专利名称：一种充电设备、储能装置及充电站的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电动力领域，尤其涉及一种充电设备、储能装置及充电站。
背景技术：
在国际原油价格不断攀升以及国家提倡环保的形势下，使用电动车的呼声 越来越高。现有电动车寿交多的使用蓄电池组存储电能，并在电动车缺电时通过 充电设备从电网补充电能，以给电动车提供动力。
图1示出了现有电动车充电的工作原理，交流-直流(AC/DC)充电拒将电 网提供的交流电压转换为直流电压给电动车充电。为了提高单次充电的行驶里 程，电动车通常需要配备更大容量的蓄电池组，但对大容量的蓄电池组充电时
间长，不利于电动车的推广应用。因此，需要"f是高充电设备的输出功率以达到 快速充电的目的，但提高充电设备的输出功率的同时对电网的功率要求也相应 提高。例如实现400V/600A的快速充电，输出功率为240KW，电网功率的需 求已经很高，若同时有4台电动车需要快速充电，则输入功率将高达1000KW, 如此高的电网功率需求使电动车充电站的大规4莫应用非常困难。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种充电设备，旨在解决现有的充电设 备充电慢，对电网的功率要求高，导致电动车充电站难以大规模应用的问题。 本实用新型实施例是这样实现的， 一种充电设备，所述设备包括 储能充电单元，将电能转换成直流电压放电输出；
储能装置，与所述储能充电单元连接，储存所述储能充电单元放电输出的 电能；以及直流-直流充电拒，与所述储能装置连接，利用所述储能装置放电输出的电 能对外充电。
本实用新型实施例的另一目的在于提供一种采用上述充电设备的充电站。 本实用新型实施例的另 一 目的在于提供一种应用于上述充电设备的储能装
置，储存输入的电能，将储存的电能放电输出。
本实用新型实施例在没有充电需求时对储能装置慢速充电，利用充满电的
储能装置对电动车进行快速充电，有效的降低了充电站建设对电网的需求，有
助于电动车充电站的大规模应用。
图l是现有电动车充电的工作原理图2是本实用新型实施例提供的充电设备的结构图3是本实用新型实施例提供的AC/DC充电拒的结构图4是本实用新型实施例提供的储能装置的结构图5是本实用新型实施例提供的DC/DC充电拒的结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图 及实施例，对本实用新型进^f亍进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型实施例中，在没有充电需求时对充电设备的储能装置慢速充
电，当需要对电动车充电时利用充满电的储能装置对电动车进行快速充电，可 以有效提高电动车的充电速度，降低充电站建设对电网的需求。
图2示出了本实用新型实施例提供的充电设备的结构，为了便于说明，仅 示出了与本实用新型实施例相关的部分。
储能充电装置21将电能转换成直流电压放电输出，对储能装置22充电。作为本实用新型的一个实施例，除了连接电网外，还可以采取太阳能(充电站
顶棚铺设太阳能电池板)和风能(充电站顶部装风力发电机)对储能装置22 进行电能补充，将太阳能或者风能转化为电能存储在储能装置22，由于这两种 能源特点是发电时间不连续，发电功率不恒定，与储能装置22中的电池组配合 起来使用效果很好。
以下以交流-直流(AC/DC)充电拒作为储能充电装置21为例进行描述。 AC/DC充电拒连接电网，将电网的交流电压转换成直流电压。储能装置22 与AC/DC充电拒连接，储存AC/DC充电拒放电输出的电能。直流-直流(DC/DC ) 充电拒23与储能装置22连接，利用储能装置22放电输出的电能对待充电电动 车(EV)充电，将储能装置22放电输出的直流电压信号进行稳压处理后输出 给电动车。
作为本实用新型的一个实施例，储能装置22可以为蓄电池，由于铁电池具 备能够安全的大倍率充、放电特性，因此优选铁电池。
当空闲时，AC/DC充电柜通过电网对储能装置22进行慢速充电，当有电 动车需要充电时，利用已经充满电的储能装置22对电动车进行快速充电。储能 装置22对电动车快速充电时无需电网4是供高额电力。同时，多配备储能装置 22即可满足多台电动车同时快速充电的要求，有效降低了充电设备对电网的要 求，易于建立充电站。若利用夜间或电网低谷期进行充电，还能够节省大量电 力资源。
图3示出了本实用新型实施例提供的AC/DC充电柜的结构，为了便于说明 仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
漏电断路器连接在电网与隔离变压器之间，当漏电时，切断通过电网输入 至隔离变压器的交流电压信号，从而提供电源输入保护功能。
