳能电池板产生的多余电能回馈至电网；当蓄电池电量小于电网充电电量参考值时，AC/DC双向变流模块处于变流充电状态，向蓄电池充电，以确保电动自行车电池充电所需的电能。电网回馈电量参考值和电网充电电量参考值可根据实际情况调整。电能质量控制模块，主要有无源滤波单元和无功补偿单元组成。该模块并联至AC/DC双向变流模块(I)的输出端，用于确保充电控制柜输入/输出的电能质量。
[0025]这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。
【主权项】
1.一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，由充电控制柜、蓄电池、安装在停车棚上的太阳能电池板以及可按需扩充的充电器插头组成； 所述直流充电系统的充电控制柜内设有多个系统组成模块，包括有AC/DC双向变流模块、单相电能质量控制模块、太阳能电池板至蓄电池的充电控制器模块、可扩充的多路充电器模块和防反二极管组成；所述太阳能电池板至蓄电池的充电控制器模块与蓄电池连接；所述蓄电池与多个可扩充的多路充电器模块连接；所述充电控制器模块与所述太阳能电池板连接；所述可扩充的多路充电器模块与所述可扩充的充电器插头连接； 所述充电控制柜中的单相电能质量控制模块，主要有无源滤波单元和无功补偿单元组成；该模块并联至AC/DC双向变流模块的输出端； 所述可扩充的多路充电器模块内设有控制器，所述控制器连接16路独立的充电回路；所述每个充电回路连接两个等级充电电压，包括36V等级充电电压和48V等级充电电压； 所述防反二极管数量为两个，一个位于太阳能电池板至蓄电池的充电控制器模块与蓄电池连接处，另一个位于蓄电池与可扩充的多路充电器模块连接处。
2.如权利要求1所述的一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述AC/DC双向变流模块的AC侧连接至单相电网220V交流电。
3.如权利要求1所述的一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述AC/DC双向变流模块的DC侧连接至蓄电池。
4.如权利要求1所述的一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述充电系统中的充电器插头上设有电子定时单元模块。
5.如权利要求1所述的一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述充电系统中的充电器插头上设有电压等级选择开关模块。
6.如权利要求1所述的一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述充电系统中的蓄电池和太阳能电池板数量为多个。
7.如权利要求1所述的一种模块化大规模电动自行车直流充电系统，其特征在于，所述充电控制柜中可安装12个多路充电器模块。
【专利摘要】本发明一种可利用太阳能来提高经济效益的模块化的大规模直流充电系统，主要由包含多个模块化部件的充电控制柜、蓄电池、太阳能电池板以及多路充电器插头组成。本直流充电系统能够利用太阳能电池板产生的电能对电动自行车充电，并将多余的电能反馈回电网，提高了整个系统的经济效益。本直流充电系统最大可以同时给192台电动自行车充电。
【IPC分类】H02J7-02, H02J7-00
【公开号】CN104578269
【申请号】CN201410812880
【发明人】朱晓鹰, 林志颖, 丁博宇, 王义忠
【申请人】镇江长河电力技术有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月24日