隔离变压器与漏电断路器连接，隔离电网，对电网的交流电压进行电压变 换后输出。当然，不考虑漏电影响时，隔离变压器也可以直接与电网连接。
整流滤波模块与隔离变压器连接，对经隔离变压器处理后的交流电压信号进行整流滤波后输出。
多个并联连接的组成至少一个充电模块组，充电模块组与整流滤波模块连
接，利用整流滤波模块整流滤波输出的直流电压信号对外充电。以储能装置22 的电压范围为400V至500V, DC/DC充电拒23的输出为400V/600A, AC/DC 充电拒的输出为500V/60A为例，充电才莫块组中的每个充电模块可以提供 400V-500V范围内恒流10A充电。
交流-直流充电拒主控板与充电模块组连接，控制充电模块的开启，调节充 电模块组的充电电流。交流-直流充电拒主控^1可以根据充电需求控制开启不同 数量的充电模块，实现充电电流的调节。作为本实用新型的一个实施例，交流-直流充电拒主控板还可以通过CAN总线对外保持通信。
辅助电源与交流-直流充电柜主控板连接，向交流-直流充电拒主控板提供 工作电压。
图3示出了本实用新型实施例提供的储能装置的结构，以蓄电池为例，为 了便于说明仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
蓄电池组由多节蓄电池，例如锂离子电池串联组成，蓄电池组的单次放电 容量不低于电动车内蓄电池组的充电容量，电压范围才艮据充电需求确定，例如 400V-500V。
电池管理器与蓄电池组连接，控制蓄电池组充、放电通路的通断，对蓄电 池组内的每节电池进行电压、电流、温度、湿度的监控，保障蓄电池组充放电 安全。
充电继电器连接在AC/DC充电拒与电池管理器之间，在电池管理器的控制 下，实现储能装置22与AC/DC充电拒之间充电通路的通断。
放电继电器连接在电池管理器与DC/DC充电拒23之间，在电池管理器的 控制下，实现储能装置22与DC/DC充电拒23之间放电通路的通断。
当对蓄电池组充电时，电池管理器控制充电继电器开启，使蓄电池组与 AC/DC充电柜组成充电回路。当蓄电池组的总电压达到电压范围的上限电压，例如500V,或者单节电池的电压高于充电上限电压时，电池管理器控制充电继 电器关闭，停止对蓄电池组充电。
在蓄电池组放电(对电动车充电)时，电池管理器控制放电继电器开启， 使蓄电池组与DC/DC充电拒23组成放电回路。放电过程中在蓄电池组总电压 降到电压范围下限值，例如400V,或单节电压低过放电下限电压时，电池管理 器控制放电继电器关闭，蓄电池组停止放电。
作为本实用新型的一个实施例，可以在电池管理器与DC/DC充电拒23之 间连接一个预充电^各，使蓄电池组连接DC/DC充电拒23时不会产生浪涌电流。
作为本实用新型的一个实施例，储能装置22还包括电池均衡器，连接蓄电 池组，在蓄电池组闲置时，电池均衡器工作，才企测偏离平均电压较多的电池， 对其进行均衡处理，修复蓄电池组内电池电压的一致性，保持充放电性能。
图4示出了本实用新型实施例提供的DC/DC充电拒的结构，为了便于说明 仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
多个并联连接的充电模块组成的充电模块组，充电模块组连接储能装置 22，将储能装置22放电输出的电能输出，实现对电动车的充电。以储能装置 22的电压范围为400V至500V， DC/DC充电拒23的输出为400V/600A, AC/DC 充电拒的输出为500V/60A为例，每个充电^f莫块实现400V-500V范围内恒流10A 充电。
直流-直流充电拒主控板与充电模块组连接，控制充电模块组中充电模块的 开启，调节充电模块组的充电电流。直流-直流充电拒主控板根据需要可以控制 开启不同数量的充电模块，实现充电电流的调节。作为本实用新型的一个实施 例，直流-直流充电柜主控板还能通过CAN总线对外保持通信。
辅助电源与直流-直流充电拒主控板连接，向直流-直流充电拒主控板提供 工作电压。
在本实用新型实施例中，AC/DC充电拒和DC/DC充电拒23中的充电模块 均采用非隔离的降压(BUCK)拓朴电路，对电池充电时是连续的电流，且效率高达96%以上，并且由于采用的恒流控制方式，多块充电模块可直接并联，
无需专门的均流电3各。
作为本实用新型的一个实施例，AC/DC充电拒和DC/DC充电拒23中的充 电模块也可以有其它变型的替代方案，例如采用升压电路时，虽然在蓄电池组 对电动车充电时电压会下降，但仍被充电模块升压至电动车电池组电压之上， 从而保持充电电流恒定，无需蓄电池组总电压最低值大于电动车充满电压，可 以减少蓄电池拒电池串联数量，4旦需要增加蓄电池拒的容量，保障完成对电动 车充电完成时蓄电池组总电压不会将至放电下限。
在本实用新型实施例中，对于AC/DC充电拒、DC/DC充电拒23中充电模 块数量的配置亦可根据实际情况调整。
另夕卜，储能装置22可以是独立的系统，例如可以准备多个储能装置预先充 好电待用，当有电动车需要充电时，即可与DC/DC充电拒23连接使用。同时， 可以在储能装置22配备多组蓄电池组满足更加频繁的电动车充电需求。而且， 蓄电池组可利用夜间电网低谷时充电，平衡电网负荷，降低使用成本。
显然，可以采用本实用新型建设各种电动车充电站，便于电动车充电站大 规傲用。
本实用新型实施例在现有直接供电式充电设备中增加了储能装置，在没有 充电需求时对储能装置慢速充电，利用充满电的储能装置对电动车进行快速充 电，有效的降低了充电站建设对电网的需求，有助于电动车充电站的大规模应 用。同时，采用多模块并联方式，冗余性好、可靠性高，充电电流便于调节， 利用电网低谷期充电时还能节省电力资源。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型， 凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应 包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种充电设备，其特征在于，所述设备包括储能充电装置，将电能转换成直流电压放电输出；储能装置，与所述储能充电单元连接，储存所述储能充电单元放电输出的电能；以及直流-直流充电柜，与所述储能装置连接，利用所述储能装置放电输出的电能对外充电。
2、 如权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述储能充电单元为交流 -直流充电拒，所述交流-直流充电拒包括隔离变压器，对电网的交流电压进行电压变换后输出；整流滤波模块，与所述隔离变压器连接，对所述隔离变压器输出的交流电 压信号整流滤波后输出；多个并联连接的充电模块组成的充电模块组，与所述整流滤波模块连接， 利用所述整流滤波模块整流滤波输出的直流电压信号对外充电；交流-直流充电拒主控板，与所述充电模块组连接，控制充电模块的开启，调节所述充电4莫块组的充电电流；以及辅助电源，与所迷交流-直流充电根主控板连接，向所迷交流-直流充电冲巨 主控板提供工作电压。
3、 如权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述储能装置包括 多节蓄电池串联组成的至少一个蓄电池组；电池管理器，与所述蓄电池组连接，控制所述蓄电池组充、放电通路的通断;.充电继电器，连接在所述交流-直流充电拒与电池管理器之间，在所述电池 管理器的控制下，实现所述储能装置与所述交流-直流充电拒之间充电通路的通断；以及放电继电器，连接在所述电池管理器与直流-直流充电拒之间，在所述电池管理器的控制下，实现所述储能装置与所述交流-直流充电拒之间放电通路的通断。
4、 如权利要求3所述的充电设备，其特征在于，所述蓄电池为铁电池。
5、 如权利要求3所述的充电设备，其特征在于，所述^f诸能装置还包括 电池均衡器，连接蓄电池组，在蓄电池组闲置时，检测偏离平均电压较多的电池并进4亍均衡处理。
6、 如权利要求3所述的充电设备，其特征在于，所述储能装置还包括 预充电路，与所述放电继电器连接。
7、 如权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述直流-直流充电拒包括多个并联连接的充电模块组成的充电模块组，连接所述储能装置，将所述 储能装置放电输出的电能输出；直流-直流充电拒主控板，与所述充电模块组连接，控制充电模块的开启， 调节所述充电^^莫块组的充电电流；以及辅助电源，与所述直流-直流充电拒主控板连接，向所述直流-直流充电拒 主控板提供工作电压。
8、 一种包含权利要求1至7任一权利要求的充电设备的充电站。
9、 一种应用于权利要求1的充电设备的储能装置，储存输入的电能，将储存的电能》文电llr出。
10、 如权利要求9所述的储能装置，其特征在于，所述输入的电能由太阳 能或者风能转化。
专利摘要本实用新型适用于电动力领域，提供了一种充电设备、储能装置及充电站，所述设备包括储能充电装置，将电能转换成直流电压放电输出；储能装置，与所述储能充电单元连接，储存所述储能充电单元放电输出的电能；以及直流-直流充电柜，与所述储能装置连接，利用所述储能装置放电输出的电能对外充电。本实用新型在没有充电需求时对储能装置慢速充电，利用充满电的储能装置对电动车进行快速充电，有效的降低了充电站建设对电网的需求，有助于电动车充电站的大规模应用。
文档编号H02J7/00GK201312133SQ20082021289
公开日2009年9月16日 申请日期2008年10月29日 优先权日2008年10月29日
发明者张建华, 彬 郭 申请人:比亚迪股份有限公司